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为探究沼液(BS)施用下叶片碳氮比(C/N)化学计量比等指标对氮素利用效率(NUE)的调控机制,研究人员开展不同沼液替代化肥比例的研究。结果显示 50% 沼液替代化肥显著提升 NUE 和产量。该成果为可持续农业提供施肥策略。
沼液(Biogas Slurry,BS)是一种富含养分的有机肥料,在作物生长过程中能稳定供应养分,维持养分平衡。养分平衡和效率的关键指标,比如养分比例,尤其是叶片碳氮(C/N)化学计量比,对于评估氮素利用效率(Nitrogen Use Efficiency,NUE)至关重要。然而,在施用沼液的情况下,叶片 C/N 化学计量比以及叶片氮(N)浓度和碳(C)含量调节 NUE 的机制尚不明确。
本研究考察了五种施肥策略,包括 100% 化肥(Chemical Fertilizer,CF),以及分别用 25%、50%、75% 和 100% 的沼液替代化肥,且所有处理的氮输入量相同,研究其对土壤 C、N、C/N 化学计量比,叶片 C、N、C/N 化学计量比、NUE 和谷物产量的影响。结果表明,与仅施用化肥相比,50% 沼液替代化肥显著(p < 0.001)增加了土壤 C(44.88%)、N(28.87%)和 C/N 化学计量比(23.65%)。这使得叶片 C 提高了 4.73%,C/N 化学计量比提高了 36.90%,同时叶片 N 降低了 19.24% 。结构方程模型显示,土壤 C/N 化学计量比的升高归因于土壤 N 的优化,进而降低了叶片 N,增加了叶片 C/N,使 NUE 提高了 32.29%,促进谷物产量提高了 24.36%。随机森林分析进一步证实,土壤 C/N 化学计量比和叶片 C/N 化学计量比是驱动 NUE 的关键因素。因此,建议采用 50% 沼液替代化肥,以减少化肥使用,提高 NUE,助力可持续农业发展。