Interaction of the coupled effects of irrigation mode and nitrogen fertilizer timing on rice yield in different regions

The production efficiency of water and nitrogen is affected by irrigation and the nitrogen rate. However, it is unclear whether there is a coupling effect of irrigation mode and the timing of nitrogen fertilizer application on rice. Therefore, a two-year field experiment was conducted at two sites with varying cumulative temperatures from 2018 to 2019. The effects of irrigation mode and nitrogen fertilization timing on rice yield and related physiological parameters were examined in different regions. The results showed that sites with different average temperatures had different coupling effects of water and nitrogen on crop growth. The impact of irrigation mode on yield was greater than that of nitrogen fertilizer timing at the site with a 2800 °C annual cumulative temperature (Wanchang). Alternate wetting and drying irrigation increased yield, water production efficiency and nitrogen production efficiency by 8%–10%, 31%–37% and 8%–10%, respectively. In the site with a 2500 °C annual cumulative temperature (Longjing), the coupling effect of irrigation method and nitrogen fertilization timing was significant, and continuously flooded irrigation combined with nitrogen fertilizer (40%:30%:20%:10%) improved rice yield and production efficiency by delaying senescence of leaves and increasing dry matter translocation. The results indicate that combining temperature to explore the optimal coupling mode of irrigation and nitrogen is a promising cropping technique to improve crop productivity and production efficiency in northeastern China. L'efficacité de la production d'eau et d'azote est affectée par l'irrigation et le taux d'azote. Cependant, il n'est pas clair s'il existe un effet de l'association du mode d'irrigation et du moment de l'application de l'engrais azoté sur le riz. Par conséquent, une expérience de terrain a été menée au cours de deux ans de 2018 à 2019 sur deux sites ayant des températures cumulatives variables. Les effets du mode d'irrigation et du moment de l'application de l'engrais azoté sur le rendement du riz et les paramètres physiologiques connexes ont été étudiés dans différentes régions. Les résultats ont montré que les sites présentant des températures moyennes différentes avaient des effets d'association différents de l'eau et de l'azote sur la croissance des cultures. L'impact du mode d'irrigation sur le rendement était plus important que celui d'engrais azoté sur le site présentant une température cumulative annuelle de 2,800 °C (Wanchang). L'irrigation alternée par mouillage et séchage a augmenté le rendement, l'efficience de la production d'eau et l'efficience de la production d'azote de 8–10%, 31–37% et 8–10%, respectivement. Sur le site où la température cumulative annuelle est de 2,500 °C (Longjing), l'effet de l'association de la méthode d'irrigation et du moment de l'application de l'engrais azoté était significatif, et l'irrigation par inondation continue combinée au engrais azoté (40%: 30%: 20%: 10%) a amélioré le rendement du riz et l'efficacité de la production en retardant la sénescence des feuilles et en augmentant le déplacement de la matière sèche. Les résultats indiquent que la combinaison de la température pour explorer le mode d'association optimale de l'irrigation et de l'azote est une technique agricole prometteuse pour améliorer la productivité agricole et l'efficacité de la production au nord-est de la Chine. The data that support the findings of this study are available on request from the corresponding author. The data are not publicly available due to privacy or ethical restrictions. Fig. S1 Daily rainfall and air temperature from transplant to harvest. (a) Daily rainfall and air temperature from transplant to harvest in Wanchang in 2018; (b) Daily rainfall and air temperature from transplant to harvest in Wanchang in 2019; (c) Daily rainfall and air temperature from transplant to harvest in Longjing in 2018; (d) Daily rainfall and air temperature from transplant to harvest in Longjing in 2019. Table S1. Physical and chemical properties of the soil at Wanchang and Longjing experimental sites. Table S2. The active cumulative temperature of rice during the whole growth period and monthly average temperature from May to October between two sites across 2018 and 2019. Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.