羊毛颗粒作为替代肥料的氮素供应能力及其对土壤生物活性的影响

本研究通过盆栽实验证明，羊毛颗粒(WP)作为有机氮肥可显著提升两种有机质含量(SOM 0.58% vs 1.84%)土壤的生物活性（FDA和β-葡萄糖苷酶活性），促进甜椒(Capsicum annuum L.)对氮素的吸收（N-uptake达2.34 mg/周），提高光合色素含量（Chl a/b）和气体交换参数（如净光合速率），且在低SOM土壤中生物量增幅达78%。其缓释特性（含11.2%角蛋白氮）为替代无机氮肥提供了可持续解决方案。

　　

引言
羊毛作为纺织业副产品常被废弃，但其高氮含量（11.2%角蛋白氮）和缓释特性使其成为潜在有机肥料。欧盟每年产生20万吨废弃羊毛，传统填埋处理造成资源浪费。本研究通过对比羊毛颗粒(WP)与无机氮肥(RN)对甜椒生长的影响，探讨其在两种有机质含量(SOM 0.58%和1.84%)土壤中的氮素供应机制。

材料与方法
实验采用随机区组设计，设置对照(CTRL)、参考氮肥(RN)和羊毛颗粒(WP)三组，每组4重复。WP添加量为4 g/盆（含407 mg N），RN每周提供1.4 mg N/株。监测指标包括：

1. 土壤活性：高锰酸盐可氧化碳(POXC)、荧光素二乙酸酯水解(FDA)和β-葡萄糖苷酶活性；
2. 植物生理：叶绿素含量指数(CCI)、光合速率、气孔导度；
3. 氮代谢：叶片总氮、NO₃
   ^?
   含量及氮利用效率(PNUE)。

结果

1. 土壤生物活性提升
   WP使低SOM土壤的FDA活性提高50%，β-葡萄糖苷酶活性增加31%，且NH₄
   ⁺
   +NO₃
   ^?
   -N含量显著高于对照（p<0.05）。高SOM土壤中酶活性增幅更显著（η²
   =0.54），表明有机质促进微生物对羊毛的降解。

2. 植物生长响应

• 生物量：WP处理下低SOM土壤的茎干重较对照增加78%，但高SOM土壤果实产量更高（2倍于低SOM）。
• 光合作用：WP使净光合速率提升2.46倍（低SOM），且Fv/Fm比值显示PSII光化学效率改善。
• 氮吸收：叶片总氮达4.93 mg/g（低SOM），PNUE为0.17 μmol m^?2
  s^?1
  。

讨论
羊毛的缓释特性减少了氮淋失风险，其降解产物（如氨基酸）直接参与GS-GOGAT循环，促进氮同化。低SOM土壤因高孔隙度加速矿化，而高SOM土壤通过持水性延长肥效。与Zheljazkov（2005）研究一致，羊毛可替代50%无机氮肥。

未来展望
需进一步量化羊毛在不同土壤中的矿化动力学，并优化其与微生物接种剂的协同效应。该研究为农业废弃物资源化提供了实证支持，契合欧盟2019/1009号有机肥料法规导向。