近日，西北农林科技大学王朝辉教授团队与中国农业大学张福锁院士团队崔振岭教授合作在国际顶级期刊《Nature Food》发表题为“Data-driven nitrogen management benchmarks support China's wheat self-sufficiency by 2030”的研究论文，西北农林科技大学在读博士生米晓田为第一作者，何刚副教授、王朝辉教授和中国农业大学资源与环境学院崔振岭教授为共同通讯作者。这项研究创新性地提出了数据驱动的氮管理基准，为我国到2030年实现小麦自给自足提供了关键技术支撑。 图1 小麦生产的氮管理基准 随着人口增长和气候变化的挑战加剧，如何科学地评价作物生产管理水平并提出有针对性的改进措施，成为困扰全球农业发展的重要难题之一。研究团队基于多年多点田间试验、大规模农户调研和广泛的文献数据分析，创新性地构建了以氮吸收和氮盈余为核心的氮管理标准体系，并首次在区域乃至全国尺度上应用于小麦生产。 图2 基于2010年至2021年农户大规模调查的中国小麦生产现状 大规模农户调查数据显示，目前我国仅有20%的小麦收获面积符合这一氮管理标准，生产现状亟需改善。为明确实现数据驱动氮管理标准的路径，研究团队建立了覆盖全国的小麦生产管理技术数据集，并采用机器学习模型深入分析了作物管理技术、土壤特性及气候因素对氮管理基准的贡献。 图3 小麦产量和氮盈余的机器学习模型及其解释变量的相对重要性 研究结果表明，氮肥管理、土壤肥力和气候因素对氮管理标准的贡献达到70%。如果能够有效整合这些关键因素，我国符合氮管理标准的小麦收获面积预计到2030年将提高至75%，小麦产量预计提升12%，足以满足中国小麦自给自足目标，实现对进口的零依赖。 图4 FRNM技术和ISSM技术的建立和发展 为验证模型的可靠性，团队还通过全国范围内311个监控施肥和土壤-作物系统综合管理的田间试验进行了全面验证，结果充分证明了所建模型的高精度与实用性。 图5 1960-2021年小麦产量和农业GDP的走势，以及三种情景下满足氮管理基准的收获面积预测比例 此项研究不仅填补了我国小麦生产管理水平定量评价的空白，还为应对未来气候变化情景下实现小麦高效生产和环境保护双赢提供了可行方案和案例，具有重要的现实意义和科学价值。 该研究得到了国家重点研发计划、陕西省重点研发计划、国家现代农业产业技术体系建设等项目的资助。 本文研究论文全文获取途径：本公众号后台回复“475” 农业科技侠交流群 入群可添加小编微信（扫描下方二维码，备注：来意-姓名-单位，若二维码添加失败，请公众号后台私信留言“入群”） 投稿、宣传推广、开白等请在本公众号后台回复“1” 转载请注明来源：本文转自农业科技侠数字与智慧农业微信公众号 编辑：林若曦 声明:本文旨在前沿分享,若有编辑等问题,敬请后台留言
