近日，西北农林科技大学农学院王东教授团队在《JOURNAL OF ENVIRONMENTAL MANAGEMENT》上发表题为“Optimizing soil profile nitrogen distribution alleviates nutrient limitations in wheat fields by influencing the microbial network and soil extracellular enzyme stoichiometry”的研究论文。该研究在我国西北地区开展为期四年的田间定位试验，对比了传统表层施肥与分层施肥模式的应用效果，为小麦绿色节氮栽培、提升耕地养分利用效率、实现粮食稳产与生态环保协同发展提供了坚实的理论支撑和实用的技术思路。
氮素是小麦生长发育需求量最大的营养元素，合理的氮素供应是保障小麦高产稳产的关键。当前，我国小麦主产区普遍存在施氮方式粗放、氮素在表层土壤过度聚集等问题，不仅造成氮肥淋溶流失和资源浪费，还易引发土壤养分失衡、根区养分供需错位，长期制约小麦产能提升与农田生态健康。如何科学调控土壤不同土层的氮素空间分配格局，从土壤-微生物-养分循环层面破解麦田养分限制难题，已成为小麦优质高效栽培领域亟待攻克的重要课题。
研究表明，与一次性表层施氮相比，分层施氮（N1-2-1，按1:2:1比例施于8、16和24 cm土层）适度减少了小麦开花期0~24 cm土层硝态氮的累积，提升了根际土壤速效磷含量与微生物生物量水平。胞外酶化学计量及矢量分析证实，该施肥模式能够缓解微生物氮限制，促使微生物将代谢资源更多投向碳和磷的获取过程，促进土壤养分周转。不同土壤生态位中的微生物多样性对施肥方式的响应存在显著差异，分层施氮可显著富集根际土壤中的变形菌门与担子菌门微生物类群。跨界微生物网络分析显示，分层施氮能够提升土壤微生物网络的复杂度、正向互作关系及网络连通性，其中根际土壤的提升效果尤为突出。偏最小二乘路径模型进一步证实，土壤理化性状与优势微生物类群可通过提升土壤胞外酶活性，间接促进小麦植株的氮素积累。
综上所述，分层施氮能够重塑土壤养分-微生物互作关系，缓解微生物的氮养分胁迫，增强微生物群落网络稳定性，最终实现提升小麦养分吸收效率、增加产量，同时减少表层土壤养分流失的双重效益。该研究成果为集约化小麦生产体系构建绿色、可持续的氮肥管理方案提供了科学依据。
农学院王东教授为论文通讯作者，博士研究生周杨为论文第一作者。该研究得到陕西省旱区农业重点实验室开放课题（2024ZY-JCYJ-02-30）、陕西省农业核心技术攻关重点项目（2025NYGG001）资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2026.129304
