南京農業大學本科生以共同第一作者在國際著名期刊(IF=5.565)發表SCI論文

南京農業大學 植物微生物最前線

近日,南京農業大學農學院農學193李昕宇同學以共同第一作者在國際著名期刊(IF=5.565)《Computers and Electronics in Agriculture》發表了題為“Advances in the estimations and applications of critical nitrogen dilution curve and nitrogen nutrition index of major cereal crops. A review”的綜述文章,系統總結了三大糧食作物臨界氮濃度稀釋曲線研究進展並闡明了氮營養指數的無損估測方法及其應用。

氮素是植物生長與作物產量形成的決定性因素之一。實時、準確地診斷作物氮素營養狀況是進行氮肥智慧管理的根本前提。因此,面向作物高產高效與綠色低碳生產的現實需求,如何科學地進行氮素營養精確診斷並合理做出施肥決策,是制約農業綠色發展的瓶頸問題。臨界氮稀釋曲線反映了作物對氮素的吸收與生物量積累的動態關系,有助於理解與氮素吸收、利用相關的過程,基於其計算的氮素營養指數作為實時診斷作物氮素營養狀況的敏感指標已被成功用於作物產量、品質以及氮素需求的估測。然而,本文通過系統梳理全球已建立的主要糧食作物臨界氮稀釋曲線發現,不同條件下建立的臨界氮稀釋曲線存在差異,但曲線之間的差異並不總反映出各種條件下的實際差異,也有可能反映模型參數估測的誤差。因此,應作進一步研究,以解釋在基因型×環境條件×管理措施下的臨界氮稀釋曲線參數的不確定性,以幫助開發通用型作物氮素營養診斷工具。

 1 臨界氮稀釋曲線的構建(左圖)及其不確定性(右圖)


上述研究得到了國家自然科學基金(31601222)、國家級大學生創新創業訓練計劃(202110307003)等項目的資助。本科生李昕宇,日本東京大學Syed Tahir Ata-UI-Karim博士為本論文的共同第一作者,智慧農業創新團隊曹強副教授為論文通訊作者。美國明尼蘇達大學Prof. Yuxin Miao,明尼蘇達州立大學Prof. Fei Yuan,日本東京大學Prof. Kato Yoichiro,中國農業大學田興帥博士等參與了研究。

據悉,智慧農業創新團隊是國際上開展植株臨界稀釋曲線研究的3個主要機構之一,多位團隊成員位於全球發表該領域論文TOP10作者行列。近年來,團隊重點圍繞稻麥臨界氮濃度稀釋曲線的構建與應用開展研究工作,探索了基於植株生物量、器官生物量、葉面積指數及植被指數的臨界氮濃度稀釋曲線構建方法,並成功應用於氮素營養診斷與管理、籽粒產量品質預測、作物氮素需求估測、產量目標設定等方面。此外,還結合遙感技術開展實時、無損地氮素營養狀況監測預測,融入作物生長模型模擬氮素吸收與分配並量化其它生理過程。

 2 臨界稀釋效應研究機構與人員網絡分析


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