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王朝輝老師團(tuán)隊(duì)在提出小麥高產(chǎn)高蛋白生產(chǎn)的土壤適宜有機(jī)碳范圍方面取得進(jìn)展

發(fā)布日期:2024-08-30

近日,王朝輝課題組題為“Updating soil organic carbon for wheat production with high yield and grain protein”的研究論文在Field Crops Research在線發(fā)表。該研究通過2015-2022年對我國黃淮冬麥區(qū)897個(gè)農(nóng)戶的調(diào)研、土壤和植物采樣測定和分析,利用邊界線分析法,提出小麥高產(chǎn)高籽粒蛋白生產(chǎn)的土壤有機(jī)碳適宜范圍,并基于此范圍確定了實(shí)際生產(chǎn)中高產(chǎn)高蛋白小麥與低產(chǎn)低蛋白小麥的養(yǎng)分吸收累積及效率差異,量化了基于土壤有機(jī)碳推薦施肥的經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益。西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院博士生黨海燕為第一作者,王朝輝教授為通訊作者。孫蕊卿(已畢業(yè)研究生)、佘文婷(在讀研究生)、侯賽賓(已畢業(yè)研究生)、李小涵(實(shí)驗(yàn)室老師)、褚宏欣(已畢業(yè)研究生)、王濤(已畢業(yè)研究生)、黃婷苗(已畢業(yè)研究生)、黃倩楠(已畢業(yè)研究生)、Kadambot H.M. Siddique(澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程院院士)為共同作者。

土壤有機(jī)碳作為指示土壤肥力的一項(xiàng)重要指標(biāo),對于作物生長有著重要作用,但土壤有機(jī)碳是否越高越好?如何影響小麥的產(chǎn)量品質(zhì)?尚不清楚。本研究基于在我國黃淮冬麥區(qū)連續(xù)8年的調(diào)研及取樣分析,發(fā)現(xiàn)小麥的產(chǎn)量及籽粒蛋白質(zhì)潛力不隨土壤有機(jī)碳水平的增加而持續(xù)增加,在土壤有機(jī)碳7.8-18.1 g·kg-1范圍內(nèi)可獲得小麥的最高產(chǎn)量及籽粒蛋白質(zhì)含量。將土壤有機(jī)碳水平維持在適宜水平有利于養(yǎng)分由肥料或植株轉(zhuǎn)移至籽粒,且高產(chǎn)高蛋白小麥同時(shí)還有著較高的養(yǎng)分吸收效率。若將土壤有機(jī)碳維持在較高水平或提升至適宜水平,以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高蛋白為目標(biāo),每年可在現(xiàn)有基礎(chǔ)上可節(jié)約9.42萬噸氮肥、0.7萬噸磷肥和3.66萬噸鉀肥(以純養(yǎng)分計(jì)),同時(shí)增加27.7億美元凈收入,減少溫室氣體排放336萬噸CO2 eq。
研究得到國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(CARS-03)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2023YFD1900401)的資助。

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Fig. 1 Relationship between SOC and wheat grain yield and grain protein content in China’s main wheat production region from 2015–2022 (n = 897). Red circles and blue squares represent the boundary points of wheat grain yield and protein content, respectively. Red and blue solid lines represent the fitting lines for the boundary points of wheat grain yield and protein content, respectively, and shaded areas indicate 95?% confidence intervals.

論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.fcr.2024.109549




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