近日，山东农业大学张俊鹏教授团队与河北省农林科学院旱作农业研究所党红凯研究员团队合作，在《European Journal of Agronomy》发表了题为“Maize straw return with optimized nitrogen enhances yield, nutrient uptake, and economic benefit in wheat-maize rotation system”的研究论文。该研究探明了玉米秸秆还田配合氮肥优化管理对麦玉轮作系统土壤养分供应、作物产量形成及养分吸收利用的协同调控机制，为华北平原麦玉轮作区秸秆资源化利用与化肥减施增效提供了理论依据与技术支撑。
华北平原是我国小麦-玉米轮作种植的核心区，长期过量施氮导致氮肥利用率低、氮素损失严重，同时地下水超采与气候波动进一步威胁农业可持续性。秸秆还田虽被广泛推荐，但其与不同氮肥用量的长期互作效应尚不明确，尤其在多养分协同吸收与产量稳定性方面缺乏系统评估。为此，研究团队在河北衡水开展了为期5年(2018-2023)的田间定位试验，设置5个处理：不施氮无秸秆(F0)、优化施氮(360 kg N/ha/yr)无秸秆（F）、优化施氮+秸秆还田（F+S）、减氮（270 kg N/ha/yr）+秸秆(FR+S)、农民习惯施氮(450 kg N/ha/yr)+秸秆（FI+S）。系统测定了土壤养分、籽粒氮磷钾吸收、产量、氮肥农学效率及净收益，并采用偏最小二乘路径模型（PLS-PM）解析关联机制。
结果显示，与优化施氮无秸秆（F）相比，优化施氮+秸秆还田（F+S）处理土壤有机碳、麦玉周年产量以及籽粒氮、磷、钾吸收效率和氮肥农学利用效率均明显提升，并获得了最高且最稳定的净收益。偏最小二乘路径模型（PLS PM）分析表明，籽粒氮吸收量是产量最主要的直接驱动因子，土壤有效磷和速效钾主要通过促进籽粒养分吸收间接调控产量。减氮处理(FR+S)在第3-5个轮作周期氮效率提升24.0%，但净收益降低7.7%；农民习惯施氮(FI+S)无显著增产增效，证实过量施氮存在边际效益递减。基于5年定位试验结果，推荐华北平原麦玉轮作区采用年施氮360 kg N/ha并玉米秸秆全量还田的管理方案。该模式可在稳产基础上，有效提升养分利用效率与经济效益；同时连续秸秆还田带来的土壤肥力提升，也为今后氮肥的进一步减量提供潜力空间。
山东农业大学为该论文第一完成单位，硕士生王永健与刘学彤为论文共同第一作者，山东农业大学张俊鹏教授、河北省农林科学院旱作农业研究所刘丹博士与党红凯研究员为论文共同通讯作者。该研究得到“十四五”国家重点研发计划课题(2023YFD2301502)和河北省重大科技支撑计划(252N7001D)的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.eja.2026.128140
