氮磷协同施用改善盐碱钙质土壤中甘薯(Ipomoea batatas)的养分吸收与生产力

为解决盐碱钙质土壤中作物生长受限问题，研究人员通过田间试验探究了三种氮肥(N1-N3)与三种磷肥(P1-P3)的单独及交互作用对甘薯养分吸收、离子稳态及产量的影响。结果表明，硫酸铵(N3)与尿素磷酸盐(P3)联用显著提升叶片养分含量及块根产量，为盐碱地农业提供了优化施肥策略。

　　

在人口激增与耕地退化的双重压力下，埃及等发展中国家面临严峻的粮食安全问题。该国27-36%的农业用地属于高盐(EC 7.74-8.90 dS m^-1)、高钙(CaCO₃ 19.2-19.5%)的盐碱钙质土壤，其pH达7.54-8.4，导致养分固定与根系发育受阻。传统施肥策略在如此恶劣环境中收效甚微，特别是氮(N)和磷(P)的利用效率低下——尿素因挥发损失严重，而磷易与钙形成难溶化合物。针对这一难题，阿斯旺大学与开罗大学的研究团队以甘薯(Beauregard品种)为模型，系统评估了不同氮磷肥组合的改良效果，相关成果发表于《Scientific Reports》。

研究采用2022-2023年双季田间裂区试验，主要技术包括：(1)随机区组设计比较三种氮肥(硝酸铵NH₄NO₃、尿素、硫酸铵(NH₄)₂SO₄)与三种磷肥(过磷酸钙、磷酸一铵MAP、尿素磷酸盐UP)的交互效应；(2)ICP-OES测定叶片与块根宏/微量养分；(3)SPAD-502测定叶绿素相对含量；(4)离子稳态(K⁺/Na⁺等)分析。

叶片养分含量
硫酸铵(N3)显著提升叶片P、K、Ca含量(较尿素提高34.5%、11.4%、46.2%)，因其酸化根际促进养分溶解。尿素磷酸盐(P3)使叶片N、P、K达峰值(3.71%、2.23%、3.5%)，而过磷酸钙(P1)更利于Ca、Mg吸收，反映不同磷肥的化学特性差异。

离子稳态
硝酸铵(N1)与过磷酸钙(P1)联用使K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺比值提升426.8%、66.7%，表明NH₄⁺与Ca²⁺协同缓解钠毒害。

生理生长特性
尿素磷酸盐(P3)处理使叶面积(LA-P)增加18.4%，因其含酰胺态氮促进根系扩展；硫酸铵(N3)使SPAD值达62.4，优于尿素的55.3，归因于NH₄⁺促进叶绿素合成。

块根产量与品质
N3P3组合实现最高产量(20.09 t ha^-1)，较对照提升41.9%。块根Ca、Mg含量受硝酸铵(N1)显著提升，可能与NH₄⁺抑制Ca²⁺拮抗有关。

该研究首次系统验证了氮磷形态配伍对盐碱地甘薯的协同增益机制：酸性肥料(硫酸铵、尿素磷酸盐)通过降低根际pH和改善离子稳态，突破钙质土壤的养分固定瓶颈。实践意义在于为埃及等类似地区提供了"酸化优先"的施肥原则——避免使用加剧碱性的尿素，推荐MAP或UP配合铵态氮肥。理论层面，揭示了NH₄⁺-induced acidification(铵诱导酸化)与磷溶解度的剂量效应，为作物抗逆栽培提供了新思路。未来研究可深入解析根际微生物在养分活化中的作用，进一步优化施肥-微生物协同方案。