近20年中国玉米氮肥利用率的时空变化及驱动因素OA
Spatiotemporal Variations and Driving Factors of Maize Nitrogen Fertilizer Use Efficiency in China over Past 20 Years
玉米是重要的粮食、饲料和工业原料作物,氮肥用量大,但利用率低.近些年,我国氮肥的形态、施用量、施用方法及玉米品种和配套栽培技术等发生了较大变化.在此新形势下,我国玉米氮肥利用率时空变化特征尚不清楚.据此,本文采用文献计量分析的方法,收集了2000-2023年间发表的中英文文献,对1 216组玉米氮肥利用率数据进行了统计分析,探讨了近20年我国玉米氮肥利用率的时空变异特征及其潜在驱动因素.结果表明:我国 2000-2023 年玉米的氮肥表观利用率、偏生产力、农学效率、生理利用率的均值分别为32.60%、47.03 kg/kg、13.01 kg/kg、38.50 kg/kg.随着施氮量的增加,氮肥利用率参数呈下降趋势.当施氮量为180～240 kg/hm2 时,可保证玉米获得较高产量,同时维持较高氮肥利用率.我国玉米氮肥利用率存在明显的时空变异特征.从时间上看,自 2000 年以来,我国玉米氮肥表观利用率呈现先降低(2000-2010 年)后稳步上升(2011-2023 年)的趋势.现阶段(2016-2023)玉米氮肥表观利用率(37.12%)较2006-2010年(28.29%)和2011-2015年(32.01%)分别提升了8.83和5.11个百分点,与 2000-2005 年(37.39%)基本持平.从区域上看,东北地区的玉米氮肥表观利用率最高,达 36.68%;西北和华东地区次之,分别为33.27%和32.33%;华北和南方地区相对较低,分别为30.96%和30.41%.随机森林分析结果表明,土壤pH和有机质是我国玉米氮肥表观利用率差异的主要驱动因素.综上所述,近 20 年我国玉米氮肥利用率存在显著的时空变异,玉米氮肥利用率得到大幅提高,pH和有机质是驱动玉米氮肥利用率差异的主要土壤因素.
Maize is an important crop for food,feed,and industrial raw materials,with a high nitrogen(N)fertilizer application rate but relatively low N use efficiency(NUE).In recent years,the form,rate,method of N fertilizer application and the variety and cultivation method of maize have changed in China.However,the changes in fertilizer NUE of maize under this new situation remain unclear.Through a bibliometric analysis of 1 216 trials on maize NUE from 2000 to 2023,we investigated the spatiotemporal variations and potential driving factors of maize NUE in China.From 2000 to 2023,the obtained results showed that the average apparent NUE,partial factor productivity,agronomic efficiency,and physiological efficiency for maize in China are 32.60%,47.03 kg/kg,13.01 kg/kg,and 38.50 kg/kg,respectively.As N application rate increases,all these NUE parameters show a declining trend.When N application rate ranges from 180 to 240 kg/hm2,relatively high maize yields and NUE are achieved.The NUE of maize in China exhibits significant spatiotemporal variations.In terms of temporal change,since 2000,the trend in maize NUE in China initially declined from 2000 to 2010,followed by steady growth from 2011 to 2023.Currently,the N apparent use efficiency from 2016 to 2023(37.12%)is similar to that of 2000-2005(37.39%),increased by 8.83 and 5.11 percentage points compared to the periods of 2006-2010(28.29%)and 2011-2015(32.01%),respectively.Regarding regional differences,the average apparent NUE is the highest in Northeast China(36.68%),followed by Northwest(33.27%)and East China(32.33%),and the lowest in North and South China(30.96%and 30.41%,respectively).Random forest analysis indicates that soil pH and organic matter are two main driving factors responsible for the regional differences in the apparent NUE.In conclusion,over the past 20 years,there is significant spatiotemporal variation in maize NUE of China and a substantial increase in maize NUE,and soil pH and organic matter are two main soil factors driving the differences in the NUE of maize.
肖珣;王璐;赵琳;代文台;刘姝含;沈仁芳;赵学强
土壤与农业可持续发展全国重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 211135||中国科学院大学,北京 100049土壤与农业可持续发展全国重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 211135土壤与农业可持续发展全国重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 211135||中国科学院大学,北京 100049土壤与农业可持续发展全国重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 211135||中国科学院大学,北京 100049土壤与农业可持续发展全国重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 211135||中国科学院大学,北京 100049土壤与农业可持续发展全国重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 211135||中国科学院大学,北京 100049土壤与农业可持续发展全国重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京 211135||中国科学院大学,北京 100049
农业科技
玉米氮肥利用率施氮量时空变化特征文献计量分析
MaizeNitrogen use efficiencyNitrogen application rateSpatiotemporal variationsBibliometric analysis
《土壤》 2026 (1)
49-57,9
中国科学院战略性先导科技专项(XDA0440201)和国家自然科学基金项目(42077101)资助.
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