近日,山東省農(nóng)科院資環(huán)所新型肥料創(chuàng)制創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)與果樹(shù)所在Agriculture,Ecosystems and Environment(中科院1區(qū)Top期刊,IF=6.6)聯(lián)合發(fā)表了題為“Severe nitrogen leaching and marked decline of nitrogen cycle-related genes during the cultivation of apple orchard on barren mountain”的研究論文,揭示了荒山改建蘋(píng)果園不同施氮策略對(duì)土壤氮素淋失及氮循環(huán)基因的影響。


本研究連續(xù)開(kāi)展5年施肥定位試驗(yàn),主要采用淋溶盤監(jiān)測(cè)和土壤宏基因組測(cè)序技術(shù),研究了在荒山新建坡地蘋(píng)果園分別采用包膜尿素、水肥一體化、果園生草等能減少肥料氮淋失的產(chǎn)品和技術(shù),明確其對(duì)果園土壤中氮轉(zhuǎn)化、有效性與遷移淋溶的影響,并探討了果園相關(guān)微生物功能基因變化情況。


研究結(jié)果表明,施用無(wú)機(jī)氮肥的各處理,總氮淋溶率占總氮肥投入量的16.5%~30.7%;在同等施氮量的情況下,水溶肥處理的氮淋失率最高(20.2%~29.0%),而生草處理和包膜尿素處理的氮淋失率顯著較低(分別為17.0%~24.9%和15.2%~24.5%)。果園栽培過(guò)程中,氮素循環(huán)相關(guān)基因豐度顯著下降(17.1%~18.8%),但在組成上沒(méi)有明顯變化;樹(shù)脂包膜尿素處理和傳統(tǒng)農(nóng)民施肥處理的N2O排放風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)基因豐度最高;土壤pH值、土壤速效氮、有機(jī)質(zhì)和電導(dǎo)率對(duì)土壤關(guān)鍵氮循環(huán)功能的影響呈負(fù)相關(guān)。該研究為建立果園的配套應(yīng)用技術(shù)、優(yōu)化施肥策略提供了數(shù)據(jù)支撐。


微電極的應(yīng)用:使用丹麥unisense微電極系統(tǒng)測(cè)試荒山蘋(píng)果園土壤中的氧剖面圖,其中的氧微電極的型號(hào)是0X50,微電極的尖端插入到土中,以步徑100微米的距離于測(cè)量土中的溶氧濃度,測(cè)定土中的溶氧濃度的最深處的距離為5毫米。

圖.不同處理下淋溶液中總氮、NO3--N和NH4+-N含量(左側(cè)黑白圖)和土壤不同理化性質(zhì)N循環(huán)功能的Spearman相關(guān)分析(右側(cè)彩圖)


山東省農(nóng)科院資環(huán)所沈玉文博士為第一作者,沈玉文和果樹(shù)所馬亞男博士為共同通訊作者。該研究得到了山東省重大創(chuàng)新工程(2021CXGC010802)、泰山學(xué)者項(xiàng)目(tsqn202312289)及院創(chuàng)新工程(CXGC2022C06)項(xiàng)目的資助。