Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Quản lý cây trồng cải thiện đạt được năng suất lúa mì cao và hiệu quả sử dụng nitơ
Tóm tắt
Các phương pháp để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về ngũ cốc trong khi cải thiện hiệu quả sử dụng tài nguyên nông nghiệp đã được nghiên cứu rộng rãi. Tuy nhiên, nền tảng nông nghiệp tích cực chiếm ưu thế vẫn coi năng suất cao và hiệu quả sử dụng nitơ (NUE) tăng lên là những mục tiêu mâu thuẫn. Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định xem năng suất gia tăng có cần một sự gia tăng tỷ lệ thuận trong ứng dụng nitơ hay không. Hai nhóm xử lý N đã được so sánh tại 33 địa điểm trên đồng ruộng ở bốn tỉnh sản xuất lúa mì của Trung Quốc. Với hệ thống năng suất cao (HY), năng suất trung bình, PFPN và AEN lần lượt cao hơn 42.3%, 37.6% và 38.7% so với thực hành nông nghiệp hiện tại (CP). Năng suất tối đa ước tính trung bình cho HY là 8563 kg ha–1 trong 2 năm, 2007 và 2008, cao hơn 44.2% so với CP (5938 kg ha–1). Tỷ lệ N tối ưu cho HY là 185 kg ha−1, cao hơn đáng kể so với CP (149 kg ha−1). Năng suất lúa mì tăng lên với HY đi kèm với tỷ lệ N tối ưu tăng 24.1%. Có mối quan hệ đáng kể giữa năng suất 0-N (kiểm soát không phân bón) và năng suất tối đa ước tính cũng như AEN với HY và CP. Cũng có các xu hướng giảm cho PFPN và AEN với tỷ lệ N tăng lên trong HY và CP. Những quan sát trên đồng ruộng này cho thấy rằng việc đạt được năng suất tăng lên không yêu cầu một sự gia tăng tỷ lệ thuận về lượng phân bón N, điều này cung cấp một cơ hội đôi bên cùng có lợi để đáp ứng nhu cầu thực phẩm trong khi cải thiện NUE.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Bruinsma, J. (2011). The resources outlook: by how much do land, water and crop yields need to increase by 2050? Food and Agriculture Organization of the United Nations, 233–278
Cassman, K. G., Dobermann, A., & Walters, D. T. (2002). Nitrogen-use efficiency, and nitrogen management. Ambio, 31, 132–140.
Cerrato, M. E., & Blackmer, A. M. (1990). Comparison of models for describing corn yield response to nitrogen fertilizer. Agronomy Journal, 82, 138–143.
Chen, X. P., Cui, Z. L., Fan, M. S., Vitousek, P., Zhao, M., Ma, W. Q., Zhang, W. F., Yan, X. Y., Yang, J. C., Deng, X. L., Gao, Q., Zhang, Q., Guo, S. W., Ren, J., Li, S. Q., Ye, Y. L., Wang, Z. H., Huang, J., Tang, Q., … Zhang, F. S. (2014). Producing more grain with lower environmental costs. Nature, 514, 486–489.
Chen, X. P., Cui, Z. L., Vitousek, P. M., Cassman, K. G., Matson, P. A., Bai, J. S., Meng, Q. F., Hou, P., Yue, S. C., & Römheld, V. (2011). Integrated soil-crop system management for food security. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108, 6399–6404.
Costabr, R., Pinheiro, N., Almeida, A., Gomes, C., Coutinho, J., & Coco, J. (2013). Effect of sowing date and seeding rate on bread wheat yield and test weight under Mediterranean conditions. Emirates Journal of Food & Agriculture, 25, 951–961.
Cui, Z. L., Yue, S. C., Wang, G. L., Zhang, F. S., & Chen, X. P. (2013). In-season root-zone N management for mitigating greenhouse gas emission and reactive N losses in intensive wheat production. Environmental Science & Technology, 47, 6015–6022.
Cui, Z. L., Zhang, F. S., Chen, X. P., Miao, Y. X., & Li, J. L. (2008a). On-farm evaluation of an in-season nitrogen management strategy based on soil Nmin test. Field Crops Research, 105, 48–55.
Cui, Z. L., Zhang, F. S., Chen, X. P., Miao, Y. X., & Li, J. L. (2008b). On-farm estimation of indigenous nitrogen supply for site-specific nitrogen management in the North China plain. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 81, 37–47.
Fan, M. S., Lal, R., Cao, J., Qiao, L., Su, Y., Jiang, R. F., & Zhang, F. S. (2013). Plant-based assessment of inherent soil productivity and contributions to China’s cereal crop yield increase since 1980. PLoS ONE, 8, e74617.
FAO. (2012). FAOSTAT Database. FAO. http://faostat.fao.org
FAO. (2014). FAOSTAT Database. FAO. http://faostat.fao.org
Fischer, R. A., Byerlee, D., & Edmeades, G. O. (2014). Crop yields and global food security: will yield increase continue to feed the world? Food Security, 6(6), 903–904.
Foley, J. A., Ramankutty, N., Brauman, K. A., Cassidy, E. S., Gerber, J. S., & Johnston, M. (2011). Solutions for a cultivated planet. Nature, 478, 337–342.
Hall, A. J., & Richards, R. A. (2013). Prognosis for genetic improvement of yield potential and water-limited yield of major grain crops. Field Crops Research, 143, 18–33.
IFA. (2012). International Fertilizer Industry Association. FAO. http://www.fertilizer.org
Ju, X. T., Xing, G. X., Chen, X. P., Zhang, S. L., Zhang, L. J., Liu, X. J., Cui, Z. L., Yin, B., Peter, C., Zhu, Z. L., Zhang, F. S., & Tilman, G. D. (2009). Reducing environmental risk by improving N management in intensive Chinese agricultural systems. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 106, 8077–8078.
Liu, Y. J., Zhang, J., & Ge, Q. (2020). The optimization of wheat yield through adaptive crop management in a changing climate: evidence from China. Journal of the Science of Food and Agriculture
Mueller, N. D., Gerber, J. S., Johnston, M., Ray, D. K., & Foley, J. A. (2012). Closing yield gaps through nutrient and water management. Nature, 490, 254–257.
Peter, S. C., Liang, W. L., Stephen, T., Dean, P. H., John, P. D., Tim, M., Neil, I. H., Chen, F., Zvi, H., & Brian, A. K. (2013). Scope for improved eco-efficiency varies among diverse cropping systems. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 110, 8381–8386.
Rahimizadeh, M., Kashani, A., Zare-Feizabadi, A., Koocheki, A., & Nassiri-Mahallati, M. (2010). Nitrogen use efficiency of wheat as affected by preceding crop, application rate of nitrogen and crop residues. Australian Journal of Crop Science, 4, 363–368.
Ray, D. K., Mueller, N. D., West, P. C., & Foley, J. A. (2013). Yield trends are insufficient to double global crop production by 2050. PLoS ONE, 8, e66428.
Tian, Z. W., Liu, X. X., Gu, S. L., Yu, J. H., Zhang, L., Zhang, W. W., Jiang, D., Cao, W. X., & Dai, T. B. (2018). Postponed and reduced basal nitrogen application improves nitrogen use efficiency and plant growth of winter wheat. Journal of Integrative Agriculture, 17, 2648–2661.
Tilman, D., Balzer, C., Hill, J. L., & Befort, B. L. (2011). Global food demand and the sustainable intensification of agriculture. Philosophical Transactions of The Royal Society B-biological Sciences, 108, 20260–20264.
Tilman, D., Cassman, K. G., Matson, P. A., Naylor, R., & Polasky, S. (2002). Agricultural sustainability and intensive production practices. Nature, 418, 671–677.
Wang, F. H., Kong, L. A., Sayre, K., Li, S. D., Si, J. S., Feng, B., & Zhang, B. (2011). Morphological and yield responses of winter wheat (Triticum aestivum L.) to raised bed planting in northern china. African Journal of Agricultural Research, 6, 2991–2997.
Wang, X. Y., Chun, B. G., & Zhang, Y. L. (2012). Effects of postponing N application on wheat grain yield, protein quality and fertilizer-N use efficiency in a low yield field in Jianghan Plain. Advance Journal of Food Ence & Technology, 4, 357–361.
Wang, W., Lu, J., Ren, T., Li, X., Su, W., & Lu, M. (2012). Evaluating regional mean optimal nitrogen rates in combination with indigenous nitrogen supply for rice production. Field Crops Research, 137, 37–48.
Zhang, F. S., Cui, Z. L., Fan, M. S., Zhang, W. F., Chen, X. P., & Jiang, R. F. (2011). Integrated soil-crop system management: reducing environmental risk while increasing crop productivity and improving nutrient use efficiency in China. Journal of Environmental Quality, 40, 1051–1057.
Zhang, Z., Zhang, Y. L., Shi, Y., & Yu, Z. W. (2020). Optimized split nitrogen fertilizer increase photosynthesis, grain yield, nitrogen use efficiency and water use efficiency under water-saving irrigation. Scientific Reports, 10, 20310.
Zhao, M., Tian, Y., Zhang, M., Yao, Y., Ao, Y., Yin, B., & Zhu, Z. L. (2015). Nonlinear response of nitric oxide emissions to a nitrogen application gradient: a case study during the wheat season in a Chinese rice-wheat rotation system. Atmospheric Environment, 102, 200–208.