施氮量和密度互作對小麥花后營養器官氮素積累轉運及產量的影響

摘要：為加快小麥新品種的推廣應用，以小麥新品種商麥178為研究對象，探索施氮量與密度的互作效應對土壤養分、小麥營養器官氮素積累轉運、氮素利用效率及產量的綜合影響。結果表明，施氮量是驅動土壤有機質、全氮含量的關鍵因子，不施、欠量施氮（NO、N1處理）時，二者含量較低（有機質含量 27.91～29.82g/kg ，全氮含量 0.82～ 0.89g/kg ）;適量施氮（N2處理）可提升其含量，其中N2M1處理效果最優，有機質、全氮含量較其他處理分別平均提升12.28% （204號 ，30.07% ;過量施氮（N3處理）時，土壤有機質含量變化不明顯，全氮含量則先增后減。施氮量與密度對土壤速效磷含量呈協同抑制效應，隨施氮量增加而速效磷含量遞減，N3較NO處理平均降低 27.70% ；相同氮肥水平下，中低氮肥 _N0，N1，N2 處理）水平下，速效磷隨密度增加顯著下降（ Plt;0.05. ），而氮肥N3水平下速效磷隨密度增加呈先降后增。不施、欠量施氮（ [N0，N1 處理）下，土壤速效鉀含量維持較高水平 （206.69～282.33mg/kg） ;而在同一施氮水平或密度條件下，速效鉀含量均隨施氮量或密度增加而遞減，其中N3M3處理較NOM1處理降低 14.35% 。施氮量、密度及其互作效應顯著影響氮素分配。開花期莖鞘的氮積累量最高（ 25.73～168.12kg/hm² ，成熟期穎殼 + 穗軸的氮素含量降幅較小（28.34%～66.51% ），而葉片的氮素含量降幅最大（ 69.24%～92.23% ），穎殼 + 穗軸超越葉片成為僅次莖鞘的儲氮器官。施氮量與器官氮積累量呈正相關，但密度影響具器官特異性。籽粒氮積累量受施氮量主導，隨施氮量增加而上升；密度影響呈“低氮敏感、高氮鈍化\"特征，即低氮（N1處理）下隨密度增加顯著降低，高氮（N2、N3 處理）下先降后升。莖鞘氮素轉運量最大，葉片轉運比例最高;施氮量增加可提升器官氮素轉運量，而密度對轉運及貢獻率的影響因器官而異。氮素利用效率與施氮量負相關，但高密度（M2、M3處理）可通過改善群體結構提升氮素利用率;氮肥農學效率隨施氮量增加而上升，偏生產力則隨之下降;穗數對施氮量與密度響應敏感，二者協同效應顯著;穗粒數受密度影響小，但高氮（N3 處理）可降低高密度（M3 處理）對穗粒數的抑制作用。千粒重對施氮量響應積極，但密度對其調控作用未明顯展現。產量隨施氮量增加而上升，隨密度增加而先升后降。從氮素利用效率和產量性狀來看，施氮量 225kg/hm² （基追比2：1 ）配套300萬株 ?hm² 的種植密度在平衡氮素利用效率與實現高產方面具有最優表現，產量達到 10587.75kg/hm² 。

中圖分類號：S512.101 文獻標志碼：A 文章編號：1002-1302（2025）12-0070-10

小麥是我國主要的糧食作物之一，其產質量水平與國家糧食安全和國民生活質量息息相關1而小麥籽粒的產質量受基因遺傳、栽培措施和生態環境的綜合影響。這些因素中，施氮量和密度是最易調節且對小麥產質量影響最為顯著的因素[2-3]。適宜的施氮量和密度能顯著提升小麥產量和品質；施氮過量或不足均會影響小麥產質量的提升，甚至出現減產、土壤退化等問題[4-5]。種植密度過大會限制植株個體發育，種植密度過低則會影響小麥群體結構，最終都將影響小麥的產量[6-7]。可見，合理的氮肥施用量和種植密度對小麥的生長發育具有直接的促進作用，并能有效調控籽粒產質量的形成[8]。探究施氮量與種植密度互作下的土壤養分變化規律、植株氮素積累與轉運特性以及籽粒產量形成的特點，對實現小麥高產高效生產具有至關重要的意義。

小麥植株對氮素的吸收和利用受土壤肥力的顯著影響[9]。研究表明，成熟期植株吸收的氮素中有 50%～70% 來自土壤氮素°。小麥籽粒氮素積累量的 70% 以上來自花前營養器官積累氮素的再分配[]。可見，小麥營養器官氮素的積累與轉運對籽粒的產量和品質至關重要[12-13]。優化氮肥管理策略能促進小麥中后期的氮素積累，并有助于加速氮素向籽粒的有效分配，從而提高小麥產量及優化氮素利用效率[14]。王月福等認為，隨著施氮量的增加，小麥地上部氮素累積量也會相應提升[15]。張法全等研究表明，當施氮量控制在 240～270kg/hm² 時，既能充分滿足作物對氮素的需求，又能避免過量施氮可能帶來的不利影響[16]。除氮肥外，種植密度作為另一種易于調控的栽培措施，能影響根系的生長和群體構建，而且對氮素利用效率以及產量影響顯著[17-18]。霍成斌等研究表明，適度增加種植密度可以優化小麥群體的冠層結構，進而提升小麥產量[19]。陳應志等指出，種植密度與產量之間存在先增后減的二次曲線關系[20]。然而，楊桂霞等發現，冬小麥的籽粒產量并不隨種植密度的變化而有顯著差異[21]。可見，種植密度對小麥產量的影響在不同地區和品種間存在明顯的差異性[22]。同時，施氮量與種植密度間存在顯著的互作效應。張睿等研究表明，低氮素供應水平下，適當增加密度有助于提高產量；但在高施氮量條件下，增加密度反而會導致產量降低[23]。曹倩等研究表明，種植密度對產量的影響效應要高于施氮量[24]。也有研究指出，小麥產量并不受施氮量和播種量交互作用的影響，而更多地受到品種因素的影響[25]。本試驗選用優質中強筋小麥品種商麥178作為研究對象，探究施氮量、種植密度及其互作對土壤養分、植株氮素積累與轉運效率、籽粒產量及構成要素的綜合影響，明確商麥178在豫東地區的最適施氮量與種植密度配置，旨在為該品種在當地的推廣應用提供科學依據和技術指導。

1材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2022—2023年在河南省商丘市梁園區雙八鎮薛莊基地 （115^°42^′E，34^°31^′N ，海拔高度為50.1m ）進行。土壤類型為沖積潮土，土質為兩合土，土地流轉6年以上，土壤肥力基本一致，地勢平坦。前茬作物為玉米。本研究為長期定位試驗的第3年試驗。整地前耕層 0～20cm 基礎肥力情況見表1。

表1耕層 0～20cm 土壤養分狀況

注：NO為空白處理;N1為基施氮肥（N） 150kg/hm² 、磷肥（P₂O₅）180kg/hm² 、鉀肥 （K₂O）120kg/hm² ;N2 為在N1處理基礎上返青拔節期追施氮肥 75kg/hm² ;N3為在N1基礎上返青拔節期追施氮肥 150kg/hm² 。同列數據后不同小寫字母表示處理間在0.05水平上差異顯著（ ?lt;0.05 。下表同。

1.2 試驗設計

1.2.1試驗材料供試品種為中熟半冬性小麥品種商麥178，由選育，于2022年通過審定（審定編號：國審麥20220024），具有產量潛力高、密度適應性強、抗逆穩產等特性。

1.2.2試驗設置試驗地種植模式為小麥、玉米輪作，秸稈全量還田。試驗采用二因素隨機區組設計。主區分為無肥處理（NO）和施氮處理。施氮處理分為基施和追施，其中施氮處理共設3水平，且均基施氮肥（N） 150kg/hm² 、磷肥 （P₂O₅）180kg/hm²， 鉀肥（ K₂O ） 120kg/hm² 。根據追施氮肥量，設有 N11 0kg/hm² ）、N2 （75kg/hm² ）、N3（ 150kg/hm²）3 個水平。化肥均購于當地農資市場，氮肥選用尿素，N含量 46% ;磷肥選用過磷酸鈣，P含量 16% ；鉀肥選用氯化鉀，K含量 60% 。副區為密度，設3個水平，分別為M1（150萬株 /hm² ）、 M2 （300萬株 ?hm² ）、M3（450萬株/ ?hm² ）。小區面積為 40m² （ 5m× 8m ），重復3次。追肥時間為起身至拔節期。2022年10月15日播種，2023年6月4日收獲。其他管理措施同大田。

1.3樣品采集與測定

1.3.1土壤樣品采集與測定于整地前在主區各水平小區內，成熟期在主副區各小區內，均采用“五點法\"取耕層 0～20cm 混合土樣，標記后帶回實驗室進行風干、過篩處理，然后測定土壤養分。土壤養分測定方法：有機質含量采用TOC分析儀法，全氮含量采用硒粉-硫酸銅-硫酸聯合消化AA3流動分析儀法，速效氮含量采用堿解擴散法，速效磷含量采用 0.5mol/L NaHaHCO浸提-鉬藍比色法，速效鉀含量采用 NH₄OAc 浸提－火焰光度計法測定[26-27] 。

1.3.2植株樣品采集與測定氮素測定：在小麥開花期（4月24日）和成熟期（6月4日），分別選取長勢一致的單莖各20個，并按照葉片、莖鞘、穗軸 + 穎殼、籽粒的部分進行細致分離后，將樣品分別烘干至恒重，稱量干物質重量。隨后，將干燥的樣品粉碎并過篩，最后采用半微量凱氏定氮法來精確測定樣品的全氮含量。

產量三要素測定：在成熟期，于各小區內取長勢均勻一致，且有代表性的3個 1m 雙行，用于調查小麥穗數、穗粒數和千粒重。同時，另取3個 2m² 小區用于測產。

1.4 數據處理[28-29]

花前氮素轉運量 Σ=Σ 開花期營養器官氮素積累量-成熟期營養器官氮素積累量；

花前氮素轉運比例 Σ=Σ 花前氮素轉運量/開花期營養器官氮素積累量 ×100% ;

對籽粒貢獻率 Σ=Σ 花前氮素轉運量/成熟期籽粒氮素積累量 ×100% ：

氮素養分利用效率 σ=σ 籽粒產量/成熟期地上部分氮素積累量 ×100% ；

氮素吸收效率 Σ=Σ 施氮小區成熟期地上部氮素積累量/施氮量；

氮肥農學利用率 Σ=Σ （施氮小區籽粒產量-不施 氮小區籽粒產量）/施氮量；

氮肥偏生產力 Σ=Σ 施氮小區籽粒產量/施氮量。

1.5 數據分析

根據單莖的各器官重量及全氮含量，計算各器官單莖的氮素積累量，再由單位群體數，計算各器官的氮素積累量，并用于計算各器官的氮素轉運量、轉運比例以及對籽粒氮素的貢獻率。采用SPSS27.0進行數據分析，其中多重比較運用LSD（最小顯著差異）法，小寫字母表示0.05水平差異顯著。

2 結果與分析

2.1施氮量和密度互作對土壤肥力的影響

由表2可知，在不施氮（NO）和欠量施氮（N1）處理下，土壤有機質、全氮含量都處于較低水平，其含量范圍分別為 27.91～29.82.0.82～0.89g/kg_? 在N2處理下，土壤有機質、全氮含量都處于較高水平，其中 N2M1處理的有機質、全氮含量均顯著高于其他處理。同一密度下，隨著施氮量增加，土壤有機質含量的變化規律不明顯，而土壤全氮含量有先增后減的趨勢。而在同一施氮水平下，隨著密度增加，土壤的有機質、全氮含量有逐漸降低的趨勢；在NO處理下，各密度處理的土壤速效磷含量為6.41～8.82mg/kg ，且高于其他處理，除了與N1M1、N2M1處理的土壤速效磷含量較為接近外，N0M3處理與其他處理均存在顯著性差異。同一密度下，隨著施氮量增加，土壤速效磷含量有逐漸降低的趨勢。而在同一施氮水平下，N3處理的土壤速效磷含量隨密度的增加先降后增，而其他氮素水平下，隨著密度的增加，土壤速效磷含量顯著下降。在不同氮肥水平處理下，土壤速效磷含量均在M1條件下有較高值，其中N1、N2處理下，土壤速效磷含量下降幅度較大 （11.70%～22.76% ），而N3處理下，下降幅度相對較小 （3.38%～12.28% ）;在NO、N1處理下，土壤速效鉀含量均處于較高水平，其值范圍為206.69～282.33mg/kg ，其中N1M1處理下土壤速效鉀含量最高，與其他處理存在顯著性差異。同一施氮水平下，隨著密度的增加，土壤速效鉀含量有逐漸降低的趨勢。同一密度水平下，隨著施氮量的增加，土攘速效鉀含量有逐漸降低的趨勢。

表2成熟期 0～20cm 耕層土壤養分狀況

綜上，施氮量和種植密度對土壤養分含量具有顯著影響。在不施氮、欠量施氮量（NO、N1）處理下，土壤的有機質、全氮含量都處于較低水平，而在足量施氮量（N2）處理下，這些養分含量則顯著提高；N2M1處理下的有機質、全氮含量顯著高于其他處理。這表明，適量的增加施氮量可以提高土壤養分含量。然而，在同一密度下，隨著施氮量的進一步增加，土壤有機質含量的變化規律并不明顯，而全氮含量則呈先增后減的趨勢。這可能是因為過量施用氮肥會抑制微生物活性，影響有機質的分解和氮素的轉化，反而可能導致土壤養分的失衡。在同一施氮水平下，隨著種植密度的增加，土壤有機質、全氮含量逐漸降低。這可能是因為隨著密度的增加，植株對土攘養分的競爭變得更加激烈，被吸收利用的養分增多，最終導致土壤養分含量相對減少。

2.2施氮量和密度互作對營養器官氮素的積累

由表3可知，在小麥開花期，各營養器官的氮素積累量為 8.25～168.12kg/hm² ，以莖鞘氮素含量最高，其次為葉片。在小麥成熟期，各營養器官氮素積累量減少，為 1.15～73.77kg/hm² ，仍以莖鞘氮素含量最高，而穎殼 + 穗軸的位于其次。除施氮量與種植密度互作效應對小麥成熟期葉片的氮素積累量呈顯著影響（ Plt;0.05） 外，施氮量、種植密度及二者互作效應對其他器官的氮素含量均具有極顯著影響（ 。與不施氮（NO）相比，不同施氮水平（N1、N2、N3處理）下各器官氮素含量顯著較高（ Plt;0.05） ，且隨著施氮量的增加，各器官氮素含量有逐漸增加的趨勢。同一施氮水平下，隨著密度增加，氮素積累量的表現因氮素處理水平和器官不同而有所差異。在不施氮（NO）下，開花期各器官氮素積累量隨著密度增加而逐漸降低，而成熟期則隨著密度增加而逐漸升高，但差異均未達到顯著水平。在氮肥N1水平下，開花期、成熟期各營養器官氮素積累量隨著密度增加呈逐漸降低的趨勢。除葉片外，其他營養器官的氮素積累量在M1密度處理水平下顯著高于M2、M3處理（ Plt;0.05 ）。然而，M2與M3處理間的氮素積累量差異并未達到顯著水平；當氮肥施用量達到N2水平時，各營養器官在開花期的氮素積累量隨著種植密度的增加呈先升后降的趨勢，除穗外，其他器官各處理間的差異均達到顯著水平（ Plt;0.05） 。而氮肥N2水平下，成熟期各營養器官氮素積累量的變化趨勢與開花期不一致，其中葉和莖鞘的氮素積累量隨密度增加呈先降后升，穎殼 + 穗軸的氮素積累量隨密度增加逐漸升高，而籽粒氮素含量隨密度增加逐漸降低。其中密度M1水平處理的籽粒氮素積累量顯著高于密度M2、M3水平（ Plt;0.05） 。其他器官各密度水平間差異較小，未達到顯著水平。在氮肥N3水平下，開花期葉片、莖鞘的氮素積累量隨著密度的增加呈先升后降的趨勢，其中葉片在密度M2水平下的氮素積累量顯著高于其他處理（ Plt;0.05 ）。而穗氮素積累量隨密度的增加呈逐漸降低的趨勢。成熟期各營養器官氮素積累量隨密度增加逐漸降低，其中密度M1水平處理的營養器官氮素積累量顯著高于其他處理（ Plt;0.05 。

表3施氮量和密度互作下開花期、成熟期營養器官氮素積累量

注： 代表 Plt;0.05 ： ^** 代表 Plt;0.01 。下表同。

此外，施氮量、密度及二者互作對小麥籽粒氮素積累量也具有極顯著影響（ Plt;0.01? 。籽粒氮素積累量在 93.11～316.01kg/hm² 。在同一密度水平下，籽粒氮素積累量隨施氮量增加而顯著增加（ Plt; 0.05）。在同一氮素水平下，籽粒氮素積累量的變化規律因氮素處理水平不同而異。在氮肥NO、N2、N3水平下，籽粒氮素積累量隨密度增加而逐漸降低。其中N0處理下，各密度水平籽粒氮素積累量差異較小且未達顯著水平；而氮肥N2、N3水平下，密度M1水平籽粒氮素積累量顯著高于密度M2、M3處理（ Plt;0.05） ，但M2、M3處理間的差異不顯著；而在N1水平下，籽粒氮素積累量隨密度增加而先降后升，且各密度水平處理間差異顯著（ Plt;0.05） 。

2.3施氮量和密度互作對營養器官氮素的轉運分配

由表4可知，施氮量、密度及二者互作對小麥植株中的氮素轉運具有顯著的調控效果。除施氮量與密度互作效應對小麥成熟期穗軸 + 穎殼的氮素轉運量呈顯著影響（ Plt;0.05， 外，施氮量、密度及二者互作效應對營養器官的氮素轉運量、轉運比例、貢獻率均存在極顯著影響（ Plt;0.01 。小麥各營養器官氮素轉運量依次為莖鞘 gt; 葉片 gt; 穗軸 + 穎殼，其范圍分別為 17.62～113.73kg/hm²?8.82～106.82kg/hm² 3.06～42.74kg/hm² ;氮素轉運比例依次為葉片 gt; 莖鞘 gt; 穗軸 + 穎殼，其范圍分別為 69. 26% ～92.22%55.51%～85.16%28.61%～66.48% ；氮素轉運量對籽粒貢獻率依次為莖鞘 gt; 葉片 gt; 穗軸 + 穎殼，其范圍分別為 18. 24%～49. 29% 、9.43%～43.72%.3.21%～17.47% 。同一密度水平下，隨著施氮量增加，各營養器官氮素轉運量也相應增加。然而，氮素轉運比例和貢獻率因器官而異。具體而言，葉片氮素轉運比例隨著施氮量增加的變化趨勢不明顯，但其轉運量對籽粒氮素貢獻率總體呈逐漸增加趨勢；莖鞘氮素轉運比例和貢獻率隨施氮量增加總體呈“降一升一降”的變化趨勢；穗軸 + 穎殼氮素轉運比例和貢獻率隨施氮量增加總體呈“降一升一升”的變化趨勢，但其轉運量對籽粒氮素貢獻率總體呈“升一升一降”的趨勢。

表4施氮量和密度互作下花前營養器官氮素轉運及貢獻率

同一氮肥水平下，不同密度對各營養器官的氮素轉運量及其對籽粒氮素貢獻率的影響并不一致。在NO、N1水平下，隨著密度增加，各營養器官的氮素轉運量逐漸降低，其中莖鞘M1水平處理下氮素轉運量顯著高于其他處理（ Plt;0.05） 。穗軸 + 穎殼在N1水平下，各密度水平間氮素轉運量存在顯著性差異（ Plt;0.05） 。此外，不同營養器官氮素轉運比例及其對籽粒氮素的貢獻率，隨密度增加的變化趨勢也不相同。其中NO水平下，隨著密度增加，各營養器官氮素轉運比例及貢獻率均逐漸降低。N1水平下，隨密度增加，葉片氮素轉運比例逐漸升高，莖鞘氮素轉運比例先增后降，而穗軸 + 穎殼則逐漸降低。葉片氮素貢獻率先增后降，莖鞘貢獻率逐漸增加，而穗軸 + 穎殼逐漸降低。在N2、N3水平下，各營養器官的氮素轉運量、轉運比例以及對籽粒氮素的貢獻率均隨密度增加而呈先升后降的變化趨勢。

2.4施氮量和密度互作對小麥氮素利用效率的影響

由表5可知，除施氮量與密度互作效應對氮肥偏生產力的影響較小外，施氮量、密度及二者互作效應對小麥氮素利用效率具有極顯著影響（ Plt; 0.01）。在氮素N0水平下，氮素養分利用率顯著高于其他處理（ Plt;0.05 ），其次為氮素N2水平。同一密度水平下，不施氮處理（NO）氮素養分利用效率顯著高于其他處理（ Plt;0.05， ）。其中密度M2水平下，氮素養分利用效率最高，而密度M3水平下，氮素養分利用效率最低，且兩者存在顯著性差異（ Plt; 0.05）。同時，氮肥N1、N2、N3水平下，隨著施氮量增加，氮素養分利用效率呈“降一升一降”的趨勢。其中在密度M2水平下氮素養分利用效率均較高，而在密度M1水平下的效率則相對較低，且兩者之間存在顯著性差異（ Plt;0.05， ）。在同一密度水平下，隨著氮肥量增加，氮素吸收效率的變化趨勢不明顯。然而在相同施氮水平下，密度M1處理表現出最高的吸收效率，且顯著高于其他密度水平（ Plt; 0.05）。相同密度水平下，氮肥農學效率隨著氮肥施用量增加而先升后降。在相同氮肥處理下，M2、M3密度處理通常表現出較高的農學效率，其中N2M2處理下達到了最高值。氮肥偏生產力隨著氮肥施用量增加而下降，在相同氮肥處理下，M2、M3密度處理通常表現出較高的偏生產力，而M1密度處理的偏生產力則相對較低。

2.5施氮量和密度互作對小麥產量及三要素的影響

由表6可知，施氮量、密度及二者互作對小麥產量及三要素具有顯著的調控效果。除密度效應對穗粒數影響較小外，施氮量、密度及二者互作效應對產量及三要素均存在顯著（ Plt;0.05） 或極顯著（ Plt; 0.01）影響。中低施氮水平下，增施氮肥會顯著提升穗數（ Plt;0.05） ；但過量施氮水平下，穗數增加效應降低。在同一氮肥處理下，密度M2、M3處理的穗數普遍高于M1處理，但差異在不同氮肥處理間有所不同。不同氮肥水平間穗粒數存在差異，總體趨勢不明顯，但隨著氮肥水平的提高，穗粒數差異逐漸減少。在不施肥（N0）處理下，密度M1處理的穗粒數顯著高于 。在施氮（N1、N2、N3）處理下，密度M2、M3處理略高于密度M1處理。在高氮水平（N2、N3）處理下，穗粒數普遍較高。同一密度水平下，隨著施氮量的增加，千粒重有逐漸增加的趨勢。在同一氮肥處理下，不同密度對千粒重的影響并不一致。在低氮水平（NO、N1）處理下，隨著施氮量的增加，小麥千粒重逐漸降低。在高氮水平（N2、N3）處理下，隨著施氮量的增加，小麥的千粒重則呈現出先升后降的趨勢。同一密度水平下，隨著施氮量的增加，產量顯著增加（ Plt;0.05 ）。在同一氮肥水平下，小麥的籽粒產量隨著種植密度的增加呈先升后降的趨勢，其中M2、M3密度處理的產量普遍高于M1密度處理。其中N2M2處理的籽粒產量最高，達到了 10587.75kg/hm² ，且除N3M2、N2M3處理外，均與其他處理之間存在顯著性差異。

表5施氮量和密度互作下商麥178氮素利用效率

3討論

3.1施氮量與密度互作對土壤養分的影響

在農業生產中，土壤肥力對作物高產至關重要，而施用氮肥是提高土壤肥力的重要措施之二[30]。但不合理的施肥量和施肥方式會阻礙作物對土壤養分的吸收和利用，導致作物氮素的積累和產量降低，且過量施肥還會對環境構成威脅[31]。鑒于小麥生長周期較長，適宜且充足的養分供應對小麥高產至關重要。本研究發現，在不施氮（NO）和欠量施氮（N1）處理下，土壤有機質、全氮含量均處于較低水平，這可能是因為土壤氮素補充不足，微生物活性降低，有機質的分解和氮素的轉化受到抑制[32]而足量氮肥（N2）處理下，土壤有機質、全氮含量顯著提高，其中N2M1處理下的有機質、全氮含量最高，表明適量增加施氮量可以促進微生物的活性，加速有機質的分解和氮素的轉化[33]。而過量施氮（N3處理）會抑制微生物活性[34]，甚至可能對土壤造成污染，反而導致土壤養分的失衡。因此，在實際農業生產中，應根據土壤養分狀況和作物需求合理施用氮肥，避免過量施用。在同一施氮水平下，隨著種植密度的增加，因植株對養分的競爭加劇，導致土壤有機質、全氮含量逐漸降低。因此，在合理密植的基礎上，應注重土壤養分的補充和平衡，以保證作物的正常生長和發育。本研究還發現，土壤速效磷、速效鉀的含量也受到施氮量和種植密度的影響。同一密度下，隨施氮量的增加，土壤速效磷含量呈逐漸降低趨勢，其中施氮N1、N2、N3處理分別較不施氮NO處理的土壤速效磷含量平均降低19.66%.25.84%.27.70% ，表明高氮投入能加速磷素消耗。在中低氮肥 （N0，N1，N2） 水平下，隨著密度增加，土壤速效磷、速效鉀含量均顯著下降，而N3處理下土壤速效磷含量隨密度增加而先降后增。不施、欠量（NO、N1）氮肥水平下，土壤速效鉀含量處于較高水平 （206.69～282.33mg/kg） ，其中N1M1處理含量最高 282.33mg/kg ），較其他處理平均高 13.92% 。在同一施氮水平或密度條件下，隨施氮量或密度的增加，土壤速效鉀含量均逐漸降低，這進一步證實了植株對土壤養分的競爭作用。在過量施氮（N3）水平下，不同密度條件下土壤速效磷、速效鉀含量相差較小，表明高氮肥水平可能通過調節植株養分吸收效率或影響土壤養分轉化過程，緩解因密度增加而加劇的養分競爭效應。

表6施氮量和密度互作對商麥178產量及三要素的影響

3.2施氮量與密度互作對營養器官氮素積累轉運的影響

小麥開花后，營養器官中的氮素通過有效再分配機制，可增強其對長期生長環境的適應能力，但當前氮養分利用策略在小麥高產、優質、高效生產中仍顯不足[35]。籽粒氮素主要來自花前各部位氮積累的轉運和花后氮的吸收，其直接決定小麥的長勢及籽粒產量。研究表明，小麥氮素積累與轉運特性受施氮量、密度及二者互作效應的顯著影響。開花期各營養器官的氮素積累量顯著高于成熟期。莖鞘在開花期氮素含量最高，葉片次之，這與姜麗娜等研究結果[3基本一致，表明莖鞘和葉片是氮素的主要儲存器官。成熟期各營養器官的氮素積累量下降，但仍以莖鞘最高，而穎殼 + 穗軸的氮素含量上升至第2位。有研究表明，氮肥施用量對植株氮素積累量的影響顯著，地上部分氮素積累量隨氮素水平升高而增加[37]。本研究得到相似的結論，不同施氮水平（N1、N2、N3）下各器官的氮素含量均顯著高于不施氮處理（NO），且隨施氮量增加而提升，說明增施氮肥對氮素積累量有正效應。密度對氮素積累量的影響因施氮量、生育期和器官而異，不施氮（NO）條件下，開花期各營養器官氮素積累量隨密度增加而降低，成熟期則升高；欠量施氮（N1）條件下，除開花期穗外，其他營養器官的氮素積累量隨密度增加而降低；適量施氮（N2）條件下，開花期各器官的氮素積累量隨密度增加而先升后降，成熟期則先降后升;過量施氮（N3）條件下，開花期葉片和莖鞘的氮素積累量隨密度增加先升后降，開花期穗和成熟期各器官的氮素積累量則隨密度增加而降低。

小麥籽粒氮素積累量直接影響產質量。不同氮素水平處理會影響作物氮素的吸收和積累。但籽粒氮素積累量增加幅度與施氮量不呈正比[38]本研究發現，同一密度水平下，籽粒氮素積累量隨施氮量增加而顯著增加，這與陳曉輝等研究結論[39]基本一致，表明增施氮肥可提高籽粒氮素含量。同一施氮量水平下，密度對籽粒氮素積累量的影響因氮素處理水平而異，總體隨密度增加而降低，這與杜宇昕關于玉米的研究結論[40]不一致，可能是小麥種植密度增加會加劇植株間競爭，導致個體氮素積累量降低，且小麥種植密度對群體特征影響幅度相對較小，更易導致群體氮素積累降低[41]

氮素轉運是植物體內氮素再利用的重要途徑，對小麥生長和發育具有重要意義[42]。本研究發現，施氮量、種植密度及二者互作效應對各器官的氮素轉運量、轉運比列和貢獻率均具顯著影響。隨著施氮量的增加，各營養器官的氮素轉運量相應增加，這表明適量施用氮肥可促進氮素轉運，提高氮素利用效率。同時，低氮（NO、N1）水平下，隨密度增加，各營養器官的氮素轉運量逐漸降低；中高氮（N2、N3）水平下，氮素轉運量隨密度增加呈先升后降趨勢。說明低氮水平下密度增加更易加劇個體競爭，進而影響群體氮素的轉運和利用[40]，而中高氮水平下，充足的氮肥供應會減緩因密度增大而引發的個體間的氮素競爭壓力，降低密度對群體氮素積累的負面影響。本研究發現，同一密度水平下，施肥量對氮素轉運比例及貢獻率無明顯規律。而相同氮素水平下二者變化趨勢復雜，不施氮（N0）條件下，各營養器官氮素轉運比例及貢獻率均逐漸降低；氮肥N1水平下，氮素轉運比例方面，葉片逐漸升高，莖鞘先增后降，穎殼 + 穗軸逐漸降低，貢獻率方面，葉片先增后降，莖鞘和穎殼 + 穗軸逐漸降低；氮肥N2、N3水平下，氮素轉運比例及對貢獻率均隨密度增加呈先升后降趨勢。

3.3施氮量與密度互作對氮素利用效率的影響

施氮量和密度是影響小麥氮素利用效率的關鍵因素。研究顯示，不施氮（NO）處理下，小麥氮素養分利用率顯著高于其他施氮處理，且隨施氮量增加，氮素利用效率普遍下降，這與趙俊曄等的研究結論[43-44]相符，即不施氮可提升氮素轉運和利用效率，增施氮則降低效率。同一密度水平下，不施氮（NO）處理的氮素養分利用效率顯著高于其他處理，且各處理差異顯著。其中密度M1水平的利用效率最高，M3最低，兩者差異顯著（ Plt;0.05， ，表明密度對小麥氮素利用影響顯著。相同氮肥處理下，M2或M3密度處理的氮肥利用效率通常較高，M1則相對較低，這可能是高密度下植株競爭促氮素高效利用所致[45]。但密度過高（M3）條件下，植株間競爭過激致氮素利用效率下降，這與曹倩等研究結論[24]一致。

本研究還發現，施氮量與密度對小麥氮素利用存在顯著互作效應。施氮處理（N1、N2、N3）下，氮肥量增加對氮素吸收效率影響不明顯，但不同氮肥處理下各密度處理的氮素利用效率存在差異。施氮量N1水平下，密度M1水平下，氮素吸收效率最高，而較高的氮肥（N2、N3）水平下，密度M2、M3水平下，吸收效率較高，說明施氮量和密度的互作效應復雜，需要綜合考慮二者的共同作用，這與唐心龍等研究結論[46]相吻合。

氮肥農學效率隨氮肥施用量的增加而升高，這可能是因為氮肥施用量的增加使小麥產量增幅大于氮肥投入增幅;氮肥偏生產力隨氮肥施用量增加而下降，這反映過量施氮對小麥產量的負面效應以及氮素資源的浪費。在相同氮肥處理下，密度M2、M3處理的農學效率和偏生產力通常較高，而M1較低，這進一步證實密度的影響及兩者互作效應的存在。

3.4施氮量與密度互作對產量的影響

氮肥與密度是調控小麥生長發育和產量的關鍵因素，二者及其互作效應對小麥產量及三要素具有顯著且復雜的影響。同一密度水平下，增施氮可顯著提高小麥穗數。這是因為充足的氮肥供應利于小麥分蘗發生與生長，促進有效分蘗數增加[47]。不施肥或低氮處理會抑制小麥營養和生殖生長，使穗粒數減少；隨著氮肥水平提高，穗粒數差異漸小，這可能與低氮時主莖穗占比高、增氮后分蘗穗占比提升有關[48]。小麥千粒重隨施氮量的增加呈先增后趨緩的趨勢，存在閾值效應。過量施氮可能因小麥生長過旺影響籽粒灌漿，導致千粒重不增反降[49]。同時，增施氮肥還會顯著提升小麥產量，這是因為氮肥能促進小麥生長，提高光合效率和物質積累量，從而增加產量。但過量施氮會使增產效果減弱，甚至引發生長過旺、抗倒伏力下降等負面影響[50-51] 。

同一氮肥處理下，種植密度增加會普遍提高小麥穗數，這是因為基本苗數量增加。但密度過高時，小麥植株間競爭加劇，通風和光照條件變差，導致有效穗數和產量降低[52]。密度對穗粒數的影響因氮肥水平而異，未呈現一致趨勢[53]，在本研究也得到類似的結論，這可能與穗粒數主要受小麥品種和土壤條件等因素影響有關。低氮處理下，千粒重隨密度增加而降低；高氮處理下，千粒重則隨密度增加而先升后降，這與氮肥的促生長作用及密度對個體競爭的影響有關。適中的密度條件利于小麥生長，過高或過低密度均不利于產量提升。

4結論

4.1施氮量與密度互作對土壤養分的影響

土壤有機質和全氮含量受到施氮量的顯著影響。在不施氮（NO）或欠量（N1）時，二者含量處于較低水平（有機質含量為 27.91～29.82g/kg ，全氮含量為 0.82～0.89g/kg ；適量施氮（N2）可顯著提升二者含量，其中N2M1處理效果最佳。但進一步增加施氮量（N3），土壤有機質含量的變化規律不明顯，而全氮含量呈先增后減趨勢。同一密度下，隨施氮量的增加，土壤速效磷含量呈逐漸降低趨勢，N3處理較NO平均降低 27.70% 。同一施氮水平下，N3處理的土壤速效磷含量隨密度增加而先降后增，而其他氮素水平下隨密度增加而顯著下降，且各氮肥水平下均在M1密度時達到峰值。不施、欠量（NO、N1）氮肥水平下，土壤速效鉀含量處于較高水平 （206.69～282.33mg/kg） ，其中N1M1處理含量最高（ 282.33mg/kg ），較其他處理平均高13.92% 。在同一施氮水平或密度條件下，隨施氮量或密度增加，土壤速效鉀含量均逐漸降低。

4.2施氮量與密度互作對營養器官氮素積累轉運的影響

小麥各營養器官的氮素積累量、轉運效率以及其對籽粒氮素的貢獻率均受到施氮量、種植密度以及二者互作效應的顯著影響。開花期莖鞘氮素積累量最高，其次是葉片；成熟期穎殼 + 穗軸氮素積累量顯著提升，成為僅次于莖鞘的重要儲存氮器官。施氮量對小麥各器官氮素積累量的影響較大，隨施氮量遞增，各器官氮素積累量也上升；同一施氮水平下，種植密度對氮素積累量的影響因氮素水平和器官類型而異。籽粒氮素積累量也受施氮量和密度顯著影響，隨施氮量增加而顯著上升，同一氮素水平下，隨密度增加總體呈逐漸降低或先降后升趨勢。

莖鞘氮素轉運量最大（葉片次之），但葉片轉運比例最高（莖鞘次之）；同一密度下，施氮量增加使各器官氮素轉運量隨之上升；而相同施氮水平下，密度對氮素轉運及貢獻率的影響因器官而異。

4.3施氮量與密度互作對氮素利用效率及產量的影響

施氮量、密度及二者互作效應顯著影響小麥氮素的利用。隨施氮量增加，氮素利用效率遞減，但較高密度可提升氮肥利用效率；氮肥農學效率隨施氮量增加而上升，氮肥偏生產力則下降。同一密度水平下，增施氮肥、提高密度均能增加穗數；密度對穗粒數影響較小，但不同氮肥水平間有差異。增加施氮量會提升千粒重，而不同密度對千粒重影響各異。小麥產量隨著施氮量增加顯著上升，隨密度增加而先升后降；本研究中，N2M2處理的氮肥利用效率較高且產量最高（ 10587.75kg/hm^2）。

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