近日，中國熱科院橡膠所植物營養(yǎng)團隊在葉面肥提高橡膠樹幼苗氮素利用效率方面取得新進展，研究通過微肥配施葉面氮肥調(diào)控“氮代謝→光合作用→根系發(fā)育”過程，揭示橡膠樹幼苗氮素增效新機制。
受高溫多雨、鐵鋁礦物含量較高等因素影響，橡膠林土壤通常氮素淋溶強烈，氮利用效率（NUE）低，特別容易發(fā)生在根系發(fā)育不完善和光合作用較弱的苗期。葉面噴施氮肥可快速補充氮素營養(yǎng)，但由于橡膠樹幼苗葉片致密、角質(zhì)層厚，單一噴施葉面氮肥難以整體提升樹體NUE。鑒于微量元素在氮轉(zhuǎn)運輔酶、光合系統(tǒng)組件合成、根系細(xì)胞分裂中的重要作用，團隊認(rèn)為配施微肥可激活葉面氮肥的氮代謝和同化過程，進而強化光合作用，提升NUE，促進橡膠幼苗生長。
本研究綜合運用中宇宙實驗和15N同位素示蹤技術(shù)，分析微肥對葉面氮肥的氮分配和NUE特征，并聯(lián)合結(jié)構(gòu)方程和隨機森林模型等方法，系統(tǒng)考察微肥通過氮代謝、光合作用、根系發(fā)育提升NUE的關(guān)鍵機制和預(yù)測因子。結(jié)果顯示，單獨施用葉面氮肥遵循收益遞減規(guī)律，氮積累、生物量和根系發(fā)育閾值出現(xiàn)在1%N處理。結(jié)構(gòu)方程模型表明，單施氮肥主要通過調(diào)控根系發(fā)育和氮素分配影響生物量形成，而過量施氮則會抑制蒸騰作用及氮向根系轉(zhuǎn)運，導(dǎo)致根系發(fā)育受阻。微肥配施則通過增強氮同化、光合作用與根系發(fā)育的協(xié)同，促進氮代謝過程，進而提升光合作用及NUE。隨機森林分析進一步識別出光合速率、蒸騰速率、莖-15N、根-15N、根形態(tài)為微肥增效的關(guān)鍵預(yù)測因子。本研究證明了微肥配施葉面氮肥在優(yōu)化橡膠樹幼苗氮代謝和NUE的有效性和機制，為橡膠林氮素高效管理提供了理論依據(jù)。
圖 葉面肥對橡膠樹幼苗生長的影響機制及預(yù)測因子示意圖
相關(guān)研究結(jié)果以“Spraying micronutrients improves nitrogen use efficiency and rubber tree (Hevea brasiliensis) seedling growth by enhancing the interplay of nitrogen metabolism, root development, and photosynthesis”為題發(fā)表于《Industrial Crops and Products》。中國熱科院橡膠所任常琦助理研究員為論文第一作者，王文斌研究員和中國熱科院環(huán)植所吳東明副研究員為共同通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)、國家自然科學(xué)基金、海南省自然科學(xué)基金等項目資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.121867
責(zé)任編輯：天然橡膠處
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