堅持土肥高效管理 促進區域農田生態系統可持續發展

建立了肥料氮素微生物同化過程的評價方法，明確了肥料氮素保持和轉化的驅動機制，為構建農田土壤氮素高效利用的管理模式奠定了理論基礎

長期以來，氮素高效利用都是農田潮棕壤土壤肥力管理的核心問題。由于外源無機氮素向土壤有機態氮的轉化是由微生物驅動的生物化學過程，只有加強肥料氮的微生物同化，才能減少無機氮在土壤中的積累，降低肥料氮素的損失風險。為突破評價外源氮素微生物的持續轉化特性的方法學瓶頸，依托于沈陽站的¹⁵N?同位素示蹤長期定位試驗，利用穩定微生物標識物（氨基糖）的“記憶效應”，建立了肥料氮素微生物同化過程的評價方法，從而定量指示肥料氮素的長期微生物轉化過程和積累能力。當平衡有效的能源、碳源和營養物質加入到土壤中后，微生物數量及其代謝活性迅速增加，同時伴隨大量的微生物代謝物（如氨基酸）和殘留物（如氨基糖）在土壤中積累，并可通過解聚礦化過程為作物和微生物持續提供可利用氮素，具有可高度循環性的氮素是土壤“有效氮過渡庫”的重要組成部分。土壤微生物通過體內周轉途徑中的“碳泵”增強“續埋效應”，從而實現對土壤養分同化的貢獻?！?span style="letter-spacing: 0px;">過渡態”氮素的解聚、礦化過程受土壤氮素水平的反饋調節。作物利用導致的土壤有效氮素含量下降是啟動過渡態有機氮解聚過程的必要條件，因而其礦化過程與作物需要相吻合，可滿足當季作物生長及后茬作物的氮素需求。因此，通過微生物能源和碳源調控手段，提高土壤中有機質的積累以及改善有機質活性，可提高無機氮素向“過渡態”氮素的轉化速率，增加“過渡態”有效氮素的容量，通過“以碳控氮，碳氮平衡”的過程控制，最終降低土壤氮素的損失（圖?3）。經過?10?年的覆蓋秸稈?-¹⁵N?肥料示蹤實驗，證實了土壤“有效氮過渡庫”對肥料氮素轉化和作物利用的調控作用。覆蓋秸稈通過促進微生物同化作用顯著增加了肥料氮素在土壤中的殘留，肥料氮素在耕層殘留的顯著增加促進了肥料氮素的再利用，降低了肥料氮素的淋失風險。