优化氮肥施用和秸秆还田技术为途径的农业管理措施被认为是提升农业可持续性的有效手段,然而当前关于氮肥和秸秆还田对小麦产量和N_(2)O排放影响的研究仍十分有限。为此,本研究基于2000—2022年发表的关于长江中下游流域氮肥和秸秆投入...优化氮肥施用和秸秆还田技术为途径的农业管理措施被认为是提升农业可持续性的有效手段,然而当前关于氮肥和秸秆还田对小麦产量和N_(2)O排放影响的研究仍十分有限。为此,本研究基于2000—2022年发表的关于长江中下游流域氮肥和秸秆投入下小麦产量和N_(2)O排放变化的文献,运用随机森林建模,定量分析氮肥和秸秆还田对小麦产量和N_(2)O排放的影响,并结合情景设置进行了特定地点的小麦产量和N_(2)O排放模拟,同时评估了碳排放强度(CEE)和净生态系统经济效益(NEEB)。结果表明,建立的区域尺度小麦产量与N_(2)O排放对氮秸互作响应的随机森林模型,验证结果R^(2)分别为0.66和0.65,RMSE分别为0.70和1.11。结果表明施氮量和土壤有机质是影响小麦产量和N_(2)O排放的重要因素。综合来看,达到最大产量所需的氮肥量为208~212 kg hm^(-2),达到最小CEE所需的氮肥量为113~130 kg hm^(-2),达到最高的NEEB所需的氮肥量为202~205 kg hm^(-2),其中在6.75 t hm^(-2)的秸秆投入下施用202 kg hm^(-2)的氮肥可以获得最高的生态收益1.37万元。优化氮肥和秸秆投入具备减少作物碳排放强度并获得最大净生态环境效益的潜力。展开更多
明确长江中下游地区不同产量水平稻茬小麦氮素需求特征,可为小麦施肥管理提供理论依据。本研究通过在江苏开展的多年多点不同品种、氮肥水平以及播期播量的小麦试验,构建不同产量水平的实测数据集,分析不同产量水平下单位籽粒需氮量、...明确长江中下游地区不同产量水平稻茬小麦氮素需求特征,可为小麦施肥管理提供理论依据。本研究通过在江苏开展的多年多点不同品种、氮肥水平以及播期播量的小麦试验,构建不同产量水平的实测数据集,分析不同产量水平下单位籽粒需氮量、干物质积累量、植株氮积累量、氮浓度(植株氮浓度、秸秆氮浓度、籽粒氮浓度)、收获指数、氮收获指数和氮营养指数的变化规律。结果表明,不同产量水平下单位籽粒需氮量无显著差异,中低产的单位籽粒需氮量最高,其值为27.8 kg t–1;低产水平最低,其值为24.8 kg t–1。随着产量水平的提高,成熟期干物质积累量、植株氮积累量、植株氮浓度均呈上升趋势,不同产量水平间差异显著。小麦产量与植株氮积累量呈显著正相关,播种期—拔节期、拔节期—开花期和开花期—成熟期的干物质积累量和氮积累量均随着产量的提高而提高,但不同生育阶段的植株干物质积累和氮积累占比呈现不同变化趋势。秸秆和籽粒氮浓度均随产量水平的提高而提高,高产水平下的秸秆氮浓度与中产无显著差异,但显著高于中低产和低产水平;而对于籽粒氮浓度,除中产和中低产水平外均存在显著差异。收获指数随产量水平的提高而逐渐提高,其变化范围为0.39~0.49,其中低产和中低产显著低于中产和高产;而不同产量水平间氮收获指数无显著差异,其变化范围为0.60~0.96。氮营养指数随着产量水平的提高逐渐提高,且在不同产量水平间差异显著,高产水平的氮营养指数较高,部分值大于1,表明有的试验氮肥供应过量。随着产量水平的提高,单位籽粒需氮量呈现先增加后下降趋势,而干物质积累量、植株氮积累量、植株氮浓度、秸秆氮浓度和籽粒氮浓度均逐渐提高,其中秸秆氮浓度增幅高于籽粒氮浓度,田间施肥应注意避免小麦对氮素的奢侈吸收。收获指数和氮收获指数的变化范围与前人研究一致,生长后期较高的干物质积累量和植株氮积累量是小麦获得高产的主要原因,利用氮营养指数可以对小麦田间氮肥管理起到较好的指导作用。展开更多
文摘优化氮肥施用和秸秆还田技术为途径的农业管理措施被认为是提升农业可持续性的有效手段,然而当前关于氮肥和秸秆还田对小麦产量和N_(2)O排放影响的研究仍十分有限。为此,本研究基于2000—2022年发表的关于长江中下游流域氮肥和秸秆投入下小麦产量和N_(2)O排放变化的文献,运用随机森林建模,定量分析氮肥和秸秆还田对小麦产量和N_(2)O排放的影响,并结合情景设置进行了特定地点的小麦产量和N_(2)O排放模拟,同时评估了碳排放强度(CEE)和净生态系统经济效益(NEEB)。结果表明,建立的区域尺度小麦产量与N_(2)O排放对氮秸互作响应的随机森林模型,验证结果R^(2)分别为0.66和0.65,RMSE分别为0.70和1.11。结果表明施氮量和土壤有机质是影响小麦产量和N_(2)O排放的重要因素。综合来看,达到最大产量所需的氮肥量为208~212 kg hm^(-2),达到最小CEE所需的氮肥量为113~130 kg hm^(-2),达到最高的NEEB所需的氮肥量为202~205 kg hm^(-2),其中在6.75 t hm^(-2)的秸秆投入下施用202 kg hm^(-2)的氮肥可以获得最高的生态收益1.37万元。优化氮肥和秸秆投入具备减少作物碳排放强度并获得最大净生态环境效益的潜力。
文摘明确长江中下游地区不同产量水平稻茬小麦氮素需求特征,可为小麦施肥管理提供理论依据。本研究通过在江苏开展的多年多点不同品种、氮肥水平以及播期播量的小麦试验,构建不同产量水平的实测数据集,分析不同产量水平下单位籽粒需氮量、干物质积累量、植株氮积累量、氮浓度(植株氮浓度、秸秆氮浓度、籽粒氮浓度)、收获指数、氮收获指数和氮营养指数的变化规律。结果表明,不同产量水平下单位籽粒需氮量无显著差异,中低产的单位籽粒需氮量最高,其值为27.8 kg t–1;低产水平最低,其值为24.8 kg t–1。随着产量水平的提高,成熟期干物质积累量、植株氮积累量、植株氮浓度均呈上升趋势,不同产量水平间差异显著。小麦产量与植株氮积累量呈显著正相关,播种期—拔节期、拔节期—开花期和开花期—成熟期的干物质积累量和氮积累量均随着产量的提高而提高,但不同生育阶段的植株干物质积累和氮积累占比呈现不同变化趋势。秸秆和籽粒氮浓度均随产量水平的提高而提高,高产水平下的秸秆氮浓度与中产无显著差异,但显著高于中低产和低产水平;而对于籽粒氮浓度,除中产和中低产水平外均存在显著差异。收获指数随产量水平的提高而逐渐提高,其变化范围为0.39~0.49,其中低产和中低产显著低于中产和高产;而不同产量水平间氮收获指数无显著差异,其变化范围为0.60~0.96。氮营养指数随着产量水平的提高逐渐提高,且在不同产量水平间差异显著,高产水平的氮营养指数较高,部分值大于1,表明有的试验氮肥供应过量。随着产量水平的提高,单位籽粒需氮量呈现先增加后下降趋势,而干物质积累量、植株氮积累量、植株氮浓度、秸秆氮浓度和籽粒氮浓度均逐渐提高,其中秸秆氮浓度增幅高于籽粒氮浓度,田间施肥应注意避免小麦对氮素的奢侈吸收。收获指数和氮收获指数的变化范围与前人研究一致,生长后期较高的干物质积累量和植株氮积累量是小麦获得高产的主要原因,利用氮营养指数可以对小麦田间氮肥管理起到较好的指导作用。
