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长期秸秆还田对典型潮土区冬小麦-夏玉米轮作体系产量及氨挥发的影响

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植物营养与肥料学报 2025年第02期 213-225页

【目的】秸秆还田在培肥土壤的同时，向土壤中投入了大量的有机碳，激发了有机氮的矿化。研究华北平原冬小麦-夏玉米体系下长期秸秆还田对作物产量、氮素吸收利用和土壤氨挥发的影响，为提高作物产量、减少氮素损失提供科学依据。【方... 详细信息

【目的】秸秆还田在培肥土壤的同时，向土壤中投入了大量的有机碳，激发了有机氮的矿化。研究华北平原冬小麦-夏玉米体系下长期秸秆还田对作物产量、氮素吸收利用和土壤氨挥发的影响，为提高作物产量、减少氮素损失提供科学依据。【方法】位于河北省廊坊市的长期秸秆还田定位试验始于2008年，处理包括只施用常规化肥（NPK）和常规化肥配合秸秆还田（NPKSt）。于作物生长期测定氨挥发，收获期调查测定作物产量、植株氮素含量以及0—100 cm土层土壤酶活性和土壤无机氮含量，分析土壤氨挥发、氮素转化过程对秸秆还田的响应。【结果】2018—2023年，NPKSt处理冬小麦、夏玉米产量较NPK处理分别增加6.20%～19.29%、11.01%～21.42%，籽粒总吸氮量分别增加19.85%、15.49%，氮肥偏生产力分别增加6.96%、12.41%，且玉米季效果优于小麦季。土壤氨挥发主要集中在施肥后7天内，NPKSt处理平均土壤氨挥发速率低于NPK处理。NPKSt处理轮作周年氨挥发总累积量较NPK处理显著降低3.69 kg/hm2，氨总损失率显著降低1.02个百分点。与NPK处理相比，NPKSt处理冬小麦和夏玉米季0—20 cm土层土壤脲酶活性提高14.84%～25.35%。两季NPKSt处理下表层土壤铵态氮和硝态氮含量均显著提高，NPKSt处理0—20 cm土层铵态氮含量较NPK处理显著提高10.90%～27.73%。0—100 cm土层内，NPKSt处理土壤硝态氮含量较NPK处理提高18.35%～307.85%。【结论】长期秸秆还田不仅显著减少铵态氮的挥发损失，还可改善土壤通气性，提高表层土壤脲酶活性，增加土壤无机氮含量，提高土壤氮素供应能力，尤其有利于夏玉米植株的氮素吸收和利用。因此，在华北平原北部典型潮土区冬小麦-夏玉米体系下，秸秆还田可在保证作物高产的基础上减少土壤氨挥发损失，是实现农业可持续发展的有效措施。

关键词：秸秆还田小麦玉米轮作产量氮素吸收氨挥发

基于QUEFTS模型估算中国设施黄瓜养分吸收需求量

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植物营养与肥料学报 2025年第02期 282-291页

作者：宋蕾徐新朋潘昭隆陈延玲何萍周卫青岛农业大学资源与环境学院中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/农业农村部植物营养与肥料重点实验室

【目的】黄瓜生产中普遍存在施肥量高、施肥不平衡等问题，严重影响了我国黄瓜产量与肥料利用效率。明确养分需求量是建立科学有效的黄瓜推荐施肥方法的前提，也是实现精准施肥的基础，对于我国黄瓜可持续生产至关重要。【方法】以“黄... 详细信息

【目的】黄瓜生产中普遍存在施肥量高、施肥不平衡等问题，严重影响了我国黄瓜产量与肥料利用效率。明确养分需求量是建立科学有效的黄瓜推荐施肥方法的前提，也是实现精准施肥的基础，对于我国黄瓜可持续生产至关重要。【方法】以“黄瓜”、“黄瓜+产量”、“黄瓜+养分吸收”为关键词，收集汇总了来自国际植物营养研究所（IPNI）、中国知网数据库（CNKI）以及本课题在我国黄瓜主产区开展的田间试验。应用QUEFTS模型，预估不同目标产量下黄瓜的最佳养分需求量，并在天津、北京、河北和江苏四省市布置田间试验，验证模型得出的黄瓜养分需求量。【结果】我国黄瓜平均产量可达86.2 t/hm2，但样本间产量差异较大，其变化范围为2.9～339.5 t/hm2。黄瓜果实氮（N）、磷（P）和钾（K）吸收量平均值分别为175.6、44.1和236.6 kg/hm2，变化范围分别为44.8～459.0、16.0～119.6和34.7～554.8 t/hm2；地上部N、P和K总吸收量平均分别为260.6、64.7和326.9 kg/hm2，变化范围分别为52.0～525.3、11.2～146.4和53.0～632.4 kg/hm2。不同种植区气候、土壤条件、黄瓜品种、灌水量以及养分管理措施等差异，造成产量与养分吸收量变化范围较大。去除养分内在效率上下2.5%的数值，得到最大稀释边界（d）和最大累积边界（a）参数，应用QUEFTS模型模拟不同目标产量下黄瓜的最佳养分需求量，得出每生产1000 kg黄瓜，其地上部养分需求量分别为N 2.25 kg、P 0.48 kg和K 2.84 kg，相应的N、P和K养分内在效率分别为444.9、2074.3和352.1 kg/kg。田间验证试验结果显示，N、P、K养分吸收量模拟值与实测值具有一致性，其N、P和K的拟合指数d值分别达到了0.996、0.978和0.997。【结论】应用QUEFTS模型模拟了不同目标产量下黄瓜最佳养分需求量，确定了我国黄瓜产量与养分吸收之间的量化关系，为我国黄瓜推荐施肥方法的建立提供了养分需求参数。

关键词：黄瓜养分吸收量 QUEFTS模型养分内在效率最大稀释边界最大累积边界目标产量

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植物营养与肥料学报 2025年

【目的】黄瓜生产中普遍存在施肥量高、施肥不平衡等问题，严重影响了我国黄瓜产量与肥料利用效率。明确养分需求量是建立科学有效黄瓜推荐施肥方法的前提，是实现精准施肥的基础，对于我国黄瓜可持续生产至关重要。【方法】以“黄瓜”... 详细信息

【目的】黄瓜生产中普遍存在施肥量高、施肥不平衡等问题，严重影响了我国黄瓜产量与肥料利用效率。明确养分需求量是建立科学有效黄瓜推荐施肥方法的前提，是实现精准施肥的基础，对于我国黄瓜可持续生产至关重要。【方法】以“黄瓜”、“黄瓜+产量”、“黄瓜+养分吸收”为关键词收集汇总了来自国际植物营养研究所（IPNI）、中国知网数据库（CNKI）以及本课题在我国黄瓜主产区开展的田间试验。应用QUEFTS模型预估不同目标产量下黄瓜的最佳养分需求量，并在天津、北京、河北和江苏四省市布置田间试验，验证模型得出的黄瓜养分需求量。【结果】黄瓜平均产量可达87.6 t/hm2，但产量差异较大，其变化范围为2.9～339.5 t/hm2。黄瓜果实氮（N）、磷（P）和钾（K）吸收量平均值分别为175.6、44.1和236.6 kg/hm2，变化范围分别为44.8～459.0、16.0～119.6和34.7～554.8 t/hm2；地上部N、P和K总吸收量平均分别为260.6、64.7和326.9 kg/hm2，变化范围分别为11.3～333.2、1.7～78.5和14.4～517.4 kg/hm2。不同种植区气候、土壤条件，黄瓜品种、灌水量以及养分管理措施等差异造成产量与养分吸收量变化范围较大。去除养分内在效率上下2.5%的数值得到最大稀释边界（d）和最大累积边界（a）参数，应用QUEFTS模型模拟不同目标产量下黄瓜的最佳养分需求量，得出每生产1000 kg黄瓜，其地上部养分需求量分别为N 2.25 kg、P0.48 kg和K 2.84 kg，相应的N、P和K养分内在效率分别为444.9、2074.3和352.1 kg/kg。田间验证试验结果显示，N、P、K养分吸收量模拟值与实测值具有一致性，其N、P和K的拟合指数d值分别达到了0.996、0.978和0.997。【结论】应用QUEFTS模型模拟了不同目标产量下黄瓜最佳养分需求量，确定了我国黄瓜产量与养分吸收之间的量化关系，为我国黄瓜推荐施肥方法的建立提供了养分需求参数。

关键词：黄瓜养分吸收量 QUEFTS模型养分内在效率最大稀释边界最大累积边界目标产量

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珠三角赤红壤常年连作菜地土壤磷库特征

草业学报 2025年第2期34卷 133-148页

作者：宁建凤陈勇姚建武梁紫薇曾瑞锟王荣辉李彤广东省农业科学院农业资源与环境研究所农业部南方植物营养与肥料重点实验室广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室广东省农业面源污染监测评估与防控工程技术研究中心广东广州510640

磷既是作物营养必需元素也是重要面源污染因子,研究集约化菜地土壤磷库特征,为有针对性地制定菜地磷养分管理措施,降低菜地磷素面源污染风险提供依据。以珠三角地区(广州、江门、肇庆、惠州等地)赤红壤常年菜地系统为研究对象,共采集89... 详细信息

磷既是作物营养必需元素也是重要面源污染因子,研究集约化菜地土壤磷库特征,为有针对性地制定菜地磷养分管理措施,降低菜地磷素面源污染风险提供依据。以珠三角地区(广州、江门、肇庆、惠州等地)赤红壤常年菜地系统为研究对象,共采集89份城郊菜地土壤样品,采用修正的Hedley磷库分级法分析土壤磷组分,探明土壤性质与磷库相关性。赤红壤菜地土壤磷库以无机磷(Pi)为主要赋存形态,无机磷在磷库占比达88%,有机磷(Po)、残余磷在磷库占比均较低,分别为8.1%、3.9%。菜地土壤无机磷含量为1176.78 mg·kg^(-1),远高于有机磷(109.03 mg·kg^(-1))和残余磷含量(52.19 mg·kg^(-1))。无机磷库中,H2O-Pi、NaHCO_(3)-Pi、NaOH-Pi、稀HCl-Pi、浓HCl-Pi含量分别为46.35 mg·kg^(-1)、264.64 mg·kg^(-1)、427.45 mg·kg^(-1)、274.82 mg·kg^(-1)、163.52 mg·kg^(-1),在总磷中相应占比分别为3.32%、20.74%、31.29%、16.32%、14.13%。有机磷库中,NaHCO_(3)-Po、NaOH-Po、浓HCl-Po含量分别为27.24 mg·kg^(-1)、62.35 mg·kg^(-1)、19.44 mg·kg^(-1),占总磷比例依次为2.33%、5.70%、1.56%。NaOH提取磷(NaOH-P)在菜地无机磷库、有机磷库中均占主导地位。从土壤磷活性角度分析,活性磷、中等活性磷、稳定性磷含量分别为338.23 mg·kg^(-1)、764.62 mg·kg^(-1)、235.15 mg·kg^(-1),在总磷中相应占比分别为25.3%、57.1%、17.6%。几乎全部89个样点土壤活性磷与中等活性磷之和在总磷库占比均超过50%。土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾、阳离子交换量(CEC)均与活性磷、中等活性磷含量呈显著正相关,且存在浓度效应。赤红壤菜地土壤总体上磷含量丰富、有效性高。施肥、耕作管理等人为活动及赤红壤特性共同影响土壤磷库形成。考虑到赤红壤区的强降水气候特征,常年菜地磷素面源污染风险大,应注意通过合理施肥降低磷的污染风险。

关键词：赤红壤菜地 Hedley磷库分级法无机磷组分有机磷组分磷有效性

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广东省江门市耕地土壤矿质养分特征及差异

生态环境学报 2025年第1期34卷 46-55页

作者：黄连喜王泽煌田利华赵景鹏陈伟盛林启美黄庆魏岚广东省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部南方植物营养与肥料重点实验室/广东省农业资源循环利用与耕地保育重点实验室广东广州510640 江门市农业科技创新中心广东江门529100

土壤矿质养分是评价土壤肥力的重要指标,是土壤供给作物生长的必需营养元素。为实现化肥减量增效、农作物合理施肥及耕地土壤质量提升目标,对江门市主要作物的耕地土壤进行矿质养分调查分析。结果表明,江门市耕地土壤pH均值5.60,超过45... 详细信息

土壤矿质养分是评价土壤肥力的重要指标,是土壤供给作物生长的必需营养元素。为实现化肥减量增效、农作物合理施肥及耕地土壤质量提升目标,对江门市主要作物的耕地土壤进行矿质养分调查分析。结果表明,江门市耕地土壤pH均值5.60,超过45%的耕地土壤酸化严重,茄果与瓜类蔬菜地、果园及稻田土壤酸性较强,恩平市及蓬江/江海地区土壤pH明显高于其他县区。土壤有机质平均质量分数为26.4g·kg^(-1),以新会区及果园土壤最高,恩平市最低。碱解氮和速效钾均值分别为120 mg·kg^(-1)和136 mg·kg^(-1),新会区、蓬江/江海区及果园土壤最高,恩平市最低。74.5%样点的土壤有效磷含量达到极丰富水平,均值为123mg·kg^(-1)。土壤交换性钙、交换性镁质量摩尔浓度与有效硼、有效硅质量分数均值分别为2.02cmol·kg^(-1)、0.650 cmol·kg^(-1)、0.650 mg·kg^(-1)和132 mg·kg^(-1),仅新会区、蓬江/江海区及果园土壤含量稍高。不同作物及县区间的土壤pH变异性较弱,变异系数为9.43%-17.0%,有机质、碱解氮、有效硼和有效硅含量变异性中等,变异系数为20.4%-86.6%,有效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁含量变异性较强,变异系数为55.4%-143%。与第二次土壤普查结果相比,江门市耕地土壤具有酸化加剧的趋势,有效磷含量极显著提升,有机质、碱解氮和速效钾含量有所提升。江门市耕地土壤有机质和碱解氮含量中等偏高水平,速效钾,有效硼和有效硅含量偏低,交换性钙和交换性镁缺乏。江门地区整体土壤矿质养分差异明显,不同作物及区域间土壤矿质养分差异不可忽视,需按照“控氮、减磷、提质、增钾、稳硼硅、补钙镁”的总体原则,推广测土配方及精准平衡施肥。

关键词：江门市耕地土壤矿质养分变异性

我国新育成小麦品种(系)籽粒锌含量及影响因素

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植物营养与肥料学报 2025年第1期31卷 32-47页

作者：罗一诺李文虎李艳霏张思琦牟文燕黄宁孙蕊卿丁玉兰佘文婷李小涵石美王朝辉西北农林科技大学资源环境学院/农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室陕西杨凌712100 西北农林科技大学/作物抗逆与高效生产全国重点实验室陕西杨凌712100

【目的】明确我国主要麦区新育成高产小麦品种(系)籽粒、面粉和麸皮的锌含量,探究产量、产量构成、锌吸收分配及土壤因素对小麦籽粒中锌含量的影响,为我国小麦新品种(系)的锌营养强化提供依据。【方法】在2021—2022、2022—2023年两个... 详细信息

【目的】明确我国主要麦区新育成高产小麦品种(系)籽粒、面粉和麸皮的锌含量,探究产量、产量构成、锌吸收分配及土壤因素对小麦籽粒中锌含量的影响,为我国小麦新品种(系)的锌营养强化提供依据。【方法】在2021—2022、2022—2023年两个小麦生长季,依托国家小麦产业技术体系在我国4个主要麦区17个省(市)布置的104个新育成小麦品种(系)田间多点试验,测定了成熟期小麦籽粒、面粉和麸皮锌含量、产量及其构成、锌吸收分配特征和土壤理化性质,统计了氮、磷、钾肥施用量,并以此探析我国新育小麦品种(系)籽粒不同组分锌含量、吸收分配特征及其环境影响因素。【结果】我国小麦新品种(系)籽粒锌含量介于14.3~54.7 mg/kg,平均27.6 mg/kg;面粉锌含量介于1.4~30.2 mg/kg,平均9.0 mg/kg;麸皮锌含量介于23.2~107.6 mg/kg,平均55.9 mg/kg。籽粒锌含量每提高1.0 mg/kg,面粉锌含量提高0.2~0.3 mg/kg,麸皮锌含量提高1.9~2.3 mg/kg。长江中下游麦区和西南麦区的小麦品种(系)籽粒及其各组分中锌含量高于黄淮南北片麦区。小麦品种(系)籽粒锌含量与产量、生物量和穗数呈负相关,与籽粒锌吸收量和收获指数呈正相关,与茎叶、颖壳和麸皮锌吸收量呈负相关。籽粒中锌含量与钙和硫含量呈负相关,与铁和铜含量呈正相关。小麦新品种(系)籽粒及其各组分中锌含量因地点而异,土壤pH、土壤有效锌和铁是影响小麦籽粒锌含量的主要因素。籽粒锌含量与土壤pH呈负相关,与土壤有效锌和铁呈正相关;回归分析结果表明,在pH低于6.3、有效锌高于1.7 mg/kg的土壤上,籽粒锌含量可达到强化水平40.0 mg/kg。【结论】我国新育成小麦品种(系)的籽粒、面粉及麸皮中,锌的平均含量分别为27.6、9.0和55.9 mg/kg。影响籽粒各组分锌营养的主要因素在作物方面包括产量、穗数以及茎叶、颖壳和麸皮中的锌积累量;在土壤方面则涉及土壤的pH值、有效铁含量和锌含量。在选育高产且优质的小麦品种时,应着重培育根系锌吸收能力强、穗粒数多且千粒重较大的品种,并通过合理施肥进一步强化面粉的锌营养。

关键词：小麦品种籽粒面粉锌

基于商品价值和环境风险的西葫芦氮肥投入阈值研究

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植物营养与肥料学报 2025年第1期31卷 167-175页

作者：杨岩刘丽石璟江丽华李妮徐钰养分资源高效利用全国重点实验室/山东省植物营养与肥料重点实验室/山东省农业科学院农业资源与环境研究所山东济南250100 农业农村部废弃物基质化利用重点实验室山东济南250100 平原县农业农村局山东平原253100 农业农村部黄淮海平原农业环境重点实验室山东济南250100 山东农业工程学院山东济南250100

【目的】针对设施蔬菜过量施氮导致产量品质下降、环境风险升高等系列问题,研究不同施氮量对西葫芦产量品质、养分吸收及经济效益的影响,以确定西葫芦适宜氮肥用量,促进其绿色高效生产,为设施蔬菜合理施肥提供参考。【方法】在山东省德... 详细信息

【目的】针对设施蔬菜过量施氮导致产量品质下降、环境风险升高等系列问题,研究不同施氮量对西葫芦产量品质、养分吸收及经济效益的影响,以确定西葫芦适宜氮肥用量,促进其绿色高效生产,为设施蔬菜合理施肥提供参考。【方法】在山东省德州市平原县春茬拱棚内设置6个施氮(N)水平:0、195.0、292.5、390.0、487.5和585.0k g/hm^(2),分别记作N 0、N 1、N 2、N 3、N 4和N 5,研究施氮量对西葫芦产量、品质、氮肥利用率及土壤氮素平衡的影响,计算了基于产量和蔬菜安全(品质和环境)的氮素投入阈值。【结果】西葫芦产量、效益、氮肥利用率和品质均与施氮量呈显著的二次抛物线关系,4个指标最高值对应的氮肥用量分别为427.8、416.2、310.5和228.8 kg/hm^(2)。各处理下氮肥利用率介于14.15%~23.14%,大量氮素累积在土壤中,1 m土体中,矿质氮残留量和表观损失量随施氮量的增加而显著增加,当施氮量为261.7kg/hm^(2)时,氮素收支基本持平。【结论】综合考虑产量、经济效益、品质和土壤氮盈余与施氮量的关系,提出春季拱棚西葫芦合理氮肥投入阈值为288.3~386.8 kg/hm^(2),能保证西葫芦获得高产、增收、质优,同时降低环境风险。

关键词：西葫芦产量氮素表观盈余氮肥效应氮肥阈值

黑土地肥力下降成因与保护利用对策——基于养分资源高效利用视角分析

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植物营养与肥料学报 2025年第1期31卷 1-11页

作者：仇少君郝小雨赵士诚徐新朋王秀斌何萍周卫中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/农业农村部植物营养与肥料重点实验室北京100081 黑龙江省黑土保护利用研究所黑龙江哈尔滨150086

黑土具有质地好、肥力高、适耕性强等特点,为全国贡献了1/4的粮食产量,但黑土地长期集约化利用引起的土壤肥力下降已引起国家和学者的广泛关注。本文分析了黑土地肥力下降主要特征,并着重从养分资源高效利用视角探讨了黑土地肥力下降的... 详细信息

黑土具有质地好、肥力高、适耕性强等特点,为全国贡献了1/4的粮食产量,但黑土地长期集约化利用引起的土壤肥力下降已引起国家和学者的广泛关注。本文分析了黑土地肥力下降主要特征,并着重从养分资源高效利用视角探讨了黑土地肥力下降的原因,提出了黑土地保护利用对策。黑土地肥力下降主要特征为有机质下降、结构变差、养分失衡、酸化严重和黑土层变薄等。从养分资源利用角度分析,黑土地肥力下降主要原因是黑土地集约化利用下秸秆长期移出农田,有机物料投入不足,以及化学肥料种类、用量、施用时间的不合理。为此,本文提出以养分高效利用为核心的养分精准管理、以秸秆还田为主的保护性耕作及以有机物料循环利用为基础的农牧一体化的综合管理对策。总之,黑土地养分高效循环利用是实现黑土地保护利用的重要手段之一。

关键词：黑土地肥力下降特征肥力下降原因养分资源高效利用保护利用对策

基于产量反应和农学效率的大白菜养分专家系统构建及验证

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植物营养与肥料学报 2025年第1期31卷 156-166页

作者：刘梦娇杨秉庚徐新朋丁文成串丽敏何萍周卫北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室北京100081 北京市农林科学院农业信息与经济研究所北京100097

【目的】大白菜(Brassica rapa L. ssp. pekinensis)在我国各地均有大面积种植,我们构建了基于产量反应和农学效率的大白菜养分专家推荐施肥智能系统,为不同土壤和气候环境条件的大白菜生产提供简便可靠的施肥方案。【方法】数据来源于2... 详细信息

【目的】大白菜(Brassica rapa L. ssp. pekinensis)在我国各地均有大面积种植,我们构建了基于产量反应和农学效率的大白菜养分专家推荐施肥智能系统,为不同土壤和气候环境条件的大白菜生产提供简便可靠的施肥方案。【方法】数据来源于2000—2023年国际植物营养研究所中国项目部和研究团队在大白菜主产区开展的田间肥效试验,以及此期间在“中国知网数据库”以关键词“大白菜”、“大白菜+产量”、“大白菜+养分吸收”、“大白菜+肥料利用率”检索到的公开发表的学术论文。进一步以田间肥料试验和露地大白菜为条件,筛选出大白菜产量数据2809条,大白菜氮、磷和钾养分吸收数据分别为667、505和514条,大白菜氮、磷和钾产量反应数据分别为153、113和264条。采用QUEFTS模型模拟分析了大白菜不同目标产量的最佳养分需求特征,结合计算机技术,构建大白菜养分专家系统。于2023年在山东和河北大白菜主产区开展了6组田间试验,每组田间试验包括6个处理,分别为基于大白菜养分专家系统推荐施肥(NE)、农民习惯施肥(FP)、土壤测试施肥(ST),以及基于NE的不施氮、不施磷或不施钾处理,分析了大白菜产量、经济效益和养分利用率。【结果】2000—2023年,我国露地大白菜试验的平均产量为86.0 t/hm^(2),氮、磷和钾养分吸收量分别为178.5、40.1和225.4 kg/hm^(2)。根据QUEFTS模型分析结果,生产1 t大白菜所需氮、磷、钾养分分别为1.64、0.33和2.21 kg。产量反应和农学效率呈二次曲线关系(P肥料用量,还提高了大白菜产量、经济效益以及肥料利用效率,充分证明大白菜养分专家系统是适用于我国不同地区和规模的大白菜种植的智能推荐施肥方法。

关键词：大白菜养分专家系统产量反应肥料利用率经济收益