氮肥形态对小麦生长及养分利用效率的差异化影响：基于钙质土壤的硝铵配比优化研究

本研究针对钙质土壤中氮肥利用率低下的问题，系统评估了不同NH4+/NO3-配比肥料对小麦生长及NUE（氮利用效率）的影响。研究发现，100%硝态氮（NP-CAN）处理显著提升氮磷钾利用效率（NUE 77%、PUE 87%、KUE 93%）及产量（4337 kg/ha），较铵态氮（DAP-Urea）增收42%，为钙质土壤小麦种植提供了经济高效的施肥方案。

　　

在干旱半干旱地区的钙质土壤中，小麦生产面临严峻挑战——高pH值、低有机质含量导致氮肥利用率不足50%，每年造成大量资源浪费和环境污染。这类土壤中，传统铵态氮肥（如尿素）易通过挥发损失，而硝态氮虽移动性强却可能加剧淋溶风险。如何通过优化氮肥形态配比破解这一难题，成为农业可持续发展的重要课题。

巴基斯坦费萨拉巴德农业大学土壤与环境科学研究所的Hafiza Maria Asghar Alvi团队在《Scientific Reports》发表研究，通过田间试验比较了四种NH₄⁺/NO₃^-配比肥料对小麦生长的影响。研究创新性地将氮磷肥料组合（DAP、NP）与氮源（尿素、CAN）交叉配伍，首次系统揭示了硝态氮主导的施肥方案对钙质土壤中N-P-K协同吸收的促进作用。

研究人员采用随机区组设计，在典型钙质壤土（pH 8.06，有机质0.8%）开展田间试验，测定农艺参数、养分含量及15项效率指标（如NARE、NAUE），并结合经济收益分析（BCR、VCR）评估方案可行性。

生长表现差异显著

硝态氮处理（NP-CAN）使小麦穗长增加21%（12.1 cm vs 10.0 cm），单穗粒数提升82%（40粒 vs 22粒），千粒重达42g，较铵态氮处理增产20%。值得注意的是，其根冠比（1.29）显著低于其他处理，表明硝态氮更利于光合产物向地上部分配。

养分吸收呈现协同效应

NP-CAN处理使植株总氮吸收量提升58%（256 mg/株），磷、钾吸收同步增加235%和230%。研究首次发现硝态氮通过激活磷酸盐转运蛋白基因，使PUE达87.3%（铵态氮仅76.1%），印证了NO₃^-作为信号分子调控P饥饿响应的假说。

效率指标全面优化

100%硝态氮使氮表观回收效率（NARE）达83%，较铵态氮提高186%。尽管其肥料利用效率（FUTE）降低7个百分点，但更高的生物量产出使农艺利用率（NAUE）提升33%（24 kg/kg）。

经济可行性突出

硝态氮方案净收益达63,112卢比/公顷，VCR（价值成本比）5.04远高于传统方案。这主要归因于产量提升与磷肥用量的优化——NP（硝酸磷肥）中P₂O₅水溶率达90%，显著减少钙质土壤中的磷固定。

该研究为钙质土壤小麦种植建立了"硝态氮主导、磷钾协同"的施肥新范式，其价值体现在三方面：①证实NO₃^-通过调控多养分转运通路提升N-P-K整体效率；②提出FSF（肥料胁迫因子）可作为钙质土壤施肥方案的筛选指标；③开发的NP-CAN组合兼具生态（减少NH₃挥发）与经济优势，为南亚类似地区提供可推广方案。未来研究可进一步解析NO₃^-信号通路与SPX家族基因的互作机制。