氮（N）和磷（P）是限制植物生長的兩種重要營養元素。磷能夠通過促進茶樹根系吸收養分和參與茶樹體內多種生理活動和代謝過程來提高茶葉產量，還能夠通過調節總游離氨基酸的比例和茶多酚、γ-氨基丁酸（GABA）和蛋白質的含量來改善綠茶的品質。氮肥施用會改變磷的有效性和磷循環速率，從而影響作物對磷素的吸收和利用，但在不同生態系統、不同作物土壤中又存在較大差異。茶園長年施用化學氮肥，但茶園土壤具有顯著的酸化及富鋁特性，限制了我們對茶園土壤磷循環機制的認識。
近期，茶樹營養與養分管理技術創新團隊基于長期定位施肥試驗，解析了土壤有效磷和磷循環相關微生物群落對長期施氮的響應機制。相關研究結果以發表在Journal of Environmental Management上。
該研究基于長期定位試驗土壤樣本，通過宏基因組技術分析了土壤磷循環相關基因豐度和微生物群落結構。研究表明，長期施用化學氮肥會導致土壤酸化，并加劇微生物的磷饑餓響應，表現為提高了土壤pstABCS高親和性磷轉運基因的豐度，表明施氮強化了土壤解磷微生物群落對磷資源的競爭。此外，施用氮肥雖然可以增強土壤無機磷的溶解，但同時也會削弱有機磷的礦化能力，總體上茶園土壤有機磷礦化能力的下降與磷有效性的降低有更強的相關性，因而長期施氮會導致土壤磷有效性的下降。此外，長期施氮導致的土壤酸化和有效磷含量下降也會導致參與磷循環的微生物群落結構發生顯著變化。上述結果論證了在生產茶園中定期補充磷肥的必要性，為茶園平衡施肥和茶葉可持續生產提供了新的理論依據和科學支持。
博士研究生姜艷艷為論文第一作者，楊向德博士和阮建云研究員為通訊作者。該研究得到國家現代農業產業技術體系建設專項、國家重點研發計劃項目以及中國農業科學院創新工程等項目支持。
