近日,中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所植物營養團隊利用多年多點的田間試驗數據開發了馬鈴薯養分專家系統,并在產量、農學和環境效益等方面開展了多點田間試驗驗證,解析了提升我國馬鈴薯養分管理水平能夠在增產的同時降低環境污染風險的潛力,相關研究成果發表在《清潔生產(Journal of Cleaner Production)》上。
據何萍研究員介紹,由于農戶缺乏強有力的養分推薦方法,在馬鈴薯生產中普遍存在過量施肥現象,造成養分流失并引起環境污染。為解決當前馬鈴薯農業生產中施肥不合理的問題,降低環境污染風險,同時實現馬鈴薯養分推薦方法的靈活便捷性,研究團隊基于2002-2019年的多年多點田間試驗數據開發了基于產量反應和農學效率的馬鈴薯推薦施肥方法 Nutrient Expert (NE) for Potato (馬鈴薯養分專家)系統,并在全國范圍開展了239個田間試驗對系統進行驗證。
NE系統是以田間肥料試驗的農學大數據為依托,根據作物施肥后產量反應高低表征土壤養分供應能力,并綜合考慮作物的輪作體系、有機肥和秸稈還田情況,建立起來的基于作物4R養分管理原則的一整套推薦施肥方案。為方便用戶使用,采用信息技術把復雜的推薦施肥原理簡化為用戶方便使用的NE系統。用戶只需提供往年的產量水平和施肥歷史,就能給出基于地塊個性化信息的具體施肥方案。研究結果指出,NE處理的馬鈴薯產量與經濟效益比FP(農民習慣)分別提高了9.0%和8.9%;氮和磷肥施用量分別降低了24.4%和32.4%,鉀肥施用量提高了5.0%;凈溫室氣體平衡( Net GHG balance )和溫室氣體排放強度( GHGI )處于較低水平。研究結果證明了NE方法可用于指導中國馬鈴薯產區農戶的養分管理,以獲得更高的產量和經濟效益,并降低溫室氣體排放。
我所徐新朋副研究員為第一作者,何萍研究員與周衛院士為共同通訊作者。該研究獲得了國家自然科學基金、現代農業產業技術體系、中國農業科學院創新工程和國家重點研發計劃項目的資助。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.133357