研究揭示柳枝稷養分利用及其作物土壤養分平衡機制

　　柳枝稷（Panicum virgatum L.）是一種多年生草本，在邊際土地上作為飼料或生物質能源作物具有巨大潛力。然而，多年生柳枝稷在我國半干旱沙荒地上的氮肥響應機制、施肥對飼草和能源品質的影響、種植過程和施肥對土壤養分循環的影響，以及土壤養分平衡和補償機制尚缺少系統研究。因此，通過對柳枝稷不同氮肥用量和NPK養分虧缺試驗研究，揭示柳枝稷在我國半干旱沙荒地上的養分響應機制及土壤養分平衡規律，對我國沙荒地種植柳枝稷及邊際土地生態可持續發展具有重要意義。

　　中科院遺傳所農業資源研究中心劉金銅研究員和韓立樸青年研究員與中國農業大學謝光輝教授等合作，在內蒙古科爾沁沙荒地開展大田試驗研究，系統地揭示了柳枝稷的養分利用及其作物-土壤養分平衡機制。研究發現施用少量氮肥可顯著提高柳枝稷粗蛋白（CP）含量，蛋白質產量和理論乙醇產量（p<0.05），收獲時間影響了粗蛋白理論乙醇產量、酸性洗滌纖維（adf）和中性洗滌纖維（ndf）含量。在>60 kg N ha-1的氮肥施用量的情況下生物量并未顯著提高。較低的施氮量足以產生優質草料和生物質，而不會對原料質量產生負面影響，同時避免了NO3-淋失的風險。低氮投入不僅維持了柳枝稷的生物量產量，還能有效保持內蒙古半干旱沙荒地的土壤氮平衡。

　　該研究揭示了柳枝稷在我國半干旱沙荒地種植對氮肥的響應機制及土壤養分平衡機制，為柳枝稷高品質、低投入、生態可持續及原料長期穩定供應提供了數據支撐了理論支持。

　　相關研究成果已于近期發表在國際學術期刊Field Crops Research（top期刊）和Industrial Crops & Products （top期刊）上，韓立樸青年研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金項目資助。

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.