黄土高原旱作农业生产中水资源短缺、氮肥管理粗放等问题导致作物生产力低且温室气体排放强度大。针对这一问题，华球在线（中国）旱作农田生态与高效用水技术研究团队围绕黄土高原旱作农田集水节水和固碳减排策略方面取得新的进展。

1.量化农艺管理措施对作物水分利用效率（WUE）的影响

该研究成果以“Quantifying the impacts of agricultural management practices on the water use efficiency for sustainable production in the Loess Plateau region: A meta-analysis”为题发表在Field Crops Research期刊（中科院1区Top）上，采用整合分析（meta-analysis）量化了黄土高原区不同农艺管理措施（氮肥管理、覆盖管理、节水灌溉、秸秆还田以及保护性耕作）对作物WUE的影响（图1），并确定了影响各农艺措施效应的关键因素，该研究结果有助为该区域农业高效用水和可持续生产提供参考。

图1 （https://doi.org/10.1016/j.fcr.2022.108787）

2.优化微集水（垄沟覆膜种植）策略下氮肥管理措施

该研究成果以“Optimizing nitrogen fertilizer application to improve nitrogen use efficiency and grain yield of rainfed spring maize under ridge-furrow plastic film mulching planting”为题发表在Soil and Tillage Research期刊（中科院1区Top）上，研究采用氮同位素示踪技术确定了不同垄沟带型下肥料氮的归宿（图2），进而为确定垄沟覆膜种植下合理施氮方式提供了参考。

图2 （https://doi.org/10.1016/j.still.2023.105680 ）

3.高效氮肥的应用提高作物生产力并降低倒伏风险和碳足迹

该研究成果分别以“Combining controlled-release urea and normal urea with appropriate nitrogen application rate to reduce wheat stem lodging risk and increase grain yield and yield stability”和“Mixed application of controlled-release urea and normal urea can improve crop productivity and reduce the carbon footprint under straw return in winter wheat-summer maize cropping system”为题发表在Journal of Integrative Agriculture期刊（中科院1区Top）和European Journal of Agronomy期刊（中科院1区Top）上，明确了控释尿素与常规尿素配施对夏玉米-冬小麦种植系统作物生产力、倒伏风险及其生理机制（图3）、碳足迹的影响（图4），确定了该种植系统下稳产低碳的氮肥管理策略。

图3 （https://doi.org/10.1016/j.jia.2023.02.039）

图4 （https://doi.org/10.1016/j.eja.2023.127002）

4.垄沟覆膜下施用控释尿素对作物产量和N₂O排放的影响

该研究成果以“Optimizing Sowing Patterns and Nitrogen Management Strategies Used to Balance Maize Crop Productivity, N2O Emissions, and Economic Benefits in the Loess Plateau Region of China”为题发表在Agronmy期刊（中科院2区）上，明确了垄沟覆膜种植下施用控释尿素对作物产量和N₂O排放的影响，并确定了垄沟覆膜下调控N₂O排放的关键理化因子（图5），该研究结果强调了垄沟覆膜种植与高效氮肥结合应用的必要性。

华球在线（中国）青年教师张光鑫为上述论文第一作者，廖允成教授为通讯作者，课题组张燕博士、吕玉峰博士以及西北农林科技大学韩娟教授、赵德豪博士、刘世举博士等人参与了上述研究的相关工作。上述研究得到“十四五”重点研发项目（2021YFD1901102）、山西省有机旱作重点实验室项目（YJHZKF2101）以及山西农业大学博士研究生科研启动项目（2023BQ25）等项目支持。