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Soil mineral nitrogen and winter wheat nitrogen productivity influenced by summer cover crop and nitrogen fertilization

农学 氮气 环境科学 覆盖作物 冬小麦 氮缺乏 生产力 作物生产力 人类受精 氮肥 作物 生物 化学 肥料 宏观经济学 有机化学 经济
作者
Jun Wang,Upendra M. Sainju,Shaohong Zhang,Muhammad Ali Raza
出处
期刊:Journal of Plant Nutrition [Taylor & Francis]
卷期号:47 (19): 3469-3484 被引量:1
标识
DOI:10.1080/01904167.2024.2380482
摘要

Cover crops and nitrogen (N) fertilization may affect soil mineral N, N uptake, and N productivity (grain yield per unit plant available N) in wheat (Triticum aestivum L.). We evaluated the effect of summer cover crops and N fertilization rates on soil mineral N and winter wheat grain yield, N uptake, and N productivity in the Loess Plateau of China. We measured cover crop aboveground biomass N, soil mineral N (0-20 cm), and winter wheat yield, N uptake, and N productivity for four seasons from 2017-2018 to 2020-2021. Cover crops were soybean (Glycine max L., SB), sudangrass (Sorghum sudanense [Piper] Stapf, SG], soybean and sudangrass mixture (SS), and no cover crop (CK) and N fertilization rates were 0, 60, and 120 kg N ha−1 applied to wheat. The SB increased cover crop biomass N and soil mineral N by 15 to 65%, but SS increased winter wheat yield, protein concentration, and N uptake by 25 to 55% compared to SG and CK at most N fertilization rates and years. Nitrogen fertilization rate had a variable effect on cover crop and wheat parameters. Wheat N productivity was 55 to 85% greater with CK than cover crops, but decreased with increased N fertilization rates. The N fertilizer equivalence of cover crops for wheat yield and N uptake ranged from 31 kg N ha−1 for SG to 150 kg N ha−1 for SS. Overall, SS with 60 kg N ha−1 can sustain winter wheat N uptake and N productivity compared to SG or CK with or without N fertilization.
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