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，揭示了荒山改建蘋果園不同施氮策略對土壤氮素淋失及氮循環(huán)基因的影響。

本研究連續(xù)開展5年施肥定位試驗(yàn)，主要采用淋溶盤監(jiān)測和土壤宏基因組測序技術(shù)，研究了在荒山新建坡地蘋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%)，但在組成上沒有明顯變化；樹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)測試荒山蘋果園土壤中的氧剖面圖，其中的氧微電極的型號是0X50，微電極的尖端插入到土中，以步徑100微米的距離于測量土中的溶氧濃度，測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。