近日，山东省农科院资环所新型肥料创制创新团队与果树所在Agriculture,Ecosystems and Environment（中科院1区Top期刊，IF=6.6）联合发表了题为“Severe nitrogen leaching and marked decline of nitrogen cycle-related genes during the cultivation of apple orchard on barren mountain”的研究论文，揭示了荒山改建苹果园不同施氮策略对土壤氮素淋失及氮循环基因的影响。


本研究连续开展5年施肥定位试验，主要采用淋溶盘监测和土壤宏基因组测序技术，研究了在荒山新建坡地苹果园分别采用包膜尿素、水肥一体化、果园生草等能减少肥料氮淋失的产品和技术，明确其对果园土壤中氮转化、有效性与迁移淋溶的影响，并探讨了果园相关微生物功能基因变化情况。


研究结果表明，施用无机氮肥的各处理，总氮淋溶率占总氮肥投入量的16.5%~30.7%；在同等施氮量的情况下，水溶肥处理的氮淋失率最高(20.2%~29.0%)，而生草处理和包膜尿素处理的氮淋失率显著较低(分别为17.0%~24.9%和15.2%~24.5%)。果园栽培过程中，氮素循环相关基因丰度显著下降(17.1%~18.8%)，但在组成上没有明显变化；树脂包膜尿素处理和传统农民施肥处理的N2O排放风险相关基因丰度最高；土壤pH值、土壤速效氮、有机质和电导率对土壤关键氮循环功能的影响呈负相关。该研究为建立果园的配套应用技术、优化施肥策略提供了数据支撑。


微电极的应用：使用丹麦unisense微电极系统测试荒山苹果园土壤中的氧剖面图，其中的氧微电极的型号是0X50，微电极的尖端插入到土中，以步径100微米的距离于测量土中的溶氧浓度，测定土中的溶氧浓度的最深处的距离为5毫米。

图.不同处理下淋溶液中总氮、NO3--N和NH4+-N含量（左侧黑白图）和土壤不同理化性质N循环功能的Spearman相关分析（右侧彩图）


山东省农科院资环所沈玉文博士为第一作者，沈玉文和果树所马亚男博士为共同通讯作者。该研究得到了山东省重大创新工程（2021CXGC010802）、泰山学者项目（tsqn202312289）及院创新工程（CXGC2022C06）项目的资助。