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丁日升教授等通过全球meta分析农艺措施对微咸水灌溉下作物产量及水氮利用效率影响

发布时间:2025-03-13

近日,丁日升教授团队在《Agricultural Systems》在线发表了题为《Agronomic measures improve crop yield and water and nitrogen use efficiency under brackish water irrigation: A global meta-analysis》的研究论文。文中通过对全球相关作物微咸水灌溉实验进行meta分析,得到适当的农艺措施可以提高微咸水灌溉下作物产量及水氮利用效率的结论。

文章介绍:

水是农业生产的关键因素,现有的节水灌溉技术并不能完全满足扩大农业生产对淡水资源日益增长的需求。利用咸水进行灌溉可以节省淡水,从而缓解农业缺水。玉米、小麦和棉花是重要的旱作物,如果用适当的农艺措施配合咸水灌溉,可以在节约淡水的同时缓解盐胁迫对作物造成的负面影响。此前已有研究探究咸水灌溉对作物的影响,但未考虑农艺措施的影响。通过中、英文关键词检索1990-2024年全球发表的相关文献,依据实验类型,测量指标等标准筛选,最终获取81项研究的636组比较。将气候因素、土壤因素、不同农艺措施等作为亚组分类,结合随机森林模型等方法,分析不同农艺措施对主要棉粮作物产量和水氮利用效率的影响。

结果表明,咸水灌溉在不同地理位置、气候条件和作物类型下显著降低了作物产量、WUE、IWUE和NUE,IWUE下降随着盐度水平的增加变得尤为显著;产量、WUE、IWUE和NUE对咸水灌溉的响应因作物而异,其中玉米的产量下降幅度最大,其次是小麦和棉花,咸水灌溉对小麦和棉花的WUE的影响相对较小;咸水灌溉下,生长在低容重土壤中的作物表现更好,半湿润地区受影响最小,作物WUE、IWUE和NUE的响应模式与产量相似。同时,增加灌溉量、施氮量,配施生物肥和添加生物炭都能有效提升产量;1.25-1.5倍于参考值的灌溉量可在显著提高产量的同时保证WUE和IWUE降低较小;施氮量高于2ck可显著提高产量,但也会导致NUE显著降低;生物炭和生物肥料的掺入都可以显著提高产量、WUE和NUE。对于棉花,施氮是影响所有生产指标的最重要因素,其次是MAT和灌溉量。虽然灌溉量的总影响小于MAT,但其对产量的影响大于年平均温度。对于玉米,具有最显著综合效应的因素是灌溉水量,而土壤pH值对产量的影响更大。生长期的平均温度和灌溉量对WUE有显著影响。对小麦来说,灌溉量的综合效应最大;同时对产量影响最大的因素是生育期平均温度。合理使用农艺措施配合咸水灌溉,能在节约淡水资源的同时做到保产增效。

原文地址:https://doi.org/10.1016/j.agsy.2025.104304

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