山东农业大学张民、刘之广课题组：氮素缓释改变土壤团聚体稳定性、胡敏酸分子组成和玉米养分吸收
施用缓控释肥料增产增效的研究已被大量报道，主要集中在氮素释放与作物氮素需求同步，减少氮素流失，减缓盐基离子流失，从而提高作物氮素吸收和作物生产力。然而，长期施用缓控释肥料影响土壤环境，提高作物产量的机制尚未深入研究，特别是对胡敏酸分子组成、土壤团聚体水稳定性的影响，以及这些变化对作物氮素吸收和产量的影响。因此，基于华北平原11年长期定位试验，探讨了缓控释肥对土壤胡敏酸分子组成（图1），团聚体水稳性（图2）和作物氮素吸收（图3）的影响。研究的主要结果如下:
与普通尿素CUF2处理相比，控释掺混尿素CRF2处理的土壤胡敏酸分子组成中H/C、O/C提高 9.1%和17.6%，MWa, DBEa 和 AIa 降低6.2%,18.9%和25.7%。范式图进一步说明了不同氮肥处理条件下HA的分子组成（图1）。CRF2处理的脂质类、木质素类、蛋白质类和碳水化合物类的相对丰度分别为42.0%、31.0%、11.0%和6.9%，CUF2处理的脂质类相对丰度为76.1%。
图1 CUF2（A）和CRF2（B）中土壤胡敏酸的分子组成
透射电镜TEM和能谱扫描EDS的结果表明，CRF中微小的非晶态团絮、片状和低密度物质结合的更牢固，明确了土壤粘土-腐殖质复合体的增加（图2）。因此，在300kg N ha-1时，与CUF处理相比，CRF处理显著改善了土壤团聚体特性：粒径大于0.25mm的团聚体含量增加9.6%，平均重量直径增加19.8% ，几何平均直径增加21.7%。
图2 CUF2（A, C和E）, CRF2（B, D和F）的TEM和EDS图像
在玉米灌浆期，相同施氮量下，CRF处理比CUF处理的土壤NH4+-N和NO3−-N含量总和显著提高23.3%~24.5%，玉米基部茎秆伤流率显著提高12.8%~18.2%，伤流氮素传递率显著提高60.6%~87.7%（图3）。
图3 玉米大喇叭口期和灌浆期的伤流速率
结构方程模型SEM分析表明，CRF处理对土壤结构（P=0.629）和土壤养分含量（P =0.707）的直接影响比CUF处理更高（图4）。土壤结构直接和间接的影响作物氮素吸收。在潜变量中，氮素吸收（P=0.673）对产量的影响最大。
图4 SEM展示了氮肥类型，物理结构，土壤养分和氮素吸收对玉米籽粒的直接和间接影响