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(guān)系下，冬小麥群體生長及產(chǎn)量變化規(guī)律。[方法]以周麥22為材料，小麥/玉米兩熟制周年氮肥用量設(shè)300、450、600 kg/hm2 3個水平，小麥、玉米間的氮肥分配設(shè)4∶6、5∶5、6∶4 3個比例。[結(jié)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(biāo)呈現(xiàn)增加趨勢，而產(chǎn)量呈先增后降低的變化趨勢。[結(jié)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(chǎn)。

關(guān)鍵詞 冬小麥/夏玉米；氮肥施用；生理特性；產(chǎn)量

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

基金項(xiàng)目國家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系十二五項(xiàng)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(chǎn)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(qū)是我國糧食的主產(chǎn)區(qū)之一。冬小麥/夏玉米輪作是該地區(qū)典型的種植模式[1]，常年種植面積穩(wěn)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(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)普遍存在的問題。氮肥用量不足，不利于高產(chǎn)；而過量施氮不僅不能大幅度增加作物產(chǎn)量，反而造成環(huán)境污染[2]。合理施氮不僅能增加小麥/玉米產(chǎn)量、改善品質(zhì)、改良與培肥土壤，而且對發(fā)展高產(chǎn)、高效、生態(tài)農(nóng)業(yè)，提高栽培技術(shù)和農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入，有著重要的意義[3]。國內(nèi)學(xué)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(dāng)季合理施氮提供了理論指導(dǎo)，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(shí)用的施肥管理技術(shù)。在黃淮麥區(qū)，面臨著施肥過量、施肥不足或養(yǎng)分不平衡施用等方面問題，影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)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(chǎn)量及全年產(chǎn)量的影響，以期為小麥高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)栽培和生產(chǎn)實(shí)踐提供理論依據(jù)和技術(shù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況試驗(yàn)于2011～2013在河南西華縣農(nóng)科所進(jìn)行。土質(zhì)為潮土區(qū)壤土偏黏。供試品種為周麥22。試驗(yàn)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(yàn)要求，計(jì)算出每個小區(qū)所需底肥，稱量后分別撒施。追肥于起身期施用，按小區(qū)分別稱量條施。

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

1.2測定項(xiàng)目和方法隨著小麥生育進(jìn)程，在田間取樣，測定各生理指標(biāo)。在成熟期，取1 m行長樣段于室內(nèi)考種，實(shí)收小區(qū)30 m2，并且換算出產(chǎn)量。

1.3數(shù)據(jù)分析用Excel對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，再用DPS進(jìn)行系統(tǒng)分析。

2結(jié)果與分析

2.1氮肥運(yùn)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(shù)均呈增加趨勢，大小順序?yàn)樘幚鞢9>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(shù)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(yīng)是保證小麥苗期地上、地下正常生長的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.2氮肥運(yùn)籌對群體生長動態(tài)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(yīng)地發(fā)生改變，在越冬期、返青期、拔節(jié)期均以處理C9群體最大，高于處理C1（群體最?。┙?8%，處理間差異在0.05水平顯著，而在成熟期，群體大小順序?yàn)樘幚鞢8>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(lǐng)先的處理C9在成熟期群體卻不高，說明適量的氮肥供應(yīng)才是保證成熟期高群體從而高產(chǎn)的基礎(chǔ)。

2.3氮肥運(yùn)籌對不同生育期群體干物質(zhì)的影響在整個生育期內(nèi)，氮肥是影響小麥群體干物質(zhì)量的重要因素之一。從表4可以看出，全年氮肥供應(yīng)量大，群體干物質(zhì)量也大，而氮肥供應(yīng)少，干物質(zhì)量低。在不同的氮肥水平下，干物質(zhì)量的平均值在拔節(jié)前差異較大，說明拔節(jié)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(diào)查結(jié)果表明，干物質(zhì)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(zhì)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(yīng)是促使群體充分生長的必要條件。

2.4氮肥運(yùn)籌對產(chǎn)量因素的影響從表5可以看出，不同處理間產(chǎn)量因素差異明顯，穗數(shù)以處理C8最高，達(dá)660萬/hm2，高于處理C1（最低）30%；穗粒數(shù)大小順序?yàn)樘幚鞢8>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(yīng)是保證灌漿速率的物質(zhì)基礎(chǔ)，在一定范圍內(nèi)氮肥供應(yīng)與產(chǎn)量因素呈正相關(guān)，當(dāng)?shù)柿窟_(dá)到一定程度（600 kg/hm2、4∶6分配）時產(chǎn)量因素不再隨氮肥供應(yīng)量的增加而增加，說明適量的氮肥供應(yīng)才是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的物質(zhì)保障。

2.5氮肥運(yùn)籌對產(chǎn)量的影響從圖1可以看出，在一定氮肥范圍（0～600 kg/hm2）內(nèi)，不同處理間冬小麥產(chǎn)量及全年產(chǎn)量均呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢，大小順序?yàn)樘幚鞢8> 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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)的基礎(chǔ)，施用量少造成會造成生長不充分，而供應(yīng)過量造成營養(yǎng)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(chǎn)量。所以，適量的氮肥供應(yīng)才是高產(chǎn)的基礎(chǔ)。

2.6小麥產(chǎn)量與氮肥水平及分配比間的相關(guān)分析對冬小麥產(chǎn)量與當(dāng)前麥季氮肥施用水平和全年氮肥分配比相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)小麥產(chǎn)量與當(dāng)前氮肥施用水平間存在極顯著正相關(guān)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(guān)性 （0.462*），所以產(chǎn)量的形成主要由當(dāng)季小麥田的氮肥實(shí)際供應(yīng)量決定，玉米的氮肥施用量對小麥產(chǎn)量影響也不容忽視。

3結(jié)論與討論

研究表明，在一定氮肥施用范圍（0～600 kg/hm2）內(nèi)，冬小麥群體質(zhì)量與氮素水平呈正相關(guān)，冬小麥產(chǎn)量與當(dāng)前季實(shí)際氮肥施用量呈極顯著正相關(guān)（R=0.867**），與在小麥、玉米間氮肥分配比例呈顯著正相關(guān)（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(chǎn)（7 550 kg/hm2），也利于全年高產(chǎn)（16 886.8 kg/hm2）。

氮肥水平可影響作物生長和養(yǎng)分的積累與轉(zhuǎn)運(yùn)[6]。前人對此已經(jīng)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(zhì)積累量也顯著增加。陸增根等[8]研究認(rèn)為，施氮量對花前轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率、花后同化量、花后貢獻(xiàn)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(yǎng)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(chǎn)量，但過量施氮，作物產(chǎn)量反而降低[9]。研究表明，小麥籽粒產(chǎn)量與施氮量呈二次曲線關(guān)系；在一定范圍內(nèi)，植株氮素吸收總量與施氮量呈正相關(guān)[10]。該研究結(jié)果也得出小麥各品種籽粒產(chǎn)量與施氮量呈二次曲線關(guān)系，與以上研究結(jié)果相符。目前，由于農(nóng)村種養(yǎng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，實(shí)際生產(chǎn)中越來越多的農(nóng)戶不再施用有機(jī)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(xù)3年在同一試驗(yàn)地進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)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(chǎn)量存在差異。

作物氮營養(yǎng)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(dāng)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(chǎn)上多年過量施氮，土壤中氮?dú)埩袅看骩14]，近年來常出現(xiàn)不施氮不減產(chǎn)或施氮增產(chǎn)不明顯和氮肥利用率低的現(xiàn)象[15]。也有研究認(rèn)為，作物對前茬施入氮肥的利用率較低[16]。這與該研究結(jié)果相似。這與以下原因有關(guān)：①這些研究都是在后茬作物正常施氮的前提下進(jìn)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(jī)氮的礦化，肥料氮與土壤氮不斷地進(jìn)行置換，相當(dāng)一部分殘留氮素被固持為有機(jī)氮而不能直接被作物吸收利用，導(dǎo)致殘留氮素的回收率偏低[17]；③黃淮地區(qū)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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