小麥—玉米一體化氮肥運籌對小麥群體質量的影響小麥—玉米一體化氮肥運籌對小麥群體質量的影響

摘要[目的]探究小麥/玉米一體化條件下，周年氮肥用量及分配比例關系下，冬小麥群體生長及產量變化規律。[方法]以周麥22為材料，小麥/玉米兩熟制周年氮肥用量設300、450、600 kg/hm2 3個水平，小麥、玉米間的氮肥分配設4∶6、5∶5、6∶4 3個比例。[結果]隨全年氮肥施用量及氮肥由玉米向小麥分配率的增加，群體生理指標呈現增加趨勢，而產量呈先增后降低的變化趨勢。[結論]冬小麥與夏玉米全年施氮肥（尿素）600 kg/hm2及5∶5的分配比例，有利于冬小麥及全年高產。

關鍵詞 冬小麥/夏玉米；氮肥施用；生理特性；產量

中圖分類號S143.1文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）29-10094-03

基金項目國家小麥產業技術體系十二五項目（CARS-3-2-34）。

作者簡介邢永鋒（1980- ），男，河南周口人，助理研究員，碩士，從事作物高產栽培方面的研究。*通訊作者，研究員，從事小麥育種方面的研究。

黃淮麥區是我國糧食的主產區之一。冬小麥/夏玉米輪作是該地區典型的種植模式[1]，常年種植面積穩定在9×106hm2，占全國小麥面積的58.5%。氮肥不合理施用是這一地區農業生產普遍存在的問題。氮肥用量不足，不利于高產；而過量施氮不僅不能大幅度增加作物產量，反而造成環境污染[2]。合理施氮不僅能增加小麥/玉米產量、改善品質、改良與培肥土壤，而且對發展高產、高效、生態農業，提高栽培技術和農民經濟收入，有著重要的意義[3]。國內學者針對冬小麥或夏玉米單季作物的合理施肥量和方法開展了大量研究[4-5]，為冬小麥或夏玉米當季合理施氮提供了理論指導，但針對冬小麥/夏玉米輪作體系整體考慮的施肥管理研究相對較少，仍缺乏簡單、實用的施肥管理技術。在黃淮麥區，面臨著施肥過量、施肥不足或養分不平衡施用等方面問題，影響農業的可持續發展。因此，筆者借鑒前人研究成果，研究全年不同氮肥用量及在小麥、玉米間的分配條件對小麥群體生理特性、子粒產量及全年產量的影響，以期為小麥高產、高效、優質栽培和生產實踐提供理論依據和技術。

1材料與方法

1.1試驗地概況試驗于2011～2013在河南西華縣農科所進行。土質為潮土區壤土偏黏。供試品種為周麥22。試驗用氮肥、磷肥、鉀肥分別為尿素（N 46.3%）、磷酸二胺（P2O5 46%、N 18%）、氯化鉀（K2O5 5%）。按試驗要求，計算出每個小區所需底肥，稱量后分別撒施。追肥于起身期施用，按小區分別稱量條施。

試驗設9個處理，小麥/玉米兩熟制周年氮肥（尿素）用量設300、450、600 kg/hm2 3個水平，小麥、玉米作物間的氮肥分配比例設4∶6、5∶5、6∶4 3個比例，共9個處理，采取裂區試驗設計（表1）。

1.2測定項目和方法隨著小麥生育進程，在田間取樣，測定各生理指標。在成熟期，取1 m行長樣段于室內考種，實收小區30 m2，并且換算出產量。

1.3數據分析用Excel對所有數據進行初步處理，再用DPS進行系統分析。

2結果與分析

2.1氮肥運籌對小麥不同生育期生理特征的影響 從表2可以看出，隨著全年氮肥施用量的增加，各生育時期葉齡、次生根條數均呈增加趨勢，大小順序為處理C9>處理C8>處理C7>處理C6>處理C5>處理C4>處理C3>處理C2>處理C1；葉齡在不同的氮肥分配條件下差異不顯著，而次生根條數與小麥、玉米間的分配比例間存在0.05水平顯著差異。這說明足量的氮肥供應是保證小麥苗期地上、地下正常生長的物質基礎。

2.2氮肥運籌對群體生長動態的影響從表3可以看出，在基本苗一致的情況下，隨著氮肥使用量的變化，冬小麥群體相應地發生改變，在越冬期、返青期、拔節期均以處理C9群體最大，高于處理C1（群體最小）近58%，處理間差異在0.05水平顯著，而在成熟期，群體大小順序為處理C8>處理C7>處理C6>處理C5>處理C9>處理C4>處理C3>處理C2>處理C1。由此可知，在高氮條件下在生長期一直處于群體領先的處理C9在成熟期群體卻不高，說明適量的氮肥供應才是保證成熟期高群體從而高產的基礎。

2.3氮肥運籌對不同生育期群體干物質的影響在整個生育期內，氮肥是影響小麥群體干物質量的重要因素之一。從表4可以看出，全年氮肥供應量大，群體干物質量也大，而氮肥供應少，干物質量低。在不同的氮肥水平下，干物質量的平均值在拔節前差異較大，說明拔節前重施氮肥小麥群、個體的生長狀況差異較大。抽穗和灌漿后期的調查結果表明，干物質量之間差異仍與氮肥施用量的變化趨勢一致，但是群體間干物質量差異明顯縮小，說明在小麥特定的生育時期，適量的氮肥供應是促使群體充分生長的必要條件。

2.4氮肥運籌對產量因素的影響從表5可以看出，不同處理間產量因素差異明顯，穗數以處理C8最高，達660萬/hm2，高于處理C1（最低）30%；穗粒數大小順序為處理C8>處理C7>處理C6>處理C5>處理C9>處理C4>處理C3>處理C2>處理C1，且處理間差異在0.05水平顯著；各處理千粒重差異較大，其中以處理C1最低，低于其他處理5.0%～16.5%，說明適量的氮肥供應是保證灌漿速率的物質基礎，在一定范圍內氮肥供應與產量因素呈正相關，當氮肥量達到一定程度（600 kg/hm2、4∶6分配）時產量因素不再隨氮肥供應量的增加而增加，說明適量的氮肥供應才是實現高產的物質保障。

2.5氮肥運籌對產量的影響從圖1可以看出，在一定氮肥范圍（0～600 kg/hm2）內，不同處理間冬小麥產量及全年產量均呈現先增加后降低的變化趨勢，大小順序為處理C8> 處理C7>處理C6>處理C5>處理C9>處理C4>處理C3>處理C2>處理C1，其中以處理C8產量最高（7 590 kg/hm2），高于處理C1（5 489.5 kg/hm2）38%；各處理全年總產量間差異較大，以處理C8（16 886.8 kg/hm2）為最高，高于其他處理3%～25%。這說明氮肥是高產的基礎，施用量少造成會造成生長不充分，而供應過量造成營養生長過剩、群體過大，形成郁閉的田間小氣候，造成貪青晚熟，從而影響產量。所以，適量的氮肥供應才是高產的基礎。

2.6小麥產量與氮肥水平及分配比間的相關分析對冬小麥產量與當前麥季氮肥施用水平和全年氮肥分配比相關性分析，發現小麥產量與當前氮肥施用水平間存在極顯著正相關性（R=0.867**），而與氮肥在玉米、小麥分配比例仍存在顯著正相關性 （0.462*），所以產量的形成主要由當季小麥田的氮肥實際供應量決定，玉米的氮肥施用量對小麥產量影響也不容忽視。

3結論與討論

研究表明，在一定氮肥施用范圍（0～600 kg/hm2）內，冬小麥群體質量與氮素水平呈正相關，冬小麥產量與當前季實際氮肥施用量呈極顯著正相關（R=0.867**），與在小麥、玉米間氮肥分配比例呈顯著正相關（0.462*），全年施氮肥（尿素）600 kg/hm2，同時在小麥、玉米5∶5的分配比例有利于冬小麥高產（7 550 kg/hm2），也利于全年高產（16 886.8 kg/hm2）。

氮肥水平可影響作物生長和養分的積累與轉運[6]。前人對此已經做了大量的研究。黃正來等[7]指出，隨著氮肥用量的增加，小麥開花期干物質積累量也顯著增加。陸增根等[8]研究認為，施氮量對花前轉運量、轉運率、花后同化量、花后貢獻率均有較大的影響，但品種間有所不同，同時指出施氮量對冬小麥氮素吸收有顯著影響。 氮素是作物需求最多的營養元素。增施氮肥，土壤耕層有效氮含量增加，有利于植株對氮素的吸收，有利于提高作物產量，但過量施氮，作物產量反而降低[9]。研究表明，小麥籽粒產量與施氮量呈二次曲線關系；在一定范圍內，植株氮素吸收總量與施氮量呈正相關[10]。該研究結果也得出小麥各品種籽粒產量與施氮量呈二次曲線關系，與以上研究結果相符。目前，由于農村種養結構的調整，實際生產中越來越多的農戶不再施用有機肥，原有的240 kg/hm2施氮量[11-12]可能無法滿足冬小麥的氮素需求。該研究連續3年在同一試驗地進行，發現全年氮肥需求量高于前人研究的240 kg/hm2，在同一氮素施水平下不同分配比例全年總產量存在差異。

作物氮營養的來源主要包括氮肥和土壤，而土壤氮素又可以分為前茬殘留肥料氮和土壤當季礦化氮[13]。不施氮肥作物吸收的氮只能來自于土壤。由于生產上多年過量施氮，土壤中氮殘留量大[14]，近年來常出現不施氮不減產或施氮增產不明顯和氮肥利用率低的現象[15]。也有研究認為，作物對前茬施入氮肥的利用率較低[16]。這與該研究結果相似。這與以下原因有關：①這些研究都是在后茬作物正常施氮的前提下進行的，減少了對前茬殘留氮的吸收；②由于微生物的固持和有機氮的礦化，肥料氮與土壤氮不斷地進行置換，相當一部分殘留氮素被固持為有機氮而不能直接被作物吸收利用，導致殘留氮素的回收率偏低[17]；③黃淮地區夏季雨水偏多，整個夏季（夏玉米生長季）為全年降雨量的70%，大量的雨水造成水溶性氮大量的淋融，部分氮素隨地下水下滲，從而減少了耕作層氮素的積累，也減弱了對下一季作物的后效。

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