优化灌溉和氮肥管理，以提高中国西北地区春玉米的产量、水分利用效率并减少温室气体排放

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Optimizing Irrigation and Nitrogen Management for Yield, Water Productivity and Greenhouse Gas Mitigation in Spring Maize of Northwest China

优化灌溉与氮肥协同管理对西北干旱区春玉米生产及环境效应的影响研究。

　　

摘要

目的：在干旱地区，优化灌溉和氮肥施用对于平衡农业生产力与生态可持续性至关重要。方法：2023年至2024年在中国西北干旱地区进行了一项为期两年的田间研究，探讨了不同灌溉水平（W1：低灌溉量；W2：中等灌溉量；W3：高灌溉量）和不同氮肥施用量（F1：40公斤氮/公顷；F2：80公斤氮/公顷；F3：120公斤氮/公顷；F4：160公斤氮/公顷）对滴灌春玉米生长和产量、水资源和肥料利用效率以及温室气体排放的影响。采用多目标优化方法来确定最佳的灌溉和氮肥施用组合。结果：随着灌溉量和氮肥施用量的增加，春玉米的株高、茎粗、干物质积累量、产量和水分利用效率先增加后下降。两年中，W2F3处理组的各项指标均达到最高值。在相同的灌溉水平下，氮肥施用量增加会导致氮素部分因子生产力下降。此外，W1处理组的N?O和CO?累积排放通量最低，CH?累积吸收通量也最低；而F1处理组的N?O和CO?累积排放通量最低，CH?累积吸收通量最高。结论：多目标回归模型确定了最佳的水分利用量（423–438毫米）和氮肥施用量（206–241公斤/公顷），以实现产量、资源利用效率和环境效益的协同提升。总体而言，本研究为干旱地区春玉米的灌溉和施肥优化提供了宝贵的见解。