《Agronomy Journal》：Response of summer barley (Hordeum vulgare L.) varieties to nitrogen fertilizer rates in Central Ethiopia
编辑推荐：
大麦（Hordeum vulgare L.）是埃塞俄比亚中部的主要谷类作物，既是主粮又是家畜饲料。然而，其生产力受到低土壤肥力、尤其是氮（nitrogen, N）缺乏以及缺乏地点特异性品种推荐的限制。本研究评估了埃塞俄比亚中部夏季大麦对不同氮肥施用量和品种的响
大麦（Hordeum vulgare L.）是埃塞俄比亚中部的主要谷类作物，既是主粮又是家畜饲料。然而，其生产力受到低土壤肥力、尤其是氮（nitrogen, N）缺乏以及缺乏地点特异性品种推荐的限制。本研究评估了埃塞俄比亚中部夏季大麦对不同氮肥施用量和品种的响应。田间试验于2023和2024年主作季在Azernet、Barbary和Gibe地区开展。采用因子随机完全区组设计（randomized complete block design, RCBD），三次重复，测试了5个氮肥施用量和4个夏季粮用大麦品种。氮肥施用量、品种及其互作在各地点和季节显著（p < 0.01）影响物候、生长性状、产量构成和籽粒产量。增加氮肥延迟抽穗和生理成熟，但显著提高株高、有效分蘖、千粒重（1000-kernel weight, TKW）、籽粒产量、秸秆产量和收获指数（harvest index, HI）。籽粒产量从未施肥地方品种的1.49 t ha?1增加到EH1307（其中EH为Ethiopian Hulless，即埃塞俄比亚裸大麦）在69 kg N ha?1下的4.49 t ha?1。该处理还产生最高总收益（$8659.3 ha?1）、净收益（$8523.2 ha?1）和农学氮利用效率（agronomic nitrogen use efficiency, ANUE）。总体而言，EH1307与69 kg N ha?1组合在研究地点对减少产量差距和提高生产力最有效。建议在多样农业生态区开展进一步多地点和多年研究，以评估产量稳定性并完善氮管理建议，从而实现可持续生产。
论文解读：埃塞俄比亚中部夏季大麦品种对氮肥施用量的响应
大麦（Hordeum vulgare L.）是全球重要谷类作物，生态适应广，可用于食品、饲料和工业加工。全球产量排名第四，仅次于小麦、玉米和水稻。在非洲，埃塞俄比亚是主要生产国之一，排名仅次于摩洛哥。埃塞俄比亚大麦生产集中于1800—3400 m a.s.l.的高地农业生态区，主要由小农种植，兼作主粮和工业原料，并用于injera、kolo、genfo、borde、tella、beso和汤等传统食品饮料以及家畜饲料、屋顶和垫料。与许多工业化国家主要将大麦用于饲料和制麦不同，埃塞俄比亚大麦主要供食用，在高地社区可提供人均热量高达6%。过去十年，通过释放适应不同农业生态条件的改良粮用大麦品种，埃塞俄比亚大麦生产力有所改善，但传统品种产量约1.7 t ha
?1，农民管理下可>3.7 t ha
?1，最佳试验条件下可达5—6 t ha
?1，表明仍存在较大产量差距。氮（N）是蛋白质、叶绿素、核酸和酶的重要组分，强烈影响分蘖、冠层发育、光合能力和籽粒蛋白含量，但大麦对氮肥的响应具有地点和基因型特异性。埃塞俄比亚高地土壤肥力下降，尤其氮缺乏，且土壤酸化、降雨不稳、霜冻、病虫害压力和改良农艺措施采用有限。中部Azernet Barbary和Gibe等地区仍缺乏地点和品种特异性氮肥推荐。因此，研究人员开展本研究，评估不同氮肥施用量和品种对夏季大麦生产力的影响。
研究人员于2023和2024年夏季主作季在埃塞俄比亚中部区域州两个高地地点开展田间试验，分别位于Azernet Barbary District（Silte Administrative Zone，约2600 m a.s.l.）和Gibe District（Hadiya Administrative Zone，2094 m a.s.l.）。试验材料包括4个大麦品种：Local、HB42（Hulled Barley，皮大麦）、HB1307（Hulled Barley，皮大麦）和EH1493（Ethiopian Hulless，埃塞俄比亚裸大麦），以及5个氮肥施用量：0、34.5、46、57.5和69 kg N ha
?1。氮肥以尿素形式分三次等量施用，分别在播种、分蘖和孕穗期；磷肥以三重过磷酸钙形式统一施用100 kg ha
?1。采用4×5因子随机完全区组设计（RCBD）三次重复。小区面积1.2 m×2.0 m，净小区1.0 m×1.8 m。数据包括抽穗天数、生理成熟天数、株高、有效分蘖、千粒重（TKW）、籽粒产量、秸秆产量、收获指数（HI）、农学氮利用效率（ANUE）和经济效益。合并地点和季节数据后，采用方差分析（ANOVA）框架，在R 4.3.0中使用doebioresearch包分析，并以最小显著差异（LSD）检验在5%水平分离均值，以边际报酬率（MRR）评价经济可行性。上述方法概括不超过250字，主要突出两地点两年田间试验、来源地点、试验设计、氮肥施用方式、统计和经济分析方法。
研究结果显示，氮肥施用量、品种及其互作显著影响夏季大麦物候、生长、产量构成、产量和经济效益。原文摘要将最优处理写为EH1307与69 kg N ha
?1组合，而结果和结论部分写为HB1307与69 kg N ha
?1组合，研究人员在解读中保留原文各自表述。
3.1 物候和生长参数。3.1.1 抽穗天数：基于Azernet Barbary和Gibe两地点2023和2024主作季合并数据的ANOVA表明，氮肥施用量、大麦品种及其互作对抽穗天数有极显著影响（p < 0.01）。最长抽穗天数为85.7天，出现在HB1307与69.0 kg N ha
?1处理；最短为65.3天，出现在EH1493对照处理。说明增加氮肥延迟抽穗，且品种间敏感性不同。3.1.2 生理成熟天数：氮肥施用量、品种及其互作显著影响生理成熟天数（p < 0.01）。最长128.4天出现在HB1307与69.0 kg N ha
?1，最短108.7天出现在对照处理（原文写为HB1493，表1列为EH1493）。EH1493在测试品种中成熟最早。3.1.3 株高：氮肥施用量与品种互作显著。最高株高105.2 cm出现在HB1307与69.0 kg N ha
?1，最低82.9 cm出现在EH1493对照处理。HB42和Local在各氮肥水平下表现为中等株高。
3.2 产量和产量构成。3.2.1 有效分蘖：0.5 m行段内有效分蘖数对氮肥施用量和品种主效应有极显著响应（p < 0.001），互作显著（p < 0.05）。最高为10.1，出现在HB1307与69.0 kg N ha
?1；最低为3.3，出现在Local对照处理。Local在各氮肥水平下有效分蘖较少。3.2.2 千粒重：品种和氮肥施用量主效应对TKW有显著影响（p ≤ 0.001），但品种与氮肥互作不显著（p > 0.05）。HB1307的TKW最高，Local最低；69 kg N ha
?1下TKW最高，N0对照最低。HB42与EH1493之间、46与57.5 kg N ha
?1之间无统计学显著差异。3.2.3 籽粒产量：品种、氮肥施用量及其互作显著影响籽粒产量（p < 0.001）。最高籽粒产量出现在HB1307与69 kg N ha
?1，最低出现在Local对照处理。籽粒产量随氮肥施用量从0增至69 kg N ha
?1而持续增加；EH1493和HB42产量居中；N0处理下改良品种间无显著差异。3.2.4 秸秆产量：品种和氮肥施用量主效应及互作显著影响秸秆产量（p < 0.001）。最高秸秆产量出现在HB1307与69 kg N ha
?1，最低出现在Local对照处理；对照处理下改良品种间无显著差异。3.2.5 收获指数：品种和氮肥施用量主效应及互作显著影响HI（p < 0.001）。最高HI出现在HB1307与69 kg N ha
?1，最低出现在Local对照处理。Local在34.5和46 kg N ha
?1以及HB42、EH1493在69 kg N ha
?1下无显著差异。
3.3 农学氮利用效率。ANUE受大麦品种与氮肥施用量互作显著影响。Local在各氮水平下ANUE最低；改良品种ANUE高于Local；HB1307在各氮肥施用量下ANUE最高，最高值为36.4，出现在69 kg N ha
?1，且统计上优于多数其他处理组合。
3.4 经济分析。经济分析表明，籽粒产量、总收益和净收益随氮肥施用量增加而提高。由于两地点籽粒产量和成本组分差异较小，经济分析采用合并均值。HB1307与69 kg N ha
?1获得最高总收益（$8659.3 ha
?1）、最高净收益（$8523.2 ha
?1）。所有处理MRR均超过100%最低可接受报酬率。HB1307与46 kg N ha
?1的MRR最高，为6433.8%；HB1307对照处理MRR为6755.7%，但籽粒产量和净收益显著较低。若以最大化净收益为目标，HB1307与69 kg N ha
?1较优；若以最大化经济效率和投资回报为目标，HB1307与46 kg N ha
?1较优。
讨论部分总结：物候方面，高氮促进旺盛营养生长，延迟抽穗和生理成熟；EH1493早熟，有助于缓解夏末至中秋粮食短缺，HB1307持绿时间长，具资源积累遗传潜力并可能避晚期胁迫。株高增加与氮作为叶绿素、氨基酸和蛋白质组分参与光合、细胞分裂和伸长有关；HB1307在69 kg N ha
?1下株高较N0增加15%—16%，EH1493响应有限。产量构成方面，有效分蘖随氮增加，但品种间差异明显；EH1493和Local分蘖较少，可能与后期水分胁迫导致晚生分蘖死亡有关；TKW受遗传和氮可利用性影响；HB1307籽粒产量最高与其TKW和有效分蘖较多有关；所有品种响应至最高氮水平；秸秆产量增加与生物量和营养生长提高有关，且秸秆是家畜饲料来源；HI高表明HB1307同化物分配效率较高，Local受遗传限制和氮不足影响。ANUE方面，品种间遗传变异明显，HB1307氮吸收、利用和向籽粒分配能力较强，改良品种HB42和EH1493也随氮增加而提高ANUE，Local额外施氮未显著提高氮利用效率。经济方面，MRR超过100%，氮肥施用具盈利性；HB1307与69 kg N ha
?1最大化净收益，HB1307与46 kg N ha
?1最大化边际回报。总体意义在于，将适宜氮管理与适宜品种选择相结合，可提高夏季大麦生产力、资源利用效率、农民收益和环境可持续性。
研究结论翻译：在不同地点和夏季作物季节，夏季大麦品种的物候发育、生长和产量表现受到氮肥（N）施用量、品种及其互作的显著影响。增加氮肥施用持续延迟关键物候阶段，包括抽穗天数和生理成熟天数，并提高夏季大麦的产量构成和产量。品种HB1307持续表现优越营养活力，比地方品种和其他改良口感品种产生更高植株和更多分蘖。该响应反映其较高氮利用效率和生物量积累遗传能力。研究清楚表明，氮肥施肥和品种选择是提高夏季大麦生产力的关键因素。施用69 kg N ha
?1显著提高所有品种的生长、产量构成、籽粒产量、秸秆产量和HI。然而，改良品种HB1307对氮响应最高，持续优于地方和其他改良品种。经济分析显示氮肥施用大幅提高大麦生产盈利。测试处理中，HB1307结合69 kg N ha
?1最盈利，产生最高调整籽粒产量、总收益和净收益。因此，该处理可视为试验条件下最具经济吸引力选项。这些结果突出整合适当氮管理和适宜品种选择以优化生产力、资源利用效率和环境适应的重要性。因此，推荐在类似农业生态条件下将HB1307与69 kg N ha
?1组合以减少产量差距、提高作物生产、改善农民收入和家畜饲料供应。建议进一步多地点长期研究以验证该建议在多样高地农业生态中的稳定性和可持续性。
