中国玉米百千克籽粒地上部吸氮量的空间差异及驱动因素

【目的】定量中国不同农业生态区和不同产量水平条件下的玉米百千克籽粒地上部吸氮量（N₁₀₀）,分析气候、土壤、品种和施肥因素对玉米N₁₀₀的影响,为确定合理施氮量提供科学依据。【方法】将中国分为东北、西北、华北平原、长江中下游平原、西南和东南6大农作区,搜集1980—2022年发表的349篇符合要求的文献,通过数据统计分析不同区域和不同产量水平条件下的玉米N₁₀₀,并分析采用统一和区域化的N₁₀₀计算出的理论施氮量差异,采用皮尔逊相关系数（pearson correlation coefficient）、随机森林（random forest）模型和整合分析（Meta-analysis）方法分析气候、土壤和施肥因素对玉米N₁₀₀的影响,揭示导致中国玉米N₁₀₀空间差异的原因。【结果】优化处理条件下,中国春玉米N₁₀₀显著低于夏玉米,分别为2.21和2.46;不同农业生态区玉米N₁₀₀存在显著差异,分别为2.19（东北春玉米）、2.12（西北春玉米）、2.54（西北夏玉米）、2.45（华北夏玉米）、2.77（长江中下游春玉米）、2.38（长江中下游夏玉米）和2.39（西南玉米区）。依据本研究全国玉米平均N₁₀₀（2.34）计算的理论施氮量与采用区域化的N₁₀₀计算得到的理论施氮量相差-22—31 kg N·hm^-2。地上部吸氮量、产量、年均气温是影响玉米N₁₀₀的最重要因素;N₁₀₀随产量增加呈显著二次曲线降低的趋势（P<0.01）,籽粒产量可以很好地预测N₁₀₀;品种显著影响玉米N₁₀₀,中国常见的玉米品种郑单958、先玉335和登海605的N₁₀₀分别为2.42、2.12和2.39,新品种玉米N₁₀₀显著低于老品种。施用氮肥显著增加了玉米N₁₀₀,且在施氮量200—300 kg N·hm^-2时,施氮肥引起的N₁₀₀增加效应最大。单施缓控释肥、深施氮肥、减少氮肥基施比例以及增加施氮次数均显著增加了玉米N₁₀₀。【结论】在利用N₁₀₀进行合理施氮量计算时,需要考虑不同农业生态区N₁₀₀的显著差异,以得到更加准确的推荐施氮量,玉米N₁₀₀的驱动因素主要为作物地上部吸氮量、产量和年均气温的变异。