应用生态学报2010年2月第21卷第2期 Chinese Joumal of App lied Eookgy F 201 21(2):351-358 施氮对高产小麦群体动态、产量和 土壤氮素变化的影响 叶优良”王桂良 朱云集李欢欢黄玉芳 (河南农业大学资源与环境学院.郑州450002) 摘要选用多穗型小麦品种豫麦49198和大穗型小麦品种兰考矮早八以河南温县和兰考 为试验地点，在090、180、270.360Nkgm2水平下，通过田间试验对小麦群体动态、产量 和土壤氮素变化进行了研究.结果表明：两个品种小麦都是从出苗开始群体数量不断增加，到 拔节期达到最大，然后开始下降.在不同施氮水平和试验点间，豫麦49198在越冬期和返青期 ,拔节以后不同氮水平间群体数量差异显著：而兰考矮早八在所 育时期，不同施氮水平问群体数量都没有显著差异随氮肥用量的增加，小麦产量增加，但 量施氮则使小麦产量下降，豫麦49198以270Nkgm水平下产量最高，在温县和兰考点 分别为9523和9867kg°hm2,兰考缕早八以180Nkg·m2水平下产量最高，在温县和兰 考点分别为9258和9832kg·m随着氯肥用量的增加.土填硝态复含量和氮素表观损男 增加，豫麦49-198在温县和兰考点的氮素表观损失分别占氮肥用量的325阮一51.84%和 16.70 者矮早八则分别占氮肥用 18.58 2.94 11.50 45.80% 在本研究 境效应，0-90m土壤硝态氮累积量不应超过12 ~140kgm2小麦氮用量不能超过180kg·hm2 关键词高产小素群体动态硝态氨氨素表观损尖 文章编号 100L9332(2010)02035108中图分类号 S143.1S512.1文献标识码A fer on popution dynm s and y wheat an (c 450002 China)Chin J.Appl Eol,2010 21(2):3513 A bstract Taking wheat varietes Yu ai 49-198 (multr spike phenotype)and Lankao A izao 8 large-spke phenotype)as test material fiel experinents were conducted at W enxian and Lankao sites ofHenan Province to study he effects of nitogen fertilization on the ir populaton dy nan ics and vield and on the alteration of soil nitrogen Fie nitrogen applicatin rates i e.Q 90 180 270 and 360N kg hm'were installed The poou lation amount of the wo test varietie were all inereased after en er reached the h ghest at iontng stag and decreased afterw ards As brYu ai49-198 its at had n atw interng and tum ng meen stages mong he five nitmgen ann lication rates and wo exerinental sites but d iffered sinif eantly after iontng stage w ih the nit rogen application rates For Lankao A izao 8 its popu lation mount had no sunificant a即pplication rates during whole wth peri od The gran yiel of the wwo varietes incr sed wih the ncrease of nitmg fertili sed the ai 49-198 had the h ghest vieH at 270 I 8 had the hgh st yield at 180 N kg. "bc9258md9g32k ek W ith th soil ntra Nconcentration and apparent nitrogen ed and Lankao sites the app ◆教有部科学技术研究重点项目(2074)、河南省高校科技创新人才支持计划项目(2010STTB4)、国家重点基础研究发展计划专项 (20CB06衣业部公益性行业科研专项(2008030和河南衣业大学科技创新基金项目(209-X0☑)资助 200-0417收稿2009 demic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.ne
施氮对高产小麦群体动态、产量和 土壤氮素变化的影响 * 叶优良 * * 王桂良 朱云集 李欢欢 黄玉芳 ( 河南农业大学资源与环境学院, 郑州 450002) 摘 要 选用多穗型小麦品种豫麦 49198和大穗型小麦品种兰考矮早八, 以河南温县和兰考 为试验地点, 在 0、90、180、270、360 N kg hm - 2水平下, 通过田间试验对小麦群体动态、产量 和土壤氮素变化进行了研究. 结果表明: 两个品种小麦都是从出苗开始群体数量不断增加, 到 拔节期达到最大, 然后开始下降. 在不同施氮水平和试验点间, 豫麦 49198在越冬期和返青期 群体数量没有显著差异, 拔节以后不同氮水平间群体数量差异显著; 而兰考矮早八在所有生 育时期, 不同施氮水平间群体数量都没有显著差异. 随氮肥用量的增加, 小麦产量增加, 但过 量施氮则使小麦产量下降, 豫麦 49198以 270 N kg hm - 2水平下产量最高, 在温县和兰考点 分别为 9523和 9867 kg hm - 2 , 兰考矮早八以 180 N kg hm - 2水平下产量最高, 在温县和兰 考点分别为 9258和 9832 kg hm - 2 . 随着氮肥用量的增加, 土壤硝态氮含量和氮素表观损失 增加, 豫麦 49198在温县和兰考点的氮素表观损失分别占氮肥用量的 3256% ~ 5184% 和 - 1670% ~ 4260% , 兰考矮早八则分别占氮肥用量的 1858% ~ 5294% 和 - 1150% ~ 4580%. 在本研究条件下, 兼顾产量和环境效应, 0~ 90 cm 土壤硝态氮累积量不应超过 120 ~ 140 kg hm - 2 , 小麦氮用量不能超过 180 kg hm - 2 . 关键词 高产小麦 群体动态 硝态氮 氮素表观损失 文章编号 1001- 9332( 2010) 02- 0351- 08 中图分类号 S1431, S5121 文献标识码 A * 教育部科学技术研究重点项目 ( 209074 )、河南省高校科技创新人才支持计划项目 ( 2010HASTIT034 )、国家重点基础研究发展计划专项 ( 2009CB118606 )、农业部公益性行业科研专项 ( 200803030)和河南农业大学科技创新基金项目 ( 2009CX027 )资助. * * 通讯作者. Em ai:l ylye2004@ 163. com 20090417收稿, 20091124接受. Effects of nitrogen fertilization on population dynam ics and y ield of highyielding wheat and on alteration of soil nitrogen. YE Youliang, WANG Gu iliang, ZHU Yunj,i LI Huanhuan, HUANG Yufang (Co llege of R esources and E nvironm ent, H enan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China ). Chin. J. App l. E col. , 2010, 21( 2): 351- 358. Abstract: Taking wheat varieties Yum ai 49198 ( multispike phenotype) and Lankao A izao 8 ( largespike pheno type) as test materia ls, fie ld experiments w ere conducted at W enx ian and Lankao sites o fHenan Prov ince to study the effects of n itrogen fertilization on the ir population dy nam ics and y ield and on the a lteration of so il nitrogen. F ive nitrogen application rates, i. e. , 0, 90, 180, 270, and 360 N kg hm - 2 w ere installed. The popu lation amount of the two test varieties w ere all increased after em ergence, reached the h ighest at jo inting stage, and decreased afterw ards. As fo rYum ai 49198, its popu lation amoun t had no significant differences atw intering and turn ing green stages among the five n itrogen app lication ra tes and two experimenta l sites, but d iffered signif icantly a fter jo inting stage w ith the nitrogen application rates. For Lankao A izao 8, its popu lation amount had no significant differences among the nitrogen application rates during who le grow th peri od. The gra in y ield of the tw o varieties increased w ith the increase of n itrogen fertilization rate, but excessive nitrogen fertilization decreased the gra in y ie ld. Yumai 49198 had the h ighest yie ld at 270 N kg hm - 2 , be ing 9523 and 9867 kg hm - 2 atW enx ian and Lanako sites, respectively, wh ile Lankao A izao 8 had the h ighest y ield at 180 N kg hm - 2 , being 9258 and 9832 kg hm - 2 at W enx ian and Lanako sites, respectively. W ith the increase of n itrogen fertilization rate, soil n itrate N concentration and apparent nitrogen loss increased. A tW enx ian and Lankao sites, the apparent 应 用 生 态 学 报 2010年 2月 第 21卷 第 2期 Ch inese Journa l of App lied E co logy, Feb. 2010, 21( 2): 351- 358
352 应用生态学报 21卷 silnitmgen lss foryumaio-108 was 32 566-51 84c6 and-16 426 of fertiliad nitro and that for Lankao A izao 8 was 18.58%-52.9% md11.形-458 of fertilized nit repectively Considering the yie and ntal effect siek he atin n 90 g il laye should not b ded120-14 kg? aded 180 kg hm Key wheat population nitrate apparnt nitogen bss 良好的群体质量是小麦产量的重要基础，而合 中高产区的兰考为试验地点，结合小麦超高产攻关 理的氮肥供应是提高小麦群体质量的关键引.小 研究，在不同氮水平下系统研究了高产小麦土壤氨 麦植株整个生育期所吸收的氮素约有2B来自士 素变化对小麦群体动态和产量的影响，以期为高户 壤”土壤硝态氢作为早地土璃氨素的主要形态 小者氡素管理提供依据 也是反映早地土壤供氨能力的重要指标5-研究 1研究地区与研究方法 表明，当施氨量超过一定范围后，收获后土壤硝态氮 残留增加，氮素损失增多，地下水硝酸盐含量超 1.1研究区概况 标四，郭天财等研究认为，在高产条件下施氮偏 试验地设在河南省温县大尚植大尚 低会导致土壤肥力下降，而施氨过多则会增加土壤 (34.72°N11263°E)和兰考县城关镇城关村 硝态氨残留，因而适量施氨有利于土壤无机氨平衡 (34.39°N11448°E),温县年平均气温14.3℃ 欧盟规定大田作物收获后0-90m土层硝态氨码 年降水量552m.兰考年平均气温14.0℃.年降水 留不应超过90 100kgm2.崔振龄等 量678mm两地都为小麦压米轮作区，前茬为玉 研究认为，小麦收获后0~90m土层硝态氮残留不 米，土壤为潮土.温县播前0~90m土壤矿质态氮 应超过86-115kg·m冬小麦厦玉米轮作体 (W.)为156kg·m兰考为149kghm2土壤 系中0-90am土层硝态氨累积量应控制在65 基本理化性状见表 151kg·m2在播前0-30m土层硝态氮超过72 1.2试验设计 kg"hm 拔节期0~90m土层硝态氮超过175kg 温县和兰考两地试验方案相同，设2个小麦品 ·m2,施用氮肥就没有增产效果1这些研究表 种：豫麦49198（多穗型）和兰考矮早八（大穗型），5 明，维持根层土壤适宜的氮素浓度，既可以满足不同 个氨素水平：0(N人90(N0)小、180(Nm人270(N2m 牛有时期作物对氨素的需求.又可最大限度地减少 和360(Nw)纯Nkg·hm2,共10个处理.氮肥为 氮素损失但以往的研究关于超高产小麦的很少， 也 尿素（含纯氮4%），12的氮肥在播前作基肥用 缺乏对品种和生态环境的综合考虑 12的氮肥在拔节期追施。磷肥为过磷酸钙（含 河南省是我国小者重要种植区，播种面积和总 POs1%).用量为P0135ke·hm钾肥为 产量占全国的14近年来随着小麦高产品种的选 化钾（含K,060%,用量为K,0135kgm1磷 有和栽培技术的改进.在温县、浚县、滑县、孟州等豫 钾肥2/3作基肥施用，1/3在拔节期追施.每处理重 北高产灌区多处出现产量达9000kg·hm以上的 复3次，随机排列，小区面积为20m,共30个小区 田块.但在超高产裁培中普遍存在氮肥用量大、利用 豫麦49198播种量为105kg·hm .行距20m.当 率低、损失严重等问题，因此在小麦高产条件 考矮早八播种量为210kgm2行距18.5am 下实现氨肥利用效率协同提高就显得非常重要，本 播种前将肥料在每个小区均匀撒施，人工深陆 文洗用小麦超高产搜培中应用最名的名纯型和大甜 入土用机播楼播种温县于2007年10月11日播 型两种类型品种以豫北高产灌区的温县和豫东 种，10月18日出苗，2008年5月30日收获：兰考于 表l供试去生，路本理化体em ica prpertie oft 世试十其木理化性 0有机质 兰老 n o 145 31.6 0 81 温县Wsi 1.2 160 49.1 1525 436 80 1994-2010 China Academic Joumal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.ne
so iln itrogen loss fo rYuma i49198 w as 3256%- 5184% and - 167%- 426% o f fertilized nitro gen, and that for Lankao A izao 8 w as 1858%- 5294% and - 115%- 458% of fertilized nitro gen, respectively. Considering the y ield and env ironmental effect comprehensive ly, the nitrate N concen tration in 0- 90 cm so il layer in our case shou ld not be exceeded 120- 140 kg hm - 2 , and the max im al n itrogen applica tion rate shou ld not be exceeded 180 kg hm - 2 . K ey words: h ighy ie ld ing whea;t population dynam ics; nitrate nitrogen; apparent nitrogen loss. 良好的群体质量是小麦产量的重要基础, 而合 理的氮肥供应是提高小麦群体质量的关键 [ 1 - 3 ] . 小 麦植株整个生育期所吸收的氮素约有 2 /3 来自土 壤 [ 4] , 土壤硝态氮作为旱地土壤氮素的主要形态, 也是反映旱地土壤供氮能力的重要指标 [ 5 - 6 ] . 研究 表明, 当施氮量超过一定范围后, 收获后土壤硝态氮 残留增加 [ 7- 9] , 氮素损失增多, 地下水硝酸盐含量超 标 [ 10] . 郭天财等 [ 11 ]研究认为, 在高产条件下施氮偏 低会导致土壤肥力下降, 而施氮过多则会增加土壤 硝态氮残留, 因而适量施氮有利于土壤无机氮平衡. 欧盟规定大田作物收获后 0~ 90 cm 土层硝态氮残 留不应超过 90~ 100 kg hm - 2 [ 12] . 崔振岭等 [ 13- 14] 研究认为, 小麦收获后 0~ 90 cm 土层硝态氮残留不 应超过 86~ 115 kg hm - 2 , 冬小麦 /夏玉米轮作体 系中 0 ~ 90 cm 土层硝态氮累积量应控制在 65 ~ 151 kg hm - 2 , 在播前 0~ 30 cm土层硝态氮超过 72 kg hm - 2 , 拔节期 0~ 90 cm土层硝态氮超过 175 kg hm - 2 , 施用氮肥就没有增产效果 [ 15 ] . 这些研究表 明, 维持根层土壤适宜的氮素浓度, 既可以满足不同 生育时期作物对氮素的需求, 又可最大限度地减少 氮素损失. 但以往的研究关于超高产小麦的很少, 也 缺乏对品种和生态环境的综合考虑. 河南省是我国小麦重要种植区, 播种面积和总 产量占全国的 1 /4. 近年来, 随着小麦高产品种的选 育和栽培技术的改进, 在温县、浚县、滑县、孟州等豫 北高产灌区多处出现产量达 9000 kg hm - 2以上的 田块, 但在超高产栽培中普遍存在氮肥用量大、利用 率低、损失严重等问题 [ 16- 18] , 因此在小麦高产条件 下实现氮肥利用效率协同提高就显得非常重要. 本 文选用小麦超高产栽培中应用最多的多穗型和大穗 型两种类型品种 [ 19 ] , 以豫北高产灌区的温县和豫东 中高产区的兰考为试验地点, 结合小麦超高产攻关 研究, 在不同氮水平下系统研究了高产小麦土壤氮 素变化对小麦群体动态和产量的影响, 以期为高产 小麦氮素管理提供依据. 1 研究地区与研究方法 11 研究区概况 试验 地 设 在 河 南 省 温 县 大 尚 镇 大 尚 村 ( 3472 N, 11263 E ) 和兰考县城关镇 城关村 ( 3439 N, 11448 E ), 温县年平均气温 143 ! , 年降水量 552 mm, 兰考年平均气温 140 ! , 年降水 量 678 mm. 两地都为小麦 /玉米轮作区, 前茬为玉 米, 土壤为潮土. 温县播前 0~ 90 cm 土壤矿质态氮 (N m in )为 156 kg hm - 2 , 兰考为 149 kg hm - 2 , 土壤 基本理化性状见表 1. 12 试验设计 温县和兰考两地试验方案相同, 设 2个小麦品 种: 豫麦 49198(多穗型 )和兰考矮早八 (大穗型 ), 5 个氮素水平: 0( N0 )、90(N90 )、180( N180 )、270( N270 ) 和 360 ( N360 )纯 N kg hm - 2 , 共 10个处理. 氮肥为 尿素 (含纯氮 46% ), 1 /2的氮肥在播前作基肥用, 1 /2 的氮肥在拔节期追施. 磷肥为过磷酸钙 ( 含 P2O5 16% ), 用量为 P2O5 135 kg hm - 2 , 钾肥为氯 化钾 (含 K2O 60% ), 用量为 K2O 135 kg hm - 2 . 磷、 钾肥 2 /3作基肥施用, 1 /3在拔节期追施. 每处理重 复 3次, 随机排列, 小区面积为 20 m 2 , 共 30个小区. 豫麦 49198播种量为 105 kg hm - 2 , 行距 20 cm, 兰 考矮早八播种量为 210 kg hm - 2 , 行距 185 cm. 播种前将肥料在每个小区均匀撒施, 人工深翻 入土, 用机播楼播种, 温县于 2007 年 10 月 11日播 种, 10月 18日出苗, 2008年 5月 30日收获; 兰考于 表 1 供试土壤基本理化性状 Tab. 1 Basic physica l and chem ical properties of test soil 试验地点 Exp erim en t site 全 氮 TotalN ( g kg - 1 ) 有机质 O rgan ic m atter ( g kg - 1 ) 速效磷 Availab le P (m g kg - 1 ) 速效钾 Availab le K ( mg kg - 1 ) 碱解氮 H ydrolysable N (m g kg - 1 ) pH 兰考 Lankao 09 14 5 31 6 135 0 50 5 8 1 温县W enx ian 12 16 0 49 1 152 5 43 6 8 0 352 应 用 生 态 学 报 21卷
2期 叶优良等：施氨对高产小麦群体动态、产量和土壤氮素变化的影响 353 2007年10月12日播种，10月19日出苗，2008年61.5数据处理 月3日收获，管理方式采取当地高产栽培技术 土壤硝态氮累积量=土层厚度(m)×土壤容 1.3样品采集及测定 重(gm3)×土壤硝态氮含量(mg·kg)/10 1.31群体周杏在每个小风选择长势均匀的1m 土壤矿质态氨(N。)=土壤硝态氮累积量+士 双行样段，分别在小麦分蘖、越冬、返青、拔节、开花、 镶铵态氨累积量 成熟6个时期定点调查群体数量. 氮素表观矿化量=不施氮区地上部吸氮量+收 1.32产量测定 在每个小区选择长势均匀地块6 获后土壤矿质态氨一播前土壤矿质态氮 m,人工收获晒干后脱粒，按13%的含水量折算计 氧素表观损失量三播前土城”质态氧+施氧量 +表观矿化量一施氮区地上部吸氨量-收获后土壤 1.33土壤无机氮测定分别在播前、越冬、返青、 矿质态氨2 拔节、开花、收获期采集0-30m、30-60am、60- 采用SAS82软件对数据进行方差分析，SSR 90m新鲜土壤，土壤取回后 部分用0.01mol 法进行多重比较 L'CCI浸提，用连续流动分析仪(TRAACS:20OO) 2结果与分析 测定土壤硝态氮和铵态氮含量，另取一部分土壤用 烘干法测定含水量体网 21不同施氮水平对小麦群体动态的影响 1.4研究方法 对不同生有时期小麦群体动态的调查表明（表 土壤全氨用开氏蒸馏法测定：有机质用重铬酸 2),豫麦49198和兰考矮早八都是从出苗开始群体 钾容量法测定：速效磷用0sm法测定：速效钾用乙 数量不断增加.到拔节期达到最大然后又开始下 酸铵浸提，火焰光度计法测定 山值用蒸馏水提取 降随者氮肥用量的增加，小麦群体数量也增加，温 酸度计法测定植株样品分别在小麦分蘖、越冬、返 县点豫麦49-198在越冬、返青、拔节期都以N1群 青、拔节、开花、成熟6个时期采集，样品取回后105 体数量最高，在开花、收获期以N群体数量最高 ℃杀青，70℃烘干，粉碎后用H,S04H02消煮，开 兰考矮早八在越冬、返青、拔节期也是以N1∞群体数 氏蒸馏法测定全测 量最高.在开花期和收获期以N群体数量最高.兰 表B不原杰无高小表体的oot的，kwbet rt(女1·n广 越冬期 开花期 60 178a 28 620 127a 577a 31d 61a 627a 1230 兰考梦平八 兰 448 1 468 96 1332a 148a 1576a 604 462 司别同一品种、回一地点不日 不同氨水 间差异显著P me yaicty at he sme sit 下同T All rights reserved. http://www.cnki.ne
2007年 10月 12日播种, 10月 19日出苗, 2008年 6 月 3日收获, 管理方式采取当地高产栽培技术. 13 样品采集及测定 131 群体调查 在每个小区选择长势均匀的 1 m 双行样段, 分别在小麦分蘖、越冬、返青、拔节、开花、 成熟 6个时期定点调查群体数量. 132 产量测定 在每个小区选择长势均匀地块 6 m 2 , 人工收获, 晒干后脱粒, 按 13%的含水量折算计 产. 133 土壤无机氮测定 分别在播前、越冬、返青、 拔节、开花、收获期采集 0~ 30 cm、30~ 60 cm、60~ 90 cm 新鲜土壤, 土壤取回后一部分用 001 mol L - 1 C aC l2 浸提, 用连续流动分析仪 ( TRAACS2000) 测定土壤硝态氮和铵态氮含量, 另取一部分土壤用 烘干法测定含水量 [ 14- 15] . 14 研究方法 土壤全氮用开氏蒸馏法测定; 有机质用重铬酸 钾容量法测定; 速效磷用 O lsen法测定; 速效钾用乙 酸铵浸提, 火焰光度计法测定; pH 值用蒸馏水提取, 酸度计法测定. 植株样品分别在小麦分蘖、越冬、返 青、拔节、开花、成熟 6个时期采集, 样品取回后 105 ! 杀青, 70 ! 烘干, 粉碎后用 H2 SO4 H2O2 消煮, 开 氏蒸馏法测定全氮 [ 20] . 15 数据处理 土壤硝态氮累积量 = 土层厚度 ( cm ) ∀土壤容 重 ( g cm - 3 ) ∀土壤硝态氮含量 (mg kg - 1 ) /10 土壤矿质态氮 (N m in ) = 土壤硝态氮累积量 + 土 壤铵态氮累积量 氮素表观矿化量 = 不施氮区地上部吸氮量 + 收 获后土壤矿质态氮 - 播前土壤矿质态氮 氮素表观损失量 = 播前土壤矿质态氮 + 施氮量 + 表观矿化量 - 施氮区地上部吸氮量 - 收获后土壤 矿质态氮 [ 21- 23 ] 采用 SAS 82软件对数据进行方差分析, SSR 法进行多重比较. 2 结果与分析 21 不同施氮水平对小麦群体动态的影响 对不同生育时期小麦群体动态的调查表明 (表 2), 豫麦 49198和兰考矮早八都是从出苗开始群体 数量不断增加, 到拔节期达到最大, 然后又开始下 降. 随着氮肥用量的增加, 小麦群体数量也增加, 温 县点豫麦 49198在越冬、返青、拔节期都以 N180群 体数量最高, 在开花、收获期以 N360群体数量最高; 兰考矮早八在越冬、返青、拔节期也是以 N180群体数 量最高, 在开花期和收获期以 N270群体数量最高. 兰 表 2 不同施氮水平对高产小麦群体动态的影响 Tab. 2 Effec ts of different nitrogen leve ls on dynam ics of highyie ld wheat population ( ∀ 10 4 hm - 2 ) 品 种 V ariety 试验地点 Experim ent site 处 理 T reatm ent 出苗期 Em ergen ce stage 分蘖期 T illering stage 越冬期 Overw in tering stage 返青期 Revival stage 拔节期 Jo inting stage 开花期 Anthesis stage 成熟期 M atu rity stage 豫麦 49198 温县 N0 180 603a 1047a 1053b 1338b 798c 664c Yum ai 49198 Wenx ian N90 180 609a 1178a 1278 a 1454 ab 878bc 711 b N180 180 620a 1127a 1293 a 1577a 940ab 731ab N270 180 625a 1063a 1159 ab 1489 ab 970ab 743ab N360 180 629a 1074a 1268 a 1556 ab 1046a 753a 兰考 N0 180 611a 1172a 1225 a 1349b 733c 652c Lankao N90 180 627a 1230a 1313 a 1432b 818b 683bc N180 180 623a 1196a 1278 a 1586a 902ab 710abc N270 180 611a 1216a 1347 a 1558a 950ab 723ab N360 180 619a 1214a 1330 a 1553a 1068a 768a 兰考矮早八 温县 N0 248 730b 1242a 1372 a 1446a 559a 445a Lankaoaizao 8 Wenx ian N90 248 761ab 1258a 1468 a 1701a 594a 466a N180 248 805a 1370a 1461 a 1523a 607a 478a N270 248 707b 1335a 1436 a 1687a 680a 505a N360 248 727b 1383a 1474 a 1527a 642a 451a 兰考 N0 248 734a 1248a 1326 a 1337a 532a 432a Lankao N90 248 751a 1365a 1445 a 1499a 562a 447a N180 248 808a 1228a 1360 a 1493a 587a 462a N270 248 778a 1317a 1336 a 1513a 622a 468a N360 248 796a 1332a 1418 a 1576a 604a 462a 同列同一品种、同一地点不同字母表示不同氮水平间差异显著 (P < 0 05) D ifferent letters in the sam e column w ith the sam e variety at th e sam e site m ean t significant difference at 005 level among d ifferen t n itrogen rates. 下同 The sam e below. 2期 叶优良等: 施氮对高产小麦群体动态、产量和土壤氮素变化的影响 353
354 应用生态学报 21卷 考点豫麦49198在越冬期以N0群体数量最高.返 8423.1(R2=08089)和Y=-001442+7.1744 青期以Nm群体数量最高，拔节期以N群体数量 8860.71R2=0.8868)来表示计算得到的最高产量 最高，开花期和收获期以N群体数量最高：兰考矮 施氮量分别为233和249kg·m2最佳经济效益 早八在分蘖期以Nm群体数量最高，越冬、返青期 施氨量分别为147和167kghm:兰考矮早八有 Nw群体数量最高，拔节期以N和群体数量最高，开 温县和兰考试验点可分别用Y=-0.0097x 花期和收获期以N群体数量最高 4.5717x+8664.9R2=0.9256)和y=-0.0164+ 在不同氮水平和试验点间，豫麦49198在越冬 7.2646+8841.1R2-0.7558)来表示，计算得到的 期和板青期群体数量都没有昆著差异拔节以后不 最高产量施氮量分别为236和222kgm,最佳 同氮水平间群体数量差异显著，但在拔节期氮氨肥用 经济效益施氮量分别为86和133kgm 量超过90kghm2开花期氨肥用量超过180kg 对小麦产量三要素（穗数、穗粒数和千粒重）分 加不同氮水平间群体数量无显著差异而兰考 析表明（表3），随着氮肥用量的增加，小麦千粒重和 矮早八在所有生育时期不同氮水平间群体数量都没 穗粒数都明显增加，豫麦49198在温县点和兰考点 有显著第异 都以N最大，兰考矮早八在温县点和兰考点都以 22 不同施氮水平对小麦产量及产量构成因素的 N最大，但当氮肥用量超过90kg·m穗粒数没 影响 有显著差异，N与Nm之间千粒重也无显著差异 由表3可见随着氮肥用量的增加，小麦产量增 随者氨肥用量的增加，小麦穗数也明显增加，豫麦 加.豫麦49198都以270kg°m氮水平产量最 高，在温县和兰考点分别为9523和9867kgm 49198在温县点和兰考点都以N穗数最高.兰考 矮早八都以N穗数最高，但兰考矮早八不同氮水 兰考矮早八都以180kg·mˉ氮水平产量最高，在 温县和兰考点分别为9258和9832kg·m2.与不 平之间以及豫麦49198氮肥用量超过180kg 施氮处理相比，豫麦49198在温县和兰考点分别增 m时小麦穗数都无显著差异 2.3不同施氮水平对小麦土壤硝态氮含量的影响 产3.0911.03%和2.83张-1028%：兰考矮早 八在温县和兰考点分别增产3.28% 67%和 豫麦49-198和兰考矮早八在温县和兰考试 1.72%~9.97%.豫麦49-198在兰考点氮肥用量超 点土壤硝态氮含量都表现出随氮肥用量的增加而增 过180kgm2的产量没有显著差异，而豫麦49 加的趋势，不同氮水平和不同土层之间土壤硝态刻 198在温县点和 飞考矮早八在两个试验点氮肥用量 含量差异显著，但小麦不同品种之间没有显著差异 超过90kgm2的产量就没有显著差异 在小麦开花期，土壤硝态氨含量以0-30m土层最 对施氮量(x与小麦产量(y进行回归分析，结 高.显著高于30-60m和60-90m土层：而在其 果表明.二者符合一元二次方程.豫麦49198在温县 他时期，则都以30-60m土层最高，显著高于0 和兰考试验点可分别用 y= -0.0163x2+7.609 30m和60-90am土层 量及产量 豫麦4998 49198 兰考矮早八Lan 粒重 产量 粒重 be of L10 (ke m”2) 721 8787 503 429e 9 9229h B1山 326 49 92581 1 50.0a 497a 953 743油 340 912a Nw 483 3 349 g59 9507h 768 3.2b 440 462a 47.3 491 1994-2010 China Academic lournal electronic Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.ne
考点豫麦 49198在越冬期以 N90群体数量最高, 返 青期以 N270群体数量最高, 拔节期以 N180群体数量 最高, 开花期和收获期以 N360群体数量最高; 兰考矮 早八在分蘖期以 N180群体数量最高, 越冬、返青期以 N90群体数量最高, 拔节期以 N360群体数量最高, 开 花期和收获期以 N270群体数量最高. 在不同氮水平和试验点间, 豫麦 49198在越冬 期和返青期群体数量都没有显著差异, 拔节以后不 同氮水平间群体数量差异显著, 但在拔节期氮肥用 量超过 90 kg hm - 2、开花期氮肥用量超过 180 kg hm - 2 , 不同氮水平间群体数量无显著差异; 而兰考 矮早八在所有生育时期不同氮水平间群体数量都没 有显著差异. 22 不同施氮水平对小麦产量及产量构成因素的 影响 由表 3可见, 随着氮肥用量的增加, 小麦产量增 加. 豫麦 49198都以 270 kg hm - 2氮水平产量最 高, 在温县和兰考点分别为 9523和 9867 kg hm - 2 ; 兰考矮早八都以 180 kg hm - 2氮水平产量最高, 在 温县和兰考点分别为 9258和 9832 kg hm - 2 . 与不 施氮处理相比, 豫麦 49198在温县和兰考点分别增 产 309% ~ 1103%和 283% ~ 1028% ; 兰考矮早 八在温县和兰考点分别增产 328% ~ 677% 和 172% ~ 997%. 豫麦 49198在兰考点氮肥用量超 过 180 kg hm - 2的产量没有显著差异, 而豫麦 49 198在温县点和兰考矮早八在两个试验点氮肥用量 超过 90 kg hm - 2的产量就没有显著差异. 对施氮量 ( x )与小麦产量 ( y )进行回归分析, 结 果表明, 二者符合一元二次方程, 豫麦 49198在温县 和兰考试验点可分别用 y = - 00163x 2 + 76097x + 84231(R 2 = 08089)和 y= - 00144x 2 + 71744x + 88607(R 2 = 08868)来表示, 计算得到的最高产量 施氮量分别为 233和 249 kg hm - 2 , 最佳经济效益 施氮量分别为 147和 167 kg hm - 2 ; 兰考矮早八在 温县和 兰考试验点可分别 用 y = - 00097x 2 + 45717x+ 86649(R 2 = 09256)和 y = - 00164x 2 + 72646x+ 88411(R 2 = 07558)来表示, 计算得到的 最高产量施氮量分别为 236和 222 kg hm - 2 , 最佳 经济效益施氮量分别为 86和 133 kg hm - 2 . 对小麦产量三要素 (穗数、穗粒数和千粒重 )分 析表明 (表 3), 随着氮肥用量的增加, 小麦千粒重和 穗粒数都明显增加, 豫麦 49198在温县点和兰考点 都以 N270最大, 兰考矮早八在温县点和兰考点都以 N180最大, 但当氮肥用量超过 90 kg hm - 2穗粒数没 有显著差异, N180与 N270之间千粒重也无显著差异. 随着氮肥用量的增加, 小麦穗数也明显增加, 豫麦 49198在温县点和兰考点都以 N360穗数最高, 兰考 矮早八都以 N270穗数最高, 但兰考矮早八不同氮水 平之间以及豫麦 49198 氮肥用量超过 180 kg hm - 2时小麦穗数都无显著差异. 23 不同施氮水平对小麦土壤硝态氮含量的影响 豫麦 49198和兰考矮早八在温县和兰考试验 点土壤硝态氮含量都表现出随氮肥用量的增加而增 加的趋势, 不同氮水平和不同土层之间土壤硝态氮 含量差异显著, 但小麦不同品种之间没有显著差异. 在小麦开花期, 土壤硝态氮含量以 0~ 30 cm 土层最 高, 显著高于 30~ 60 cm和 60~ 90 cm土层; 而在其 他时期, 则都以 30~ 60 cm土层最高, 显著高于 0 ~ 30 cm和 60~ 90 cm土层. 表 3 不同施氮水平对小麦产量及产量构成因素的影响 Tab. 3 Effec ts of different nitrogen leve ls on grain y ield and yield components ofwheat 试验地点 Sam p le site 处 理 Treatm en t 豫麦 49198 Yum ai 49198 产 量 Y ield ( kg hm - 2 ) 穗 数 Numb er of sp ikes ( ∀ 10 4 hm - 2 ) 穗粒数 K ern els per ear 千粒重 1000kernel m ass( g) 兰考矮早八 Lankaoaizao 8 产 量 Y ield ( kg hm - 2 ) 穗 数 Numb er of spikes ( ∀ 10 4 hm - 2 ) 穗粒数 K ern els per ear 千粒重 1000kernel m ass( g) 温 县 N0 8523b 664 c 29 5b 40 9c 8672b 445 a 42 0b 44 4c Wenx ian N90 8787ab 711b 30 3ab 42 9bc 8956 ab 466 a 44 6ab 46 4bc N180 9229ab 731 ab 32 6ab 44 9a 92581 a 478 a 50 0a 49 7a N270 9523 a 743 ab 34 0a 45 3a 9121 a 505 a 46 2ab 47 4b N360 8934ab 753 a 31 1ab 43 3ab 9075 a 451 a 45 2ab 46 6bc 兰 考 N0 8947 c 652 c 29 2b 42 9b 8940 a 432 a 41 8b 47 1b Lankao N90 9200bc 683b c 32 5ab 43 9b 9093 a 447 a 48 2a 49 0ab N180 9737 a 710ab c 33 5ab 46 3a 9832 a 462 a 49 4a 51 0a N270 9867 a 723 ab 34 9a 46 7a 9593 a 468 a 48 1a 49 7a N360 9507ab 768 a 31 2ab 44 0b 9307 a 462 a 47 3a 49 1ab 354 应 用 生 态 学 报 21卷
2期 叶优良等：施氨对高产小麦群体动态、产量和土壤氨素变化的影 355 小麦越冬期氮肥用量超过180kg·m时不 态氨累积量显著高于兰考倭早八，但在其他生育期 同氮水平之间硝态氮含量无显著差异.不施氮条件 两个品种间无显著差异 下，0-90m土壤硝态氨累积量变化在58~86kg 由于在拔节期追施了氮肥，所以开花期施氮处 ·m2在No、N1oN2、No条件下分别增加到 理土壤硝态氮含量比拔节期增加.在N。条件下，0~ 139151、157~194172 208207 228kg 30am、30~60am、60-90m土壤硝态氮含量分别 m2.显著高于不施氮条件下土壤硝态氮累积量， 为3.2-4.426-5.92.9-5.2mg·kg.灰 但N0与Nm之间无显著差异（图I) 后则分别增加到13.622311.918.1、6.9 返青期在N。条件下，0-30am、30-60am、60 12.8mgkg,但在30-60m和60-90m土层 90m土壤硝态氮含量分别为3.8~495.0~ N1m、No、N之间土壤硝态氮含量没有显著差异 7.23.5-6.9mg.kg施氮后则分别增加到8.6 开花期在No Noo Nis NzTo、N0条件下，0-90am ~16912.5~21.1、7.915.2mg·kg,都是以 土壤硝态氮累积帚分别为4658145154155 N0含量最高.在No、NNmNN条件下，0 177、180 196193-206kgm2,不同氮水平之间 90m土壤硝态氮累积量分别为55~81、127~146 差异显著 150-165160-203.184-222kg·hm2,不同氮水 随着氮肥用量的增加，小麦收获后土壤硝态 平之间差异显著 残留显著增加，氮肥用量与小麦收获后土壤硝态氮 小麦拔节期土壤硝态氮含量低于越冬期和返青 残留量之间早品著正相关在不施氨条件下小麦收 期，0~90m土壤硝态氨累积量也是几个生育期叶 获后士壤硝态氮累积量为37-53kg·m2,平均 最低的.在No、N、N10、N2o、N条件下，0-90am 为44kg·m:在Nm、Nn、Nm、N条件下.硝态 土壤硝态氨累积量分别为56-6890 115112 氮累积量分别为85-115.108-156144-166、15 143126~157、157~172kg°m?,不同氮水平之 183kgm,平均分别为99129155、171kg 间土壤硝态氨累积量差异显著，而且豫麦49198硝 60-90cm 生有期 土壤硝态氮含量的影响 10-90 i49198Ⅱ兰考矮早八L et gaw h pe 返者B geC拔节期loingtng D开花期AnbesisgE收获Ma山 1994-2010 China academic Journal electronic publishing House.all rights reserved. http://www.cnki.ne
小麦越冬期氮肥用量超过 180 kg hm - 2时不 同氮水平之间硝态氮含量无显著差异. 不施氮条件 下, 0~ 90 cm 土壤硝态氮累积量变化在 58 ~ 86 kg hm - 2 , 在 N90、N180、N270、N360条件下分别增加到 139~ 151、157 ~ 194、172 ~ 208、207 ~ 228 kg hm - 2 , 显著高于不施氮条件下土壤硝态氮累积量, 但 N90与 N180之间无显著差异 (图 1). 返青期在 N0 条件下, 0~ 30 cm、30~ 60 cm、60 ~ 90 cm 土壤硝态氮含量分别为 38~ 49、50 ~ 72、35~ 69 mg kg - 1 , 施氮后则分别增加到 86 ~ 169、125 ~ 211、79 ~ 152 mg kg - 1 , 都是以 N360含量最高. 在 N0、N90、N180、N270、N360条件下, 0~ 90 cm土壤硝态氮累积量分别为 55~ 81、127~ 146、 150~ 165、160~ 203、184~ 222 kg hm - 2 , 不同氮水 平之间差异显著. 小麦拔节期土壤硝态氮含量低于越冬期和返青 期, 0~ 90 cm土壤硝态氮累积量也是几个生育期中 最低的. 在 N0、N90、N180、N270、N360条件下, 0~ 90 cm 土壤硝态氮累积量分别为 56~ 68、90~ 115、112~ 143、126~ 157、157~ 172 kg hm - 2 , 不同氮水平之 间土壤硝态氮累积量差异显著, 而且豫麦 49198硝 态氮累积量显著高于兰考矮早八, 但在其他生育期 两个品种间无显著差异. 由于在拔节期追施了氮肥, 所以开花期施氮处 理土壤硝态氮含量比拔节期增加. 在 N0 条件下, 0~ 30 cm、30~ 60 cm、60~ 90 cm土壤硝态氮含量分别 为 32~ 44、26~ 59、29 ~ 52 mg kg - 1 , 施氮 后则分别增加到 136 ~ 223、119 ~ 181、69 ~ 128 mg kg - 1 , 但在 30~ 60 cm和 60~ 90 cm 土层 N180、N270、N360之间土壤硝态氮含量没有显著差异. 开花期在 N0、N90、N180、N270、N360条件下, 0 ~ 90 cm 土壤硝态氮累积量分别为 46~ 58、145~ 154、155 ~ 177、180~ 196、193~ 206 kghm - 2 , 不同氮水平之间 差异显著. 随着氮肥用量的增加, 小麦收获后土壤硝态氮 残留显著增加, 氮肥用量与小麦收获后土壤硝态氮 残留量之间呈显著正相关. 在不施氮条件下, 小麦收 获后土壤硝态氮累积量为 37~ 53 kg hm - 2 , 平均 为 44 kg hm - 2 ; 在 N90、N180、N270、N360条件下, 硝态 氮累积量分别为 85~ 115、108~ 156、144~ 166、159 ~ 183 kg hm - 2 , 平均分别为 99、129、155、171 kg hm - 2 . 图 1 不同施氮水平对小麦各生育期 0~ 90 cm 土壤硝态氮含量的影响 F ig. 1 E ffects o f different n itrogen leve ls on so il n itrate nitrogen contents a t 0- 90 cm depth at different g row th periods of wheat. a)温县 Wenx ian; b)兰考 Lankao. # : 豫麦 49198 Yum ai 49198; ∃兰考矮早八 Lankao a izao ba. A: 越冬期 Overw inter stage; B: 返青期 R evival stage; C: 拔节期 Joingting stage; D:开花期 An thesis stage; E: 收获期 M atu rity stage. 2期 叶优良等: 施氮对高产小麦群体动态、产量和土壤氮素变化的影响 355
应用生态学报 21卷 2.4不同施氮水平对小麦氮素平衡的影响 素表观矿化量仅占到氨素总矿化量的19.96张、 小麦氨素吸收量反映氮肥施入土壤后作物对氨 35.39%,平均为28.98% 素的吸收利用情况，是决定氮肥利用率的重要指标 氯肥施入农田后的去向可分为3个部分：1)被 由表4可见，随者氮肥用量的增加，作物氨素吸收 作物吸收，即氮肥的当季利用率：2)残留在土壤中 也明显增加，但豫麦49198收获期氮素吸收量都以 3)通过不同机制和途径损失2.由表4可知，随着 270kgm氮水平最高，在温县和兰考点分别为 氮肥用量的增加，土壤氮素表观损失也显著增加.在 272和287kghm2,兰考矮早八则都以180kg: N0N1N0、Nw条件下，豫麦49198在温县点的 氮素表观损失量分别为3563.88、187kg·m1 分别占氮肥用量的38.83%、35.23%、32.56 前土壤能供给作物的氮素主要包括两部分：一是土 51.84%:在兰考点氯素表观损失量分别为-159 二是土壤有机氮在作物生长期 黑的红化对090m士堞氨素表观矿化最的 41、154kg·m,分别占氮肥用量的-16.7形 计算表明（表4），整个生育期豫麦49198在温县和 4.8%、15.0、42.兰考锈早八在温具点的氛 兰考点的氮素表观矿化量分别为101和105kg 表观损失量分别为1741、106191kg°m2分别 m兰考锈早八在温具和兰考点的氮素表观矿化 占肥用量的18.58%、2299%、39.29% 量分别为 02和 107kg·hm2,品种和试验地点之 52.94%:在兰考点氮素表观损失量分别为-15 间几乎没有差异.从不同生有阶段来看，以开花收 21、64165kg·m?分别占氮肥用量的 获期氮素表观矿化量最高，占氮素总矿化量的 -16.7%、-11.、23.、45.8肠，从小麦不同日 41.38% 63.0%,平均为5307%：小麦拔节前氮 有阶段氮素表观损失米看，在N条件下，氮素表观 兰考L.nk 豫麦49g 兰考矮早八 像麦4108 M NM 出苗越冬期 9.89 9.8 -360h 69.6a 96-467b 763a 4 -569% 75.3a 758 -96 ~20-568 78国 702 -20 766 越冬期返青期 128 142 。40 166a 128 226 64a -49 % 59 128 27.9 25 -18a 、49 197 43 返青期拔节斯 -0.1 -1 g 487a 149a 341 287a -01 -1 546a 349a 31.7a 41.3a 56 拔节期-开花斯 2n2 253 6品 824a -6.5b 9发6 -544 anthes i 开花期成熟期 323 420 257a 27.9a mauri 8 出苗期成熟斯 272.2a 10m.2 87.8 246 10L.3 1061b 2869 106 390. 243.5h101.2 1867a 232.0 101.5 1907a 24821b106.1 152.2a 2507h 1067 1635a N:小麦 素吸 矿化量 :氨素表观损失量
24 不同施氮水平对小麦氮素平衡的影响 小麦氮素吸收量反映氮肥施入土壤后作物对氮 素的吸收利用情况, 是决定氮肥利用率的重要指标. 由表 4可见, 随着氮肥用量的增加, 作物氮素吸收量 也明显增加, 但豫麦 49198收获期氮素吸收量都以 270 kg hm - 2氮水平最高, 在温县和兰考点分别为 272和 287 kg hm - 2 , 兰考矮早八则都以 180 kg hm - 2氮水平最高, 在温县和兰考点分别为 260 和 279 kg hm - 2 ; 但 N270与 N180之间没有显著差异. 播 前土壤能供给作物的氮素主要包括两部分: 一是土 壤中存在的无机氮; 二是土壤有机氮在作物生长期 间的矿化 [ 24] . 对 0~ 90 cm 土壤氮素表观矿化量的 计算表明 (表 4), 整个生育期豫麦 49198在温县和 兰考点的氮素表观矿化量分别为 101 和 105 kg hm - 2 , 兰考矮早八在温县和兰考点的氮素表观矿化 量分别为 102和 107 kg hm - 2 , 品种和试验地点之 间几乎没有差异. 从不同生育阶段来看, 以开花 收 获期氮素表观矿化量最高, 占氮素总矿化量的 4138% ~ 6307%, 平均为 5307% ; 小麦拔节前氮 素表观矿化量仅占到氮素总矿化量的 1996% ~ 3539%, 平均为 2898% . 氮肥施入农田后的去向可分为 3个部分: 1)被 作物吸收, 即氮肥的当季利用率; 2)残留在土壤中; 3)通过不同机制和途径损失 [ 25] . 由表 4 可知, 随着 氮肥用量的增加, 土壤氮素表观损失也显著增加. 在 N90、N180、N270、N360条件下, 豫麦 49198在温县点的 氮素表观损失量分别为 35、63、88、187 kg hm - 2 , 分别 占氮肥 用量的 3885%、3523%、3256%、 5184%; 在兰考点氮素表观损失量分别为 - 15、9、 41、154 kg hm - 2 , 分别占氮肥用量的 - 167%、 48% 、150% 、426%. 兰考矮早八在温县点的氮素 表观损失量分别为 17、41、106、191 kg hm - 2 , 分别 占 氮 肥 用 量 的 1858%、 2295% 、 3929%、 5294%; 在兰考点氮素表观损失量分别为 - 15、 - 21、64、165 kg hm - 2 , 分 别 占 氮 肥 用 量 的 - 167%、- 115%、237%、458% . 从小麦不同生 育阶段氮素表观损失来看, 在N90条件下, 氮素表观 表 4 不同施氮水平对小麦氮素平衡的影响 Tab. 4 Effec ts of different nitrogen leve ls on nitrogen balance of whea t ( kg hm - 2 ) 生育阶段 G row th stage 处 理 Treat m en t 温县 W enxian 豫麦 49198 Yum ai 49198 NU NM NL 兰考矮早八 Lank aoa izao 8 NU NM NL 兰考 Lankao 豫麦 49198 Yum ai49198 NU NM NL 兰考矮早八 Lankaoaizao 8 NU NM NL 出苗越冬期 N90 69 8a 9 8 - 36 0b 69 6a - 9 6 - 467 b 763 a 9 4 - 56 9b 75 3a - 2 0 - 56 8a Em ergen ce N180 76 0a 9 8 - 6 5ab 73 8a - 9 6 - 378 ab 702 a 9 4 - 39 1ab 68 6ab - 2 0 - 59 5a overw intering N270 74 0a 9 8 12 3a 84 8a - 9 6 - 132 ab 843 a 9 4 - 34 2ab 62 8bc - 2 0 - 32 7a N360 82 9a 9 8 5 8a 81 0a - 9 6 - 109 a 766 a 9 4 3 6a 55 7c - 2 0 - 6 0a 越冬期返青期 N90 26 3a 19 4 10 5b 16 7a 12 8 147 a 142 a 6 3 1 7a 10 5b - 4 9 5 8a O verw in tering N180 22 1a 19 4 6 6b 16 6a 12 8 134 a 226 a 6 3 6 4a 19 6ab - 4 9 15 9a retu rn ing N270 31 9a 19 4 2 9b 5 9b 12 8 279 a 285 a 6 3 - 1 8a 30 3ab - 4 9 - 19 7a N360 10 2a 19 4 43 4a 14 9a 12 8 232 a 163 a 6 3 - 7 0a 32 8a - 4 9 - 21 9a 返青期拔节期 N90 23 9a - 0 1 5 2a 47 1a 29 1 274 a 309 a 21 5 32 1a 41 3a 28 2 19 6a Return ing N180 46 6a - 0 1 - 16 7a 42 3a 29 1 380 a 439 a 21 5 1 8a 48 9a 28 2 25 4a jointing N270 34 4a - 0 1 - 16 9a 48 7a 29 1 149 a 265 a 21 5 34 1a 28 7a 28 2 83 3a N360 35 2a - 0 1 - 1 3a 19 1a 29 1 546 a 349 a 21 5 31 7a 41 3a 28 2 55 6a 拔节期开花期 N90 42 5a 21 7 - 9 6b 37 8a 27 2 - 253 b 595 b 6 8 - 35 6b 82 4a 18 1 - 67 5b Jo inting N180 32 8a 21 7 47 7ab 80 9a 27 2 - 232 b 956 a 6 8 - 30 3b 114 1a 18 1 - 54 4b anthesis N270 68 0a 21 7 45 7ab 49 9a 27 2 569 ab 1062 a 6 8 2 1b 108 5a 18 1 - 7 8ab N360 47 9a 21 7 107 9a 61 9a 27 2 1079 a 799 ab 6 8 85 9a 86 2a 18 1 69 2a 开花期成熟期 N90 51 1a 50 4 64 8a 52 4a 42 0 467 a 472 a 61 0 42 2a 31 1a 67 3 82 4a An th esis N180 69 9a 50 4 32 3a 46 8a 42 0 510 a 257 a 61 0 68 5a 27 9a 67 3 50 7a m atu rity N270 63 8a 50 4 43 8a 56 8a 42 0 196 a 412 a 61 0 38 8a 39 9a 67 3 39 5a N360 67 3a 50 4 30 9a 55 1a 42 0 159 a 406 a 61 0 38 0a 34 6a 67 3 66 6a 出苗期成熟期 N90 213 6b 101 2 34 9b 223 7b 101 5 168 c 2279 b 105 1 - 16 5c 240 5b 106 7 - 16 5c Em ergen ce N180 247 4ab 101 2 63 4b 260 3a 101 5 414 c 2580 ab 105 1 7 3bc 279 1a 106 7 - 21 9c m atu rity N270 272 2a 101 2 87 8b 246 1ab 101 5 1061 b 2869 a 105 1 39 0b 270 3ab 106 7 62 6b N360 243 5ab 101 2 186 7a 232 0ab 101 5 1907 a 2482 b 105 1 152 2a 250 7ab 106 7 163 5a NU: 小麦氮素吸收量W heat n itrogen uptak e; NM: 氮素表观矿化量 Apparen t n itrogen m ineralization; NL: 氮素表观损失量 Apparen t n itrogen loss. 356 应 用 生 态 学 报 21卷
2期 叶优良等：施氨对高产小麦群体动态、产量和土壤氮素变化的影响 357 损失以开花收获期最高：在N条件下，豫麦49 王东等切研究发现，高产麦田土壤硝态氮在播 198在温县的氮素表观损失以拔节期开花期最高.。 种至冬前阶段不断向深层移动，并在140m以下士 其余在开花期收获期最高：在Nm条件下，豫麦49 层积累.本研究也发现，随着氮肥用量的增加，小麦 198和兰考矮早八在温县的氡素表观捐失以拔节 氮素吸收增加，但豫麦49198和兰考矮早八分别在 期开花期最高，豫麦49-198在兰考以开花期收获 270180gm氨水平下氨素吸收量最高，氨肥 期最高，兰考矮早八在兰考则以返青期拔节期最 用量超过180kg·mˉ2后0-90m土壤矿质态氨 高：在N如条件下，则都是以拔节期开花期氮素表 没有显著差异，说明过多的氮肥可能随灌水和降雨 观损失最高，说明小麦拔节后氮素表观损失较高. 向90m以下土层移动，实际生产中必须水氮统筹 考虑 3讨 论 参考文献 研究表明氨严施用不足。则导致群体数最不 够，影响小麦分蘖和产量，而氮肥用量过多则导致 [ L-G陆增根 DaiT-B(戴廷波)，JmgD( 东tal Effects of nit 麦生长过旺、无效分壁增加.贪青晚熟、容易倒 ak-ghter 伏.从本研究来看，在返青以前，豫麦49198和 oumal f Crops(凌类作物学报)。 兰考矮早八在两个试验点不同氯水平之间群体数量 67 n Ch nese 都没有品著差异而在拔节期肥用量超过 2 Q(李他 180kghm时群体数量也没有显著差异，这表明 在本试验条件下不施氨巴就可以满足冬前小麦群体 的需要，而在拔节期180kg m2氮水平对应的士 estry Uni si(Nature Science)(西北农林科技大 学学报·自然科学版).200735(12)：143148(im 壤硝态氮含量就可以满足后期的群体需要.本试验 温县和兰考点播前0 ,90m士壤硝态氮累积量分 [3 K(朱新开) ,ZmgX-D(张旭东，GuoW-s 别为143和142kg·hm2在180kghm2氮水平 郭文 下拔节期090m土壤硝态氯累积量在112-143 kgm2,平均为 125 kg.Im 这个范围大于欧 类作物学报).200727(6：10701075nCh 盟90 100kg·m2的标准，也高于崔振岭 等86-1i5kg m2的范围.表明在本试验条 [4WagY(王小燕.YuZ-W(于振文).Suo 件下，0-90m土壤硝态氮累积量维持在120-140 eder kgm就可以满足小麦群体的需要 植物营养与肥料学报).200G 12/21.30L206 n Chines 通过 ·元二次方程拟合计算出豫麦49198最 高产量施氮量为233~249kg·m2,最佳经济效 [5 HuT-T(胡田田)，LiSX(李生秀).HoQK(郝 益施氮量为147 167kgm:兰考矮早八最高 乾坤).Rehtinsh p bew een soilm nerliaedN.mine ds011 产量施氮量为222-236kg·m2,最佳经济效益 144.286 施氮量为86- 133kg hm 温县点豫麦49198利 兰考矮早八不施条件下的产量分别为8523和 [6 YeY-L(叶优良).LiSX(李生秀).In fuence of ini tial nitrate nitmeen on metods ofmeasurng soil nit 8672kgm2,兰考点则分别为8947和8940kg gen supply ng capac ity n cal oils Plant Nutr m2氨肥用量超过180kg·m时产量、穗粒数 ion an (植物营养与尼料学报) 和穗数都没有显著差异，而且氮肥用量超过 [ Efects ofn 180kghm时氨素表观损失明显增加，说明小麦 超高产攻关田还有很大的节氮潜力，有待于深入研 ton Aeta Ecologica Sinica(生态学报).200626 究.从小麦不同生育时期氨素平衡来看，高产小麦氨 3):815-822(n Ch nese 素表观矿化在101~107kg·m之，拔节后氮素矿 [81 hi(有 (于振文).E ffeets%of nit 化量占总矿化量的7，每素表观损失也是在小表 gen le and a and 拔节后较大，表明高产小麦要加强后期管理才能实 。Acu Sinion(生态学报)，200626 现产量与氮肥利用效率协同提高的标Publishing H6,http://www.cnki.ne
损失以开花 收获期最高; 在 N180条件下, 豫麦 49 198在温县的氮素表观损失以拔节期开花期最高, 其余在开花期收获期最高; 在 N270条件下, 豫麦 49 198和兰考矮早八在温县的氮素表观损失以拔节 期 开花期最高, 豫麦 49198 在兰考以开花期 收获 期最高, 兰考矮早八在兰考则以返青期拔节期最 高; 在 N360条件下, 则都是以拔节期 开花期氮素表 观损失最高, 说明小麦拔节后氮素表观损失较高. 3 讨 论 研究表明, 氮肥施用不足, 则导致群体数量不 够, 影响小麦分蘖和产量, 而氮肥用量过多则导致小 麦生长过旺、无效分蘖增加, 贪青晚熟、容易倒 伏 [ 1, 26] . 从本研究来看, 在返青以前, 豫麦 49198和 兰考矮早八在两个试验点不同氮水平之间群体数量 都没 有显 著 差异, 而在 拔 节期 氮 肥用 量 超过 180 kg hm - 2时群体数量也没有显著差异, 这表明 在本试验条件下不施氮肥就可以满足冬前小麦群体 的需要, 而在拔节期 180 kg hm - 2氮水平对应的土 壤硝态氮含量就可以满足后期的群体需要. 本试验 温县和兰考点播前 0~ 90 cm土壤硝态氮累积量分 别为 143和 142 kg hm - 2 . 在 180 kg hm - 2氮水平 下拔节期 0~ 90 cm土壤硝态氮累积量在 112~ 143 kg hm - 2 , 平均为 125 kg hm - 2 ; 这个范围大于欧 盟 90 ~ 100 kg hm - 2的标准 [ 12] , 也高于崔振岭 等 [ 13- 15 ] 86~ 115 kg hm - 2的范围. 表明在本试验条 件下, 0~ 90 cm 土壤硝态氮累积量维持在 120~ 140 kg hm - 2就可以满足小麦群体的需要. 通过一元二次方程拟合计算出豫麦 49198最 高产量施氮量为 233~ 249 kg hm - 2 , 最佳经济效 益施氮量为 147~ 167 kg hm - 2 ; 兰考矮早八最高 产量施氮量为 222~ 236 kg hm - 2 , 最佳经济效益 施氮量为 86~ 133 kg hm - 2 . 温县点豫麦 49198和 兰考矮早八不施氮条件下的产量分别为 8523 和 8672 kg hm - 2 , 兰考点则分别为 8947和 8940 kg hm - 2 , 氮肥用量超过 180 kg hm - 2时产量、穗粒数 和穗 数都 没 有显 著 差异, 而且 氮 肥用 量 超过 180 kg hm - 2时氮素表观损失明显增加, 说明小麦 超高产攻关田还有很大的节氮潜力, 有待于深入研 究. 从小麦不同生育时期氮素平衡来看, 高产小麦氮 素表观矿化在 101~ 107 kg hm - 2 , 拔节后氮素矿 化量占总矿化量的 71%, 氮素表观损失也是在小麦 拔节后较大, 表明高产小麦要加强后期管理才能实 现产量与氮肥利用效率协同提高的目标. 王东等 [ 27]研究发现, 高产麦田土壤硝态氮在播 种至冬前阶段不断向深层移动, 并在 140 cm 以下土 层积累. 本研究也发现, 随着氮肥用量的增加, 小麦 氮素吸收增加, 但豫麦 49198和兰考矮早八分别在 270、180 kg hm - 2氮水平下氮素吸收量最高, 氮肥 用量超过 180 kg hm - 2后 0~ 90 cm土壤矿质态氮 没有显著差异, 说明过多的氮肥可能随灌水和降雨 向 90 cm以下土层移动, 实际生产中必须水氮统筹 考虑. 参考文献 [ 1] Lu ZG (陆增根 ) , Dai TB (戴廷波 ) , Jiang D (姜 东 ), et al. E ffects of nitrogen strateg ies on popu la tion qua lity index and g rain y ield & qua lity in w eakg luten w heat. Journal of Triticeae Crop s (麦 类作物学报 ), 2007, 33( 4): 590- 597, 67 ( in Ch inese) [ 2] Zhao L (赵 琳 ), Ji CR ( 吉春容 ), Li SQ ( 李世 清 ), et al. E ffect of nitrogen and p lantingm odes on the co lony characteristic of w interw hea t in subhum id farm land ecosystem. J ournal of N orthw est Agriculture and Forestry University ( Nature Science) (西北农林科技大 学学报 自然科学版 ), 2007, 35( 12): 143- 148 ( in Chinese) [ 3] Zhu XK ( 朱新开 ), Zhang XD ( 张旭东 ), GuoWS ( 郭文善 ), et al. D ifferences in N effic iency o f popu la tion w ith h igh y ie ld and good qua lity am ong wheat varie ties fo r d ifferent end use. Journal of Triticeae Crop s (麦 类作物学报 ), 2007, 27 ( 6): 1070- 1075 ( in Ch i nese) [ 4] W ang XY ( 王小燕 ) , Yu ZW ( 于振文 ) . S tudy on the d ifference o f n itrogen uptake e fficiency and c lassifi ca tion in the d ifferent wheat varieties. P lant Nutrition and F ertilizer S cience (植物营养与肥料学报 ) , 2006, 12( 3): 301- 306 ( in Chinese) [ 5] Hu TT ( 胡田田 ) , Li SX (李生秀 ), H ao QK (郝 乾坤 ). Re la tionsh ip betw een so ilm ine ra lized N, m ine r a lizab le N and so il nitrogensupp ly ing capacity. Journal of So il and Wa ter Conservation ( 水 土 保 持 学报 ), 2000, 14( 4): 83- 86 ( in Ch inese) [ 6] Ye YL (叶优良 ) , L iSX (李生秀 ) . In fluence of in i tia l n itratenitrogen on me thods of m easuring so il nitro gen supply ing capac ity in ca lcareous so ils. P lant Nutri tion and F ertilizer Science (植物营养与肥料学报 ), 2002, 8( 3) : 310- 317 ( in Ch inese) [ 7] Zhao JH (赵俊晔 ) , Yu ZW (于振文 ) . E ffects o f n i trog en rate on n itrog en fe rtilize r use of w inter wheat and content o f so il n itrateN under different fertility cond i tion. Acta E cologica Sinica ( 生态 学报 ), 2006, 26 ( 3): 815- 822 ( in Ch inese) [ 8] Shi Y (石 玉 ) , Yu ZW (于振文 ). E ffects o f nitro gen fe rtilizer rate and ra tio o f base and topdressing on y ie ld of w heat, content of so il n itrate and n itrogen ba l ance. A cta E cologica S inica (生态学报 ) , 2006, 26 ( 11): 3661- 3669 ( in Ch inese) 2期 叶优良等: 施氮对高产小麦群体动态、产量和土壤氮素变化的影响 357
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