基于作物产量反应的水稻养分限量标准研究

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基本信息

项目摘要

Determining the reasonable scope of fertilizer application rate and formulating the limitation criteria of fertilization are the basis for reducing the amount of chemical fertilizers of rice. It is also the key to preventing resources waste, ensuring food security and protecting ecological environment. However, fertilization recommendation based on individual or few data cannot meet the demand of the current intensive agricultural production. Therefore, in this project, on the basis of a large dataset comprised of >5000 multi-year and -point on-farm rice data, (1) we intend to use QUEFTS (quantitative evaluation of the fertility of tropical soils) model to analyze the quantitative relationships among soil nutrients, yield response and nutrient uptake, and optimize the parameters of the nutrient uptake, yield response and agronomic efficiency for different planting types of rice, in order to establish the yield-response-based Nutrient Expert for Rice, (2) in combination with remote-sensing image data, geographical information technology and Nutrient Expert system, we intend to characterize the regional distribution of soil nutrient supply capacity and fertilizer requirements based on yield response, and (3) put forward the range of recommended fertilizer application rate, and establish the limitation criteria of fertilization for different types of rice. Finally, field experiments will be established to validate these results. This project will help to make agricultural policies for rice production and make decisions for decreasing fertilizer application, as well as can provide scientific basis and theoretical guidance for implementing efficient fertilization.
确定水稻肥料合理施用范围,制订肥料施用限量标准是实现水稻化肥科学减施的基础,是防止资源浪费、保障粮食安全和保护生态环境的关键所在。然而,应用个别或少量数据用于推荐施肥已不能满足当前集约化农业生产需求。因此,本研究拟以多年多点水稻田间试验数据库为基础(>5000),(1)应用QUEFTS模型分析土壤养分与作物产量反应及养分吸收间的量化关系,优化不同种植类型水稻养分吸收,产量反应和农学效率等特征参数,建立完善的基于产量反应的水稻养分专家系统;(2)结合遥感影像数据、地理信息技术与施肥模型,形成区域尺度上基于产量反应的土壤养分供应和需肥量分布特征;(3)提出不同种植类型水稻基于产量反应的推荐施肥范围,建立肥料施用限量标准,并进行田间验证。该研究将有助于我国水稻生产制定农业政策和科学减施决策,进行高效施肥提供科学依据和理论指导。

结项摘要

确定水稻肥料合理施用范围,制定肥料施用限量标准是实现水稻化肥科学减施的基础,是防止资源浪费、保障粮食安全和保护生态环境的关键所在。本研究以多年多点水稻田间试验数据库为基础(>5000),应用QUEFTS模型分析了不同种植类型水稻养分需求量,优化了水稻养分专家系统内部相对产量、产量反应和农学效率等参数,结合地理信息系统得出了区域尺度上的水稻主产区土壤养分供应和需肥量空间分布特征,并提出了不同种植类型水稻基于产量反应的推荐施肥范围。本研究丰富了水稻田间试验数据库,共计收集38896条田间试验数据,其中含有地上部氮、磷和钾养分累积量的数据分别有9051、6007和6081条。应用QUEFTS模型模拟了不同种植类型水稻最佳养分吸收,得出每生产1000 kg水稻籽粒其地上部植株N、P和K养分需求早稻分别为16.5、3.2和20.6 kg,中稻分别为17.2、3.1和20.8 kg,晚稻分别为17.1、3.6和19.9 kg,一季稻分别为14.5、3.2和14.5 kg。平均氮、磷和钾产量反应分别为2346、948和940 kg/ha,平均氮、磷、钾的农学效率分别为12.8、13.8和9.5 kg/kg。优化了不同种植类型水稻的土壤养分供应能力参数,其平均氮、磷和钾相对产量早稻分别为0.71、0.87和0.88 kg/kg,中稻分别为0.75、0.90和0.89 kg/kg,晚稻分别为0.76、0.90和0.90 kg/kg,一季稻分别为0.67、0.88和0.89 kg/kg。田间试验验证表明,与农民习惯施肥和测土施肥相比,NE处理产量分别提高了6.4%和2.5%,平均减施氮肥9.9%和6.6%,平均减施磷肥4.4%和-4.8%,分别提高氮肥回收率12.9个百分点和9.5个百分点。最后提出了基于养分专家系统的区域尺度养分推荐施用量。该研究将有助于我国水稻生产制定农业政策和科学减施决策,可为高效施肥提供科学依据和理论指导。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
秸秆还田下寒地水稻实现高产高氮肥利用率的氮肥运筹模式
  • DOI:
    10.11674/zwyf.20614
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    植物营养与肥料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孔丽丽;侯云鹏;尹彩侠;李前;张磊;赵胤凯;徐新朋
  • 通讯作者:
    徐新朋
Optimizing rates and sources of nutrient input to mitigate nitrogen, phosphorus, and carbon losses from rice paddies
优化养分输入的速率和来源,以减少稻田的氮、磷和碳损失
  • DOI:
    10.1016/j.jclepro.2020.120603
  • 发表时间:
    2020-05-20
  • 期刊:
    JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Ding, Wencheng;He, Ping;Zhou, Wei
  • 通讯作者:
    Zhou, Wei
Spatial variation of yield response and fertilizer requirements on regional scale for irrigated rice in China
中国灌溉水稻区域尺度产量响应和需肥量的空间变异
  • DOI:
    10.1038/s41598-019-40367-2
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    Scientific Report
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu Xinpeng;He Ping;Pampolino M F;Qiu Shaojun;Zhao Shicheng;Zhou Wei
  • 通讯作者:
    Zhou Wei
The combination of straw return and appropriate K fertilizer amounts enhances both soil health and rice yield in Northeast China
秸秆还田和适量施钾肥相结合可提高中国东北地区的土壤健康和水稻产量
  • DOI:
    10.1002/agj2.20805
  • 发表时间:
    2021-07
  • 期刊:
    Agronomy Journal
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Hou Yunpeng;Xu Xinpeng;Kong Lili;Zhang Lei;Wang Lichun
  • 通讯作者:
    Wang Lichun
Estimating regional N application rates for rice in China based on target yield, indigenous N supply, and N loss
根据目标产量、本地氮供应和氮损失估算中国水稻区域施氮量
  • DOI:
    10.1016/j.envpol.2020.114408
  • 发表时间:
    2020-08-01
  • 期刊:
    ENVIRONMENTAL POLLUTION
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Ding, Wencheng;Xu, Xinpeng;Zhou, Wei
  • 通讯作者:
    Zhou, Wei

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其他文献

氮素运筹对两个晚稻品种产量及其主要构成因素的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    植物营养与肥料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    仇少君;赵士诚;苗建国;徐新朋;孙刚;易琼;王淳;张文学;何萍
  • 通讯作者:
    何萍
我国北方玉米施肥产量效应和经济效益分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    植物营养与肥料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    何萍;徐新朋;仇少君;赵士诚
  • 通讯作者:
    赵士诚

其他文献

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徐新朋的其他基金

基于贝叶斯网络模型溯源马铃薯养分吸收限制因子及其调控机理
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    2022
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  • 项目类别:
    面上项目
基于贝叶斯网络模型溯源马铃薯养分吸收限制因子及其调控机理
  • 批准号:
    32272822
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
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    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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