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在华北平原花生 - 小麦轮作体系中，过量施氮影响花生氮素后效。研究人员设置不同花生季施氮处理开展田间与盆栽实验。结果表明，270 kg N ha?1为最佳施氮量。该研究有助于推动相关地区可持续农业发展。
在农业生产中，如何在保证作物高产的同时减少氮肥的使用，一直是人们关注的焦点。豆类作物在轮作体系中有着独特的优势，因其具有生物固氮（BNF）能力，能为后续作物提供氮素，减少化学氮肥的投入。花生 - 小麦轮作在华北平原极为重要，这里是我国最大的小麦产区，小麦产量占全国的 70% 左右。然而，当前在追求高产的过程中，花生和小麦种植都存在过量施用氮肥的现象，花生施氮量常大于 190 kg N ha
?1，小麦施氮量大于 260 kg N ha
?1 。过量施氮不仅降低了氮肥的利用效率，还让花生氮素后效受到显著负面影响，而且花生向后续小麦转移的氮量受多种因素影响，难以精确预测。在这样的背景下，为了明确花生 - 小麦轮作中合成氮肥的最佳管理方式，中国农业大学的研究人员开展了相关研究。该研究成果发表在《European Journal of Agronomy》上，对推动华北平原乃至全球类似地区的可持续小麦 - 花生生产具有重要意义。
研究人员采用了田间实验和盆栽实验两种方法。在 2019 年 6 月至 2022 年 6 月期间，于中国农业大学吴桥实验站开展研究。实验设置了花生季 5 个不同的施氮处理（0、50、100、150 和 200 kg N ha?1），小麦季统一施氮量为 120 kg N ha?1 。通过对实验数据的分析，研究人员探究不同花生季施氮量对后续冬小麦产量、氮吸收，以及花生 - 小麦轮作中氮素后效和氮盈余的影响。
不同花生季施氮量对后续冬小麦产量和氮吸收的影响
研究发现，花生季施氮量越高，后续小麦的地上生物量和产量就越高。实验期间，N0 - N200 处理下小麦的平均产量分别为 6291、7662、8206、8249 和 8351 kg ha?1。随着花生季施氮量的增加，每平方米穗数和每穗粒数都有所增加，这是产量变化的主要驱动因素，而千粒重相对稳定。同时，花生季较高的施氮量也使得后续小麦的氮吸收量增加。这表明花生在轮作体系中对减少后续小麦季的氮投入、保证产量有着积极作用。例如，与同一地点不同长期施氮处理的玉米 - 小麦轮作相比，本研究中 N150 处理（花生 150 kg N ha?1，小麦 120 kg N ha?1）的小麦产量，与玉米施氮 225 kg N ha?1、小麦施氮 180 kg N ha?1处理的产量相当。
不同花生季施氮量对花生 - 小麦轮作中氮素后效和氮盈余的影响
花生季较高的施氮量会导致花生残体向小麦的氮素后效更大。花生残体的氮素后效和土壤氮矿化（SMN）对小麦生长有显著贡献。不过，花生季过量施氮（N200）虽然对小麦产量的提升作用有限，却会在轮作尺度上造成更大的氮盈余。经过研究计算得出，在花生 - 小麦轮作中，实现冬小麦高产且低氮盈余的最佳施氮量为 270 kg N ha?1，此时小麦产量可达 8249 kg ha?1 ，氮素后效为 20.5 kg N ha?1。
综合研究结果，优化花生季氮肥施用量能够最大化花生的氮素后效，在花生 - 小麦轮作中实现冬小麦高产且低氮盈余。较高的花生季施氮量能增加后续小麦的地上生物量、产量、氮吸收和籽粒氮含量，主要是由于土壤氮矿化作用增强。但过量施氮并不可取，会造成氮素浪费和环境压力。该研究明确了最佳施氮量，为农业生产实践提供了科学依据，有助于推动华北平原及全球类似地区可持续小麦 - 花生生产，在减少氮肥投入的同时保证作物产量，促进农业绿色发展，在农业生产领域有着重要的理论和实践意义。
