不同供氮水平對機條播小麥氮素利用及產量的影響

張春明，邱韓英*，張 炬，趙鐵錚，王一丹，吳 剛

（1上海市寶山區農業技術推廣中心，上海201901；2上海市寶山區羅涇鎮農業綜合服務中心，上海200949）

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不同供氮水平對機條播小麥氮素利用及產量的影響

張春明1，邱韓英1*，張 炬1，趙鐵錚1，王一丹1，吳 剛2

（1上海市寶山區農業技術推廣中心，上海201901；2上海市寶山區羅涇鎮農業綜合服務中心，上海200949）

摘 要：通過對機條播小麥‘羅麥10號’不同施氮量試驗，分析了氮素吸收利用和對產量的影響。結果表明：機械條播小麥施用氮肥能顯著促進有效穗數、粒數的增加，產量呈現隨氮素施用量的增加先增后減的趨勢。機械條播小麥氮肥利用率在氮肥0—315 kg/hm2隨氮肥施用量的增加而提高，但當氮素施用量過高時利用率反而降低。當氮肥施用量為315 kg/hm2時，氮肥利用率最高為31.56%，氮肥的農學效率、偏生產力、生理利用率分別為9.26、20.52和29.25。效益分析表明，氮肥的最佳施肥量為317.55 kg/hm2，此時效益最高。綜合考慮產量、氮肥利用率和經濟效益，機械條播小麥生產中氮肥施用量315 kg/hm2為宜，可供滬郊小麥生產參考。

關鍵詞：小麥；機條播；氮肥利用率；產量

氮素是小麥生產的主要養分限制因子之一。施用氮肥是提高小麥產量的主要措施，但過量或不合理的施氮不僅不會達到高產的目的，還會降低當季氮肥利用率，帶來一系列的環境問題［1］。目前，有關氮肥施用量對小麥產量和氮肥利用率的影響已有較多報道［2-5］。趙俊曄等［3］指出，施氮量增加，氮素吸收效率和氮素利用效率下降，氮肥生產效率降低，氮素收獲指數亦降低。郭天財等［4］研究表明，適量增施氮肥有利于提高籽粒產量。隨著高產優質小麥產量的不斷提高，播種方式的改變，針對機械條播小麥氮肥的吸收利用研究較少。‘羅麥10號’是上海市寶山區主要的栽培品種，因其高產、優質、抗逆性強，熟期適中，適合滬郊及鄰近地區種植。本研究選用優質高產品種‘羅麥10號’進行了氮肥用量對機條播產量的影響及氮素利用特征研究，明確該品種獲得高產最佳施肥量，以期為機條播小麥氮肥合理利用以及提高氮肥利用率提供理論依據和技術參考。

1　材料與方法

1.1試驗點概況

試驗于2012—2014年在上海市寶山區雙草墩農場、寶山區民順糧食專業合作社中進行，前茬均為稻茬，試驗點的土壤肥力概況見表1，供試小麥品種為寶山區小麥品種‘羅麥10號’。

表1　試驗點的土壤肥力概況Table 1 General situation of soil fertility in experiment site

1.2試驗設計

單因素試驗設計，處理設肥料折純N用量5個水平，分別為0 kg/hm2、105 kg/hm2、210 kg/hm2、315 kg/hm2和420 kg/hm2，肥料配比施用如表2所示。小區面積33.3 m2（長33.3 m×寬1 m），重復3次，隨機區組排列。試驗四周設保護行，小區間筑小田埂以防不同試驗區之間水肥滲漏。

表2　試驗各處理純養分用量Table 2 Use of pure nutrient in experimental treatments

1.3試驗管理

試點采用GTN-200-Z型埋茬（草）耕整條播機播種，小麥播種時間在2012—2014年的11月15日左右，播量為225 kg/hm2。肥料運籌：氮肥按基蘗肥60%—70%、平衡肥10%、穗肥20%—30%的比例施用，磷鉀肥作基蘗肥施用。基肥均于播前撒施，分蘗肥分二次追施，2月25日左右施平衡肥，拔節期施拔節孕穗肥。其他農事措施按當地高產方案管理。

1.4測定內容和方法

1.4.1葉齡與生育期記載

定點定時跟蹤觀察小麥葉齡進程和莖蘗動態，并觀測記載主要生育期。每個小區隨機選定1個觀察點，每個觀察點定點10株，麥苗出苗后至拔節前每5 d觀測1次，拔節后每7 d觀測1次。

1.4.2植株全氮的測定

分別于苗期、返青期、拔節、揚花初期和收獲期，按每小區莖蘗（穗）數的平均值取代表性植株5株，105℃下殺青30 min，80℃下烘干至恒重，測定干物質重。之后粉碎，采用硫酸-過氧化氫消煮蒸餾滴定法測定植株全氮含量［6］。

1.4.3室內考種

方歌，又稱方劑歌訣、湯頭歌訣，是中醫初學者必須熟悉的基礎方、代表方或常用方的誦記歌訣。方歌包含有該方名稱、藥物組成、劑量配比、功用主治、配伍特點等相關信息。掌握一定數量的方劑，有助于臨床運用方劑能力的提高，是臨床獲效的前提。對于碩士生（非中醫）這樣的方劑初學者來說，背誦方歌是學好方劑學的捷徑，只有背誦和熟記一定數量的方劑歌訣，才能更好地理解組方原理、方劑的功用、主治及配伍特點。有研究表明，熟記方歌是理解和運用方劑不可或缺的前提，明顯有助于方劑學教學質量的提高[1，2]。

成熟后各處理每重復取有代表性單株2株，進行穗粒結構考察。測產小區單打單收，去雜折收購水分后（13%）記錄每區麥子產量。

1.5數據計算與統計

1.5.1數據計算

氮素吸收利用率=（施氮區地上部吸氮量-不施氮區地上部吸氮量）/施氮量×100%；

氮素農學利用率（kg/kg）=（施氮區籽粒產量-不施氮區籽粒產量）/施氮量；

氮肥生理利用率（kg/kg）=（施氮區籽粒產量-不施氮區籽粒產量）/（施氮區地上部吸氮量-不施氮區地上部吸氮量）；

氮肥偏生產力（kg/kg）=施氮區籽粒產量/施氮量。

運用Excel 2007軟件進行數據處理，多重比較采用LSR法。

2　結果與分析

2.1氮肥處理對小麥產量結構及產量的影響

2.1.1施氮量對產量構成因子的影響

表3為二年施氮處理各試驗區穗粒結構數據。與N0相比，機條播小麥有效穗數呈現出隨施氮量的增加而增加。差異顯著性比較表明，處理N0與其他處理間有極顯著差異，N7、N14與N21、N28間有極顯著差異，N7與N14間無顯著差異，N21與N28穗數差異不明顯。實粒數隨著施氮量增加先增加后減少，經新復極差分析，N0、N7與其他處理間有顯著差異，N14、N21、N28間無顯著差異。千粒重則隨氮用量增加呈逐漸下降的趨勢。氮肥施用量的高低對小麥有效穗、實粒數的形成有顯著影響。

表3　不同用氮量下機械條播小麥產量構成因子（2013—2014年平均值）Table 3 Yield components of mechanical seeding wheat in different nitrogen levels（mean of 2013—2014）

2.1.2施氮處理對產量的影響

氮用量在0—420 kg/hm2，小麥產量隨氮肥增加先增加后減少，施氮處理比N0的產量均有極顯著增加，在施氮量315 kg/hm2時產量最高，兩年均產達到6 047.83 kg/hm2。方差分析表明（表3），氮肥施用量對小麥產量有顯著的影響，不同處理間產量達極顯著差異（F =125.68**＞F0.01=7.01）。顯著性比較表明，N21與N28處理間無顯著差異，N21與其他處理間有極顯著差異，N14與N7處理間和N7與N0處理間均有極顯著差異；通過建立小麥氮肥與產量的曲線回歸模型：y=-0.333x2+16.126x+235.04（R2= 0.9988**），機條播小麥氮肥理論最高產量施肥量每667 m2為24.21 kg，經濟施肥量為21.17 kg。由此表明，機條播小麥施氮量在0—315 kg/hm2范圍內，產量隨氮素施用量的增加顯著增加。施氮420 kg/hm2時，產量比施氮315 kg/hm2略有減少，但并不顯著，施氮肥增產效應降低。

2.2施氮量處理對小麥氮素吸收利用影響和效益分析

2.2.1不同施氮處理的小麥氮素吸收利用

2014年各處理的氮素利用率在22.44%—31.56%（表4）。在用氮量105—315 kg/hm2時，氮素利用率隨著氮素用量增加而增加。用氮量為315 kg/hm2時，其氮素利用率達到最高31.56%，當用氮量達到420 kg/hm2時，利用率反而降低了3.78%。氮肥的農學效率、偏生產率、生理利用率則均表現為隨氮肥用量的增加而降低。氮肥的農學效率N7與N14間差異不顯著，與N21之間有顯著差異，與N28之間有極顯著差異。隨著氮肥施用量的增加氮肥的農學效率顯著降低。氮肥的偏生產力各處理間均有極顯著差異，并隨著氮肥用量的增加，偏生產力顯著降低。氮肥的生理利用率表現與氮肥偏生產力變化趨勢一致。

表4　不同氮肥處理下機械條播小麥氮素利用情況（2014年）Table 4 Nitrogen utilization of mechanical seeding wheat in different nitrogen levels（2014）

2.2.2機械條播小麥不同氮肥處理的經濟效益

經施肥效益測算表明（表5），施肥區產值處理N0最低，為8 321.6元（人民幣，下同）/hm2，處理N21產值最高為15 256.1元/hm2。肥本計算結果表明，處理N28肥本最高，扣除肥本后收益以處理N21為最高（13 750.4元/hm2），比無氮區凈增收益達到了5 428.7元/hm2。當氮肥用量達到420 kg/hm2時，經濟效益僅為12 988.1元/hm2，與無氮區比凈增收益4 666.5元。由此表明，處理N21凈增收益最高。機械條播小麥生產中氮肥施用量并非越高越好，過高的氮用量不僅會降低肥料利用率，會造成肥料的流失，提高氮肥面源污染風險，同時也降低了經濟效益。

表5　不同氮肥處理施肥效益分析（2014年）Fig.5 Benefit analysis of mechanical seeding wheat fertilizer utilization under different nitrogen treatments

2.3機條播小麥不同施氮處理秸稈含氮率和吸氮的特征

表6可見，機條播小麥從幼苗期開始，各處理秸稈的含氮率：低氮區（N0—N7）表現為隨著麥子生育進程推進，麥秸稈中含氮水平逐漸減少，中高氮區（N14—N28）秸稈現為植株含氮水平先增加后減少。同一施肥日期內，不同施氮水平處理下麥秸稈中的含氮率均表現為N28＞N21＞N14＞N7＞N0，在收獲期，同樣以N28處理的含氮率最高。

表6　機械條播小麥秸稈含氮率和吸氮量（2014年）Table 6 Nitrogen content and nitrogen uptake of the mechanical seeding whea straw（2014）

3　討論與結論

3.1合理的氮肥施用量、運籌比例和施肥時期是小麥優質高產高效的一項重要栽培措施。關于施氮量對小麥產量的影響，前人已做了大量的研究報道，一致認為施氮量與籽粒產量呈二次曲線關系，即隨施氮量的增加，小麥籽粒產量表現為先增加后降低的趨勢［7-8］。本研究中，機械條播小麥產量亦呈現相同規律，其適宜施氮量是315 kg/hm2，理論籽粒產量最大，繼續增施氮肥，產量有所下降。綜合考慮產量、氮肥利用率和經濟效益，生產中推薦氮肥用量為315 kg/hm2。

3.2在施氮量對氮肥利用率的影響上，劉敏超等［9］研究結果，在施氮量在0—375 kg/hm2范圍內，冬小麥隨施氮量增加氮肥利用率降低。而本研究機械條播小麥氮肥利用率，在氮肥0—315 kg/hm2范圍內，氮肥利用率隨氮肥用量的增加而提高，但當氮素用量過高時利用率反而降低。這與土壤的供肥強度和小麥的品種特性差異有一定關系；氮肥的農學效率、偏生產力、生理利用率均表現為隨著氮肥用量的增加而降低。機條播小麥高氮施肥，氮肥浪費較多，利用率降低，增加了成本，降低了經濟效益。

3.3本研究結果顯示，在同一生育階段中，麥秸稈中的含氮率均隨著氮用量增加而增加；郭天財等［4］研究發現，隨施氮量的增加，植株地上部氮積累量提高；本研究與該結果基本一致。低氮區機條播小麥隨著生育進程推進，麥秸稈中含氮水平逐漸減少，中高氮區表現為先增加后減少。機條播小麥吸氮高峰期在開春前的分蘗期和抽穗期，因此，生產中宜注重麥子前期肥料和拔節孕穗肥的施用，以期滿足機條播小麥生育中氮素吸收；施用氮肥能顯著促進小麥有效穗數、粒數的增加。施氮過高雖然增加了小麥有效穗數，但也造成每穗的小花數退化和千粒重降低，還容易引起小麥倒伏，將不利于進一步提高小麥產量。

參 考 文 獻

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［4］郭天財，宋曉，馮偉等.高產麥田氮素利用、氮平衡及適宜施氮量［J］.作物學報，2008，34（5）：886-892.

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（責任編輯：張睿）

Effects of nitrogen utilization and yield of mechanical seeding wheat in different nitrogen levels

ZHANG Chun-ming1，QIU Han-ying1*，ZHANG Ju1，ZHAO Tie-zheng1，WANG Yi-dan1，WU Gang2
（1Baoshan District Agro-Technology Extension Center，Shanghai 201901，China；2Baoshan District Luojing Town Comprehensive Agricultural Service Center，Shanghai 200949，China）

Abstract：Mechanical seeding wheat‘Luomai No.10’was used as test material to analyzed the effects of nitrogen utilization and yield in different nitrogen levels.The results showed that application of nitrogen fertilizer significantly increased the effective ears and grain number per panicle of mechanical seeding wheat，the yield firstly increased and then decreased with the raise of nitrogen application.The nitrogen utilization efficiency of mechanical seeding wheat increased with the raise of nitrogen application when nitrogen fertilizer was 0—315 kg/hm2，but it decreased when nitrogen fertilizer was overused.When the use of nitrogen fertilizer was 315 kg/hm2，the highest nitrogen utilization efficiency was 31.56%，the nitrogen agronomy efficiency，the partial factor productivity，and the physiological efficiency of nitrogen fertilizer were 9.26，20.52，and 29.25 respectively.The benefit analysis showed that the optimum fertilizer rate was nitrogen fertilizer 317.55 kg/hm2，under which the benefit was the highest.Considering yield，nitrogen utilization efficiency and economic benefit，the best use of nitrogen fertilizer of echanical seeding wheat was 315 kg/hm2，this conclusion was available for reference to wheat production in Shanghai suburbs.

Key words：Wheat；Mechanical seeding；Nitrogen utilization efficiency；Yield

中圖分類號：S512.1

文獻標識碼：A

文章編號：1000-3924（2016）03-040-05

DOI：10.15955/j.issn1000-3924.2016.03.08

收稿日期：2015-01-29

基金項目：農業部測土配方施肥補貼項目

作者簡介：張春明（1965—），男，本科，高級農藝師，主要從事糧食作物土壤肥料的研究推廣。E-mail：bsnj@163.com

*通信作者，E-mail：qiuhy@yeah.net