【儀表網 儀表研發】近幾十年來，化肥的施用對作物增產起了至關重要的作用，但同時也會帶來土壤酸化，改變微生物群落等問題，因而在農業生產中通常被認為不具有可持續性。而化肥與有機肥配施不僅能帶來作物高產，還能很好地緩解土壤酸化，維持土壤微生物多樣性，被認為是農田施肥管理的策略。但是，以往關于施肥引起的土壤酸化問題很多都是在大尺度區域上的研究，并且大都發生在酸性土壤中，關于堿性土壤由長期施用化肥導致酸化的研究較少。此外，關于比較酸性和堿性土壤中真菌群落對長期施用化肥和有機肥不同響應的研究也很少。因此，將施肥策略與土壤本底pH、真菌群落以及農業生產之間的關系進行系統的研究具有重要意義。
中國科學院南京土壤研究所張佳寶課題組以七個長期定位施肥25年以上的田間試驗為研究平臺，分析了不施肥、施用化肥和化肥配施有機肥三個處理的作物產量、土壤養分以及真菌群落結構，揭示了基于土壤pH的施肥策略和真菌群落對農業生產的影響機制。研究發現，對于進賢、祁陽和沈陽的三個地點的酸性土壤(pH<5.70)，長期施用化肥后導致土壤pH降幅高達1.20個單位，而化肥配施有機肥使土壤pH顯著升高；化肥配施有機肥處理下作物產量的增幅明顯高于施用化肥處理；此外，化肥配施有機肥導致腐生真菌被孢霉(Mortierella)和Pseudaleuria的相對豐度顯著增加。酸性土壤中，土壤pH值與被孢霉(Mortierella)的豐度直接相關，且被孢霉(Mortierella)的富集對作物產量有直接積極的影響。對于鄭州、鹽亭、長武和阜康四個地點的堿性土壤(pH>8.11)，與不施肥相比，連續多年施用化肥對土壤pH的降幅多僅為0.29個單位，而化肥配施有機肥處理下土壤pH無顯著增加；施用化肥和化肥配施有機肥處理的作物產量基本一致，且均顯著增加了子囊菌(Ascomycota)的相對豐度。與酸性土壤不同，土壤有效磷和C:N比直接或間接地影響了堿性土壤的作物產量，而非土壤pH值。這些結果表明，農田施肥策略取決于土壤本底pH，酸性土壤必須采用化肥配施有機肥策略防止土壤酸化，而堿性土壤中合理的施用化肥仍能維持作物高產和土壤可持續性。該研究為優化不同地區的施肥策略和改善真菌群落以支持農業可持續發展提供了理論依據。
該研究成果發表在Agriculture, Ecosystems & Environment上。研究得到國家重點研發計劃項目(2016YFD0300802、2016YFD0200107)、國家自然科學基金(41807017、41471182、41530857、41671228)、中科院STS項目(KFJSTS-ZDTP-054)等資助。
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