优化氮管理结合纳米肥料对指状粟养分动态及产量的影响研究

本文通过田间试验和盆栽研究，系统评估了常规与纳米氮肥（nano-N）和纳米锌肥（nano-Zn）协同施用对指状粟（Eleusine coracana）养分吸收、利用效率及产量的影响。研究发现，75%推荐氮量（RDN）结合叶面喷施纳米肥料（2 mL L-1）可显著提高氮磷钾锌吸收量（分别达39.32、7.01、39.86和86.34 kg ha-1），并获得与100% RDN相当的产量（3449 kg ha-1），同时减少氮素损失。该研究为雨养农业系统下的精准养分管理提供了创新方案。

　　

优化氮管理通过常规与纳米肥料对指状粟养分动态及产量的影响

引言

指状粟（Eleusine coracana）作为印度南部雨养农业区的重要气候韧性作物，其生产力受土壤肥力下降和锌（Zn）缺乏的严重制约。传统施肥方式存在养分利用率低（NUE<30%）和锌固定化等问题。纳米肥料因其高比表面积（20-50 nm）和靶向输送特性，为破解这些难题提供了新思路。

材料与方法

研究在班加罗尔AICRPDA中心开展（2021-2022年），采用双因素随机区组设计：4个氮水平（N₀至N₄：0-50 kg N ha^-1）与4种施肥方式（F₁-F₄），包括纳米氮（IFFCO Nano Urea）和纳米锌（IFFCO Nano Zn）叶面喷施（2 mL L^-1，35/55 DAS）。配套盆栽实验评估了生理响应。

结果

1. 养分吸收动态

   100%RDN+纳米处理使氮磷钾锌吸收达峰值（43.31、7.73、43.90和95.11 kg ha^-1），但75%RDN+纳米处理表现相当。叶面纳米锌使籽粒锌含量提升48%，优于土壤施锌（p<0.05）。

2. 产量形成

   100%RDN+纳米氮锌处理产量最高（3453 kg ha^-1），但75%RDN+纳米处理仅降低0.1%。回归分析显示锌吸收对产量解释度最高（R²=98.7%）。

3. 养分效率

   75%RDN+纳米处理实现最佳氮利用效率：农学效率（AE_N）53.80 kg kg^-1，表观回收率（ARE_N）60.76%，较常规施肥提升35%。

4. 生理机制

   纳米处理使叶绿素含量提升38%（7.77 mg g^-1 FW），抗氧化酶（CAT、POX、SOD）活性显著增强，其中超氧化物歧化酶（SOD）活性达0.094 U g^-1 FW。

讨论

纳米肥料通过三重机制提升效能：① 20-50 nm颗粒经气孔直接渗透；② 锌激活δ-ALAD酶促进叶绿素合成；③ 协同增强抗氧化系统。养分平衡分析显示，75%RDN+纳米处理使氮损失减少42%（7.46 kg ha^-1），显著优于100%RDN处理。

结论

75%推荐氮量结合纳米肥料叶面喷施可维持指状粟高产（>3400 kg ha^-1），同时提高氮利用效率15个百分点，降低环境风险。该模式特别适合印度半干旱区的雨养农业系统，未来需在更多生态区验证其稳定性。