南方稻茬小麦土壤-作物系统氮流特征及其根土互作机制

南方稻麦轮作系统中小麦产量和氮肥利用效率低是农业生产存在的关键问题，为提高产量大量施用氮肥也导致资源浪费和环境污染压力加大，其主要原因是不合理施用氮肥使土壤氮素供应能力与小麦氮素需求不同步。项目以稻茬小麦为研究对象，通过土柱模拟大田土壤环境与大田试验相结合的方法，利用15N同位素示踪技术，研究土壤-小麦系统中土壤氮素时空分布规律及供应特征，小麦氮素吸收规律与需氮关键期，氮肥供应对土壤供氮与植株需氮的驱动作用，量化土壤-小麦系统氮流过程与供需平衡特征；明确小麦根系生长对土壤氮素供应的响应特征，根系生长对土壤氮素行为和生物学特性的影响，阐明土壤-小麦系统氮流过程的根－土互作机制；在此基础上，构建南方稻茬小麦土壤氮素供应与作物需求的高效耦合机制，建立氮肥高效管理技术模式。研究结果可以揭示稻茬小麦氮素利用率低的生理学和生态学原因，也为协调提高小麦产量和氮素利用效率提供了可靠的技术支持。