栽培模式、施氮量对旱作春玉米农田矿质氮和产量的影响

张　悦，岳善超，李　婷，李世清,

(1.西北农林科技大学资源环境学院， 陕西 杨凌 712100；

2.西北农林科技大学，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室， 陕西 杨凌 712100)



栽培模式、施氮量对旱作春玉米农田矿质氮和产量的影响

张悦1，岳善超2，李婷1，李世清1,2

(1.西北农林科技大学资源环境学院， 陕西 杨凌 712100；

2.西北农林科技大学，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室， 陕西 杨凌 712100)

摘要：研究了旱地不同栽培模式(全膜双垄沟和传统种植模式)和施氮量(0、170、200、230 kg·hm-2)对春玉米生长期间矿质氮和产量的影响。结果表明：不同处理条件下，硝态氮主要分布在0～40 cm土层，施氮量越高土壤中硝态氮的含量也就越高，随土层深度增加硝态氮含量降低；不同栽培模式对土壤中硝态氮的分布有明显影响，全膜双垄沟模式有助于玉米植株高效吸收利用土壤中的氮素，施氮量为0、170、200、230 kg·hm-2处理的吸氮量分别提高了89.3%、51.1%、66.6%和102.8%，所有处理的吸氮量平均提高77.4%，从而减少土壤硝态氮的残留，而传统种植模式的玉米植株利用土壤氮素效率低，易造成硝态氮残留在土壤中，当遇到强降雨时硝态氮的淋洗现象严重，将硝态氮迁至作物无法吸收利用的土壤深度，造成资源浪费；而铵态氮在土壤中不易迁移，施氮量、栽培模式及玉米不同生育时期对铵态氮在土壤剖面中的分布几乎没有影响；玉米的植株吸氮量与玉米产量成正比，施氮处理植株吸氮量与产量显著高于不施氮处理，但是不同施氮处理间的差异不显著。全膜双垄沟模式下春玉米的最佳施氮量为200 kg·hm-2，而传统种植模式下的最佳施氮量为170 kg·hm-2，且在干旱地区宜采用全膜双垄沟栽培模式种植春玉米。

关键词：栽培模式；施氮量；硝态氮；产量；氮肥表观损失；氮肥利用率

黄土高原气候较干旱，降水是黄土高原地区水资源的主要补给来源[1-2]。年降雨量少而集中，时空分布极不均匀(主要集中在7-9月)，而田间蒸发量大，使得水分成为该地区限制农作物生长的主要因素。王麒翔等[3]对黄土高原近50年的降水变化特征研究表明，黄土高原地区缺水情形将会更为严峻，因暴雨导致的剧烈水土流失仍不会有明显缓解。因此，如何高效利用有限的降水资源是提高黄土高原农作物产量的关键。而地膜覆盖能够保蓄休闲期降雨，提高早春季节土壤含水量，减少土面无效蒸发，促进土壤水分的有效利用[4-7]。此外，黄土高原地区早春温度偏低，昼夜温差较大，而玉米播种后种子在6℃～7℃时开始萌动，但发芽缓慢，地温在10℃以上时出苗才较快，20℃～24℃时，根系生长健壮。杨祁峰[8]等进行了不同覆膜方式的研究，结果表明各种方式的覆盖均能提高土壤温度，但以全膜双垄沟栽培方式提高温度幅度最大，而且该栽培方式耕层地温最适宜玉米根系的生长。

氮是所有生物体都必不可少的元素，对植物来说，氮是最重要又是最难管理的营养元素[9]。其中，矿质氮(硝态氮和铵态氮)是作物根系吸收氮的主要形式[10]。西欧一些国家一般以土壤矿质氮作为推荐施肥的依据[11-13]。然而，近年来玉米氮肥不合理施用问题越来越严重，氮肥施用过量与不足同时并存，这不仅导致氮肥利用率低下，肥料增产效益下降，同时更造成了水体的污染，对生态环境构成潜在威胁，直接影响到农田系统的可持续利用[14-15]。

本试验主要研究了地膜覆盖和施氮对春玉米生长季节农田矿质氮的动态变化的影响，以期在保证玉米高产的前提下寻求最佳施氮量，为旱地春玉米的合理施肥提供参考依据。

1材料与方法

1.1试验区概况

试验在中国科学院水利部水土保持研究所长武农业生态试验站进行，试验站位于黄土高原中南部陕甘交界处陕西省咸阳市长武县洪家镇王东村，北纬35°12′，东经107°40′，海拔1 200 m，属暖温带半湿润大陆性季风气候，年均降水584 mm，年均气温9.1℃，无霜期171 d，地下水埋深50～80 m，属典型旱作农业区。地貌属高原沟壑区，塬面和沟壑两大地貌单元各占35%和65%。地带性土壤为黑垆土，系统分类名称为简育干润均腐土(Hap-UsticIsohumisol)，土体结构均匀疏松，是黄土高原沟壑区典型代表性土壤。试验地0～20 cm土层土壤有机质含量为13.92 g·kg-1，土壤全氮含量0.97 g·kg-1，硝态氮含量10.79 mg·kg-1，铵态氮含量为2.14 mg·kg-1，有效磷含量11.0 mg·kg-1，pH值为8.36。

1.2试验设计

试验包含两个试验因素，即氮肥施用量和栽培模式。氮肥施用量分4个水平，分别为0(N0)、170(N170)、200(N200) kg·hm-2和230(N230) kg·hm-2。栽培模式采用全膜双垄沟和传统种植两种模式，所谓的全膜双垄沟(图1)即大垄宽60 cm，高5 cm，小垄宽40 cm，高15 cm，周年覆膜；为减少其他因素的影响，传统种植模式也采用同样的垄作方式种植。所有试验处理设置3个重复，小区面积为30 m2，采用完全随机区组试验方案。供试玉米品种为‘先玉335’，种植密度为80 000 株·hm-2。

图1全膜双垄沟模式

Fig.1Scheme of the whole film double furrow

氮肥分3次施入，基肥和种肥一次施入，八叶期和吐丝期分别追肥，3次的比例为4∶3∶3，氮肥为含氮量46%的尿素。磷肥和钾肥做基肥和种肥，一次性施入。磷肥为含P2O512%的过磷酸钙，施用量为P 40 kg·hm-2；钾肥为含K2O 45%的硫酸钾，施用量为K 80kg·hm-2。

于2013年4月24日播种，2013年9月10日收获记产，玉米生育期降水量为413.3 mm。玉米生长期间按时进行定苗、除草及追肥等田间管理，农田水分来源为天然降水。

1.3测定项目与分析方法

1.3.1土壤硝态氮和铵态氮的测定在春玉米播种前(PT)、八叶期(V8)、吐丝期(R1)、乳熟期(R3)和完熟期(R6)，在小区内取0～200 cm土样，分为10层，每20 cm一层。

土样采集后，一部分立即用烘干法测定土壤含水量，另一部分新鲜土样带回实验室测定土壤硝态氮和铵态氮含量。测定步骤:称取5.00 g土壤鲜样，加入50 mL浓度为1 mol·L-1的KCl溶液，25℃、200 r·min-1条件下震荡1 h后过滤，浸提液冷藏保存或立即用流动分析仪SYSLYZER 3000测定土壤硝态氮和铵态氮含量。

1.3.2玉米植株氮吸收量的测定在玉米收获时期(R6)，取植物样品，每小区取3株。样品取回后在105℃杀青30 min后，温度降至70℃烘干，称重。粉碎后采用凯氏定氮法测定植株全氮含量。

1.3.3相关指标计算公式

(1) 土壤剖面不同层内硝态氮、铵态氮含量：

A=p×(50+v)/m

式中，A为硝态氮、铵态氮含量(mg·kg-1)；p为硝态氮、铵态氮测定浓度(mg·L-1)；50为浸提液体积(mL)；v为5g鲜土含水体积(mL)；m为烘干土质量(g)。

(2) 土壤剖面不同层内硝态氮、铵态氮累积量：

A=h×ρ×p×10/100

式中，A为硝态氮、铵态氮累积量(kg·hm-2)；ρ为土壤容重(g·cm-3)；h为土层厚度(cm)；p为硝态氮、铵态氮浓度(mg·kg-1)。

(3) 其他指标计算公式

氮表观矿化(kg·hm-2)=不施氮区地上部吸氮量+收获后土壤NO3--播前土壤NO3-

氮表观损失(kg·hm-2)=播前土壤NO3-+施氮量+表观矿化量-施氮区地上部吸氮量-收获后土壤NO3-

氮肥利用率(%)=(施氮区地上部分氮累积量-不施氮区地上部分氮累积量)/施氮量×100%

1.3.4数据处理利用Excel 2007和SPSS 19.0软件进行数据处理。

2结果与分析

2.1不同栽培模式下施氮量对土壤硝态氮时空分布的影响

全膜双垄沟处理条件下(图2)，从整体来看随施氮量增加土壤硝态氮含量也增加，且主要分布在0～40 cm的土层，随深度的增加硝态氮含量减少。其中V8时期，N0处理0～40 cm土层的硝态氮含量显著低于其他3个氮处理(P<0.05)，其他土层均无显著差异。V8采样后追施氮肥，R1时期的土样分析表明施氮量高的处理残留的硝铵态氮也主要残留在40 cm以上土层，下层无显著差异。R1采样后追施氮肥，之后由于较大的强降雨(7月22日，降雨120 mm)，使得玉米到R3时期时，除不施氮处理外其他处理的下层土壤中硝态氮含量有一定的增加，但未达到显著程度。到玉米收获时，下层土壤中硝态氮的含量有所减少，但不施氮处理的硝态氮含量最少。玉米的各个生育期，可以看出不施氮处理与施氮处理在0～20 cm土层的硝态氮含量有显著差异(P<0.05)，但施氮处理之间的无显著差异。

传统种植条件下(图3)，V8时期各处理的土壤硝态氮主要分布在0～20 cm土层，硝态氮含量为N230>N200>N170>N0，且N230处理在该土层的硝态氮含量显著高于其他3个处理(P<0.05)，N200与N170处理在该土层的硝态氮含量显著高于N0处理(P<0.05)，而20～200 cm土层间，各处理的硝态氮含量随深度增加而减少，无显著差异。V8采土样后追施氮肥，到R1时期，由于强降雨的影响(7月22日降雨120 mm，7月23日采集土壤样品)，导致施氮处理0～80 cm土层出现不同程度的硝态氮淋洗现象，使得施氮处理硝态氮含量显著高于不施氮处理(P<0.05)，N170和N200处理的硝态氮主要淋洗到60 cm的土层深度，N230处理主要淋洗到80 cm的土层深度，不施氮处理没有淋洗现象。R1采样后追施氮肥，到R3时期时，表层硝态氮含量依然是N230>N200>N170>N0，然后随深度增加硝态氮含量减少，N0、N170、N200在40～200 cm深度的硝态氮含量差异不显著，但N230处理的硝态氮含量在60 cm土层突然增高，80 cm土层深度处出现峰值，然后逐渐降低，40～140 cm土层深度的硝态氮含量与其他3个处理差异显著(P<0.05)，这是强降雨造成的高氮处理的硝态氮淋洗现象，160～200 cm深度的硝态氮含量与其他3个处理无显著差异。到收获期R6时，不施氮处理硝态氮含量最低，而高氮处理仍有明显的硝态氮淋洗现象，硝态氮主要淋洗到80～120 cm土层间，与其他3个处理达到显著水平(P<0.05)，140～200 cm土层相对于其他处理也有明显的淋洗现象，但未达到显著水平。

2.2不同栽培模式下施氮量对铵态氮在土壤剖面中分布的影响

李生秀等[16]研究表明，铵态氮在土壤中不易迁移。本试验结果表明，铵态氮含量在不同处理条件下变动很小，在全膜双垄沟处理条件下(图4)，施氮对土壤中铵态氮的含量并没有显著影响，而随土层深度增加，铵态氮的分布也无明显规律。玉米各生育期的铵态氮含量都很低，铵态氮含量范围在0.58～6.06 mg·kg-1之间，R3时期铵态氮含量稍高，这可能是强降雨造成的。到玉米收获期，铵态氮的含量最低，低于2 mg·kg-1。

注：V8—八叶期；R1—吐丝期；R3—乳熟期；R6—完熟期。下同。

Note: V8—eighth leaf; R1—silking; R3—milk; R6—physiological maturity. The same below.

图2全膜双垄沟栽培模式下施氮量对土壤硝态氮时空分布的影响

Fig.2Effects of nitrogen application rate on soil nitrate distribution with the whole film double furrow cultivation pattern

传统种植条件下(图5)，施氮对土壤中铵态氮的含量没有显著影响，铵态氮含量均处于较低水平，V8、R1、R3时期的铵态氮含量稍高，含量范围为2.67～6.92 mg·kg-1，且各处理间的铵态氮含量无显著差异，玉米收获时，铵态氮含量最低，各处理的铵态氮含量均低于2 mg·kg-1。

试验结果表明，氮肥施用量、栽培模式或玉米不同生育时期对铵态氮在土壤剖面中的分布影响很小，在同一处理的土壤剖面中，不同土层间也无明显差异。

2.3不同栽培模式下施氮量对土壤中硝态氮累积量的影响

表1为全膜双垄沟栽培模式种植的春玉米收获后不同土层的硝态氮累积量。

表1　全膜双垄沟模式下各处理不同

注：同列数据后不同字母表示在0.05水平上差异显著(P<0.05，LSD)，下同。

Note: Different letters in the same column represent significant differences among the treatments atP<0.05. The same below.

图3传统种植栽培条件下施氮量对土壤硝态氮时空分布的影响

Fig.3Effects of nitrogen application rate on soil nitrate accumulation distribution by the traditional planting cultivation

从表1中看出，硝态氮主要分布在0～40 cm的土层，N0、N170、N200和N230处理0～40 cm土层的硝态氮累积量分别占0～200 cm土层总累积量的46.0%、52.4%、46.1%、56.8%，是玉米所吸收氮素的主要供应层。不施氮处理在40～100 cm土层的硝态氮累积量与施氮处理有显著差异，施氮处理间无差异。各处理在100～200 cm土层的硝态氮累积量无差异。施氮处理在0～200 cm土层的硝态氮累积量显著高于不施氮处理，而施氮处理之间无显著差异。

表2为传统种植模式下的春玉米收获后不同土层的硝态氮累积量，传统种植模式下各土层硝态氮的累积量都比全膜双垄沟模式下的累积量高，这是因为传统种植模式下玉米吸收量少，使残留在土壤中的硝态氮多。N0、N170、N200、N230处理在0～40 cm土层的硝态氮累积量较低，分别占0～200 cm土层总累积量的45.2%、27.5%、41.2%、26.8%，尤其是N230处理，硝态氮总累积量最多，达到221.6 kg·hm-2，0～40 cm的硝态氮累积量仅占总累积量的26.8%，而40～100 cm土层的硝态氮累积量占0～200 cm土层总累积量的33.4%，100～200 cm土层的硝态氮累积量占总累积量的39.8%，有明显的硝态氮淋洗现象。N230处理0～200 cm土层的累积量显著高于其他处理，所以对于传统种植处理该施氮量是过量的。

表2　传统种植模式下各处理不同土层的

图4全膜双垄沟栽培模式下施氮量对土壤铵态氮时空分布的影响

Fig.4Effects of nitrogen application rate on soil ammonium distribution with the whole film double furrow cultivation patterns

2.4不同施氮量下玉米产量及植株吸氮量

从产量方面来看，同种栽培模式下，随施氮量的增加，玉米产量也随之增加(表3)，但是这种增加并不是无限制的，传统种植模式下施氮量超过170 kg·hm-2时，产量增加的不显著，施氮230 kg·hm-2条件下产量反而降低，这可能是由于施氮过量造成的玉米倒伏的结果；全膜双垄沟模式条件下随施氮量增加玉米产量也增加，但不同施氮处理之间无显著差异。全膜双垄沟处理的产量显著高于传统种植处理，这进一步证明了覆膜栽培的优越性。从玉米植株吸氮量方面来看，随施氮量增加，玉米植株的吸氮量也随之增加，且全膜双垄沟处理的植株吸氮量显著高于传统种植处理(表3)。在传统种植处理条件下，施氮处理的植株吸氮量显著高于不施氮处理，施氮处理间无显著差异，但施氮230 kg·hm-2时吸氮量减少，这可能也是玉米倒伏造成的；全膜双垄沟处理条件下，N0处理与N170处理的植株吸氮量无显著差异，但与N200、N230的植株吸氮量差异达到显著水平。

表3　不同施氮量下玉米产量及植株吸氮量

注：CK、FM分别表示传统种植模式(无覆盖)、全膜双垄沟模式(全膜覆盖)，下同。

Note: CK and FM stand for the traditional planting pattern (non-mulching) and the whole film double furrow cultivation pattern (plastic film-mulching), and hereinafter.

图5传统种植栽培条件下施氮量对土壤铵态氮时空分布的影响

Fig.5Effects of nitrogen application rate on soil ammonium distribution by the traditional planting cultivation

2.5不同栽培模式下的氮肥利用率及表观损失

在玉米的生长过程中，0～100 cm的土层深度范围是玉米根系吸收养分的主要土层[17]，其中0～100 cm土壤的播前硝态氮累积量为50.5 kg·hm-2，传统种植模式条件下的氮表观矿化为83.9 kg·hm-2，全膜双垄沟模式条件下的氮表观矿化为160.9 kg·hm-2。氮肥利用率的计算结果表明(表4)，在传统种植条件下施氮处理间的氮肥利用率没有显著差异，N230处理的氮肥利用率较低，这可能是由于吐丝期玉米倒伏降低了玉米对氮肥的吸收造成的；在全膜双垄沟条件下，N230处理的氮肥利用率显著高于N170处理，而N200处理氮肥利用率与其他两个氮肥处理无显著差异。全膜双垄沟模式的氮肥利用率显著高于传统种植模式的氮肥利用率，全膜双垄沟条件下N170的氮肥利用率较低，这主要是由于全膜不施氮处理的吸氮量较高。

氮肥表观损失的计算结果表明(表4)，在传统种植下，玉米收获后N170处理的氮肥表观损失显著低于N200与N230处理，在全膜双垄沟下，N170处理显著高于N230处理，而N200处理与其他两个施氮处理无显著差异。

表4　玉米全生育期0～100 cm土层氮肥利用率及表观损失

3讨论

3.1全膜双垄沟栽培模式的增产效果与植株吸氮量的提高

全膜双垄沟播技术集覆盖抑蒸、垄沟集雨、垄沟种植技术为一体，实现了保墒蓄墒、就地入渗和雨水富集的效果，适用于干旱地区玉米的种植，并能使玉米等作物增产30%以上[18]。有研究表明[19]，在2006年甘肃省中东部14个旱作农业区示范全膜双垄沟播技术推广试验中，玉米的产量较对照平均增产38.6%。张雷等[20]在榆中县清水驿乡开展的玉米不同覆膜模式试验，结果得出：全膜双垄沟播较垄作条膜覆盖栽培玉米产量净增2 444.2 kg·hm-2，增产37.9%。而本试验结果也表明，全膜双垄沟模式种植的玉米较传统栽培模式也均有增产效果，其中N0处理增产125.8%，N170处理时增产61.9%，N200处理时增产78.5%，N230处理时增产127.6%，所有处理平均增产98.45%，效果非常显著。

产量的增加与玉米植株吸氮量的提高有着密不可分的关系，本试验结果表明，全膜双垄沟模式种植的玉米较传统栽培模式的吸氮量也都有提高，其中N0处理的吸氮量提高89.3%，N170处理提高51.1%，N200处理提高66.6%，N230处理提高102.8%，所有处理的吸氮量平均提高77.4%，有效地提高了旱作春玉米的吸氮量，进而提高氮肥利用率，减少氮肥资源的浪费。

3.2全膜双垄沟栽培模式对氮肥表观矿化的影响

栽培措施可以改变作物生长的微环境，如土壤温度、水分情况等，因而也会影响土壤中氮的存在形态及分布。Stanford等[21]证明在一定温度范围内(-4℃～40℃)，随温度的升高，氮矿化数量和矿化速率均会增加。Jennifer等[22]的研究表明，温度在25℃～35℃之间时氮矿化量最大，土壤水分含量高时氮矿化量也会增大。而覆膜可以增加土壤温度、提高土壤水分、提高土壤微生物的活性等，进而促进氮素的矿化。关维刚等[23]研究表明，氮矿化量的大小为覆膜>覆草>常规，其中覆膜的氮矿化量是常规的2.24倍，覆草的氮矿化量是常规的2.15倍。而在本试验中，不施氮时，传统栽培模式下的氮表观矿化为83.9 kg·hm-2，全膜双垄沟模式条件下的氮表观矿化为160.9 kg·hm-2，全膜双垄沟模式下的氮矿化量是传统栽培模式下的1.92倍。结果表明，覆盖能促进土壤中氮素的矿化，进而使玉米植株充分利用土壤中的氮素。

3.3全膜双垄沟栽培模式对氮肥利用的影响

王喜庆[23]等研究认为，地膜覆盖后能使氮肥肥效明显提高。但也有研究表明，地膜覆盖后，反而使氮肥利用效率下降。Al-Assi等[24]的研究表明，地膜覆盖能使土壤中有机氮的矿化速率增加，使得土壤中硝态氮含量显著增加，从而导致氮肥肥效不明显。例如本试验中，全膜双垄沟模式下N170的氮肥利用率仅为14.4%，这是因为不施氮条件下全膜双垄沟模式的土壤氮矿化多，进而使玉米植株吸氮量高，降低了氮肥利用效率；而N200和N230处理的氮肥利用率则随着覆膜而提高。总的来说，覆膜提高了氮肥的利用效率，使收获后全膜双垄沟栽培模式下的土壤硝态氮含量保持在较低的含量，即仅施氮处理的表层硝态氮含量接近10 mg·kg-1，下层土壤的硝态氮含量几乎都在5 mg·kg-1以下。相反的，在传统栽培模式条件下，玉米收获后硝态氮的含量仍比较高，尤其是N230处理的下层土壤中硝态氮浓度较高，造成硝态氮的累积，易导致硝态氮的淋溶。

适宜的氮肥施用量能够提高玉米产量，但这种增产效果并不是无限制的。对于全膜双垄沟处理来说，施氮量为200 kg·hm-2时，玉米的产量、植株吸氮量、氮肥利用率与施氮量为230 kg·hm-2时均无显著差异，综合这些因素来考虑，施氮200 kg·hm-2为全膜双垄沟条件下的最佳施氮量。在玉米的传统栽培模式下，施氮量为200 kg·hm-2时的玉米植株吸氮量和产量等虽然高于施氮量170 kg·hm-2，但并未达到显著的程度，而施氮230 kg·hm-2时玉米植株的吸氮量、产量、氮肥利用率等都低于170 kg·hm-2，但尚未达到显著程度，这可能是由于施氮量过高引起的玉米倒伏造成了产量的下降，所以对于玉米的传统栽培模式来说施氮170 kg·hm-2是最佳施氮量。

4结论

全膜双垄沟栽培模式能显著提高玉米产量、玉米植株吸氮量及氮肥利用率，减少土壤中硝态氮的累积；而传统种植模式的玉米植株的氮肥利用率低，易造成硝态氮残留在土壤中，当遇到强降雨时硝态氮的淋洗现象严重，使硝态氮迁移至玉米植株难以利用的深度，造成养分浪费。玉米的植株吸氮量与玉米产量成正比，施氮处理间的植株吸氮量与产量显著高于不施氮处理，但施氮处理间的差异不显著。综合考虑，全膜双垄沟模式下春玉米的最佳施氮量为200 kg·hm-2，而传统种植模式下的最佳施氮量为170 kg·hm-2，且在干旱地区宜采用全膜双垄沟栽培模式种植春玉米。

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Effects of cultivation patterns and nitrogen fertilization on

mineral nitrogen and yield of dryland spring maize

ZHANG Yue1，YUE Shan-chao2, LI Ting1, LI Shi-qing1,2

(1.CollegeofNaturalResourcesandEnvironment,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China;

2.StateKeyLaboratoryofSoilErosionandDrylandFarmingontheLoessPlateau,

NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

Abstract：A field experiment was carried out to study the effects of different cultivation patterns (the whole film double furrow mode and traditional planting pattern) and nitrogen application rate (0, 170, 200, 230 kg·hm-2) on the soilmineral nitrogen and grain yield of spring maize. The results showed that in the 0～200 cm soil profile, soil nitrate content was decreased as the depth of soil layers increased and the soil nitrate was mainly distributed in the 0～40 cm soil profile. With the increase of nitrogen application, soil nitrate content became increased. Different cultivation patterns had significant influences on the distribution of nitrate in soil. Compared to the traditional planting pattern, the whole film double furrow planting pattern reduced the soil nitrate due to the ability improvement of the plant N uptake from the soil. The N uptake of treatment N0, N170, N200, N230 were increased by 89.3%, 51.1%, 66.6% and 102.8%, with an average of 77.4%. In contrast to the soil nitrate, the ammonium in the soil was changed very slightly and was not affected by the amount of nitrogen application, cultivation patterns or different growth stages of spring maize. Compared to the traditional planting pattern, the whole film double furrow planting pattern could significantly improve grain yield and plant N uptake. In summary, the optimum nitrogen application rate of the whole film double furrow mode was 200 kg·hm-2, while the traditional planting pattern was 170 kg·hm-2. In conclusion, the whole film double furrow mode was more suitable for spring maize in dryland regions.

Keywords:cultivation patterns; amount of nitrogen application; nitrate; yield; apparent loss of nitrogen fertilizer; nitrogen use efficiency

中图分类号：S513.04; S513.06

文献标志码：A

通信作者：岳善超，男，博士，主要从事旱作农业及植物营养研究。 E-mail：yueshanchao@ms.iswc.ac.cn。

作者简介：张悦(1988—)，女，河北石家庄人，硕士研究生，主要从事旱地作物高产高效研究。 E-mail：zhangyuetyl@163.com。

基金项目：国家自然科学基金(41401343)资助

收稿日期：2015-01-14

doi:10.7606/j.issn.1000-7601.2016.01.16

文章编号：1000-7601(2016)01-0099-09