近日，土壤与农业环境创新团队在中国科技期刊卓越行动计划英文领军期刊Journal of Integrative Agriculture（中科院1区，IF=5.7）发表题为《Ammonium utilization in constrained soils: Mechanisms and multi-dimensional regulation pathways》的研究成果，系统梳理了酸性、盐碱和沙性三类典型障碍土壤铵态氮利用效率低的成因，厘清了不同土壤条件下铵态氮流失与转化的差异化制约机制，并据此提出多维增效调控技术框架。
氮素是作物生长最关键的限制性营养。铵态氮可直接被植物吸收利用，既是合成蛋白、核酸、光合物质的基础物质，也是调控根系发育、碳氮代谢基因表达的信号因子，决定作物氮利用效率与产量上限，适配未来高CO₂环境下C3作物养分供给需求。我国和全球大量酸性、盐碱、沙性障碍土壤保蓄铵态氮能力薄弱，极易引发氮素挥发、淋溶损失，不仅降低氮肥利用率，还带来农业面源污染，制约耕地稳产增产，亟须厘清差异化调控机制及改良策略。
该论文指出酸性土壤中铝锰离子竞争铵态氮吸附位点，且硝化菌群活性受抑制；盐碱土因高pH引发氨挥发，同时钠离子拮抗根系对铵离子的吸收；沙性土因黏粒和有机质缺乏，铵态氮易随水分淋溶损失。文章明确根鞘作为根—土—微生物交互界面，可局部富集氮素，是提升铵利用率的关键潜在靶点。在此基础上，研究提出四类调控路径：精准配施缓释肥、硝化/脲酶抑制剂、生物炭等改良物料，结合优化水肥管理，增强土壤固铵能力；配施钙、硅及纳米微量元素，缓解毒害离子对铵转运的抑制；筛选高表达AMT、GS/GOGAT基因的作物基因型，或通过基因工程强化根系吸铵能力及体内解毒同化效率；接种固氮菌、铵同化功能菌及菌根真菌，重塑土壤氮循环微生物群落。该成果为不同类型障碍土壤的培肥与作物改良提供了差异化方案，并为盐碱地、酸化耕地和沙性土壤实现稳产增产及养分高效利用提供理论依据与技术思路。
论文第一作者为土壤与农业环境创新团队研究生史效迪，通讯作者为李光杰研究员，李彦研究员、山东农业大学崔秀敏教授、澳大利亚墨尔本大学Herbert J. Kronzucker教授参与指导。研究工作得到国家自然科学基金面上项目、泰山学者工程青年专家项目、山东省生态农业技术体系岗位科学家项目等资助。
原文链接：
https://www.chinaagrisci.com/Jwk_zgnykxen/EN/10.1016/j.jia.2026.08.002
