水稻、小麦和玉米氮肥利用效率的全球meta分析

文 章 信 息

文章标题：Global meta-analysis of nitrogen fertilizer use efficiency in rice, wheat and maize

发表期刊：Agriculture, Ecosystems and Environment

影响因子：5.567

发表时间：2022-07

文 章 摘 要

全球几乎一半的氮肥用于水稻、小麦和玉米生产，然而有很大一部分没有被直接吸收，对环境造成不利影响。为了了解肥料管理、气候和土壤因素如何影响这三种作物的氮肥利用效率(REN)，作者对261篇同行评议论文中的3586个观察数据进行了meta分析。在所有观测中，平均REN为(39%，95%置信区间为38 - 40%)，并随作物类型而变化。水稻(42%，95% CIs 39 ~ 45%)和小麦(42%，95% CIs 40 ~ 45%)的模型化REN高于玉米(36%，95% CIs 34 ~ 39%)。肥料种类和施用频率是影响氮肥吸收的重要因素，但有机肥和单次施用氮肥对氮肥吸收的影响普遍较低。随着生长季温度的升高，水稻和小麦的氮素吸收显著增加，而玉米的氮素吸收显著降低，这可能与作物对温度的不同需求和吸收有关。土壤有机碳(SOC)含量、pH值和粘粒含量等因子也对REN有重要影响，但这与作物类型有关。例如，土壤有机碳含量的增加导致小麦的REN降低，而玉米的REN增加。三种作物的REN均随土壤粘粒含量的增加而降低。研究还观察到在广泛的氮肥施用量范围(20-300 kg ha- 1)下，可使REN平均水平提高一倍(约80%)，因此，根据每种特定作物的环境和土壤条件进行适当调整后，有机会通过肥料管理来提高REN。

文 章 图 表

图1. 纳入meta分析的试验点分布，圆的大小表示每个位置的观测次数。颜色代表不同的农作物。

图2. REN与施氮量之间的关系。

图3. 影响水稻(a)、小麦(b)和玉米(c)肥料利用效率的因子的模型平均重要性。

图4.(a)水稻、小麦和玉米氮肥施用频率(一个生长季施用1、2或3+)和(b)氮肥类型(有机、合成或有机与合成肥料混合)影响的作物氮肥平均利用率(REN，%)。

图5.水稻、小麦和玉米生育期月平均最低气温(Tmin)与氮肥利用率(REN，%)的关系。

图6.麦和玉米生育期总降水量与氮肥利用效率(REN %)的关系。

图7.水稻、小麦和玉米(a)土壤有机碳(mg kg−1)，(b)土壤pH (c)土壤粘粒(%)含量与氮肥利用率(REN，%)的关系。