不同施氮量对冬小麦烟农0428产量及氮肥利用效率的影响

矫岩林 孙晓辉 +刘翠玲 李林志 吴庆兰 辛庆国 严美玲+于经川 姜鸿明

摘要：以济麦21为对照品种，在大田条件下设置4个施氮量水平（纯N 0、90、180、240 kg/hm2），研究了不同施氮量对冬小麦烟农0428籽粒产量和氮素利用效率的影响。结果表明：随着氮肥施用量增加，烟农0428籽粒产量增加。同一施氮量条件下，烟农0428籽粒产量明显高于济麦21。随着施氮量的增加，烟农0428氮素养分利用效率、氮肥偏生产力降低。同一施氮量处理相比较，烟农0428氮素养分利用效率、氮肥偏生产力均高于济麦21。本试验条件下，综合考虑施氮量对烟农0428小麦产量、氮肥利用效率的影响，以施氮量為180 kg/hm2处理较为适宜。

关键词：施氮量；冬小麦；烟农0428；产量；氮肥利用效率

中图分类号：S512.1+10.62文献标识号：A文章编号：1001-4942（2017）05-0074-04

Effects of Different Nitrogen Application Amounts on Yield and

Nitrogen Use Efficiency of Winter Wheat Yannong 0428

Jiao Yanlin1， Sun Xiaohui1， Liu Cuiling1， Li Linzhi1， Wu Qinglan2，

Xin Qingguo1， Yan Meiling1， Yu Jingchuan1， Jiang Hongming1

（1.Yantai Academy of Agricultural Sciences， Yantai 265500， China；

2.Agro-Technical Extension Station of Zhangxing Town， Zhaoyuan City， Zhaoyuan 265403， China）

AbstractIn this research， four levels of nitrogen （N0， N90， N180 and N240） were designed， and the effects of nitrogen application amount on grain yield and nitrogen use efficiency of winter wheat Yannong 0428 were studied under the field condition with Jimai 21 as control. The results showed that the grain yield of Yannong 0428 increased with the increase of nitrogen application amount. Under the condition of the same nitrogen application amount， the grain yield of Yannong 0428 was obviously higher than that of Jimai 21. With the increase of nitrogen application amount， the nitrogen nutrient use efficiency and nitrogen partial factor productivity of Yannong 0428 decreased. And under the condition of the same nitrogen application amount， the nitrogen nutrient use efficiency and nitrogen partial factor productivity of Yannong 0428 were both higher than those of Jimai 21. Comprehensively considering the effects of nitrogen application amount on yield and nitrogen use efficiency of Yannong 0428， N180 treatment was more appropriate.

KeywordsNitrogen application amount； Winter wheat； Yannong 0428；Yield； Nitrogen use efficiency

山东是我国冬小麦尤其是强筋冬小麦的重要产区，但在高产田普遍存在氮素投入过量的问题，由此造成肥料利用率低，小麦生产成本增加，并对环境造成污染[1，2]。2005 年，山东省单位播种面积施肥量超过400 kg/hm2，化肥在农田养分投入中的比重很大，有机肥施用比重较低。目前我国单位面积施肥量已达到世界平均量的1.6倍，化肥的生产量和施用量居世界首位，化肥报酬迅减，利用效率很低[3]，氮肥当季利用率仅为30%～35%，磷肥和钾肥分别为10%～20%和35%～50%，低于发达国家15～20个百分点；1 kg化肥生产谷物仅12.6 kg，而俄罗斯、澳大利亚、美国1 kg 化肥生产谷物分别为55.5、53.4 kg和47.1 kg[4，5]。

衡量氮肥利用效率的常用指标是氮肥偏生产力、氮素养分利用效率、氮肥农学利用率等[6]。前人研究表明，随着施氮量的增加，氮肥偏生产力、氮肥农学利用率和氮肥吸收利用率降低[7-9]。因此，本试验探讨不同施氮量条件下烟农0428高效吸收氮素的特性，旨在探明不同施氮量对小麦产量、氮素利用特性的影响，从而在提高产量的同时，合理减少氮素用量。

1材料与方法

1.1试验地概况及材料

试验于2015—2016年在烟台市农业科学研究院试验农场进行。试验地前茬为青储夏玉米，0～20 cm耕层土壤有机质、全氮、水解氮、速效磷、速效钾含量分别为11.58、0.95 g/kg、61.32、35.02 mg/kg和85.27 mg/kg。供试小麦品种为烟农0428和济麦21。

1.2试验设计及方法

试验采用裂区设计，主处理为两个小麦品种：烟农0428和济麦21。副处理设4个氮肥处理：纯氮0（N0），90 kg/hm2（N90），180 kg/hm2（N180），240 kg/hm2（N240）。适播期2015年10月7日，小区面积10 m2，重复3次。氮肥为尿素（含氮46%），按照基追比3∶7施入。

1.3测定项目与方法

1.3.1有关参数计算植株总氮素积累量=成熟期单株干重×成熟期单株含氮量（%）×密度[10]；氮肥农学利用率=（施氮区籽粒产量-无氮区籽粒产量）/施氮量[11]；氮素养分利用效率=籽粒产量/植株氮素积累量[11]；氮肥偏生产力=施氮区产量/施氮量[12]。

1.3.2成熟期测产采用小区计产，每小区收获2 m2，重复3次，风干，脱粒后测产并进行室内考种。各器官全氮含量采用半微量凯氏定氮法测定[13]。

2结果与分析

2.1不同施氮量对烟农0428产量及产量结构的影响

从表1可以看出，随着氮肥施用量的增加，烟农0428籽粒产量增加。与不施氮肥处理（N0）相比较，烟农0428施氮量处理N90、N180、N240分别增产11.77%、24.28%、25.25%，且N180和N240处理之间差异不明显。同一施氮量条件下，烟农0428较济麦21分别增产4.02%、7.58%、6.91%、6.88%。随着氮肥施用量的增加，烟农0428公顷穗数增加，以N180处理最高，为641.85万/hm2。与N0处理相比较，烟农0428在N90、N180、N240处理条件下，公顷穗数分别提高10.53%、21.08%、20.77%。说明氮肥对烟农0428公顷穗数影响明显。同一施氮量条件下，烟农0428公顷穗数较济麦21分别高出0.63%、5.45%、11.40%、11.67%。

2.2不同施氮量对烟农0428氮素积累量的影响

从图1可以看出，随着氮肥施用量的增加，两品种氮素积累量均逐渐增加，烟农0428和济麦21氮素积累量最大值分别为332.6、355.7 kg/hm2。相同施氮量处理相比较，烟农0428氮素积累量低于济麦21。

2.3不同施氮量对烟农0428氮素养分利用效率的影响

氮素养分利用效率反映了作物吸收单位氮素对籽粒产量形成的贡献。从图2可以看出，随着施氮量的增加，烟农0428氮素养分利用效率降低。处理N0、N90、N180、N240氮素养分利用效率分别为36.04、30.42、29.89、27.12 kg/kg。随着氮肥施用量的增加，济麦21氮素养分利用效率也降低。相同施氮量处理相比较，烟农0428氮素养分利用效率分别较济麦21高出10.67%、6.47%、9.21%、14.30%。说明烟农0428吸收单位氮素对籽粒产量形成的贡献高于济麦21。

2.4不同施氮量对烟农0428氮肥偏生产力的影响

氮肥偏生产力反映氮肥对经济产量产生的效应。从图3可以看出，随着施氮量的增加，烟农0428氮肥偏生产力降低，处理N90、N180、N240氮肥偏生产力分别为86.10、48.23、37.58 kg/kg。随着氮肥施用量的增加，济麦21氮肥偏生产力也降低。相同施氮量处理相比较，烟农0428氮肥偏生产力分别较济麦21高出4.62%、3.69%、6.88%。说明烟农0428施用氮肥对经济产量的效应高于济麦21。

2.5不同施氮量对烟农0428氮肥农学利用率的影响

氮肥农学利用率的大小可以评价氮肥的增产效果。从图4可以看出，烟农0428施氮量处理N90、N180、N240氮肥农学利用率分别为6.08、8.22、7.58 kg/kg。烟农0428和济麦21氮肥农学利用率均以N180处理最高。相同施氮量处理相比较，烟农0428农学利用率分别较济麦21高出13.00%、2.07%、19.88%。说明烟农0428氮肥的增产效果高于济麦21。

3讨论与结论

氮素在促进小麦生长发育、提高小麦产量等方面具有重要作用。李强等[15]研究认为早春追肥小麦增产15.7%，同时可以促进小麦对氮肥的吸收利用，其氮素收获指数和吸氮量分别提高3.8%和25.0%，籽粒含氮量也有明显的增加趋势。陈祥等[16]研究发现，返青后追施50%氮肥，冬小麦产量提高25.8%，氮肥利用率提高1.12倍。李廷亮等[17]研究认为氮肥后移至孕穗期，小麦产量提高13.9%，植株吸氮量增加15.5 kg/hm2，氮肥利用率提高51.5%。

本试验结果表明，烟农0428的N240处理产量最高，较不施氮肥对照增产25.25%；N180次之，较对照增产24.28%，且两者差异不明显。施用氮肥是提高小麦产量的重要措施，但施用量增加，氮肥的增产效应下降，且氮肥利用效率降低。烟农0428氮肥农学利用率以N180处理最高，高达8.22 kg/kg，说明N180处理的氮肥增产效果较好。这与前人研究结果基本一致[14]。 李廷亮研究認为综合考虑光合特性、产量、氮素利用率和 NO-3-N残留量， 当地旱作冬小麦施氮量以 180 kg/hm2左右为宜。相同施氮量处理相比较，烟农0428氮肥农学利用率均明显高于济麦21，说明烟农0428是氮肥高效利用型品种。随着施氮量的增加，烟农0428氮肥偏生产力降低。相同施氮量处理相比较，氮肥偏生产力烟农0428高于济麦21。本试验条件下，综合考虑施氮量对烟农0428小麦产量、氮肥利用率的影响，以施氮量为180 kg/hm2处理较为适宜。

参考文献：

[1]宋海燕. 山东省粮食生产与养分资源状况研究[D].泰安：山东农业大学，2007.

[2]杜洪波. 山东省粮食产量和施肥种类及其数量之间的关联度分析[D].泰安：山东农业大学，2014：19-24

[3]闫湘. 我国化肥利用现状与养分资源高效利用研究[D].北京：中国农业科学院，2008： 106-108.

[4]张树清. 中国农业肥料利用现状、问题及对策[J].中国农业信息，2006（7）：11-14.

[5]赵秉强，林治安，刘增兵. 中國肥料产业未来发展道路——提高肥料利用率减少肥料用量[J]. 磷肥与复肥，2008（6）：1-4.

[6]Novoa R， Loomis R S. Nitrogen and plant production [J].Plant Soil， 1981， 58： 177-204.

[7]刘学军，赵紫娟，巨晓棠，等.基施氮肥对冬小麦产量、氮肥利用率及氮平衡的影响[J].生态学报，2002，22（7）：1122-1128.

[8]霍中洋，葛鑫，张洪成，等.施氮方式对不同专用小麦氮素吸收及氮肥利用率的影响[J].作物学报， 2004，30（5）：449-454.

[9]巨晓棠，潘家荣，刘学军，等.北京郊区冬小麦/夏玉米轮作体系中氮肥去向研究[J].植物营养与肥料学报，2003，9（3）：264-270.

[10]陈子元，温贤芳，胡国辉.核技术及其在农业科学中的应用[M].北京：科学技术出版社，1983：466-484.

[11]Arvind K S，Jagdish K L，Singh V K，et al.Calibrating the leaf color chart for nitrogen management in different genotypes of rice and wheat in a systems perspective [J]. Agron. J.，2004， 96（6）：1606-1621.

[12]刘立军，桑大志，刘翠莲，等.实时实地氮肥管理对水稻产量和氮素利用率的影响[J].中国农业科学， 2003， 36（12）：1456-1461.

[13]何照范.粮油子粒品质及其分析技术[M].北京：农业出版社，1985：31-41，57-59.

[14]李廷亮，谢英荷，洪坚平，等.施氮量对晋南旱地冬小麦光合特性、产量及氮素利用的影响[J].作物学报，2010，30（6）：1135-1139.

[15]李强，王朝辉，戴健，等. 氮肥调控与地表覆盖对旱地冬小麦氮素吸收及残留淋失的影响[J].中国农业科学，2013，46（7）：1380-1389.

[16]陈祥，同延安，亢欢虎，等.氮肥后移对冬小麦产量、氮肥利用率及氮素吸收的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2008，14（3）： 450-455.

[17]李廷亮，谢英荷，任苗苗，等. 施肥和覆膜垄沟种植对旱地小麦产量及水氮利用的影响[J].生态学报， 2011，31（1）：212-220.