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2024-01-23 山东省农业科学院 778 0
1月17日,山东省农业科学院作物所与荷兰瓦赫宁根大学、中国农业大学和国际小麦玉米改良中心等多家单位联合在豆科/禾本科作物间作与周年轮作提质增效研究方面取得重要进展,其合作成果“Diversification of wheat-maize double cropping with legume intercrops improves nitrogen-use efficiency: Evidence at crop and cropping system levels”,以研究长文(Research Article)的形式在线发表在中科院一区Top期刊Field Crops Research(影响因子5.8)。文章链接:https://authors.elsevier.com/a/1iRVN1M2tVZ5YT。
传统小麦-玉米周年双季轮作体系存在种植效益低,氮肥用量高、氮素盈余严重,氮的淋溶和温室气体排放超标等问题。与此同时,我国粮油争地矛盾严重,食用油和大豆蛋白的自给率亟待提高。2020年以来,国家多次将大豆玉米带状复合种植写入中央一号文件明确扎实推进,支持在黄淮海等地区开展大豆玉米带状复合种植和粮豆轮作,目前在山东的种植面积接近200万亩,全国种植面积接近2000万亩。《“十四五”全国种植业发展规划》提出,“到2025年推广大豆玉米带状复合种植面积5000万亩”。而在山东等华北平原一年两熟区,将豆科作物(如大豆和花生)与玉米间作,纳入小麦-玉米周年轮作体系后,对后茬小麦和整个周年的氮肥统筹、氮肥利用效率和氮素盈余等的影响缺乏系统和长周期的研究。
该研究依托于2017年开始在济阳基地设立的长期定位试验,采用表征作物养分利用效率的“三相图”,结合欧盟氮素利用效率指标,从单一作物和周年作物系统角度全面量化比较了6种不同轮作体系4个氮肥梯度下的氮素利用效率。这是首次将欧盟氮素利用效率指标用于评价包含豆科作物的种植体系。研究表明,与传统小麦-玉米轮作相比,大豆玉米带状复合种植与小麦轮作,可节约氮肥投入11.1-12.5%,提高氮素吸收量12.4-16.0%,将氮肥表观回收率从36.0-37.0%提高到47.8%,将欧盟氮素利用效率从0.50提高到0.67 kg/kg,降低氮素盈余38.8-39.2%,降低氮挥发强度48.6-49.3%。
该文章为提高华北平原大田作物系统氮素利用效率提供了重要参考,并对更广泛和深入理解间作系统的氮素循环具有重要意义,揭示了其在减肥增效、温室气体减排和清洁生产方面的应用前景,为大豆玉米带状复合种植在我省乃至全国的大面积推广应用和农业绿色发展提供了重要的理论和技术依据。该成果不仅对我国,而且对南亚、地中海地区、南美以及其他地区和国家一年两熟种植体系均具有重要借鉴价值。
作物所谷物营养与质量安全团队夏海勇副研究员为文章的第一和通讯作者,荷兰瓦赫宁根大学Wopke van der Werf教授,中国农业大学崔振岭教授和国际小麦玉米改良中心Jo?o Vasco Silva博士等参与了该项研究。该研究得到国家重点研发计划、泰山学者计划以及山东省非教育系统政府公派出国留学项目等项目的资助。(撰写:夏海勇;核稿:陈莹)
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