【目的】小麦籽粒含氮量是计算氮管理指标的关键参数,研究我国不同农业生态区小麦籽粒含氮量及其影响因素,是制定小麦增产提质科学管理措施的重要基础。【方法】以“小麦”、“产量”、“氮”为关键词,在Web of Science和CNKI数据库检索...【目的】小麦籽粒含氮量是计算氮管理指标的关键参数,研究我国不同农业生态区小麦籽粒含氮量及其影响因素,是制定小麦增产提质科学管理措施的重要基础。【方法】以“小麦”、“产量”、“氮”为关键词,在Web of Science和CNKI数据库检索了1980—2023年间发表的文献,筛选条件为:数据需来源于田间原位试验,重复次数不少于3次,至少涵盖一个完整的小麦种植季,且必须报道实测的籽粒含氮量(或通过籽粒吸氮量和产量间接计算得出)。最终得到333篇论文,其中涉及籽粒产量的样本有3086个,涉及籽粒含氮量的样本有1789个。统计分析我国西北地区、华北平原、长江中下游平原以及西南地区这4大农业生态区的小麦籽粒产量和含氮量,并计算不同农业生态区小麦收获氮和氮素盈余的差异。同时,采用皮尔逊相关系数分析、Meta分析和方差分析等方法,探究气候、土壤、氮肥管理以及品种差异等因素对小麦籽粒含氮量的影响,进而分析导致中国小麦籽粒含氮量存在空间差异的原因。【结果】我国小麦籽粒平均含氮量为2.37%,不同农业生态区存在显著差异。华北平原和西北地区的小麦籽粒含氮量相对较高,分别为2.43%和2.37%;西南和长江中下游平原小麦籽粒含氮量相对较低,分别为2.21%和2.18%。基于全国平均籽粒含氮量和区域化籽粒含氮量计算的小麦收获氮(氮盈余)存在差值,在西北地区、华北平原、长江中下游平原和西南地区该差值分别为0、-4、10和8 kg/hm^(2)。籽粒含氮量与年均降雨量呈极显著负相关(P<0.001),与年均气温和施氮量呈显著正相关(P<0.01)。不同筋型小麦的产量存在显著差异,具体表现为中筋(6.25 t/hm^(2))>强筋(5.99 t/hm^(2))>弱筋(5.76 t/hm^(2))。小麦籽粒产量与含氮量无直接关联,产量在中等水平时能实现产量和含氮量的协同。不同品种小麦的籽粒含氮量也存在显著差异,通过品种选择和合理施氮是协同提高小麦产量和籽粒含氮量的有效措施。【结论】在进行小麦收获氮估算时,需要考虑不同农业生态区籽粒含氮量的差异,以准确评估区域氮素盈余和氮素利用率等指标。影响小麦籽粒含氮量的主要因素包括年均降雨量、年均气温和施氮量。通过优化施氮方式,如分次施氮、减少基肥比例和氮肥深施,可显著提升小麦籽粒含氮量。展开更多
用什么指标(indicators或indexes)来衡量不同尺度或生产体系氮素管理的优劣,是提高氮素管理水平的核心问题。近年来,国际上在氮素管理方面提出了许多新概念、方法和指标,以客观评价和改进氮素管理水平,为生产者和政策制定者提供评判标...用什么指标(indicators或indexes)来衡量不同尺度或生产体系氮素管理的优劣,是提高氮素管理水平的核心问题。近年来,国际上在氮素管理方面提出了许多新概念、方法和指标,以客观评价和改进氮素管理水平,为生产者和政策制定者提供评判标准。本文系统介绍了国际上氮素管理指标的概念、含义、计算方法及对结果的解析,包括:(1)氮素投入、收益与环境效应的关系;(2)氮素收支(budget)、氮素平衡(balance)和氮素盈余(surplus);(3)氮素利用率(Nitrogen Use Efficiency,NUE);(4)氮素利用率与氮素输入、输出及盈余的关系;(5)旱地作物收获后土体硝态氮允许残留量(Residual nitrate-N)。在此基础上,汇总了我国在不同尺度、不同土壤-作物体系氮素研究结果,初步建立了我国典型农田的氮素管理指标,为实现优良的氮素管理提供科学依据。展开更多
确定合理施氮量是获得较高目标产量、维持土壤氮肥力和降低施氮引起环境污染的关键。自一个世纪前氮肥发明和施用以来,尽管已经开展了上百年的研究,但尚未找到令人满意能够在田块尺度上方便的确定合理施氮量方法。本文在前期提出的作物...确定合理施氮量是获得较高目标产量、维持土壤氮肥力和降低施氮引起环境污染的关键。自一个世纪前氮肥发明和施用以来,尽管已经开展了上百年的研究,但尚未找到令人满意能够在田块尺度上方便的确定合理施氮量方法。本文在前期提出的作物理论施氮量概念和方法基础上,进一步推导出在考虑其他来源氮素输入情况下,根据百千克收获物需氮量确定理论施氮量的计算式。结果表明,在确定了百千克收获物需氮量(N100,kg)后,推荐施氮量(Nfert,N kg hm-2)是目标产量(Y,kg hm-2)的唯一函数,即理论施氮量Nfert≈Y/100×N100。综合各种文献报道结果,在当前生产条件和产量水平下,小麦、玉米、水稻的百千克收获物需氮量分别取值为2.8、2.3和2.4 kg。应用大量文献报道的田间试验结果,对理论施氮量和经济最佳施氮量进行了比较。在绝大多数情况下,两者非常接近。但东北的小麦、玉米和水稻的理论施氮量远高于区域氮肥推荐量。主要原因是氮素矿化作用大于固持作用,作物利用了部分土壤矿化氮,土壤有机氮处于消耗状态。结合理论施氮量,本文详细解析了近年来我国建立的推荐施氮量方法的科学基础、推荐结果及适用性。认为将我国大面积生产中过量和不足施氮调节到合理施氮量范围,是当前和今后一段时期的紧迫任务。理论施氮量从长期维持高产稳产、土壤氮素平衡和低环境风险考虑,即可满足这种实际需求。推广技术员和农户能够根据自己地块的目标产量用口算确定出施氮量,简便易行。展开更多
文摘用什么指标(indicators或indexes)来衡量不同尺度或生产体系氮素管理的优劣,是提高氮素管理水平的核心问题。近年来,国际上在氮素管理方面提出了许多新概念、方法和指标,以客观评价和改进氮素管理水平,为生产者和政策制定者提供评判标准。本文系统介绍了国际上氮素管理指标的概念、含义、计算方法及对结果的解析,包括:(1)氮素投入、收益与环境效应的关系;(2)氮素收支(budget)、氮素平衡(balance)和氮素盈余(surplus);(3)氮素利用率(Nitrogen Use Efficiency,NUE);(4)氮素利用率与氮素输入、输出及盈余的关系;(5)旱地作物收获后土体硝态氮允许残留量(Residual nitrate-N)。在此基础上,汇总了我国在不同尺度、不同土壤-作物体系氮素研究结果,初步建立了我国典型农田的氮素管理指标,为实现优良的氮素管理提供科学依据。
文摘确定合理施氮量是获得较高目标产量、维持土壤氮肥力和降低施氮引起环境污染的关键。自一个世纪前氮肥发明和施用以来,尽管已经开展了上百年的研究,但尚未找到令人满意能够在田块尺度上方便的确定合理施氮量方法。本文在前期提出的作物理论施氮量概念和方法基础上,进一步推导出在考虑其他来源氮素输入情况下,根据百千克收获物需氮量确定理论施氮量的计算式。结果表明,在确定了百千克收获物需氮量(N100,kg)后,推荐施氮量(Nfert,N kg hm-2)是目标产量(Y,kg hm-2)的唯一函数,即理论施氮量Nfert≈Y/100×N100。综合各种文献报道结果,在当前生产条件和产量水平下,小麦、玉米、水稻的百千克收获物需氮量分别取值为2.8、2.3和2.4 kg。应用大量文献报道的田间试验结果,对理论施氮量和经济最佳施氮量进行了比较。在绝大多数情况下,两者非常接近。但东北的小麦、玉米和水稻的理论施氮量远高于区域氮肥推荐量。主要原因是氮素矿化作用大于固持作用,作物利用了部分土壤矿化氮,土壤有机氮处于消耗状态。结合理论施氮量,本文详细解析了近年来我国建立的推荐施氮量方法的科学基础、推荐结果及适用性。认为将我国大面积生产中过量和不足施氮调节到合理施氮量范围,是当前和今后一段时期的紧迫任务。理论施氮量从长期维持高产稳产、土壤氮素平衡和低环境风险考虑,即可满足这种实际需求。推广技术员和农户能够根据自己地块的目标产量用口算确定出施氮量,简便易行。
