石玉華，初金鵬，尹立俊，賀明榮，鄧淑珍，張 良，孫曉樂，田奇卓，代興龍

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寬幅播種提高不同播期小麥產(chǎn)量與氮素利用率

石玉華1,2，初金鵬1，尹立俊1，賀明榮1，鄧淑珍3，張 良3，孫曉樂3，田奇卓1，代興龍1※

（1. 山東農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院/作物生物學國家重點實驗室/農(nóng)業(yè)部作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室，泰安 271018；2. 濟寧市兗州區(qū)農(nóng)業(yè)局，濟寧 272000； 3. 泰安市肥城市農(nóng)業(yè)局，泰安 271600）

為明確在較寬播期范圍內(nèi)可實現(xiàn)小麥高產(chǎn)高效穩(wěn)產(chǎn)的播種方式及其理論基礎(chǔ)，采用寬幅播種和常規(guī)條播2種播種方式，設(shè)計10月3日（早播）、10日（傳統(tǒng)播期）、17日（晚播）和24日（再晚播）共4個播期處理（分別用D1、D2、D3、D4表示），研究了播種方式與播期互作對小麥產(chǎn)量和氮素吸收利用的影響。相對于常規(guī)條播，寬幅播種通過提高單位面積分蘗數(shù)和穗數(shù)，平均提高產(chǎn)量16.68%；通過提高氮素吸收效率（吸氮量/供氮量）、穩(wěn)定或提高氮素利用效率（產(chǎn)量/吸氮量），平均提高氮素利用率（產(chǎn)量/供氮量）16.64%。隨播期推遲，2播種方式下單位面積穗數(shù)、單穗籽粒質(zhì)量分別呈降低和升高趨勢，相對于D1和D2播期，寬幅條件下D3、D4播期的成熟期穗數(shù)下降比例顯著低于條播，并與其單穗籽粒質(zhì)量提高的比例相當，進而實現(xiàn)9.00 t/hm2水平的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)；常規(guī)條播下晚播因穗數(shù)大幅下降導致減產(chǎn)，平均減產(chǎn)0.34 t/hm2。隨播期推遲，2播種方式下氮素吸收效率和氮素利用效率分別呈降低和升高趨勢，相對于D1、D2播期，寬幅條件下D3、D4播期氮素吸收效率下降的幅度與氮素利用效率提升的幅度相當，因此仍可維持較高的氮素利用率；常規(guī)條播下晚播處理氮素吸收效率下降的幅度顯著高于氮素利用效率提升的幅度，進而導致氮素利用率平均降低1.01 kg/kg。相對于常規(guī)條播，小麥生產(chǎn)上采用寬幅播種，在高產(chǎn)高效的同時可實現(xiàn)較寬播期范圍內(nèi)產(chǎn)量和氮素利用率的穩(wěn)定。

作物；氮；小麥；播期；寬幅；產(chǎn)量；氮素利用率

0 引 言

播期是影響小麥生長發(fā)育、產(chǎn)量形成和氮素利用的關(guān)鍵因子，適期播種是小麥高產(chǎn)高效生產(chǎn)的保障[1-3]。播期較早，容易引發(fā)冬季、早春凍害以及花后的群體倒伏[4-5]，播期偏晚則會由于群體較小導致氮素吸收能力不足，不利于小麥高產(chǎn)[6-7]。

但是，隨著國家種植業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的深入推進，除夏玉米之外的大豆、旱稻、高粱等諸多夏秋糧作物大面積種植，而多種作物因其生育期不同導致收獲期有差異，進而影響小麥播種時間，拉長了小麥播期，尤其是對晚播小麥高產(chǎn)高效提出了更高要求。研究適宜于晚播的小麥高產(chǎn)高效穩(wěn)產(chǎn)栽培技術(shù)，既可以有效提高冬小麥莖稈抗倒性能[8-9]，也可為夏季作物晚收增產(chǎn)[10]和提高周年資源利用效率[11-12]提供技術(shù)支撐，對于提高黃淮地區(qū)夏季作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的空間、優(yōu)化區(qū)域種植結(jié)構(gòu)，確保中國糧食高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有重要意義。

氮素是影響小麥生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的重要元素，氮素高效吸收利用是小麥高產(chǎn)的保障[13]。氮素利用率（N use efficiency）由氮素吸收效率（N uptake efficiency）和氮素利用效率（N utilization efficiency）組成，提高氮素利用率即是包含提高小麥植株從土壤中吸收氮素以及提高植株利用已經(jīng)吸收的氮素進行籽粒生產(chǎn)的能力的2個過程[14-15]。前人研究發(fā)現(xiàn)，不同栽培條件下，氮素吸收效率和氮素利用效率對氮素利用率的影響各有側(cè)重[13]。有效的氮素積累是小麥高產(chǎn)的基礎(chǔ)[8,16]，但晚播會減少次生根發(fā)生數(shù)[17-19]和干物質(zhì)積累量[20]，降低地上部氮素吸收與儲存能力，進而降低氮素吸收效率；而不同播期間的氮素收獲指數(shù)和籽粒含氮量，則是影響小麥氮素利用效率的主要指標[8,13]。晚播條件下如何協(xié)調(diào)氮素吸收和利用效率，穩(wěn)定或提高氮素利用率，是亟待研究的課題。

小麥寬幅精播高產(chǎn)栽培技術(shù)是在精量、半精量播種技術(shù)的基礎(chǔ)上，以擴播幅、增行距、促勻播為核心的農(nóng)機和農(nóng)藝相結(jié)合的高產(chǎn)栽培技術(shù)。寬幅播種有利于提高小麥田間出苗率和出苗均勻度[21]，實現(xiàn)苗齊、苗勻、苗壯，促進個體健壯發(fā)育[22-23]，進而提高葉面積指數(shù)，促進光能截獲與利用，提高小麥產(chǎn)量[24-25]。小麥寬幅播種條件下個體的均勻分布對于構(gòu)建由健壯個體組建的足量群體具有重要意義，小麥寬幅播種技術(shù)的群體調(diào)節(jié)能力，為晚播條件下構(gòu)建合理群體以實現(xiàn)小麥高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和高效生產(chǎn)提供了可能。

因此，本試驗設(shè)計寬幅播種和常規(guī)條播2種播種方式，通過分析播種方式和播期互作條件下冬小麥的群體動態(tài)變化、產(chǎn)量形成和氮素吸收利用特征，以期明確播種方式對不同播期冬小麥產(chǎn)量和氮素利用率的調(diào)控效應(yīng)，為較寬播期范圍內(nèi)小麥高產(chǎn)高效穩(wěn)產(chǎn)栽培技術(shù)的集成推廣及其配套播種機械研發(fā)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2015―2016年在山東省濟寧市兗州區(qū)大安鎮(zhèn)山東大華機械有限公司試驗田進行。該試驗點地處半濕潤暖溫帶氣候區(qū)，年均日照時數(shù)2 655 h，太陽輻射總量5 219.75 MJ/m2；年均氣溫13.6℃，年均≥0 ℃積溫5 025 ℃，≥10 ℃積溫為4 505 ℃；年均無霜期225 d，降雨量733 mm，但多集中在夏季。本試驗地前茬作物為玉米，一年兩熟種植，多年秸稈還田。播前0～0.2 m土壤有機質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀質(zhì)量分數(shù)分別為15.26 g/kg、0.95 g/kg、42.50 mg/kg、18.99 mg/kg、61.07 mg/kg。播前0～1.0 m土層內(nèi)無機態(tài)氮（硝態(tài)氮和銨態(tài)氮）積累量為96.32 kg/hm2。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗選用冬小麥品種泰農(nóng)18為試驗材料，采用裂區(qū)設(shè)計，主區(qū)設(shè)置2種播種方式，分別為寬幅播種（播幅8 cm、行距26 cm）和常規(guī)條播（播幅2 cm、行距23 cm），裂區(qū)設(shè)置10月3、10、17、24日的早播、正常播期、晚播、再晚播等4個處理（分別用D1、D2、D3、D4表示），3次重復(fù)。試驗田氮肥用量為240 kg/hm2N，按4:6基追比分別于播前和拔節(jié)初期施用。磷鉀肥按P2O590 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2的施用量，于翻地前一次性施入。綜合泰農(nóng)18品種特性和前期試驗結(jié)果[13]，各處理播種密度均為405萬/hm2，其他管理措施均與普通高產(chǎn)田一致。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 群體分蘗和單株分蘗測定

于越冬期（2015年12月3日）、拔節(jié)前（2016年3月27日）在各處理內(nèi)選擇長勢均勻的1.0 m×6行區(qū)域，調(diào)查群體分蘗；同時各處理隨機取30個單株用于單株分蘗測定。

1.3.2 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的測定

各處理于成熟期（2016年6月5日）選取長勢均勻的2.0 m×6行區(qū)域，人工收割、脫粒，自然風干后稱質(zhì)量。計算單位面積籽粒產(chǎn)量，并進行粒質(zhì)量調(diào)查。同期測定單位面積穗數(shù)，并隨機取30個單穗測定穗粒數(shù)。

1.3.3 植株地上部氮素積累量的測定

成熟期于長勢均勻的區(qū)域取30個單莖，分為莖、葉、籽粒、穎殼+穗軸等4個器官，樣品烘干后稱質(zhì)量；然后植株樣品用微型植物粉碎機粉碎，采用半微量凱氏定氮法測定各器官含氮量，用以計算成熟期各器官和地上部氮素積累量。

1.3.4 氮素利用率及相關(guān)指標計算方法

氮素利用率及相關(guān)指標計算方法如下[13-15]：

供氮量（kg/hm2）=施氮量（kg/hm2）+播前0～1.0 m土層土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮積累量（kg/hm2）

氮素利用率（nitrogen use efficiency，NUE；kg/kg）=籽粒產(chǎn)量（kg/hm2）/供氮量（kg/hm2）

氮素吸收效率（nitrogen uptake efficiency，UPE；%）=成熟期地上部氮素積累量（kg/hm2）/供氮量（kg/hm2）×100%

氮素利用效率（nitrogen utilization efficiency，UTE；kg/kg）=籽粒產(chǎn)量（kg/hm2）/地上部氮素積累量（kg/hm2）

氮素收獲指數(shù)（%）=籽粒氮素積累量（kg/hm2）/成熟期地上部氮素積累量（kg/hm2）×100%

1.4 數(shù)據(jù)分析與作圖

采用Microsoft Excel 2007和DPS7.05數(shù)據(jù)分析軟件進行數(shù)據(jù)的整理和統(tǒng)計分析。方差分析采用LSD判別法判斷各影響因素的顯著性。采用Sigma plot 10.0和Microsoft Word 2007軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 播種方式與播期互作對單株分蘗與成穗、群體分蘗和穗數(shù)的影響

播種方式與播期互作顯著影響冬小麥越冬前、拔節(jié)前單株和群體分蘗數(shù)、成熟期單株成穗數(shù)和群體穗數(shù)（圖1）。各播期下，寬幅播種的越冬前、拔節(jié)前單株和群體分蘗數(shù)、成熟期單株成穗數(shù)和群體穗數(shù)均顯著高于常規(guī)條播（＜0.05）。

2播種方式下，越冬前、拔節(jié)前單株分蘗數(shù)和成熟期單株成穗數(shù)在D1、D2間均無顯著差異（＞0.05），但D3、D4播期各指標均低于D1、D2播期。寬幅條件下越冬前、拔節(jié)前單株分蘗數(shù)和成熟期單株成穗數(shù)在D3播期較D1和D2播期平均值分別低23.85%、18.24%和4.26%（＜0.05），在D4播期較D1和D2播期平均值分別低47.10%、31.23%和8.46%（＜0.05）；常規(guī)條播條件下冬前、拔節(jié)前單株分蘗數(shù)和成熟期單株成穗數(shù)在D3播期較D1和D2播期平均值分別低17.74%、19.32%和6.48%（＜0.05），在D4播期較D1和D2播期平均值分別低44.55%、31.98%和14.20%（＜0.05）。群體分蘗、穗數(shù)的變化與單株變化趨勢一致。表明2播種方式下推遲播期均會降低單株與群體分蘗數(shù)、成穗數(shù)。

圖1 播種方式與播期互作對單株分蘗、單株成穗數(shù)和群體分蘗、穗數(shù)的影響

2.2 播種方式與播期互作對單莖生產(chǎn)力的影響

播種方式對小麥成熟期單莖質(zhì)量和單穗籽粒質(zhì)量無顯著影響（圖2），各播期條件下成熟期單莖質(zhì)量和單穗籽粒質(zhì)量在2播種方式間均無顯著差異（＞0.05）。播期顯著影響冬小麥成熟期單莖質(zhì)量和單穗籽粒質(zhì)量（圖2），綜合2播種方式，雖然單莖質(zhì)量和單穗籽粒質(zhì)量在D1、D2播期間均無顯著差異（＞0.05），但D3播期的單莖質(zhì)量、單穗籽粒質(zhì)量較前兩播期平均值分別提高3.70%和3.97%（＜0.05），D4播期較前兩播期平均值分別提高10.28%和9.59%（＜0.05）。表明2播種方式下推遲播期均可提高小麥成熟期單莖質(zhì)量和單穗籽粒質(zhì)量。

圖2 播種方式和播期互作對成熟期單莖質(zhì)量和單穗籽粒質(zhì)量的影響

2.3 播種方式與播期互作對產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

播種方式與播期互作顯著影響冬小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素（表1）。各播期條件下寬幅播種的產(chǎn)量均顯著高于常規(guī)條播（＜0.05），且2種播種方式間的產(chǎn)量差異隨著播期的延遲而增大。寬幅播種條件下，各播期間產(chǎn)量均無顯著差異（＞0.05）；常規(guī)條播條件下，產(chǎn)量在D1、D2間無顯著差異，但D3、D4播期比D1分別低4.54%和7.57%（＜0.05），比D2分別低4.03%和6.62%（＜0.05），表明寬幅播種在D1至D4播期間能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)，而條播下推遲播期易導致減產(chǎn)。相對于常規(guī)條播，寬幅播種平均提高產(chǎn)量1.29 t/hm2和16.68%。

如表1所示，各播期條件下，穗粒數(shù)在2播種方式間均無顯著差異（＞0.05）。綜合2播種方式，穗粒數(shù)在D1、D2間無顯著差異（＞0.05），但D3、D4播期的穗粒數(shù)較前兩播期平均值分別提高4.43%和8.84%（＜0.05）。粒質(zhì)量在各播期間或各播種方式間均無顯著差異（＞0.05）。

表1 播種方式與播期對冬小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素相關(guān)指標的影響

注：同一列內(nèi)不同的字母代表在＜0.05水平差異顯著。

Note: Values followed by the different letters within a column are significantly different at＜0.05 as determined by the LSD test.

2.4 播種方式與播期互作對氮素利用率的影響

播種方式與播期互作顯著影響冬小麥氮素利用率（圖3）。各播期條件下寬幅播種的氮素利用率均顯著高于常規(guī)條播（＜0.05），且2種播種方式間的效率差異隨著播期的延遲而增大。寬幅播種條件下，氮素利用率在各播期間均無差異（＞0.05）；常規(guī)條播條件下，氮素利用率在D1、D2間無顯著差異（＞0.05），但D3、D4播期比D1分別低4.54%和7.57%（＜0.05），比D2分別低4.03%和6.62%（＜0.05），表明寬幅播種在D1至D4播期間能夠?qū)崿F(xiàn)氮素利用率的穩(wěn)定，而條播下推遲播期易降低氮素利用率。

圖3 播種方式和播期對冬小麥氮素利用率的影響

2.5 播種方式與播期互作對氮素吸收效率的影響

播種方式與播期互作顯著影響冬小麥成熟期地上部氮素積累量和氮素吸收效率（圖4）。各播期條件下，寬幅播種的地上部氮素積累量和氮素吸收效率均顯著高于常規(guī)條播（＜0.05）。2播種方式下，冬小麥地上部氮素積累量在D1、D2間均無顯著差異（＞0.05），但在寬幅條件下D3、D4播期較D1和D2播期平均值分別降低9.98%和18.47%（＜0.05），條播條件下D3、D4播期較D1和D2平均值分別降低7.30%和13.06%（＜0.05）。氮素吸收效率與地上部氮素積累量表現(xiàn)出相似的規(guī)律，表明推遲播期不利于提高小麥氮素積累與吸收。

圖4 播種方式和播期對冬小麥地上部氮素積累量和氮素吸收效率的影響

2.6 播種方式與播期互作對氮素利用效率及其相關(guān)指標的影響

播種方式與播期互作顯著影響冬小麥氮素利用效率（圖5）。在D1至D3播期，2播種方式間的氮素利用效率無顯著差異，但在D4條件下寬幅播種的氮素利用效率較條播提高10.57%（＜0.05）。2播種方式下，冬小麥氮素利用效率在D1、D2間均無顯著差異（＞0.05），但在寬幅條件下D3、D4播期較D1和D2播期平均值分別提高9.79%和19.16%（＜0.05），條播條件下D3、D4播期較D1和D2播期平均值分別提高4.05%和9.22%（＜0.05），表明推遲播期有利于提高小麥氮素利用效率。相對于常規(guī)條播，寬幅播種氮素利用率平均增效3.82 kg/kg和16.64%。

圖5 播種方式和播期對冬小麥籽粒氮素積累率、氮素收獲指數(shù)、籽粒氮素質(zhì)量分數(shù)和氮素利用效率的影響

播種方式與播期互作對與氮素利用效率相關(guān)的氮素收獲指數(shù)、籽粒氮素積累量、籽粒氮素質(zhì)量分數(shù)亦有顯著影響（圖5）。各播期條件下寬幅播種的氮素收獲指數(shù)均顯著高于常規(guī)條播（＜0.05），寬幅播種下氮素收獲指數(shù)在各播期間無顯著差異（＞0.05），而在常規(guī)條播下氮素收獲指數(shù)隨播期推遲呈下降趨勢（＜0.05），表明寬幅播種下播期對氮素向籽粒的分配無影響，而條播下晚播會降低氮素向籽粒的分配比例。

各播期條件下寬幅播種的籽粒氮素積累量均顯著高于常規(guī)條播（＜0.05）。2播種方式下冬小麥籽粒氮素積累量在D1、D2間均無顯著差異（＞0.05），但在寬幅條件下D3、D4播期較D1和D2播期平均值分別降低9.49%和18.49%（＜0.05），條播條件下D3、D4播期較D1和D2播期平均值分別降低8.40%和14.81%（＜0.05），表明推遲播期不利于小麥籽粒氮素積累。

各播期條件下寬幅播種的籽粒氮素質(zhì)量分數(shù)均顯著高于常規(guī)條播（＜0.05）。2播種方式下冬小麥籽粒氮素質(zhì)量分數(shù)在D1、D2間均無顯著差異（＞0.05），但在寬幅條件下D3、D4播期較D1和D2播期平均值分別降低3.09%和7.45%（均＜0.05），條播條件下D3、D4播期較D1和D2平均值分別降低3.92%和9.67%（＜0.05），表明推遲播期會降低籽粒氮素質(zhì)量分數(shù)。

3 討 論

合理的播幅與行距配置有利于提高小麥群體分布均勻度，緩解群體與個體矛盾。通過適當擴大播幅與行距，寬幅播種可以有效促進小麥植株均勻分布[21]，提升個體發(fā)育質(zhì)量[22-23]，提高旗葉葉綠素含量、凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率等指標[26]，改善群體光合性能，提高小麥產(chǎn)量。其良好的增產(chǎn)效應(yīng)使得該項技術(shù)在全國各麥區(qū)已開展大量研究與應(yīng)用[27-28]。本試驗中，寬幅播種的穗數(shù)顯著高于常規(guī)條播處理，并獲得了較高的籽粒產(chǎn)量，這與李世瑩等[24-25]、韓惠芳等[29]關(guān)于寬幅播種通過提高單位面積穗數(shù)提升小麥產(chǎn)量的研究結(jié)果相一致。

小麥的高產(chǎn)源于產(chǎn)量三因素（穗數(shù)、穗粒數(shù)和粒質(zhì)量）的協(xié)調(diào)，而穗數(shù)與穗粒數(shù)和粒質(zhì)量之間往往呈現(xiàn)負相關(guān)關(guān)系[16]。晚播條件下小麥冬前和春季分蘗數(shù)降低，導致單位面積穗數(shù)減少[30-32]。由于產(chǎn)量三因素的協(xié)調(diào)，群體較低時穗粒數(shù)、粒質(zhì)量或單穗籽粒質(zhì)量會有所提高。因此，栽培措施如果在小麥晚播時能夠延緩穗數(shù)下降幅度，使其下降的比例相當于或者低于單穗籽粒質(zhì)量的提高比例，即會在晚播條件下形成穩(wěn)產(chǎn)或者增產(chǎn)。

本試驗中，盡管D1和D2播期間的單位面積穗數(shù)無差異，但由于冬、春季分蘗數(shù)的降低，2播種方式下D3、D4播期的穗數(shù)均顯著下降，這與前人研究[22-24]是一致的。然而，寬幅播種因較高的冬、春季群體分蘗數(shù)量，其D3、D4穗數(shù)下降比例（分別為4.26%、8.46%）顯著低于條播處理（D3、D4下降比例分別為6.48%、14.20%），并與單穗籽粒質(zhì)量提高的比例相當（D3、D4相較于D2處理分別提高3.97%和9.59%），所以晚播條件下采用寬幅播種仍可獲得較高的產(chǎn)量，而常規(guī)條播由于穗數(shù)的降低導致大幅減產(chǎn)。

在作物氮素利用評價指標方面，前人定義了氮素回收率、氮肥偏生產(chǎn)力、氮素利用率等多種指標[14,33]，各指標反映的植株氮素利用能力亦不相同。本文參考Moll等[15]的研究，將氮素利用率定義為單位供氮量所能生產(chǎn)的籽粒產(chǎn)量，其單位供氮量包括投入的肥料氮和播前0～1.0 m土層中的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮積累量。該定義包含從植株對供應(yīng)氮素的吸收和利用吸收的氮素進行籽粒生產(chǎn)2個過程，前者為氮素吸收效率，是地上部氮素積累量與供氮量的比值，后者為氮素利用效率，是指成熟期單位吸氮量所能生產(chǎn)的籽粒產(chǎn)量，二者的乘積即為氮素利用率。該定義平衡了作物在吸收和利用氮素過程中土壤與植株的關(guān)系，已為多數(shù)作物生理學者所接受并得到了廣泛應(yīng)用[14,34]。本試驗中，寬幅播種的氮素吸收效率顯著高于條播處理，其氮素利用效率與條播相當（D1-D3播期）或顯著高于條播處理（D4播期），由此獲得了較高的氮素利用率。

相對于早播或傳統(tǒng)播期，晚播不利于次生根的發(fā)生，雖然在春季根系發(fā)生量較多[35]，但總根量和根長密度顯著減少[7,17-18]，進而降低成熟期地上部氮素積累量[4,6,19]，降低氮素吸收效率。本試驗的研究結(jié)果與前人一致，寬幅、條播條件下推遲播期均造成了氮素吸收效率的下降。

氮素利用效率反映作物利用吸收的氮素進行籽粒生產(chǎn)的能力，與氮素收獲指數(shù)成正比，與籽粒含氮量呈反比[13-14]。本試驗中，推遲播期均提高了小麥氮素利用效率，但2播種方式下提高幅度并不一致。相對于早播和傳統(tǒng)播期，寬幅條件下晚播處理的籽粒氮素積累量和地上部氮素積累量下降的幅度基本一致，因此各播期間氮素收獲指數(shù)并無顯著差異，D3、D4播期氮素利用效率的提升主要源于其較低的籽粒含氮量；而常規(guī)條播條件下晚播處理的籽粒氮素積累率下降幅度（D3、D4分別為8.40%和14.81%）高于地上部氮素積累量下降幅度（D3、D4分別為7.30%和13.06%），由此導致晚播處理較低的氮素收獲指數(shù)，雖然籽粒含氮量亦有所降低，但常規(guī)條播晚播處理的氮素利用效率提升幅度（D3、D4分別為4.05%和9.22%）顯著低于寬幅播種（D3、D4分別為9.79%和19.16%）。

晚播條件下氮素利用率的變化則與氮素吸收效率下降和氮素利用效率提升的幅度有關(guān)。寬幅條件下晚播處理氮素吸收效率下降幅度（D3、D4分別下降9.98%和18.47%）與氮素利用效率提升幅度（D3、D4分別為9.79%提高19.16%）相當，因此仍可維持較高的氮素利用率；常規(guī)條播條件下晚播處理氮素吸收效率下降的幅度（D3、D4分別下降7.30%和13.06%）顯著高于氮素利用效率提升的幅度（D3、D4分別提高4.05%和9.22%），因而導致了氮素利用率的降低。

4 結(jié) 論

相對于常規(guī)條播，寬幅播種通過提高單位面積分蘗數(shù)和穗數(shù)大幅提高小麥產(chǎn)量（平均增產(chǎn)1.29 t/hm2），并通過提高氮素吸收效率、穩(wěn)定或提高氮素利用效率，顯著提高氮素利用率（平均增效3.82 kg/kg）。晚播條件下寬幅播種可降低穗數(shù)下降的幅度，實現(xiàn)9.00 t/hm2水平的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，并通過氮素利用效率的提升抵消氮素吸收效率的下降，穩(wěn)定氮素利用率。常規(guī)條播處理因晚播下穗數(shù)下降幅度較大，形成減產(chǎn)（10月17日和24日播種處理平均減產(chǎn)0.34 t/hm2），并由于氮素收獲指數(shù)的下降導致氮素利用效率提升幅度較低，不能抵消大幅下降的氮素吸收效率，進而降低氮素利用率（10月17日和24日播種處理平均降低1.01 kg/kg）。相對于常規(guī)條播，小麥生產(chǎn)上采用寬幅播種，在高產(chǎn)和氮素高效利用的同時可以在較寬的播期范圍內(nèi)實現(xiàn)產(chǎn)量和氮素利用率的穩(wěn)定。

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Wide-range sowing improving yield and nitrogen use efficiency of wheat sown at different dates

Shi Yuhua1,2, Chu Jinpeng1, Yin Lijun1, He Mingrong1, Deng Shuzhen3, Zhang Liang3, Sun Xiaole3, Tian Qizhuo1, Dai Xinglong1※

(1.//271018,; 2.272000,; 3.,271600,)

With the diversification of the regional crop farming structure, different harvest times for diverse summer crops have prolonged the sowing duration of winter wheat, which significantly affects the stability of grain yield and nitrogen fertilizer utilization. Two sowing patterns (wide-range and drilling sowing) and four sowing dates (3, 10, 17, and 24 Oct., designated as D1, D2, D3, and D4, respectively) were used to investigate the effects of sowing pattern and sowing date on the yield and nitrogen-use efficiency (yield per unit available N, NUE), and to identify a suitable sowing pattern within the prolonged sowing dates, and its theoretical basis. The results showed that, compared with the drilling sowing pattern, wide-range sowing resulted in an average 16.68% greater yield by increasing the numbers of tillers and spikes per unit area. Furthermore, wide-range sowing resulted in an average 16.64% greater NUE by significantly (<0.05) improving the N uptake efficiency (the ratio of absorbed N to available N, UPE), maintaining or improving the N utilization efficiency (yield per unit absorbed N, UTE). Within each sowing pattern, the spikes per unit area were significantly (<0.05) decreased and the grain weight per spike was significantly (<0.05) increased, as the sowing date was delayed. Compared with D1 and D2, the number of spikes per unit area at D3 and D4 with wide-range sowing decreased by 4.26% and 8.46%, respectively, which was much lower than with drilling sowing (6.48% and 14.20%, respectively) (<0.05). The improved kernel weight per spike at D3 and D4 with wide-range sowing offset the decreased number of spikes per unit area and a stable grain yield was obtained (around 9.00 t/hm2). However, the significant (<0.05) reduction in number of spikes per unit area with drilling sowing on D3 and D4 resulted in a reduced yield, by an average of 0.34 t/hm2. Within each sowing pattern, the UPE was significantly (<0.05) decreased and the UTE was significantly (<0.05) increased, as the sowing date was delayed. Compared with D1 and D2, the UTE at D3 and D4 with wide-range sowing was increased by 9.79% and 19.16%, respectively, which offset the reduced UPE (by 9.98% and 18.47%, respectively); therefore, the NUE was maintained. However, the significant (<0.05) reduction of UPE at D3 and D4 with drilling sowing resulted in a reduced NUE by an average of 1.01 kg/kg. Compared to the drilling, the wide-range sowing pattern maintained a high grain yield and NUE when sowing relatively late.

crops; nitrogen; wheat; sowing date; wide-range sowing; yield; nitrogen use efficiency

10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.017

S512.1+1

A

1002-6819(2018)-17-0127-07

2018-03-29

2018-07-24

國家重點研發(fā)計劃（2016YFD0300403）；國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（2015CB150404）；山東省自然科學基金（ZR2018BC034）

石玉華，博士，農(nóng)藝師，主要從事小麥栽培生理研究。 Email：13805472386@163.com

代興龍，講師，主要從事作物生理生態(tài)與高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效栽培理論與技術(shù)研究。Email：adaisdny@163.com

石玉華，初金鵬，尹立俊，賀明榮，鄧淑珍，張 良，孫曉樂，田奇卓，代興龍. 寬幅播種提高不同播期小麥產(chǎn)量與氮素利用率[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2018，34(17)：127－133. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.017 http://www.tcsae.org

Shi Yuhua, Chu Jinpeng, Yin Lijun, He Mingrong, Deng Shuzhen, Zhang Liang, Sun Xiaole, Tian Qizhuo, Dai Xinglong. Wide-range sowing improving yield and nitrogen use efficiency of wheat sown at different dates[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(17): 127－133. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.017 http://www.tcsae.org