謝旭東　周國勤　陳真真　徐宏　張玉博　張波　李剛　李宇峰

摘要：2014—2015年在河南省信陽市開展氮肥和播種方式對豫南稻茬小麥信麥9號產(chǎn)量和氮素利用效率的研究，設(shè)置0、150、225 kg/hm2 3個氮肥水平，撒播和條播2種播種方式。結(jié)果表明，施氮量增加有利于信麥9號產(chǎn)量、干物質(zhì)積累、子粒氮含量的提高。不同的播種方式下，單產(chǎn)均以施氮量為225 kg/hm2 達(dá)到最高水平。隨氮素供應(yīng)的增加，植株地上部吸氮量和子粒氮積累量均有不同程度升高，但氮素吸收效率、氮素利用效率、氮素農(nóng)學(xué)效率、氮素偏生產(chǎn)力、氮素表觀回收率等參數(shù)呈下降趨勢，氮素生理效率呈上升趨勢。在豫南稻茬麥區(qū)目前的生產(chǎn)水平下，條播處理的施氮量225 kg/hm2可以獲得較高的小麥產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：稻茬麥;信麥9號;氮肥;播種方式;產(chǎn)量;氮素利用效率

中圖分類號：S512.1? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）02-0020-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.02.004? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effects of nitrogen fertilizer and sowing methods on yield

and nitrogen use efficiency of Xinmai No.9

XIE Xu-dong1，ZHOU Guo-qin1，CHEN Zhen-zhen1，XU Hong2，ZHANG Yu-bo3，ZHANG Bo1，LI Gang1，LI Yu-feng1

（1.Xinyang Academy of Agricultural Science，Xinyang 464000，Henan，China;2.Huangchuan County Institute of Agricultural Science，Xinyang 464000，Henan，China;3.Huaibin County Science and Technology Board，Xinyang 464000，Henan，China）

Abstract： From 2014 to 2015， the research on the yield and nitrogen use efficiency of Xinmai No.9 was carried out in Xinyang City，Henan Province. Three nitrogen fertilizer levels of 0， 150 and 225 kg/hm2 were set， and two sowing methods of broadcast and drill seeding were set. The yield，dry matter accumulation and grain nitrogen content of Xinmai No.9 increased with the increase of nitrogen application. The highest yield were achieved when the nitrogen fertilizer level was 225 kg/hm2 in the two sowing methods. With the increase of nitrogen supply， the nitrogen uptake of the plant above ground and the amount of grain nitrogen accumulation increased， but the nitrogen uptake efficiency， nitrogen utilization efficiency， nitrogen agricultural use efficiency， nitrogen partial factor productivity， and the apparent nitrogen recovery efficiency were all declined， and the nitrogen physiological efficiency increased. Under the current production level of wheat after rice in south Henan province， 225 kg/hm2 of nitrogen application can obtain higher yield and economic benefits under the treatment of strip sowing.

Key words： wheat after rice; Xinmai No.9; nitrogen fertilizer; sowing method; yield; nitrogen use efficiency

氮素是作物生長發(fā)育過程中必不可少的營養(yǎng)元素之一，在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，小麥的干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量均隨著施氮量的增加呈上升趨勢[1-5]。生態(tài)條件、耕作方式、土壤質(zhì)地等因素的不同，小麥高產(chǎn)所需氮肥及氮肥利用效率間差異顯著[6-12]。黃淮地區(qū)旱茬小麥及長江流域稻茬麥的氮素營養(yǎng)生理研究的較為深入，豫南稻茬麥區(qū)稻茬麥相關(guān)研究較少。豫南稻茬麥區(qū)光熱水資源資源豐富，土壤保水、保肥性能好，小麥增產(chǎn)潛力大[13-15]。加強該區(qū)氮肥對小麥產(chǎn)量及其氮素利用效率影響的研究，對豫南小麥氮素優(yōu)化管理具有重要現(xiàn)實意義。

豫南稻茬麥區(qū)作為黃淮流域的重要糧食產(chǎn)區(qū)，稻茬田土壤黏度大，耕性差，易積水，田間管理粗放，缺乏配套播種機具，多采用人工免耕撒播方式田間播種，導(dǎo)致該地區(qū)小麥產(chǎn)量長期低而不穩(wěn)，已成為中國當(dāng)前重要的中低產(chǎn)麥區(qū)之一。為此，本研究通過在河南省南部信陽市稻茬麥區(qū)布置不同播種方式和氮肥用量對小麥產(chǎn)量及其氮素吸收轉(zhuǎn)運的影響進(jìn)行分析，為豫南稻茬麥小麥氮肥合理施用與高產(chǎn)高效栽培技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1? 材料與方法

1.1? 試驗地基本概況

試驗于2014—2015年在信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗基地（32.10°N，114.06°E）進(jìn)行，供試品種為弱春性品種信麥9號。試驗田前茬為水稻，土壤為砂漿黑土，肥力中等，播期0～20 cm，土壤基本養(yǎng)分含量為全氮（N）0.79 g/kg，有機質(zhì)為14.50 g/kg，有效磷（P2O5）為8.71 mg/kg，速效鉀（K20）82.7 mg/kg，pH 6.05。

1.2? 試驗設(shè)計

試驗采用播種方式和氮肥兩因素裂區(qū)設(shè)計，其中主區(qū)為條播（播量為150.0 kg/hm2）和撒播（播量為262.5 kg/hm2）;副區(qū)為施氮（純氮）處理，設(shè)N0（0 kg/hm2）、N150（150 kg/hm2）和N225（225 kg/hm2）3個供氮水平。于2014年10月20日播種，條播等行距播種（行距20 cm），撒播為均勻撒播播種，試驗小區(qū)大小為3 m×4 m，3次重復(fù)。分別選擇尿素（N 46%）、普通過磷酸鈣（P2O5 15%）和氧化鉀（K2O 60%）作為供試用氮磷鉀肥源，其中，磷、鉀肥按照P2O5 150 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2作為基肥施用，N肥按6∶4基肥追肥比施用，氮肥在起身期至拔節(jié)期追施，其他田間管理措施同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)大田栽培。

1.3? 測定項目和方法

干物質(zhì)積累：小麥主要生育時期在各小區(qū)隨機選擇取10株生長一致植株樣品按器官分開，105 ℃殺青30 min，70 ℃烘干至恒重計算干物質(zhì)積累。產(chǎn)量于成熟期各小區(qū)人工收獲10 m2小麥自然曬干后進(jìn)行脫離計產(chǎn)，折算成子粒含水量13%時的子粒產(chǎn)量。開花期和成熟期氮素積累與分配：開花期與成熟期，采用常規(guī)方法分營養(yǎng)器官和子粒兩部分測定氮含量，根據(jù)各部分干物質(zhì)積累量和氮素質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算氮素積累量。氮肥利用效率：根據(jù)成熟期產(chǎn)量、氮素積累量計算氮素利用效率相關(guān)參數(shù)，具體計算方法如下[1]：

氮素吸收效率=植株氮素積累量/施氮量

氮素利用效率=子粒產(chǎn)量/植株氮素積累量

氮素農(nóng)學(xué)效率=（施氮區(qū)的子粒產(chǎn)量-不施氮區(qū)子粒產(chǎn)量）/施氮量

氮素偏生產(chǎn)力=子粒產(chǎn)量/施氮量

氮素生理效率=（施氮區(qū)產(chǎn)量-不施氮區(qū)產(chǎn)量）/（施氮區(qū)吸氮量-不施氮區(qū)吸氮量）

氮素表觀回收率=（施氮區(qū)的植株氮素積累量-不施氮區(qū)植株氮素積累量）/施氮量

氮素收獲指數(shù)=子粒氮素積累量/植株氮素積累量

1.4? 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003和SPSS 18.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理統(tǒng)計分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 不同施氮量和播種方式對冬小麥產(chǎn)量、子粒氮含量和生物量的影響

由圖1、圖2、圖3可知，條播處理下，與不施氮處理相比，N150施氮處理和N225施氮處理對冬小麥產(chǎn)量分別增加256.8%和303.7%，子粒氮含量分別增加31.5%和36.7%，成熟期生物量分別增加93.3%和102.4%;撒播處理下，N150處理和N225處理產(chǎn)量分別增加199.9%和148.4%，子粒氮含量分別增加20.8%和25.6%，成熟期生物量分別增加71.9%和89.5%。信麥9號的子粒產(chǎn)量及其成熟期生物量在N150處理和N250處理均極顯著高于不施氮處理。在豫南稻茬麥區(qū)，條播處理下，N225處理能明顯促進(jìn)信麥9號干物質(zhì)的形成，增加其產(chǎn)量和子粒氮含量。

2.2? 不同施氮量和播種方式對冬小麥氮素利用率的影響

由表1可知，在豫南稻茬麥區(qū)，條播處理條件下，信麥9號的氮素吸收率與氮素表觀回收率分別比撒播處理顯著降低25.1%和29.1%;氮素利用效率、氮素農(nóng)學(xué)效率、氮素偏生產(chǎn)力和氮素生理效率較撒播處理分別顯著提高35.0%、23.0%、15.9%和21.5%。2播種方式氮素吸收效率、氮素利用效率、氮素農(nóng)學(xué)效率、氮素偏生產(chǎn)力、氮素表觀回收率均隨著施氮量增加呈下降趨勢，氮素生理效率隨施氮量的增加而增加。在本試驗條件下，條播處理下，N150施氮處理更能顯著增強信麥9號的氮肥增產(chǎn)能力和作物的氮利用。

2.3? 不同施氮量和播種方式對冬小麥氮素吸收和轉(zhuǎn)運的影響

由表2可知，在條播和撒播處理下，與N0處理比較，施氮處理可顯著提高信麥9號的地上部吸氮量和子粒氮積累量，地上部吸氮量N150和N225處理間差異不顯著;在條播條件下，氮素收獲指數(shù)隨著施氮量的增加而增加，撒播處理下，隨著施氮量的增加而降低，且與對照差異均達(dá)顯著水平。通過對同一氮肥水平下不同播種方式的比較發(fā)現(xiàn)，撒播處理下的信麥9號地上部吸氮量和氮素收獲指數(shù)顯著高于條播處理，子粒氮積累量低于條播條件。說明在本試驗中條播處理下，N225處理更能促進(jìn)信麥9號子粒對氮的吸收和利用能力。

3? 小結(jié)與討論

有關(guān)小麥不同生產(chǎn)環(huán)境下適宜的施氮水平及施氮方式已有諸多研究，7 000～8 000 kg/hm2的產(chǎn)量目標(biāo)下，黃淮麥區(qū)施氮量一般在180～270 kg/hm2[16-18]，長江中下游麥區(qū)在210～300 kg/hm2[19-21]，即使在較高肥力條件下，施氮量仍需達(dá)到202.5 kg/hm2[22] ，而豫南稻茬麥區(qū)中高產(chǎn)田施氮范圍在150～225 kg/hm2[23，24]。本研究中，225 kg/hm2施氮水平下，能顯著促進(jìn)干物質(zhì)的形成，增加產(chǎn)量和子粒氮含量，這與前人的研究結(jié)果一致。

不同播種方式的冬小麥根系的微環(huán)境不同，進(jìn)而影響?zhàn)B分的吸收和生長發(fā)育。在豫南稻茬麥區(qū)的生態(tài)環(huán)境下，小麥采用撒播方式播種，種子貼于地表，可以充分發(fā)揮其分蘗特性，而機播條件下，分蘗節(jié)處于地表以下，分蘗能力相對較弱，因此，需要增加施氮量以保證機播小麥正常的生長發(fā)育。

氮素的吸收、運輸和再分配是決定其利用效率高低的幾個關(guān)鍵因素，增加氮素的吸收，促進(jìn)氮素向小麥子粒運輸和積累是提高氮素利用效率的重要途徑[25，26]。在較低肥力水平下，氮素利用效率隨著施氮量的增加而先升后降[22]。在本研究中土壤肥力相對較高，隨著施氮量的增加，開花期和成熟期地上部和子粒吸氮量呈顯著上升趨勢，地上部吸氮量N150和N225處理間差異不顯著，氮素吸收效率、氮素利用效率、氮素農(nóng)學(xué)效率、氮素偏生產(chǎn)力、氮素表觀回收率呈顯著降低趨勢，氮素的生理效率呈上升趨勢，這表明在本研究施氮范圍內(nèi)，小麥庫源較平衡，隨著施氮量的增加，氮素吸收率同步增加，子粒和植株氮含量協(xié)調(diào)增加。表明在本試驗條件下，225 kg/hm2施氮水平可以獲得較高的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，施氮量超過225 kg/hm2，信麥9號的產(chǎn)量及其氮素利用效率的變化有待進(jìn)一步試驗。

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收稿日期：2019-03-15

基金項目：河南省重大科技專項（181100110200）;河南省小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項（Z2010）;“十二五”國家科技支撐計劃項目（2015BAD26B01）

作者簡介：謝旭東（1992-），男，河南南陽人，研究實習(xí)員，主要從事小麥高產(chǎn)栽培和新品種選育研究，（電話）13462640962（電子信箱）

13462640962@163.com;通信作者，周國勤（1974-），女，河南南陽人，副研究員，主要從事小麥高產(chǎn)栽培和新品種選育研究，

（電話）13503769050（電子信箱）zhouguoqin74@126.com。