氮素是粮食作物产量形成的重要元素之一,快速准确诊断作物氮素营养状况是进行精确氮肥管理的前提,而氮素营养诊断指标是制约其发展的关键因素。临界氮浓度稀释曲线是作物临界氮浓度(作物获得最大干物质所需要的最小氮浓度)与作物植株干物质的幂函数关系,基于临界氮浓度稀释曲线获得的氮营养指数被广泛应用到作物氮素营养诊断中。随着研究的深入,研究者先后基于植株干物质、叶片干物质、叶面积指数等建立了临界氮浓度稀释曲线,提高了作物氮素营养诊断的效率和精度。本文综述了我国三大粮食作物(小麦、玉米、水稻)临界氮浓度稀释曲线的构建、影响曲线参数的因素以及氮营养指数的获取与应用,为临界氮浓度稀释曲线的研究与应用提供理论支撑。

【目的】明确华中区域直播冬油菜的氮素稀释曲线模型及其适用性,探讨以氮素营养指数评价油菜氮素营养状况的可行性。【方法】通过2015—2016和2016—2017两个年度设置的不同氮肥用量(2015—2016年度氮肥用量为0、60、120、180和240 kg N·hm~(-2),2016—2017年度氮肥用量为0、60、120、180、240、300和360 kg N·hm~(-2))的田间试验,研究不同氮肥用量下从苗期到花期油菜各生育时期地上部生物量和植株氮素含量变化,建立直播冬油菜地上部临界氮素浓度稀释曲线模型。并利用该模型和植株氮素含量计算氮素营养指数,明确氮肥用量对油菜植株各个时期氮素营养指数的影响,探究油菜产量和氮素营养指数的关系,确定各时期适宜的氮素营养指数。【结果】氮肥施用显著增加油菜地上部生物量和氮素含量,不同氮肥处理间差异显著。直播冬油菜地上部临界氮素浓度和地上部生物量符合幂指数的关系(N_(cnc)=3.49DM~(-0.26))。该模型可以将独立的两个试验的氮限制和非氮限制组数据区分开,模型拟合的氮素浓度和植株实际氮素浓度线性相关,RMSE和n-RMSE分别为0.37和13%,模型具有较好的稳定性。在试验氮肥用量范围内,各点不同时期氮素营养指数随氮肥用量的增加而增加,且氮素营养指数对氮肥用量的响应与产量相似。氮肥施用显著增加油菜产量,尽管不同试验点直播冬油菜产量对氮肥用量的响应存在差异,但各点相对产量和不同时期的氮素营养指数均呈一元二次曲线关系,各生育时期氮素营养指数可以准确地反映油菜氮素营养状况。直播冬油菜相对产量为1时,越冬期、薹期和花期的氮素营养指数分别为1.35、1.26和1.03。【结论】油菜氮素稀释曲线模型N_(cnc)=3.49DM~(-0.26)和氮营养指数能够评价华中区域直播冬油菜氮素营养状况,用于植株氮素诊断。

【目的】探究不同水平氮磷配施对夏玉米地上部生物量和氮素浓度的影响,构建临界氮浓度稀释曲线模型,并基于氮营养指数模型诊断和评价玉米在不同氮磷互作条件下的氮素营养状况,可为夏玉米氮磷肥合理施用提供理论依据。【方法】以玉米品种郑单958和豫玉22为试验材料,在陕西关中平原设置田间定位氮磷配施试验,设氮肥(N)用量0、75、150、225、300 kg·hm~(-2)(分别用N0、N1、N2、N3和N4表示);磷肥(P_2O_5)用量0、60、120、180 kg·hm~(-2)(分别用P0、P1、P2和P3表示),于2019—2020年在夏玉米拔节期、抽雄期、灌浆期和成熟期进行取样,分析不同水平氮磷配施对玉米地上部生物量累积、氮浓度动态变化和产量的影响,构建并验证临界氮浓度稀释曲线模型。【结果】氮磷配施能显著提高夏玉米地上部生物量、植株氮浓度及籽粒产量,在同一施磷水平下,随施氮水平的提高,夏玉米各生育时期地上部生物量和籽粒产量呈增加趋势,植株氮浓度随生育进程推进和地上部生物量积累的增加而降低,氮浓度和地上部生物量之间符合幂指数关系。同时,施磷能促进植株氮素吸收和地上部生物量积累,在相同施氮条件下,施磷各处理总体表现为P2>P3≈P1>P0,说明施磷可以提高植株氮容纳能力,减缓氮浓度下降速率。根据地上部生物量(DM)与其氮浓度变化关系构建不同施磷水平下夏玉米临界氮浓度(N_c)变化曲线(P0,N_c=27.98DM~(-0.249);P1,N_c=29.77DM~(-0.182);P2,N_c=30.81DM~(-0.138);P3,N_c=30.06DM~(-0.187)),模型拟合的植株氮浓度和实际氮浓度线性相关,稀释曲线模型的n-RMSE值分别为10.23%、6.67%、6.95%和7.19%,有很好的稳定性。基于临界氮浓度稀释曲线计算氮营养指数(NNI),同一施磷水平下玉米各生育时期NNI随氮肥用量的增加而增大,NNI与相对地上部生物量(RDW)和相对产量(RY)均呈极显著相关。【结论】基于临界氮浓度稀释曲线模型的氮营养指数对夏玉米适宜氮磷配施量的诊断结果为N2—N3、P1—P2处理为最佳条件,结合施氮量与产量的拟合方程,推荐关中平原夏玉米施氮量为187.5—205.7 kg·hm~(-2)、施磷量为60—120 kg·hm~(-2)。

保障粮食和重要农产品稳定安全供给始终是建设农业强国的头等大事。在新一轮千亿斤粮食产能提升背景下，聚焦稻谷、小麦、玉米三大主要粮食作物，利用增长核算分析框架揭示中国三大主要粮食作物产能提升的源泉。研究发现：对于稻谷和小麦而言，全要素生产率提升是这两类作物产能提升的主要源泉，其对稻谷、小麦产能提升的贡献率分别达到85.39%、100.93%,拉动稻谷、小麦产能分别提升0.91%、2.39%。就玉米而言，党的十八大之前，土地是玉米产能提升的主要源泉，其贡献率达到64.13%,拉动玉米产能提升4.11%;党的十八大以来，全要素生产率成为玉米产能提升的主要源泉，其贡献率达到64.38%,拉动玉米产能提升1.27%。研究结果为粮食品种结构优化及粮食产量可持续增长提供重要参考。

氮素是作物生长和生产的必需营养元素之一,合理氮管理是实现作物高产栽培的重要措施。临界氮稀释曲线是现代农业中为了提高氮素高利用效率、降低环境污染、减少生产成本而提出的一种精准氮管理模型。为更好地了解国内外临界氮稀释曲线研究现状和发展动态,客观反映不同国家、研究机构、作者以及期刊在该研究领域的影响力,基于Web of Science核心合集数据库(WOS)以及中国知网(CNKI)数据库,将2006-2021年近15年临界氮稀释曲线研究领域相关文献进行计量学分析。利用Cite Space和VOSviewer对年度发文量、发文作者、发文机构、关键词等进行可视化分析,并绘制相关图谱。结果表明,国内外关于临界氮稀释曲线的文献发文量呈初期缓慢增长后迅速增加的趋势;在发文量的国家排序中,前3分别是中国、法国、美国,相比较而言,中国的科研工作者在该领域的科研工作较多。通过研究前沿时区图和关键词突增图发现,“玉米”“产量水平”等关键词的研究是其近年来的研究热点,围绕提高作物产量水平而研究建立其临界氮稀释曲线是重点方向。

为了解我国水稻、玉米和小麦三大粮食作物基础研究现状及我国在世界所处的位置变化,基于文献计量视角,对过去15年间(2002—2016)在生物学和农业科学高质量学术期刊上,刊载的水稻、玉米和小麦论文进行计量分析。结果显示:从所使用文献计量指标来看,通过国家对科技创新的持续投入和科学家们的不懈努力,我国水稻和小麦基础研究,已经走在世界前列,开始领跑全球。玉米基础研究,中国科学家表现出强劲发展势头,部分优秀科学家已经走在了国际竞争最前沿。相信随着国家对科技创新的持续投入,我国三大粮食作物基础研究很快将能全面引领全球,为保障我国和世界粮食安全提供重要保障。

【目的】开花后穗部器官成为小麦生长中心，保证穗部充足的氮素营养是籽粒产量和蛋白品质形成的基础，精确诊断穗氮营养对预测评价产量和品质具有重要意义。【方法】选用周麦 27 和豫麦 49-198 为材料，在大田条件下设置 3 个灌溉条件（W0：雨养、W1：拔节期浇水 1 次、W2：拔节和开花各浇水 1 次）和 5 个施氮水平（0(N0）、90 kg·hm~(-2)(N6）、180 kg·hm~(-2)(N12）、270 kg·hm~(-2)(N18）和 360 kg·hm~(-2)(N24）），于小麦开花后不同的灌浆时段采集各处理小麦穗器官干物质及氮素含量数据，构建不同灌溉条件下冬小麦穗器官的临界氮稀释（Nc）曲线，并于成熟期测定籽粒产量和蛋白质含量。【结果】在同一灌溉条件下，随着施氮量的增加，穗部干物质及氮含量均增加；不同灌溉条件下的穗部临界氮浓度与生物量间均符合幂指数关系，不同灌溉条件的模型间存在差异（W0: Nc=2.58 DM~(-0.242); W1: Nc=2.92 DM~(-0.24); W2: Nc=3.10 DM~(-0.231)）。氮营养指数（NNI）在不同灌溉条件下均随着施氮量的增加而增加，适宜施氮量因灌溉条件而异，雨养条件为 180—270 kg·hm~(-2)，灌溉条件为 270kg·hm~(-2)左右。相对产量（RY）与 NNI 之间显著相关，具体表现为线性+平台特征，在雨养条件下 NNI 为 1.01 时，RY 获得最大值；而在灌溉条件下 NNI 为 0.97 时，RY 获得最大值。籽粒蛋白含量与 NNI 之间呈显著的线性定量关系，灌溉导致蛋白质含量有所降低。【结论】确立的穗器官 Nc 及 NNI 模型，能够有效指示不同水氮条件下小麦氮素丰缺变化，实时评价产量状况，准确预测蛋白质含量，为小麦生育后期的田间及收储管理提供参考和依据。

基于中国三大粮食作物化肥施用强度及配方肥用量核算数据,运用化肥施用环境风险评价模型定量分析了2016年中国三大粮食作物化肥施用特征及其环境风险。结果表明:(1)2016年中国三大粮食作物普遍存在化肥施用过量现象,且不同区域之间单质肥料施用过量程度差异显著,其中,小麦和玉米种植单质肥料存在施用过量的空间范围及过量程度整体上要高于水稻。(2)中国三大粮食作物化肥施用环境风险具有显著的空间差异性,且处于相同风险等级的区域呈现出一定的空间邻近性。(3)中国三大粮食作物总化肥环境风险水平整体较低,但内蒙古、新疆和江苏的小麦种植以及内蒙古、甘肃和湖北等地的玉米种植化肥施用环境风险仍达到了中度或重度风险等级,应成为重点关注的区域。针对当前三大粮食作物化肥施用过量现象严重的问题,政府应当加快三大粮食作物配方肥的推广应用,出台政策措施鼓励企业按大配方生产配方肥,并引导企业在适宜地区进行销售,制定补贴政策以提高农民选用配方肥的积极性,开展科学指导和技术服务以提高农户科学施肥能力和认知水平。

[目的]畜禽粪污是我国最主要且优质的有机肥料资源，约占有机肥资源的67%^[1]。受养殖业和种植业规模化发展影响，传统农业循环模式逐渐转变，种养脱节问题日益凸显。大量畜禽粪污未被有效利用，不仅造成了巨大的资源浪费，同时也增加了农业面源污染风险。[方法]文章以三大粮食作物为例，从畜禽粪污资源化利用途径、大田作物粪肥还田潜力和我国粪肥还田发展情况等方面对我国畜禽粪污资源化利用概况进行阐述，深入分析我国三大粮食作物粪肥还田技术推广应用的限制因素并提出对策与建议，以期为加快推进粪肥在三大粮食作物上的大面积推广应用提供参考。[结果] （1）肥料化是当前应用最为广泛的畜禽粪污资源化利用途径，未来我国畜禽粪污还田的潜力主要是在大田粮食作物上；（2）从作物养分需求角度测算粪肥还田潜力，我国三大粮食作物基本可以消纳每年产生的畜禽粪污，但在实际生产中，经济效益、区域农业生产条件等多重因素叠加影响了粪肥的还田利用效率；（3）我国大田粮食作物粪肥还田利用受粪肥还田造成的生产成本增加、还田窗口期短、专业社会化服务缺乏、粪肥施用存在安全风险和田间配套设施设备缺乏等因素影响；（4）从种植端出发，坚持“以地定畜、以种定养、以养促种”原则，构建合理的种养结构布局，通过加快粪肥还田服务组织培育，加强对粪肥原料监管，建立污染防控的限量指标体系，筛选适宜的粪肥施用机械，制定适应不同区域的粪肥还田技术方案，打造示范区，强化培训宣传等手段，推进三大粮食作物粪肥还田利用。[结论]新形势下，发展绿色种养循环农业，重点在大田作物上推广粪肥就地就近还田利用，是补足我国畜禽粪污资源化利用短板，破解当前种养脱节难题，促进农业绿色低碳发展的重要支撑。

在１９９１年首次在贵州盘县发现稀有粮食作物资源草子（十字马唐）的基础上，相继考察了贵州西部、东南部、东北部和北部地区。发现草子分布在贵州西部及西南部１８００ｍ以上的高海拔干旱、半干旱山区。对搜集到的材料进行了植物学、生物学及经济性状鉴定。植物学特征鉴定确定其植物学分类地位。生物学性状鉴定包括各生育期、器官生长特声、观察。经济性状鉴定包括影响籽实产量性状。籽实和茎对营养成份分析测定结果，籽实粗蛋白质含量为１４．８％～１５．３２％，较玉米、谷子、掺子等杂粮高４．３９％～７．０１％，有的材料赖氨酸含量超过玉米。车子茎叶公顷产量达４３８１５（鲜重），为粮饲兼用作物。并提出保护利用可行性建议。

苔麸亦称埃塞俄比亚画眉草,是起源于埃塞俄比亚的一种一年生小粒谷类粮草兼用稀特作物。该作物耐瘠薄、耐旱、抗逆性强、适应性广而成为埃塞俄比亚传统种植作物,以其品质高、营养好、产量低而著称于世。苔麸粉食品——英吉拉是该国人民情有独钟的主要日食,其草秸也是牲畜的良好饲草。有研究认为苔麸类食品能够改善人们的膳食结构,对糖尿病等疾病有食疗作用。

本文在对我国主要粮食作物成本统计资料分析的基础上,建立相应作物的生产函数模型,同时估计这些作物相应投入要素间的替代弹性,并以此为依据,探讨未来我国粮食作物生产技术的发展方向。

阐明主要粮食作物生产优势的空间特征,可以为我国粮食安全战略决策提供重要的参考依据。本研究以我国2006年县(市)作物播种面积和单产为基本单元,系统分析了水稻、小麦和玉米三大粮食作物的效率比较优势、规模比较优势和综合比较优势的空间特征。结果显示,我国三大粮食作物生产优势的空间特征明显,效率优势和规模优势在空间布局上存在明显差异。但综合分析发现,水稻生产的综合比较优势指数较高的地区为华南、华东和华中地区,其指数分别达到了1.45、1.30和1.14;小麦生产的综合比较优势指数较高的地区为西北和华北地区,优势指数分别为1.33和1.02;玉米生产的综合比较优势指数较高地区为华北和东北地区,优势指数分...

习近平总书记多次强调,只有把饭碗牢牢端在自己手中才能保持社会大局稳定。为更好地服务保障国家粮食安全,近日,财政部会同农业农村部、银保监会印发《关于扩大三大粮食作物完全成本保险和种植收入保险实施范围的通知》(以下简称《通知》),明确扩大稻谷、小麦、玉米三大粮食作物完全成本保险和种植收入保险实施范围,逐步为河北、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、江苏、安徽、江西、山东、河南、湖北、湖南、四川等13个粮食主产省份产粮大县的全体农户提供覆盖农业生产完全成本或种植收入的保险保障。

[目的]农业碳排放是影响生态环境的重要因素之一，促进我国省际间农业碳排放的相对均衡发展，对加快农业生产中“双碳”目标实现具有重要的现实意义。[方法]文章基于1991—2019年粮食作物农用物质投入等统计数据，运用IPCC碳排放系数法，测算粮食主产区和主销区农业碳排放量，运用固定效应模型分析检验我国农业碳排放量的影响因素。[结果]（1）我国粮食作物播种面积整体稳定，播种区域逐渐向粮食主产区集中；（2）我国农业碳排放总量持续增加但增速下降，化肥、柴油是主要碳源，碳排放量、碳源及碳排放强度在粮食主产区和粮食主销区差异明显；（3）粮食作物种植面积比重增加对农业碳排放量有明显增进作用，农业效率提高和农业结构优化对碳排放有抑制作用，农业经济发展水平则促进农业碳排放量增长。[结论]应加快农业现代化进程，提高农业生产效率；强化化肥、农药、柴油等化学生产要素投入科学标准和使用技术，提高使用效率；实施碳排放补贴政策，建立碳排放区域间补偿机制。