武 榮，李援農(nóng)

(1. 楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2. 西北農(nóng)林科技大學(xué)旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌 712100)

氮是作物生長(zhǎng)需求量最大的營(yíng)養(yǎng)元素，合理的氮肥運(yùn)籌是調(diào)控土壤—作物系統(tǒng)氮素循環(huán)和平衡的有效措施，也是提高農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的重要途徑[1,2]。然而，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，盲目、不合理的施肥現(xiàn)象普遍存在，不僅造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，而且會(huì)導(dǎo)致土壤硝態(tài)氮淋溶、地下水污染等一系列環(huán)境問(wèn)題[3]。前人在植株氮素營(yíng)養(yǎng)診斷方面做了大量研究，主要包括葉綠素含量、根區(qū)養(yǎng)分監(jiān)測(cè)和遙感技術(shù)等，但在應(yīng)用中均受到了一定的限制[4]。臨界氮濃度，即在作物一定生長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，獲得最大生物量時(shí)的最小氮濃度，是作物氮素營(yíng)養(yǎng)診斷的有效方法[5]。在小麥的研究中，趙犇等[6]基于地上部生物量，構(gòu)建了2種不同蛋白含量的小麥品種的臨界氮濃度模型。強(qiáng)生才等[5]基于葉片干物質(zhì)構(gòu)建了陜西關(guān)中地區(qū)的臨界氮濃度模型。李正鵬等[7]通過(guò)整合關(guān)中平原的相關(guān)田間試驗(yàn)研究，構(gòu)建了該區(qū)主栽品種“小偃22號(hào)”的臨界氮濃度模型。

在干旱半干旱地區(qū)，降水量少且分布不均勻，水資源短缺是制約該區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸。壟溝集雨栽培技術(shù)可有效調(diào)控土壤水、肥、氣、熱，是干旱半干旱地區(qū)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)旱澇保收的一項(xiàng)重要田間技術(shù)[8]。它通過(guò)修筑壟溝、壟體覆膜、溝內(nèi)種植，可實(shí)現(xiàn)降水在時(shí)空上的有效疊加[9]，且能減少氮素下移和土壤水深層滲漏[10]。然而，通過(guò)集雨措施收集的天然降水十分有限，往往不能完全滿足作物生育期或作物生長(zhǎng)關(guān)鍵期對(duì)水分的需求。在集雨的同時(shí)，于作物需水關(guān)鍵期適當(dāng)補(bǔ)充灌溉，可大幅度提高作物產(chǎn)量和降水、灌溉水利用效率，有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[11]。

水和肥是作物生長(zhǎng)的兩大物質(zhì)基礎(chǔ)，水肥之間互為促進(jìn)，不可分割。前人基于臨界氮濃度稀釋曲線進(jìn)行植株氮素營(yíng)養(yǎng)診斷大多是針對(duì)氮肥處理的單一因素，前人關(guān)于集雨補(bǔ)灌對(duì)作物生理生態(tài)的研究也主要涉及不同的集雨模式、補(bǔ)灌量和補(bǔ)灌時(shí)期等方面。而將臨界氮濃度用于水氮耦合的相關(guān)研究尚未引起足夠重視。鑒于此，本研究以冬小麥為研究對(duì)象，通過(guò)2年田間試驗(yàn)，對(duì)比研究補(bǔ)充灌溉和雨養(yǎng)條件下，不同施氮水平的植株氮素盈虧和水氮利用效率，旨在探究臨界氮濃度稀釋曲線在水氮耦合研究中的適用性和可行性，以期為冬小麥的灌水施肥管理和水肥一體化提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015年10月-2017年6月，在西北農(nóng)林科技大學(xué)教育部旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)站進(jìn)行。該區(qū)年均氣溫12.9 ℃，多年平均降水量632 mm，無(wú)霜期210 d。試驗(yàn)田土壤為中壤土，1 m土層平均田間持水率23%～25%，凋萎含水率8.5%，平均干容重1.40 g/cm3。耕層土壤基礎(chǔ)肥力為：有機(jī)質(zhì)11.18 g/kg，全氮0.94 g/kg，全磷0.60 g/kg，全鉀14.10 g/kg；硝態(tài)氮76.01 mg/kg，速效磷25.22 mg/kg，速效鉀131.97 mg/kg。2015-2016和2016-2017年冬小麥生長(zhǎng)季的降水量分別為273.1 mm和239.4 mm，平均氣溫分別為8.1 ℃和8.8 ℃(圖1)。

圖1 試驗(yàn)站2015-2016年和2016-2017年冬小麥生育期內(nèi)降水量和平均氣溫

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)用冬小麥品種為小偃22號(hào)，采用壟溝種植技術(shù)，壟、溝寬均為30 cm，壟高20 cm。壟上覆膜(膜寬80 cm、膜厚0.008 mm)，溝內(nèi)種植。試驗(yàn)處理設(shè)置水分(W)和氮肥(N)2個(gè)因素，其中施氮量(純N，尿素、N質(zhì)量分?jǐn)?shù)46%)設(shè)低氮(80 kg/hm2，N1)、中氮(160 kg/hm2，N2)和高氮(240 kg/hm2，N3)3個(gè)水平；水分設(shè)拔節(jié)期、抽穗期分別補(bǔ)灌30 mm(W1)和不補(bǔ)灌(W0)2個(gè)水平。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共計(jì)6個(gè)處理，即W0N1、W0N2、W0N3、W1N1、W1N2和W1N3，每個(gè)處理重復(fù)3次。小區(qū)面積為20 m2(4 m×5 m)，小區(qū)邊緣埋有2 m深塑料膜以防止小區(qū)間水分互滲。

1.3 田間管理

于播種前挖溝起壟，溝內(nèi)種植3行小麥，播種量為190 kg/hm2。氮肥基追比為2∶3?；┑?、磷肥(過(guò)磷酸鈣，P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)16%)120 kg/hm2(純P2O5)和鉀肥(硫酸鉀，K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%)60 kg/hm2(純K2O)于翻地前均勻撒施，追施氮肥在冬小麥拔節(jié)期進(jìn)行。2016年冬小麥播種前持續(xù)無(wú)降水，為保證出苗質(zhì)量，每個(gè)小區(qū)灌水30 mm。其他管理措施同一般高產(chǎn)田。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 地上部生物量

分別于冬小麥返青期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期和成熟期(分別為播種后130、155、175、195和215 d，返青期之前地上部生物量小于1 t/hm2，故未包含)，在各小區(qū)選取20株有代表性的植株，分別稱量莖、葉和果的鮮重，并于105 ℃殺青30 min，75 ℃干燥至質(zhì)量恒定后稱干重。

1.4.2 含氮量測(cè)定

各處理的植株樣本分器官粉碎后，采用H2SO4-H2O2消煮法和AA3型流動(dòng)分析儀分別測(cè)定全氮含量。各器官氮素含量為其干物質(zhì)量和含氮量的乘積。所有器官氮素含量之和為地上部植株氮累積量[2]。

1.4.3 產(chǎn) 量

冬小麥成熟后，將各小區(qū)提前劃定的1 m2測(cè)產(chǎn)區(qū)單獨(dú)收獲，曬干去殼后測(cè)定籽粒產(chǎn)量。

1.4.4 水氮利用效率

冬小麥生育期內(nèi)耗水量計(jì)算式為：

ET=P+I+ΔW

(1)

式中：ET為冬小麥生育期內(nèi)耗水量，mm；P為冬小麥生育期內(nèi)降水量，mm；I為灌水量，mm；ΔW為播種前和收獲后土壤貯水量之差(2 m深度)。

水分利用效率計(jì)算式為：

WUE=Y/(10ET)

(2)

式中:WUE為水分利用效率，kg/m3；Y為冬小麥籽粒產(chǎn)量，kg/hm2。

氮肥利用效率計(jì)算式為：

NUE=Y/N

(3)

式中：NUE為氮肥利用效率，kg/kg；N為施氮量，kg/hm2。

1.5 模型描述

1.5.1 臨界氮濃度稀釋曲線的構(gòu)建

根據(jù)Justes等[4]提出的方法構(gòu)建基于地上部生物量的冬小麥臨界氮濃度稀釋曲線。具體步驟如下：①對(duì)每次取樣的地上部生物量進(jìn)行方差分析，根據(jù)冬小麥生長(zhǎng)是否受氮素限制分為氮限制組(即增加施氮量會(huì)顯著提高生物量累積)和不受氮限制組(即繼續(xù)增加施氮量不會(huì)提高生物量累積)；②對(duì)于氮限制組，將其地上部生物量和對(duì)應(yīng)的氮濃度進(jìn)行線性擬合；③對(duì)于不受氮限制組，將其地上部生物量的平均值作為生物量的最大值；④每次取樣的臨界氮濃度由上述線性曲線和以最大生物量為橫坐標(biāo)的垂線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)決定。計(jì)算公式為：

Nc=aW-bmax

(4)

式中：Nc為臨界氮濃度值，%；a為當(dāng)冬小麥地上部生物量達(dá)到1 t/hm2時(shí)的臨界氮濃度，g/kg；Wmax為冬小麥地上部生物量的最大值，t/hm2；b為臨界氮濃度稀釋曲線斜率的統(tǒng)計(jì)學(xué)參數(shù)。

1.5.2 氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)模型

利用氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)反映植株體內(nèi)的氮素營(yíng)養(yǎng)狀況，公式為：

NNI=Na/Nc

(5)

式中：NNI為氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)；Na為地上部生物量氮濃度的實(shí)測(cè)值，%。

當(dāng)NNI=1，表示氮營(yíng)養(yǎng)狀況適宜；當(dāng)NNI>1，表示氮營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩；當(dāng)NNI<1時(shí)，表示氮營(yíng)養(yǎng)虧缺。

1.5.3 臨界氮濃度稀釋曲線的驗(yàn)證

利用2015-2016年冬小麥試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立臨界氮濃度稀釋曲線模型，利用2016-2017年冬小麥試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。

1.6 數(shù)據(jù)分析

分別采用Excel 2010和DPS 7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計(jì)分析，方差分析使用最小顯著差異法(LSD)進(jìn)行(P<0.05)，使用Origin 9.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水氮處理下冬小麥的地上部生物量累積

表1為5個(gè)關(guān)鍵生育期不同水氮條件下冬小麥的地上部生物量動(dòng)態(tài)累積。由表1分析可知，不同水氮處理和取樣時(shí)期，冬小麥地上部生物量的變化范圍為1.03～13.84 t/hm2。在返青期，3種施氮量處理的冬小麥生物量由大到小表現(xiàn)為：高氮、中氮和低氮；而2種水分處理的冬小麥生物量差異不顯著。在拔節(jié)期和抽雄期，隨著各處理追施氮肥和W1處理補(bǔ)充灌溉，3種施氮量處理的地上部生物量表現(xiàn)為低氮處理顯著低于中氮和高氮處理，而中氮和高氮處理間差異不顯著；2種水分處理的生物量表現(xiàn)為補(bǔ)灌處理顯著高于不補(bǔ)灌處理。在灌漿期，W1N2處理的地上部生物量分別較W1N1和W0N2處理提高10.51%和20.00%。在成熟期，W1N2處理的生物量分別較W1N1和W0N2處理進(jìn)一步提高，分別為17.05%和23.37%。可見(jiàn)，一定范圍內(nèi)提高施氮量可促進(jìn)冬小麥生長(zhǎng)，而施氮過(guò)量則無(wú)法被植株充分吸收，會(huì)造成氮肥供過(guò)于求；一定施氮水平下，適當(dāng)補(bǔ)充灌溉有利于植株的氮素吸收和生物量累積。

表1 不同水氮處理的冬小麥地上部生物量累積 t/hm2

2.2 臨界氮濃度稀釋曲線的建立和氮素營(yíng)養(yǎng)診斷

2.2.1 臨界氮濃度稀釋曲線

按照1.5.1部分的步驟，構(gòu)建2種水分條件下的冬小麥地上部臨界氮濃度稀釋曲線模型如圖2所示。由圖2分析可知，2種水分處理的擬合方程系數(shù)分別為0.998和0.989，擬合度均達(dá)到極顯著水平，說(shuō)明模型可以很好地解釋冬小麥地上部生物量和臨界氮濃度之間的關(guān)系。2個(gè)模型中，W0條件下的參數(shù)值a為4.73，小于W1條件下的參數(shù)值(4.85)，說(shuō)明在冬小麥生育期內(nèi)適當(dāng)補(bǔ)充灌溉可提高植株的吸氮能力，因此具有較高的臨界氮濃度；而在雨養(yǎng)條件下，階段性缺水，尤其是冬小麥關(guān)鍵生育期缺水，會(huì)制約植株生長(zhǎng)、減少對(duì)氮素的吸收利用，從而降低需氮量和臨界氮濃度。參數(shù)值b表現(xiàn)為不補(bǔ)灌處理(W0，0.45)大于補(bǔ)灌處理(W1,0.40)，即補(bǔ)灌條件下，隨生物量增加，冬小麥氮濃度的稀釋較雨養(yǎng)條件緩慢。這表明補(bǔ)充灌水有助于維持冬小麥的持續(xù)穩(wěn)定生長(zhǎng)。

圖2 不同水氮處理下冬小麥的臨界氮濃度稀釋曲線模型

2.2.2 氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)模型

圖3為不同水氮處理下冬小麥氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)隨播種后天數(shù)的動(dòng)態(tài)變化。由圖3分析可知，各處理的氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)變化趨勢(shì)一致，均呈一定的波動(dòng)狀態(tài)，且隨施氮水平的提高而增大。在同一播種后日期和同一施氮水平條件下，補(bǔ)灌處理的植株氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)低于不灌水處理。說(shuō)明施氮水平一定時(shí)，補(bǔ)灌較不補(bǔ)灌可提高植株的氮容納能力。

圖3 不同水氮處理下冬小麥的氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)動(dòng)態(tài)變化

在W0條件下，N1處理的氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)范圍為0.73～0.87，始終小于1，表現(xiàn)為氮營(yíng)養(yǎng)虧缺；N2處理拔節(jié)期追肥后氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)略有所提高，氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)整體表現(xiàn)為前期大于1，后期小于1，表明適宜的施氮量應(yīng)為160 kg/hm2左右；N3處理的氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)始終大于1，區(qū)間為1.16～1.35，表現(xiàn)為氮營(yíng)養(yǎng)嚴(yán)重過(guò)剩。

與W0相比，W1條件下，N1處理的氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)較小，為0.68～0.81，氮虧缺較為嚴(yán)重；N2處理后期的氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)與1的差異有所提高；而N3處理的氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)與1的差異減小?？梢?jiàn)，W1條件下的適宜施氮量高于W0。

2.2.3 臨界氮濃度稀釋曲線模型的驗(yàn)證

利用獨(dú)立試驗(yàn)數(shù)據(jù)(2016—2017年生長(zhǎng)季)對(duì)構(gòu)建的臨界氮濃度稀釋曲線模型(2015-2016年生長(zhǎng)季)進(jìn)行驗(yàn)證(表2)。2016-2017年生長(zhǎng)季，2種水分條件下，返青期到成熟期冬小麥地上部最大生物量分別為1.51～11.82和1.57～13.54 t/hm2；5次取樣中，臨界氮濃度的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值間的相對(duì)誤差分別為2.03%～6.67%和1.89%～4.27%?？梢?jiàn)，所建立的臨界氮濃度模型具有較好的精度。

表2 不同水分條件下冬小麥臨界氮濃度的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值 %

2.3 不同水氮處理的冬小麥產(chǎn)量

將2種水分處理的施氮量和對(duì)應(yīng)的冬小麥產(chǎn)量進(jìn)行擬合，得到圖4的二次曲線。由圖4分析可知，2種水分條件下，冬小麥產(chǎn)量均表現(xiàn)為隨施氮水平的提高呈先增加后降低的趨勢(shì)。說(shuō)明過(guò)量施用氮肥不利于產(chǎn)量的提高，而且會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)效應(yīng)。從擬合結(jié)果來(lái)看，W0條件下，冬小麥的最高產(chǎn)量為9 792 kg/hm2，對(duì)應(yīng)的施氮量為171 kg/hm2；W1條件下，冬小麥的最高產(chǎn)量為10 922 kg/hm2，對(duì)應(yīng)的施氮量為186 kg/hm2。這與基于臨界氮濃度構(gòu)建的氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)模型(2.2.2部分)對(duì)冬小麥的水氮狀況診斷結(jié)果一致，即中等施氮水平和適當(dāng)補(bǔ)充灌溉有助于冬小麥的生長(zhǎng)和最終產(chǎn)量的形成。

圖4 不同水氮處理下冬小麥的產(chǎn)量

2.4 不同水氮處理的冬小麥水分和氮肥利用效率

2個(gè)冬小麥生長(zhǎng)季，不同水氮處理的平均水分利用效率和平均氮肥利用效率如圖5所示。由圖5分析可知，同一施氮水平下，補(bǔ)充灌溉可顯著提高冬小麥的水分利用效率(P<0.05)；同一水分條件下，冬小麥的水分利用效率隨施氮量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)。其中W1N2處理的平均水分利用效率最高，分別較W0N2和W1N3處理提高10.57%和14.01%。與水分利用效率不同，同一水分條件下，冬小麥的平均氮肥利用效率隨施氮水平的提高呈降低趨勢(shì)，但一定施氮量條件下，補(bǔ)灌較不補(bǔ)灌具有較高的氮肥利用效率。其中W1N2處理的平均氮肥利用效率分別較W0N2和W1N3處理提高10.97%和55.77%。

圖5 不同水氮處理的冬小麥平均水分和氮肥利用效率

3 討 論

3.1 冬小麥臨界氮濃度稀釋曲線模型

氮濃度稀釋現(xiàn)象的產(chǎn)生主要?dú)w于以下2個(gè)過(guò)程：①植株冠層相互遮擋；②植株生長(zhǎng)過(guò)程中，葉片和莖稈干物質(zhì)比例的逐漸變化[12]。本研究基于地上部生物量構(gòu)建了陜西關(guān)中地區(qū)不同水氮處理的冬小麥臨界氮濃度稀釋曲線模型。與前人構(gòu)建的冬小麥模型相比，參數(shù)a和b均有所差異。參數(shù)a表征植株生長(zhǎng)初期的內(nèi)在需氮特征[5]。本研究中補(bǔ)灌條件下的參數(shù)a值(4.85)略大于李正鵬等[7]的模型(4.82)，而雨養(yǎng)條件下的參數(shù)a值(4.73)較李正鵬等[7]的模型略小。差異的原因可能是：李正鵬等[7]所構(gòu)建模型的數(shù)據(jù)來(lái)源于2000-2014年間關(guān)中平原的冬小麥大田試驗(yàn)研究，故同時(shí)包含了灌溉和雨養(yǎng)的情形。適當(dāng)灌水可促進(jìn)植株生長(zhǎng)及其對(duì)氮素的吸收利用，也會(huì)進(jìn)一步提高達(dá)到臨界氮濃度所需要的氮儲(chǔ)量。強(qiáng)生才等[5]建立的冬小麥臨界氮濃度模型中，參數(shù)a值僅為3.96，遠(yuǎn)小于本研究得出的4.85和4.73。這主要與建模所依據(jù)的植株器官有關(guān)。本研究和文獻(xiàn)[5]分別是基于冬小麥地上部生物量和葉片干物質(zhì)建立的模型。實(shí)際上，當(dāng)葉片干物質(zhì)達(dá)到1 t/hm2時(shí)，相應(yīng)的地上部生物量已遠(yuǎn)大于1 t/hm2，早已處于稀釋階段。參數(shù)b表征植株臨界氮濃度隨干物質(zhì)增加而降低的程度。較低的b值意味著臨界氮濃度稀釋緩慢[13]。本研究中，補(bǔ)灌和雨養(yǎng)條件下的參數(shù)b值分別為0.40和0.45，均小于強(qiáng)生才等[5]基于葉片干物質(zhì)的模型b值(0.14)，而與李正鵬等[7]所構(gòu)建的模型b值(0.49)差異較小。基于地上部生物量和葉片干物質(zhì)所建立的模型間b值差異的原因可能是由于：基于葉片干物質(zhì)的模型將葉片視為作物生長(zhǎng)的中心，作物吸收的氮素首先需要滿足葉片的生長(zhǎng)，這使得基于葉片干物質(zhì)的臨界氮濃度下降緩慢[14]；而基于地上部生物量的模型，由于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段莖稈氮含量小于葉片，隨著莖稈的快速增加，地上部生物量的氮含量快速下降[15]。此外，冬小麥品種、生育期氣候條件和土壤養(yǎng)分狀況等也會(huì)一定程度上影響臨界氮濃度稀釋曲線的參數(shù)。

3.2 氮素營(yíng)養(yǎng)診斷和合理施氮量

作物體內(nèi)氮素營(yíng)養(yǎng)狀況是施氮量、土壤氮供應(yīng)、作物需氮量和作物氮吸收能力的綜合反映。準(zhǔn)確有效地植株氮素營(yíng)養(yǎng)診斷是合理施肥的基礎(chǔ)[2]?；谂R界氮濃度稀釋曲線得出的氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)不僅可診斷植株的氮營(yíng)養(yǎng)狀況，還可量化植株氮盈虧的強(qiáng)度[16]。強(qiáng)生才等[5]通過(guò)將處理間的氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)和相對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行曲線擬合，得出旱作冬小麥的最佳施氮量應(yīng)略小于210 kg/hm2。趙犇等[5]利用氮虧缺模型對(duì)小麥的氮營(yíng)養(yǎng)狀況進(jìn)行診斷發(fā)現(xiàn)，施氮量為150～225 kg/hm2時(shí)，氮虧缺值在0附近波動(dòng)，為適宜的施氮水平。本研究對(duì)上述結(jié)論也有所證實(shí)，氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)結(jié)果表明，W0 和W1條件下的適宜施氮量均處于160～240 kg/hm2之間。進(jìn)一步將各處理的施氮量與對(duì)應(yīng)的冬小麥產(chǎn)量進(jìn)行二次曲線擬合發(fā)現(xiàn)，W0條件下，達(dá)到最高產(chǎn)量的施氮量為171 kg/hm2；W1條件下，達(dá)到最高產(chǎn)量的施氮量為186 kg/hm2。

4 結(jié) 論

(1)一定水分條件下，低氮處理的冬小麥地上部生物量顯著低于中氮和高氮處理，而中氮和高氮處理間差異不顯著；一定施氮水平下，適當(dāng)補(bǔ)充灌溉有利于冬小麥地上部生物量累積。

(2)冬小麥地上部生物量與氮濃度間符合臨界氮濃度稀釋曲線模型。補(bǔ)灌條件下為 (R2=0.998**)，不補(bǔ)灌條件下為 (R2=0.998**)，該模型在年際間具有較好的穩(wěn)定性。

(3)綜合氮營(yíng)養(yǎng)指數(shù)和施氮量與產(chǎn)量的擬合曲線得出，W0 和W1條件下的合理施氮量分別為171和186 kg/hm2。

(4)2個(gè)冬小麥生長(zhǎng)季，W1N2處理的平均水分利用效率最高，分別較W0N2和W1N3處理提高10.57%和14.01%。一定施氮量條件下，補(bǔ)灌較不補(bǔ)灌具有較高的平均氮肥利用效率，其中W1N2處理的平均氮肥利用效率分別較W0N2和W1N3處理提高10.97%和55.77%。

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