氮（N）和磷（P）是限制植物生长的两种重要营养元素。磷能够通过促进茶树根系吸收养分和参与茶树体内多种生理活动和代谢过程来提高茶叶产量，还能够通过调节总游离氨基酸的比例和茶多酚、γ-氨基丁酸（GABA）和蛋白质的含量来改善绿茶的品质。氮肥施用会改变磷的有效性和磷循环速率，从而影响作物对磷素的吸收和利用，但在不同生态系统、不同作物土壤中又存在较大差异。茶园长年施用化学氮肥，但茶园土壤具有显著的酸化及富铝特性，限制了我们对茶园土壤磷循环机制的认识。
近期，茶树营养与养分管理技术创新团队基于长期定位施肥试验，解析了土壤有效磷和磷循环相关微生物群落对长期施氮的响应机制。相关研究结果以发表在Journal of Environmental Management上。
该研究基于长期定位试验土壤样本，通过宏基因组技术分析了土壤磷循环相关基因丰度和微生物群落结构。研究表明，长期施用化学氮肥会导致土壤酸化，并加剧微生物的磷饥饿响应，表现为提高了土壤pstABCS高亲和性磷转运基因的丰度，表明施氮强化了土壤解磷微生物群落对磷资源的竞争。此外，施用氮肥虽然可以增强土壤无机磷的溶解，但同时也会削弱有机磷的矿化能力，总体上茶园土壤有机磷矿化能力的下降与磷有效性的降低有更强的相关性，因而长期施氮会导致土壤磷有效性的下降。此外，长期施氮导致的土壤酸化和有效磷含量下降也会导致参与磷循环的微生物群落结构发生显著变化。上述结果论证了在生产茶园中定期补充磷肥的必要性，为茶园平衡施肥和茶叶可持续生产提供了新的理论依据和科学支持。
博士研究生姜艳艳为论文第一作者，杨向德博士和阮建云研究员为通讯作者。该研究得到国家现代农业产业技术体系建设专项、国家重点研发计划项目以及中国农业科学院创新工程等项目支持。
