氮肥減量配施生物質炭對春小麥群體結構、光合特性及產量的影響

摘 要：【目的】研究生物質炭單施和與氮肥配施對灌區春小麥群體結構、光合特性及產量的影響，為生物質炭及化肥的合理利用提供科學依據。

【方法】試驗采用隨機區組設計，設2個氮肥施用水平（0、150 kg/hm2），4個生物質炭水平（0、10、20和30 t/hm2），于2020年對新春46號的群體結構、光合特性及產量進行分析。

【結果】在B2N1處理，即氮肥減量（150 kg/hm2）與中量生物質炭（20 t/hm2）配施下，春小麥群體結構、葉面積指數、葉片SPAD值、凈光合速率及產量均達到最佳，較對照分別提高了15.04%～32.98%、3.67%～89.82%、5.63%～11.46%、17.95%～81.68%和29.73%。與對照相比，單施生物質炭及生物質炭與氮肥配施均提高了春小麥產量，增產幅度為7.52%～29.73%。

【結論】氮肥減量150" kg/hm2配施20 t/hm2生物質炭（B2N1）其增產效果最佳。

關鍵詞：生物質炭；氮肥；春小麥；群體結構；產量

中圖分類號：S512"" 文獻標志碼：A"" 文章編號：1001-4330（2024）07-1582-08

0 引 言

【研究意義】氮肥在我國的施用量占化肥總量的2/3［1］，若過量施氮，則出現氮素利用率降低、土壤板結和土壤養分失衡等問題［2］。有機物料代替部分氮肥可起到環保和高產高效的作用［3］。生物質炭具有較大的比表面積較強的吸附性能及發達的孔隙結構，并能提高氮肥利用效率［4］，小麥生物質炭與氮肥配施，可顯著提高鼓節竹發筍末期生長和光合特性［5］?！厩叭搜芯窟M展】生物質炭可以代替部分氮肥，提高小麥旗葉SPAD值、凈光合速率、促進增產［6］。馮美玲［7］研究顯示，生物質炭（7 500 kg/hm2）與氮肥（90 kg/hm2）配施，對白芨光合參數提升均有積極效應。生物質炭對作物SPAD值、光合參數及生長指標均有一定的作用，作物光合潛力可通過降低光合午休的途徑提升［8-10］。【本研究切入點】有關氮肥減量配施生物質炭對春小麥群體結構、光合特性及產量的影響的文獻較少。需研究生物質炭單施和與氮肥配施對灌區春小麥群體結構、光合特性及產量的影響。【擬解決的關鍵問題】研究選取新疆北疆典型的灌區麥田，研究配施生物質炭對春小麥群體結構、光合特征及產量的影響，為生物質炭和氮肥的合理施用、農田增產增效提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

于2018年在新疆農業科學院奇臺麥類試驗站（89°13′～91°22′E，42°25′～45°29′N）進行2年定位試驗。奇臺縣屬于溫帶大陸性半荒漠干旱性氣候，年平均氣溫5.5℃，7月平均氣溫22.6℃，極端最高氣溫39℃，1月平均氣溫-18.9℃，極端最低氣溫-37.3℃。年均相對濕度60%。無霜期年均153 d（從4月下旬到10月上旬）。年均降水量269.4 mm。

試驗所用棉稈炭由新疆農業科學院提供，碳化溫度450℃，碳化時間4 h。土壤為沙壤土，pH值9.37，全氮21.76 g/kg，堿解氮5.38 mg/kg，速效磷 200.94 mg/kg。

供試氮肥為尿素（含純N 46%），供試品種為新春46號。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗于2020年4月采用隨機區組設計，設氮肥用量2個水平（N0、N1），生物質炭4個水平（B0、B1、B2、B3），共計8個處理，每個處理3次重復，每個小區面積9 m2（3 m×3 m），共計24個小區。播種方式為等行距條播，行距20 cm，播種量450×104 株/hm2。播種前將生物質炭均勻撒于田間表土，人工均勻翻入30 cm土層，此后2年不再施入。氮肥采用尿素（純氮46%），作為基肥一次性施入，其他管理措施與當地一般高產田相同。表1

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 春小麥群體結構

分別于春小麥播種后拔節期與成熟期，每小區取1 m2具有代表性的區域進行莖蘗總數定點調查，并計算莖蘗成穗率［11］。

莖蘗成穗率（%）=成熟期群體總莖數/拔節期群體總莖數×100%。

1.2.2.2 SPAD值

分別于花后0 d（開花期）、花后7 d、花后14 d、花后21 d和花后28 d，在各小區標記選取長勢基本一致與無損傷的旗葉，使用SPAD-502型葉綠素儀對旗葉SPAD值進行測定，測定時取葉片上中下的平均值。

1.2.2.3 葉面積

分別于拔節期、孕穗期、開花期、灌漿期測定，在不同處理的小區選擇長勢一致小麥，用長寬系數法測定，并計算葉面積指數。

1.2.2.4 光合參數

分別于小麥開花后0 d（開花期）、花后7 d、花后14 d、花后21 d和花后28 d，每小區隨機取3株于11：00～13：00晴朗無風天，使用英國PPSystems公司產TPS-2光合測定儀測定其凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度及胞間CO2濃度。

1.2.2.5 春小麥產量及其構成因素

在小麥成熟后，每小區長勢均勻處選取1 m2調查穗數，之后每小區選取代表性15個樣株，用于后期考種。每個小區人工收割，實打實收，計算產量。

1.3 數據處理

采用Excel2019和DPS 7.05進行雙因素數據統計與分析，并檢驗其顯著性，Origin2021作圖。

2 結果與分析

2.1 炭氮配施對春小麥群體結構的影響

研究表明，不同處理對春小麥干物質轉運的影響存在差異。單施不同量生物質炭均可不同程度提高春小麥莖蘗數和成穗率，春小麥莖蘗數（成熟期）和成穗率總體變化趨勢為B2N0gt;B1N0gt;B3N0，分別較對照B0N0處理提高12.44%、22.59%和12.06%，成穗率分別提高7.45%、13.69%和6.14%，但B1N0與B3N0處理間無顯著差異。氮肥與生物質炭配施（B1N1、B2N1和B3N1）處理中，B2N1處理下春小麥莖蘗數和成穗率達到最高，與對照相比莖蘗數提高15.60%（拔節期）和32.98%（成熟期），成穗率提高15.04%，并與對照相比差異顯著。 圖1

2.2 炭氮配施對春小麥光合特性的影響

2.2.1 炭氮配施對春小麥旗葉葉綠素的影響

研究表明，在施氮量相同的條件下，春小麥旗葉葉綠素SPAD值隨施生物質炭量的增加呈先升后降的趨勢，均在B2處理下達到最大。在花后28 d時，氮肥與生物質炭配施（B1N1、B2N1和B3N1）處理較CK存在顯著影響，幅度為8.51%～11.46%，其中B2N1處SPAD值最高。在花后0、7、14 d時，生物質炭施用對春小麥旗葉SPAD值存在顯著影響，而氮肥施用對花后7、14、21和28 d的SPAD值存在顯著影響（除花后0 d）。表2

2.2.2 炭氮配施對春小麥單株葉面積指數（LAI）的影響

研究表明，隨生育時期的推進，小麥單株LAI值在各處理下均呈先增后減的趨勢，并在孕穗期達到最大，與對照（CK）相比，各處理間差異顯著（Plt;0.05）；與單施氮肥（B0N1）處理相比，生物質炭施用均顯著提高了孕穗期春小麥LAI值，并隨生物質炭用量增加呈先增后減的趨勢。不同處理下，春小麥LAI值的變化順序為B2N1gt;B3N1gt;B1N1gt;B0N1gt;B2N0gt;B1N0gt;B3N0gt;B0N0。與對照相比，各生育期LAI值分別較B0N0處理提高了89.82%、68.61%、59.93%、52.09%、48.58%、26.54%和3.67%。圖2

2.2.3 炭氮配施對春小麥光合參數的影響

研究表明，與CK相比，施肥對春小麥旗葉光合參數均有所改善。隨生育時期的推進，小麥凈光合速率總體呈逐漸下降趨勢。在施氮量相同（N0、N1）條件下，小麥凈光合速率隨生物質炭施用量呈先增后減趨勢，均表現為B2gt;B1gt;B3；不同處理間小麥氣孔導度在花后28 d差異顯著，且均在B2N1處理下達到最大，并與CK相比差異顯著（除花后7 d）；春小麥蒸騰速率在各處理間差異不顯著；炭氮配施較單施生物質炭相比，顯著將低了胞間CO2濃度（除花后0、14 d）。圖3

2.3 炭氮配施對春小麥產量的影響

研究表明，與CK相比，單施生物質炭顯著增加了春小麥穗數和千粒重，具有明顯的增產效應。生物質炭與氮配施下春小麥產量均高于單施生物質炭處理，且較對照存在顯著影響，其中B2N1處理的效果最為明顯，其穗數、穗粒數、千粒重分別較CK提高11.01%、11.53%和4.77%；產量達8367.98 kg/hm2，較CK提高了29.73%。生物質炭對春小麥穗粒數和產量差異顯著（P＜0.05），氮肥對春小麥產量差異顯著（P＜0.05），生物質炭和氮肥對春小麥千粒重均差異極顯著（P＜0.01）。表3

3 討 論

3.1

在生產中，可通過增施氮肥提高單位面積莖蘗數，調整小麥群體結構，最終實現增產［12］，但當氮肥施用量超過180 kg/hm2對小麥群體莖蘗總無顯著影響［13］，而適當減少氮肥用量配施生物質炭能有效增加作物的有效分蘗，提高作物總莖蘗數，促進分蘗成穗率，實現增產［14，15］。試驗在氮肥減量施用時（與常規施氮相比減少了50%），小麥群體莖蘗數和成穗率均隨生物質炭添加量呈先增后降的趨勢，均在添加中量生物質炭（20 t/hm2）時達到最大，說明在合理減施氮肥的條件下也能夠增加莖蘗數，使莖蘗成穗率保持在較高水平，這與董文華等［16］的研究結果基本一致。柳瑞等［17］研究表明，與單純減氮相比，在減氮40%+15 t/hm2生物質炭時，水稻分蘗數提高，并且施用稻稈生物質炭15 t/hm2時，能減少化學氮肥施用量20%～40%，同時還可以保持水稻產量。試驗

研究表明，與對照相比，生物質炭與氮肥配施顯著提高了拔節期與成熟期小麥群體莖蘗數和成穗率，其各處理下群體莖蘗數增幅為5.73%～30.14%，成穗率增幅為7.03%～14.04%，其中以氮肥減量配施中量生物質炭效果最優，說明在適當減少氮肥施用條件下，生物質炭可以代替部分氮肥調節作物的群體結構，因為生物質炭本身含有的氮元素補充了減少的氮肥，使養分得到補充和均衡；生物質炭作為土壤改良劑，改善土壤結構，提高土壤養分及養分利用率，促進了作物的群體質量及產量的提高［18］。

3.2

有機肥與無機肥配施可延緩小麥葉片衰老，延長葉片光合作用時間［19］。減少氮肥（常規施氮量的10%～20%）用量并配施生物質炭對煙株生長及其葉綠素含量和凈光合速率并無顯著影響［20］；等氮量條件下增加有機氮的比例時，玉米SPAD和LAI并未同步增加，其光合效率也無顯著變化［21］。研究結果發現，氮肥減量配施生物質炭處理下春小麥的葉綠素含量、葉面積指數、凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度均高于對照及單施生物質炭處理，其中B2N1處理較對照差異顯著。生物質炭本身含有少量的N、P、K及一些微量元素，可以為小麥生長提供良好的生育環境［22］；生物質炭具有微孔結構，表面積大等特點，可以改善土壤的透氣、透水性，同時可以促進土壤微生物的生存繁衍，增加農田土壤中有益菌群群落，為小麥根系吸收營養提供便利［23，24］。研究在單施生物質炭時，較對照相比均提高了小麥的葉綠素含量、葉面積指數、凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度，與韓光明等［25］的研究結果一致。而部分胞間CO2濃度低于對照，與王艷芳等［8］研究結果保持一致，但與韓光明等［25］的結論不一致，是因為施肥處理方式或研究對象（棉花和小麥）的不同。生物質炭添加對小麥光合特性的影響表現為B2gt;B1gt;B3，說明高量生物質炭對小麥的光合作用具有抑制作用，與闞正榮等［26］的研究結果一致。

3.3

研究結果表明，減氮配施生物質炭較單純減氮相比，增加了春小麥產量，增幅為3.27%～17.23%；減氮配施生物質炭處理的小麥產量及構成因素均高于單施生物質炭，與對照相比，減氮配施生物質炭通過顯著增加春小麥有效穗數和千粒重而提高產量，穗數直接受其莖蘗數影響，而配施生物質炭可顯著增加春小麥的莖蘗數。研究還發現，單施生物質炭小麥穗數和千粒重較對照顯著增加，隨生物質炭添加量的增加，產量及產量構成呈先增后減趨勢，與張愛平等［27］研究結果不一致，生物質炭添加量與水稻穗粒數及產量呈正相關，而在不施氮肥條件下，生物質炭添加對水稻產量及產量構成影響不顯著的結果不一致，是因為土壤理化性質和生物質炭添加量的不同造成的。Major等［28］通過在玉米大豆輪作的基礎上施用生物質炭的多年試驗發現，第一年的產量在20 t/hm2生物質炭處理下影響并不顯著，在2～4年逐年增加，在第4年提高140%。研究為2年定位試驗，對于減氮條件下配施生物質炭是否具有累加效應有待進一步探究。

4 結 論

在氮肥減量條件下，配施生物質炭處理對小麥的影響效果均優于對照及單一施用生物質炭。減量氮肥（150 kg/hm2）配施中量生物質炭（20 t/hm2）顯著提高了春小麥的群體結構、光合特性及產量，產量較對照提高29.73%。

參考文獻（References）

［1］

吳瑕， 胡藝琛， 楊鳳軍， 等. 間作分蘗洋蔥對番茄氮素吸收和根際土壤微生物多樣性的影響［J］. 植物營養與肥料學報， 2022， 28（8）： 1478-1493.

WU Xia， HU Yichen， YANG Fengjun， et al. Effects of intercropping tomato with potato onion on nitrogen absorption and rhizosphere microbial diversity of tomato［J］. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers， 2022， 28（8）： 1478-1493.

［2］ 郝近羽， 劉瑾， 陳源泉， 等. 施用不同有機物料對砂質土壤玉米成熟期根際細菌群落變化的影響［J］. 中國農業大學學報， 2022， 27（10）： 65-79.

HAO Jinyu， LIU Jin， CHEN Yuanquan， et al. Effects of application different organic materials on the bacterial community of maize rhizosphere in sandy soil at the maturity stage［J］. Journal of China Agricultural University， 2022， 27（10）： 65-79.

［3］ 董云杰， 呼延藝潔， 王金平， 等. 優化施肥對關中灌區冬小麥產量及氮肥利用的影響［J］. 西北農業學報， 2022， 31（3）： 270-278.

DONG Yunjie， HUYAN Yijie， WANG Jinping， et al. Effect of optimized fertilization on yield and nitrogen utilization of winter wheat in Guanzhong irrigation area［J］. Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica， 2022， 31（3）： 270-278.

［4］ Zama E F， Reid B J， Arp H P H， et al. Advances in research on the use of biochar in soil for remediation： a review［J］. Journal of Soils and Sediments， 2018， 18（7）： 2433-2450.

［5］ 王希賢， 吳君， 李磊， 等. 生物炭和氮肥對沿海沙地鼓節竹筍生長和光合特性的效應［J］. 福建農林大學學報（自然科學版）， 2022， 51（2）： 217-223.

WANG Xixian， WU Jun， LI Lei， et al. Effects of biochar and nitrogen fertilizer on growth and photosynthetic characteristics of bamboo shoots of Bambusa tuldoides ‘Swolleninternode’ in coastal sandy land［J］. Journal of Fujian Agriculture and Forestry University （Natural Science Edition），" 2022， 51（2）： 217-223.

［6］ 宋世龍， 楊衛君， 陳雨欣， 等. 氮肥減量配施生物炭對北疆灌區春小麥光合和干物質轉運特性及產量的影響［J］. 麥類作物學報， 2023， 43（3）： 311-320.

SONG Shilong， YANG Weijun， CHEN Yuxin， et al. Effect of reduced nitrogen fertilizer combined with biochar on photosynthetic characteristics， dry matter accumulation and distribution， and yield of spring wheat in irrigated area of northern Xinjiang［J］. Journal of Triticeae Crops， 2023， 43（3）： 311-320.

［7］"""" 馮美玲.生物炭和氮添加對白芨土壤養分、生物量及光合生理特性的影響［D］.南昌：江西農業大學，2019.

FENG Meiling. Effects of biochar and nitrogen additions on soil nutrient， biomass and photosynthetic physiological characteristics of Bletilla striata ［D］. Nanchang： Jiangxi Agricultural University， 2019.

［8］ 王艷芳， 李乾云， 悅飛雪， 等. 生物炭對豫西旱作玉米花后穗位葉光合生理特性及產量的影響［J］. 西北農林科技大學學報（自然科學版）， 2021， 49（11）： 125-133.

WANG Yanfang， LI Qianyun， YUE Feixue， et al. Effects of biochar amendment on ear leaf photosynthetic physiological characteristics after anthesis and yields of rainfed maize in West Henan［J］. Journal of Northwest A amp; F University （Natural Science Edition）， 2021， 49（11）： 125-133.

［9］"""" 闞正榮，馬守田，祁劍英，等.施用生物炭對冬小麥光合潛力和籽粒產量的影響［J］.麥類作物學報，2019，39（6）：719-727.

KAN Zhengrong， MA Shoutian， Ql Jianying， et al. Effect of Biochar Addition on Photosynthetic Potential and Grain Yield of Winter Wheat ［J］. Journal of Triticeae Crops，" 2019， 39（6）：719-727.

［10］""" 朱士江，葉曉思，王斌，等.不同水分調控、生物炭配比對水稻產量與水分利用效率的影響［J］.節水灌溉，2018， （1）：1-5.

ZHU Shijiang， YE Xiaosi， WANG Bin， et al. Effects of Water-Biochar Coupling on Rice Yield and Water Use Efficiency［J］. Water Saving Irrigation， 2018， （1）：1-5.

［11］ 馬鑫， 代興龍， 王曉婧， 等. 冬小麥高產高效群體的年際間穩產性能［J］. 應用生態學報， 2017， 28（12）： 3926-3934.

MA Xin， DAI Xinglong， WANG Xiaojing， et al. Stability of a winter wheat population with high yield and high resource use efficiency［J］. Chinese Journal of Applied Ecology， 2017， 28（12）： 3926-3934.

［12］ 李朝蘇， 湯永祿， 吳春， 等. 播種方式對稻茬小麥生長發育及產量建成的影響［J］. 農業工程學報， 2012， 28（18）： 36-43.

LI Chaosu， TANG Yonglu， WU Chun， et al. Effect of sowing patterns on growth， development and yield formation of wheat in rice stubble land［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2012， 28（18）： 36-43.

［13］""" 葉優良，王桂良，朱云集，等.施氮對高產小麥群體動態、產量和土壤氮素變化的影響［J］.應用生態學報，2010，21（2）：351-358.

YE Youliang， WANG Guiliang， ZHU Yunji， et al. Effects of nitrogen fertilization on population dynamics and yield of high-yielding wheat and on alteration of soil nitrogen［J］. Chinese Journal of Applied Ecology， 2010， 21（2）：351-358.

［14］""" 陳芳，張康康，谷思誠，等，不同種類生物質炭及施用量對水稻生長及土壤養分的影響［J］.華中農業大學學報，2019，38（5）：57-63.

CHEN Fang， ZHANG Kangkang， GU Sicheng， et al. Effects of kinds and application rates of biochar on rice growth and soil nutrients ［J］. Journal of Huazhong Agricultural University， 2019， 38（5）：57-63.

［15］""" 周勁松，閆平，張偉明，等，生物炭對水稻苗期生長、養分吸收土壤礦質元素含量的影響［J］.生態學雜志，2016，35（11）：2952-2959.

ZHOU Jingsong， YAN Ping， ZHANG Weiming， et al. Effects of biochar on seedling growth， nutrient absorption of japonica rice and mineral element contents of substrate soil［J］. Chinese Journal of Ecology， 2016， 35（11）：2，952-2，959.

［16］ 董文華. 施氮量對不同種植密度下冬小麥群體結構及產量的影響［D］. 泰安： 山東農業大學， 2017.

DONG Wenhua. The Effects of Nitrogen on the Colony Formation and Grain Yield of Winter Wheat in Different Planting Density ［D］ Taian： Shandong Agricultural University， 2017.

［17］""" 柳瑞，高陽，李恩琳，等.減氮配施生物炭對水稻生長發育、干物質積累及產量的影響［J］.生態環境學報，2020，29（5）：926-932.

LIU Rui， GAO Yang， LI Enling， et al. Effects of Reduced Nitrogen and Biochar Application on Plant Growth， Dry Matter Accumulation and Rice Yield ［J］. Ecology and Environmental Sciences， 2020， 29（5）：926-932.

［18］ 李寧， 郭世榮， 束勝， 等. 外源24-表油菜素內酯對弱光脅迫下番茄幼苗葉片形態及光合特性的影響［J］. 應用生態學報， 2015， 26（3）： 847-852.

LI Ning， GUO Shirong， SHU Sheng， et al. Effects of exogenous 24-epibrassinolide on leaf morphology and photosynthetic characteristics of tomato seedlings under low light stress［J］. Chinese Journal of Applied Ecology， 2015， 26（3）： 847-852.

［19］ 趙雋， 董樹亭， 劉鵬， 等. 有機無機肥長期定位配施對冬小麥群體光合特性及籽粒產量的影響［J］. 應用生態學報， 2015， 26（8）： 2362-2370.

ZHAO （Juan|Jun）， DONG Shuting， LIU Peng， et al. Effects of long-term mixed application of organic and inorganic fertilizers on canopy apparent photosynthesis and yield of winter wheat［J］. Chinese Journal of Applied Ecology， 2015， 26（8）： 2362-2370.

［20］ 劉領， 王艷芳， 宋久洋， 等. 生物炭與氮肥減量配施對烤煙生長及土壤酶活性的影響［J］. 河南農業科學， 2016， 45（2）： 62-66.

LIU Ling， WANG Yanfang， SONG Jiuyang， et al. Effects of biochar addition combined with reducing nitrogen application rate on growth of flue-cured tobacco and soil enzyme activities［J］. Journal of Henan Agricultural Sciences， 2016， 45（2）： 62-66.

［21］ 郭喜軍， 謝軍紅， 李玲玲， 等. 氮肥用量及有機無機肥配比對隴中旱農區玉米光合特性及產量的影響［J］. 植物營養與肥料學報， 2020， 26（5）： 806-816.

GUO Xijun， XIE Junhong， LI Lingling， et al. Appropriate nitrogen fertilizer rate and organic N ratio for satisfactory photosynthesis and yield of maize in dry farming area of Longzhong， Gansu Province［J］. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，" 2020， 26（5）： 806-816.

［22］ 陳溫福， 張偉明， 孟軍. 農用生物炭研究進展與前景［J］. 中國農業科學， 2013， 46（16）： 3324-3333.

CHEN Wenfu， ZHANG Weiming， MENG Jun. Advances and prospects in research of biochar utilization in agriculture［J］. Scientia Agricultura Sinica， 2013， 46（16）： 3324-3333.

［23］""" Mc Cormack S A， Ostle N， Bardgett R D， et al. Biochar in bioenergy crop ping systems： Impacts on soil faunal communities and linked ecosystem processes ［J］. Global Change Biology Bioenergy， 2013， 5（2）：81-95.

［24］ Liu W， Wang S T， Zhang J， et al. Biochar influences the microbial community structure during tomato stalk composting with chicken manure［J］. Bioresource Technology， 2014， 154： 148-154.

［25］ 韓光明， 劉東， 孫世清， 等. 生物炭對不同連作年限棉田棉花光合特性的影響［J］. 湖北農業科學， 2015， 54（24）： 6202-6206.

HAN Guangming， LIU Dong， SUN Shiqing， et al. Effect of biochar on photosynthetic characteristics of cotton in different continuous cropping cotton field［J］. Hubei Agricultural Sciences， 2015， 54（24）： 6202-6206.

［26］ 闞正榮， 劉鵬， 李超， 等. 施用生物炭對華北平原土壤水分和夏玉米生長發育的影響［J］. 玉米科學， 2019， 27（1）： 142-150.

KAN Zhengrong， LIU Peng， LI Chao， et al. Effects of biochar on soil water and growth of summer corn in the North China Plain［J］. Journal of Maize Sciences， 2019， 27（1）： 142-150.

［27］""" 張愛平，劉汝亮，高霽，等.生物炭對寧夏引黃灌區水稻產量及氮素利用率的影響［J］.植物營養與肥料學報，2015，21（5）：1352-1360.

ZHANG Aiping， LIU Ruliang， GAO Ji， et al. Effects of biochar on rice yield and nitrogen use efficiency in the Ningxia Yellow River irrigation region ［J］. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，" 2015， 21（5）：1，352-1，360.

［28］ Major J， Rondon M， Molina D， et al. Maize yield and nutrition during 4years after biochar application to a Colombian savanna oxisol［J］. Plant and Soil， 2010， 333（1）： 117-128.

Effects of nitrogen fertilizer reduction and biochar application

on population structure， photosynthetic characteristics

and yield of spring wheat

YANG Mei1， ZHAO Hongmei2， Dilireba Xiamixiding1，

YANG Weijun1， ZHANG Jinshan1， HUI Chao1

（1. Xinjiang Engineering Technology Research Center of High-Quality Special Triticeae Crops， College of Agriculture， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052，China; 2. College of Resources and Environment， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China）

Abstract：【Objective】 This study further carried out the research on the impact of biochar single application and combined application of nitrogen fertilizer on the population structure， photosynthetic characteristics and yield of spring wheat in irrigation areas， aiming to provide scientific basis for the rational use of biochar and fertilizer.

【Methods】 The experiment adopted a randomized block design， set up 2 nitrogen fertilizer application levels （0， 150 kg/hm2） and 4 levels of biomass charcoal （0， 10， 20， 30 t/hm2） for research. After that， the population structure， photosynthetic characteristics and yield of Xinchun 46 wheat were analyzed in 2020.

【Results】" The results showed that under B2N1 treatment， nitrogen fertilizer reduction （150 kg/hm2）， compared to medium biomass charcoal （20 t/hm2） under the combined application， the population structure， leaf area index， leaf SPAD value， net photosynthetic rate， and yield of spring wheat all reached the optimal level， increased by 15.04% to 32.98%， 3.67% to 89.82%， 5.63% to 11.46%， 17.95% to 81.68%， and 29.73% compared to the control， respectively. Compared with the control， the single application of biochar and the combination of biochar and nitrogen fertilizer increased spring wheat yield by 7.52% to 29.73%.

【Conclusion】"" Nitrogen fertilizer is reduced by 150 kg/hm2 and applied in combination with 20 t/hm2（B2N1） biochar has the best effect in increasing production.

Key words：biochar; nitrogen fertilizer; spring wheat; group structure; yield

Fund projects： National Natural Science Foundation Project （32260326）; Modern Agricultural Industry （Wheat） System Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region; Xinjiang Agricultural University Undergraduate Innovation Project （dxscx2023009）

Correspondence author： YANG Weijun（1984-）， female， from Gansu， associate professor， research direction：farmland ecology， （E-mail）1984_ywj@163.com

收稿日期（Received）：

2023-12-25

基金項目：

國家自然科學基金項目（32260326）；新疆維吾爾自治區現代農業產業（小麥）體系項目；新疆農業大學大學生創新項目（dxscx2023009）

作者簡介：

楊梅（1995-），女，甘肅人，碩士研究生，研究方向為農田生態，（E-mail）3087690043@qq.com

通訊作者：

楊衛君（1984-），女，甘肅人，副教授，博士，碩士生/博士生導師，研究方向為農田生態，（E-mail）1984_ywj@163.com