近日，山東省農科院資環所新型肥料創制創新團隊與果樹所在Agriculture,Ecosystems and Environment（中科院1區Top期刊，IF=6.6）聯合發表了題為“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基因的影響。

本研究連續開展5年施肥定位試驗，主要采用淋溶盤監測和土壤宏基因組測序技術，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品和技術，明確其對果園土壤中氮轉化、有效性與遷移淋溶的影響，并探討了果園相關微生物功能基因變化情況。

研究結果表明，施用無機氮肥的各處理，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，氮素循環相關基因豐度顯著下降(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農民施肥處理的N2O排放風險相關基因豐度最高；土壤pH值、土壤速效氮、有機質和電導率對土壤關鍵氮循環功能的影響呈負相關。該研究為建立果園的配套應用技術、優化施肥策略提供了數據支撐。

微電極的應用：使用丹麥unisense微電極系統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（左側黑白圖）和土壤不同理化性質N循環功能的Spearman相關分析（右側彩圖）

山東省農科院資環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新工程（2021CXGC010802）、泰山學者項目（tsqn202312289）及院創新工程（CXGC2022C06）項目的資助。