Reaktionsmerkmale des Stickstoffmetabolismus und der Ertragsbildung bei Raps, beeinflusst durch Silizium-Stickstoff-Synergie

Siliziumdefizienz ist in Böden im Südosten Chinas weit verbreitet und kann die Stickstoff(N)-Nutzungseffizienz sowie die Ertragsbildung bei Raps einschränken; daher zielte diese Studie darauf ab, ein durch Silizium(Si)-Düngung ermöglichtes N-Reduktionsfenster zu identifizieren und die zugrundeliegenden Mechanismen zu klären. Feldversuche wurden in Putian, Provinz Fujian (2023–2025) mit fünf Behandlungen durchgeführt: konventionelles N (T1, 300 kg·N·ha−1), konventionelles N plus Si (T1+Si, 150 kg·Si·ha−1) sowie drei N-Dosierungen (120 %, 80 % und 60 % des konventionellen N; T2+Si, T3+Si und T4+Si) bei fixer Si-Zufuhr. Ertrag, N-Nutzungseffizienz, pflanzliche physiologische Merkmale, Bodenqualitätsindex (SQI) und Stickstoff-Kreislauf-Ökosystem-Multifunktionalität wurden bewertet. Im Vergleich zu T1 steigerten T1+Si und T3+Si den Ertrag um 6,55 % bzw. 6,06 %, begleitet von höherer Trockenmasseverlagerung (27,20 % bzw. 34,60 %) und verbesserter N-Nutzungseffizienz (28,86 % bzw. 39,66 %). Der SQI erhöhte sich um 31,42 % (T1+Si) bzw. 33,03 % (T3+Si), während die Multifunktionalität des Stickstoffkreislaufs um 32,42 % bzw. 58,42 % anstieg. Korrelations- und Pfadanalysen zeigten, dass Si die Ertragsbildung förderte, indem es gleichzeitig Bodenbeschränkungen linderte (niedrigere Austauschbarkeitssäure und Al3+; höhere Kationenaustauschkapazität) sowie pflanzliche Assimilations- und Verteilungsprozesse verstärkte, wodurch potenzielle N-Verluste reduziert und der N-Kreislauf gestärkt wurden. Insgesamt erzielte die Anwendung von 150 kg·Si·ha−1 in Kombination mit einer 20%-igen N-Reduktion (240 kg·N·ha−1) stabile Ertragssteigerungen und koordinierte Verbesserungen der Bodenqualität, wodurch ein praktikables Düngungsfenster für ein Si-gestütztes N-Management in regionalen Raps-Systemen geschaffen wurde.