小麦是全球最重要的粮食作物之一，对保障粮食安全起着关键作用。在满足日益增长的粮食需求的同时提高氮素利用效率（NUE），是实现中国乃至全球小麦可持续发展的核心目标。秸秆还田作为秸秆资源化利用最科学的方式，在促进农业可持续发展中发挥着重要作用。与此同时，全球气候变暖表现出显著的昼夜和季节不对称性（夜间增温幅度大于白天，冬春季增温幅度大于夏秋季），这一趋势对冬小麦生产产生了深远影响。然而，在稻麦轮作体系下，秸秆还田与夜间增温对小麦产量和氮素利用效率的交互效应及其调控机制尚不清楚。

近期，南京农业大学小麦生理生态团队戴廷波教授课题组完成的题为“Straw returning and night-warming improve grain yield and nitrogen use efficiency of winter wheat under rice–wheat rotation”的研究在Journal of Integrative Agriculture（JIA）2026年4期发表。

该研究通过连续三年田间试验，设置秸秆还田与冬春夜间增温双因素处理，即两个秸秆处理水平（S0，秸秆移除；S1，秸秆还田）和两个增温处理水平（W0，不增温对照；W1，夜间增温），系统研究了二者单独及交互作用对冬小麦产量和氮素利用效率的影响，并从地上部氮素转运、根系生长和土壤供氮能力三个维度解析其调控机制，为未来气候变暖背景下稻麦轮作小麦高产高效栽培提供理论依据。

结果表明，秸秆还田（S1）和夜间增温（W1）均可提高小麦籽粒产量和NUE，且夜间增温的促进效果更为显著。二者的交互效应（S1W1）进一步使产量和NUE在三年平均水平上分别较对照（S0W0）提高了13.0%和16.5%，这一提升主要源于穗粒数和千粒重的增加。秸秆还田在拔节前降低了根系生长和表层土壤无机氮含量，抑制了植株干物质和氮素积累，而夜间增温表现出相反趋势，有效缓解了上述负面效应。在S1W1处理下，花期叶片氮浓度和氮分配比例显著提高，叶片硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性增强，促进了花后干物质积累和花前氮素向籽粒的转运，这是产量和氮效率协同提升的关键生理基础。同时，S1W1显著改善了花期根系形态和生物量，尤其在0—40 cm土层中根系分布更为集中，增强了植株氮素吸收能力。拔节后土壤氮获取胞外酶（β-1,4-乙酰氨基葡萄糖苷酶NAG和亮氨酸氨基肽酶LAP）活性升高，净氮矿化速率和微生物量氮增加，土壤供氮能力显著提升。拔节后0—20 cm土层无机氮含量上升，20—60 cm层无机氮含量下降，有效减少了氮素淋溶损失，降低了土壤-小麦系统的表观氮盈余。

南京农业大学小麦生理生态研究团队戴廷波教授和田中伟副教授为该文章的通讯作者，已毕业博士研究生侯盼为该文章第一作者。该研究得到国家自然科学基金项目（32272215）和南京农业大学江苏省现代作物生产协同创新中心（CIC-mcp）的资助。

Cite the article:

Pan Hou, Qiang Gao, Yingkai Ren, Jinhong Yu, Lijun Gao, Xiaoxue Liu, Dong Jiang, Weixing Cao, Tingbo Dai, Zhongwei Tian. 2026. Straw returning and night-warming improve grain yield and nitrogen use efficiency of winter wheat under rice–wheat rotation. Journal of Integrative Agriculture, 25(4): 1418-1432.

https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.12.012    

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