曹晓燕 武爱莲 王劲松 董二伟 焦晓燕

（1山西大学生物工程学院，030006，山西太原；2山西农业大学（山西省农业科学院）资源环境学院，030031，山西太原）

氮是作物生长过程中最重要的元素之一，植物吸收的氮素被同化酶硝酸还原酶（NR）、亚硝酸还原酶（NiR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（GOGAT）合成同化后形成蛋白质、核酸和其他产物（酶、次生代谢产物和细胞膜组成成分），维持作物生长[1]。施氮是农业生产中提高作物产量以满足世界日益增长的人口对粮食需求的主要手段[2]。1994年以来我国每年氮肥（纯氮）施用量达2×107t以上，居世界之首，但氮肥利用率仅为30%～35%，远低于世界40%～60%的平均利用率[3]。据估计，到2050年世界氮肥需求量将从2020年的1.35亿t进一步增长到2.36亿t，而其中50%～70%的氮会从植物-土壤系统中流失[4-6]，过量施氮也会造成严重的环境问题[7]。在保证作物产量和品质的情况下，降低施氮量和提高作物氮素利用效率对于保障粮食安全、应对环境退化和气候变化至关重要[8-9]。

高粱（Sorghumbicolor）是我国重要的禾谷类作物之一，被广泛应用于饲料、酿造、生物质能源以及食品加工等领域[10]，也是非洲国家的主要粮食作物，具有较强的抗旱及耐盐碱等特性[11]。高粱根系能够分泌具有硝化抑制特性的化合物[12-14]，调节土壤中氨氧化古菌（AOA）和细菌（AOB）的种群，这可能导致高粱对施氮量的响应不敏感[15]；缺氮通过影响籽粒千粒重和穗粒数影响高粱产量，同时会提高氮肥利用效率[16]；在一定施氮量范围内植株氮积累量随施氮量增加而增加[17]；……