2025年7月9日，河海大学地理与遥感学院流域地表过程与效应团队在Global Change Biology上发表题为“The contributions of cultivar and fertilization improvements to single rice nitrogen use efficiency trends across China”的研究论文，揭示了中国单季稻氮肥利用效率的时空格局及其驱动机制，为制定区域差异化氮肥管理策略提供了科学依据。
氮肥利用效率(Nitrogen Use Efficiency, NUE)是衡量作物的氮肥吸收和利用能力的重要指标。提高NUE不仅能够降低农业生产成本，还能减少活性氮损失及生态环境影响。作物NUE呈现出显著的时空分异，其演变规律及关键驱动因素仍不清楚，制约了氮肥管理优化及农业绿色发展。
针对上述问题，该团队整合多尺度数据，利用土壤水热碳氮过程模型(WHCNS)，系统分析了过去40年中国单季稻NUE时空格局及其驱动机制。结果表明，过去40年中国单季稻NUE在2005年前缓慢增长，此后以0.048/10y的速度显著提升。这一趋势主要受施肥管理和水稻品种更替的双重影响：1）氮肥施用量直接决定了氮素总输入量，并通过影响作物吸收与利用效率调控NUE；2）品种改良则通过提高稻谷光合产物分配比例(即收获指数)间接提升NUE。尤其重要的是，2005年前品种改良对NUE的贡献(0.034/10y) 抵消了过量施氮的负面效应(−0.029/10y)，此后品种改良和科学施肥成为NUE快速提升的共同原因。因此，在低氮投入条件下，如何通过育种进一步突破NUE瓶颈仍是当前面临的重大挑战。
图1 中国单季稻氮肥利用效率的时空变化趋势
（a. 1978-2019年氮肥利用效率、氮肥施用量和产量；b-d. 单季稻在1978-2019年、1979-2005年和2005-2019年期间的平均观测氮肥利用效率）
该文章是我院与北京大学城市与环境学院又一合作成果。该团队付瑾副教授和周丰教授为通讯作者。合作者包括北京大学城市与环境学院硕士生鞠欣洁、江文君(已毕业)，博士后黄微尘，博士生吾拉哈提∙阿达力别克，以及英国阿伯丁大学Pete Smith教授，新西兰农业研究所Jiafa Luo教授，我院刘欣教授和梁浩教授。该成果得到了国家自然科学基金等项目(42225102, 42361144876, 42007079)的资助。
论文信息：Ju, X., Liu, X., Jiang, W., Liang, H., Smith, P., Luo, J., Huang, W., Adalibieke, W., Fu, J.*, Zhou, F.*, The contributions of cultivar and fertilization improvements to single rice nitrogen use efficiency trends across China. Global Change Biology. 2025; 31: e70316
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.70316
Copyright © Hohai university
dilixueyuan@hhu.edu.cn