研究揭示柳枝稷养分利用及其作物土壤养分平衡机制

　　柳枝稷（Panicum virgatum L.）是一种多年生草本，在边际土地上作为饲料或生物质能源作物具有巨大潜力。然而，多年生柳枝稷在我国半干旱沙荒地上的氮肥响应机制、施肥对饲草和能源品质的影响、种植过程和施肥对土壤养分循环的影响，以及土壤养分平衡和补偿机制尚缺少系统研究。因此，通过对柳枝稷不同氮肥用量和NPK养分亏缺试验研究，揭示柳枝稷在我国半干旱沙荒地上的养分响应机制及土壤养分平衡规律，对我国沙荒地种植柳枝稷及边际土地生态可持续发展具有重要意义。

　　中科院遗传所农业资源研究中心刘金铜研究员和韩立朴青年研究员与中国农业大学谢光辉教授等合作，在内蒙古科尔沁沙荒地开展大田试验研究，系统地揭示了柳枝稷的养分利用及其作物-土壤养分平衡机制。研究发现施用少量氮肥可显着提高柳枝稷粗蛋白（CP）含量，蛋白质产量和理论乙醇产量（p<0.05），收获时间影响了粗蛋白理论乙醇产量、酸性洗涤纤维（adf）和中性洗涤纤维（ndf）含量。在>60 kg N ha-1的氮肥施用量的情况下生物量并未显著提高。较低的施氮量足以产生优质草料和生物质，而不会对原料质量产生负面影响，同时避免了NO3-淋失的风险。低氮投入不仅维持了柳枝稷的生物量产量，还能有效保持内蒙古半干旱沙荒地的土壤氮平衡。

　　该研究揭示了柳枝稷在我国半干旱沙荒地种植对氮肥的响应机制及土壤养分平衡机制，为柳枝稷高品质、低投入、生态可持续及原料长期稳定供应提供了数据支撑了理论支持。

　　相关研究成果已于近期发表在国际学术期刊Field Crops Research（top期刊）和Industrial Crops & Products （top期刊）上，韩立朴青年研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目资助。

Fig.1 Switchgrass aboveground plant (AGP) nutrient concentration (A) and nutrient uptake (B) partitioning as determined by the fractions of leaf, stem, and panicle for late summer and early fall harvests (averaged across nitrogen rates and years). For each nutrient, different small letters indicate significant differences among plant organs at p≤ 0.05. The vertical bars denote standard errors.