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王朝辉老师团队在提出小麦高产高蛋白生产的土壤适宜有机碳范围方面取得进展

发布日期:2024-08-30

近日,王朝辉课题组题为“Updating soil organic carbon for wheat production with high yield and grain protein”的研究论文在Field Crops Research在线发表。该研究通过2015-2022年对我国黄淮冬麦区897个农户的调研、土壤和植物采样测定和分析,利用边界线分析法,提出小麦高产高籽粒蛋白生产的土壤有机碳适宜范围,并基于此范围确定了实际生产中高产高蛋白小麦与低产低蛋白小麦的养分吸收累积及效率差异,量化了基于土壤有机碳推荐施肥的经济及环境效益。 资源环境学院博士生党海燕为第一作者,王朝辉教授为通讯作者。孙蕊卿(已毕业研究生)、佘文婷(在读研究生)、侯赛宾(已毕业研究生)、李小涵(实验室老师)、褚宏欣(已毕业研究生)、王涛(已毕业研究生)、黄婷苗(已毕业研究生)、黄倩楠(已毕业研究生)、Kadambot H.M. Siddique(澳大利亚技术科学与工程院院士)为共同作者。

土壤有机碳作为指示土壤肥力的一项重要指标,对于作物生长有着重要作用,但土壤有机碳是否越高越好?如何影响小麦的产量品质?尚不清楚。本研究基于在我国黄淮冬麦区连续8年的调研及取样分析,发现小麦的产量及籽粒蛋白质潜力不随土壤有机碳水平的增加而持续增加,在土壤有机碳7.8-18.1 g·kg-1范围内可获得小麦的最高产量及籽粒蛋白质含量。将土壤有机碳水平维持在适宜水平有利于养分由肥料或植株转移至籽粒,且高产高蛋白小麦同时还有着较高的养分吸收效率。若将土壤有机碳维持在较高水平或提升至适宜水平,以实现高产高蛋白为目标,每年可在现有基础上可节约9.42万吨氮肥、0.7万吨磷肥和3.66万吨钾肥(以纯养分计),同时增加27.7亿美元净收入,减少温室气体排放336万吨CO2 eq。
研究得到国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-03)、国家重点研发计划(2023YFD1900401)的资助。

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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.

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.fcr.2024.109549




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