施氮量对小麦氮素利用的影响

李升东，张卫峰，王法宏，司纪升，孔令安，刘建军

(1.中国农业大学资源与环境学院，北京 100193； 2.山东省农业科学院作物研究所，山东济南 250100)



施氮量对小麦氮素利用的影响

李升东1,2，张卫峰1，王法宏2，司纪升2，孔令安2，刘建军2

(1.中国农业大学资源与环境学院，北京 100193； 2.山东省农业科学院作物研究所，山东济南 250100)

摘要：为给小麦氮肥高效利用提供依据，采用大田试验，连续2个年度(2012-2013、2013-2014)分别在潮土(济南)和棕壤(淄博)两种土壤类型上观测了0 kg·hm-2(对照)、69 kg·hm-2、138 kg·hm-2、207 kg·hm-2、276 kg·hm-2(高氮处理)和345 kg·hm-2(富氮处理)纯氮对小麦产量、氮肥利用效率和耕层土壤养分含量的影响。结果表明，在0～276 kg·hm-2范围内，小麦叶面积系数(LAI)和植被归一化指数(NDVI)均随氮肥施用量的增加而增加，富氮处理下LAI和NDVI开始下降。施氮量在0～276 kg·hm-2范围内时，穗数、穗粒数和千粒重随着施氮量的增加而增加，说明在一定范围内增施氮肥有利于小麦“库”的建成。从低施氮量开始到207 kg·hm-2的用量时，肥料氮的利用效率持续增加，但是继续增加施氮量时，氮肥农学利用效率出现下降，此时小麦进入氮肥的“奢侈吸收”阶段。在黄淮海麦区气候条件下，在小麦季施入氮素过量与否，对耕层土壤的肥力提升作用不明显，因此小麦养分管理应以达到作物养分吸收和土壤供求同步、土壤无机氮没有显著积累为宜。

关键词：小麦；氮肥梯度；氮肥利用率；土壤养分

受“施肥越多，产量越高”观念的影响[1]，为了获取作物高产，生产中不合理和盲目施肥现象相当普遍，尤其在经济发达地区尤为突出，造成了肥料利用效率和生产效益的低下[2]。在山东惠民的调查发现，肥料的超量施用是土壤NO3--N 向下运移，淋出根层，进而污染深层地下水的主要原因[3]。虽然农业科研工作者不断地呼吁农民降低肥料施用量，但是在实际生产中农民认为降低肥料用量虽然不会对当季作物产量造成较大影响，但会影响下季作物，不利于土壤生产力的持续，因此仍然过量施氮。研究证实，施入土壤中的氮素主要由降水/灌溉淋失、反硝化损失、作物吸收和土壤残留四个方面完成循环[4-5]，其中氮素淋失在5%～18%之间，反硝化损失约为5%～8%，作物吸收约为18%～41%，土壤残留部分大约20%～48%[6-8]。其中土壤残留部分是关键，因为其贮存在土壤中，可以被下季作物再利用，这也是农民反驳科研工作者降低氮肥施用量不会影响土壤肥力状况的所谓“科学依据”。巨晓棠等利用15N示踪试验在北京郊区冬小麦/夏玉米轮作体系中研究发现，施氮量在120～360 kg·hm-2时，一季作物生长后仍有20.9%～48.4%肥料氮残留于0～100 cm土层中[8]。但是其没有对土壤残留养分的分布乃至下一季作物的利用情况进一步深入研究。由于华北平原具有典型的大陆性季风气候，常年降水量虽然在600～800 mm之间，但是降水主要集中在6月至9月[9]。而当地的生产习惯为小麦/玉米一年两熟，小麦一般是9月下旬或10月上旬播种，来年的5月下旬或6月上旬收获，之后免耕铁茬播种玉米，至9月中旬或下旬收获[10]。农户在小麦季施入土壤中的氮素在强降雨淋失的同时，有多少能够被下季作物吸收利用成为当前氮素周年高效利用研究亟待明确的问题[11-13]。本试验设置不同施氮量处理，研究了氮素管理对土壤生产力和小麦氮素利用效率的影响，以期为实现小麦高效生产、减轻氮素环境污染提供参考依据。

1材料与方法

1.1供试材料与试验设计

试验2012-2013年在山东省农业科学院作物研究所试验田(北纬35°22′,东经117°13′，海拔40 m)进行，供试小麦品种为黄淮海麦区大面积推广应用的济麦22；2013-2014年在淄博市农业科学院桓台试验站(北纬36°51′，东经118°13′，海拔32 m)进行，供试小麦品种为山东省农业科学院原子能农业应用研究所选育的鲁原502。济南、淄博均属于典型的大陆性季风气候，降水主要集中在6-9月，两地多年平均降水量分别为722.6和667.5 mm。济南试验点土壤类型为潮土，淄博试验点土壤类型为棕壤，两地播种前土壤基础肥力状况见表1。

试验设0、69、138、207、276和345 kg·hm-26个氮肥施用量处理，分别用N0、N69、N138、N207、N270和N345表示，小区面积40 m2(4 m×10 m)，小区间距为50 cm，3次重复，氮肥50%于播种前基施，其余50%在拔节期人工开沟追施。磷肥和钾肥施用量均为225 kg·hm-2，在播种前一次翻耕施入。氮肥为尿素，磷肥为过磷酸钙，钾肥为氯化钾。2012-2013季追氮日期为3月16日，2013-2014季追氮日期为3月25日。

表1　试验田土壤基础肥力

济南和淄博试验田分别于10月8日和11日播种，基本苗均为315万株·hm-2。两地分别于当年的11月15日和11月10日浇灌越冬水，次年的3月18日和3月22日浇灌返青水，其他田间管理措施等同于大田，收获日期分别为次年的6月10日和6月12日。

1.2测定项目及方法

在日照强度达到900 μmol·m-2·s-1的无风天，用AccuPAR.model LP-80植物冠层分析仪测定叶面积系数(LAI)，每小区测5点取平均值。测量时将仪器水平放置在冠层上方无遮挡处，测量光合有效辐射(PAR)，然后将仪器水平放置到小麦根部再测量基部的光合有效辐射，由仪器按照内置公式计算LAI。

植被归一化指数(NDVI)由国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)提供的GreenSeeker 505测定。测定时仪器探头平行于地面，距小麦冠层40 cm，测定者在田间行走的同时仪器采集并储存数据。

开花期根系活力测定采用TTC法[14]。

氮肥农学效率AEN=(YN-Y0)/FN；氮肥偏生产力PFPN=YN/FN；肥料利用率RE=(UN-U0)/FN×100%。式中，YN为施氮处理籽粒产量；Y0为对照籽粒产量；FN为氮肥施用量；UN为施肥区小麦氮素吸收量；U0为空白区小麦氮素吸收量；FN为氮素投入量。

每个小区按照东西向划分为两部分，一部分用于生育期间采样，另一部分用于收获测产。于小麦返青、拔节、抽穗、灌浆和成熟期采植株样测定生物量和农艺指标。收获时每小区中间选取5 m2人工收获测产。

1.3数据分析

数据分析采用SPSS17.0软件处理，绘图采用Sigma Plot 11.0软件完成。

2结果与分析

2.1施氮量对小麦LAI和NDVI的影响

LAI和NDVI是反映农作物长势和营养信息的两个重要参数[15]。施氮量对小麦LAI和NDVI均存在显著影响(图1)。在0～276 kg·hm-2

图1　施氮量对小麦NDVI和LAI的影响

施氮量范围内，LAI和NDVI均随着氮肥施用量的增加而增加，在氮肥施用量超过276 kg·hm-2时LAI和NDVI均下降。因此，过量施氮不利于小麦叶面积的扩大。从生育进程看，在小麦生长的前期(3月18、20日)和后期(6月1和3日)施氮量对LAI和NDVI的影响尤为明显，说明合理的氮素供给具有促进小麦春季早发和后期延衰的作用，有利于植株健壮生长。

2.2施氮量对小麦产量及其构成的影响

当两个试验点分别在0～276和0～207 kg·hm-2范围内持续增加施氮量时，小麦穗数、穗粒数和千粒重及产量均不断提高，说明在一定范围内增施氮肥有利于小麦“库”的建成和高产。过量施氮时穗粒数和千粒重显著下降，虽然穗数继续增加，但产量变化不明显或显著降低。地上部生物量对施氮量也表现出相似的反应。

表2　施氮量对小麦产量和产量构成因素的影响

同列数据后小写字母不同表示同一地点不同处理间差异显著(P<0.05)。下表同

Values followed by different small letters in a column were significantly different among the different treatments in a site at 0.05 level.The same as in other tables

2.3施氮量对小麦氮素吸收、根系活力和氮肥利用效率的影响

随着施氮量的增加，小麦植株总吸氮量呈现递增趋势(表3)。低氮处理(N0、N69、N138)下小麦根系活力高于高氮处理(N207、N276、N345)，说明小麦在低氮供应情况下会通过加强根系吸收能力来促进植株氮素累积。随着施氮量的增加，氮肥偏生产力和氮肥利用效率均出现下降趋势，氮肥农学利用效率呈先增后降趋势，以N207处理最高。说明在本试验条件下施氮量超过207 kg·hm-2后，小麦进入氮素的“奢侈吸收”状态[16]，过量施氮对小麦生长发育没有积极作用。

2.4施氮量对小麦收获后耕层土壤养分含量的影响

随着施氮量的变化，耕层土壤各养分含量出现了不同程度的增减，其中土壤全氮、硝态氮和铵态氮含量均是以N138和N207两个处理最高(表4)。但各小区小麦植株携走的氮量在124～214 kg·hm-2之间，高于低氮处理的氮素施入量(N0、N69)。本试验条件下，前茬作物肥料氮的土壤残留部分对本季作物耕层土壤养分供应的作用大，以N0、N69、N138和N207四个处理可以计算出，在本季生产过程中，前茬作物收获后土壤残留氮素对本季作物氮素的供应比例应在19%～21%之间，远低于前人33%～42%的试验结果[17]，说明在黄淮海麦区特殊气候条件下，由于玉米季的高强度降雨，土壤硝态氮的淋失严重,即使在小麦季施入较多的氮肥，对0～40 cm耕层土壤的肥力提升作用也较小。

表3　施氮量对小麦氮素吸收利用及根系活力的影响

表4　施氮量对0～40 cm耕层土壤养分含量的影响

(续表4Continued table 4)

地点Sites土层Soildepth/cm处理Treatments有效磷AvailableP/(mg·kg-1)数值Value增减Increaserate速效钾AvailableK/(mg·kg-1)数值Value增减Increaserate有机质OM/(g·kg-1)数值Value增减Increaserate济南Jinan0～20N023.63a2.9290.27a6.757.90b-0.04N6921.69ab0.9885.67ab2.158.22ab-0.01N13823.64a2.9376.98c-6.548.31a0N20720.75b0.0476.39c-7.138.32a0N27624.25a3.5481.24b-2.288.42a0.01N34521.58ab0.8780.59b-2.938.53a0.0220～40N025.61b-4.0647.84ab0.991.71b-0.45N6921.31c-8.3632.55b-14.301.31b-0.49N13826.87b-2.8046.96ab0.112.21b-0.40N20732.65ab2.9845.07ab-1.787.41a0.12N27638.14a8.4734.12b-12.736.90a0.07N34532.12ab2.4554.25a7.405.72a-0.05淄博Zibo0～20N027.93ab-0.32112.26a6.018.11a-0.05N6926.75ab-1.50106.96a0.718.31a-0.03N13829.11a0.8698.63ab-7.628.61a0N20724.83b-3.4297.66ab-8.598.75a0.01N27630.73a2.48102.34a-3.918.72a0.01N34527.21ab-1.0495.38ab-10.878.40a-0.0220～40N016.87b1.0363.45c-22.922.81b-0.21N6922.36a6.5272.27c-14.104.87b-0.01N13818.37ab2.5394.68a8.316.22ab0.13N20719.05a3.2197.33a10.967.42a0.25N27616.70b0.8692.05a5.687.37a0.24N34517.34ab1.5087.21b0.846.93ab0.20

养分增减值为相对于试验前土壤养分的变化值

The increase rate of soil nutrition is the change value relative to soil nutrition content before the expriment

3讨 论

由于受农业从业人口素质和农田破碎度较高的影响，黄淮海麦区小麦生产过程中氮肥施用量变异较大，氮肥过量施用和施肥不足问题并存，农户过量施肥的原因主要是担心本季氮肥施用量的降低会影响下季作物的产量[1]。氮肥管理的目标应是在保护生态环境养分平衡的同时，既能满足作物生长需要，又能保持土壤生产力的可持续[18-20]。本研究表明，虽然过量施氮可以提高土壤硝态氮含量，但是对铵态氮、有效磷、速效钾和有机质含量影响不大，而残留在土壤中的硝态氮极有可能在即将到来的雨季被雨水淋失到深层地下水中，在当前土壤基础肥力较高的情况下继续过量施氮也不会进一步提高土壤生产力。在黄淮海麦区耕层土壤速效氮超量的情况下，过量施肥不仅不会增加产量，反而会由于穗粒数和千粒重的降低而影响到小麦产量潜力的发挥。这主要是由于氮素的充足供应不利于拔节期小麦群体的两极分化，虽然单位面积穗数有所增加，但是由于P、K养分供给的不平衡限制了小麦抗倒伏能力和综合抗性的提高，进而限制了产量潜力的发挥。

张福锁等[21]研究指出，华北平原高产地块冬小麦氮素需求量为174 kg·hm-2。本试验结果表明，在潮土(济南)和棕壤(淄博)两种土壤类型下，氮肥空白对照小麦公顷吸氮量分别高达127.3和162.4 kg·hm-2。如果照此计算两地分别仅施用46.7和11.6 kg·hm-2的氮肥就可满足两地的小麦氮素需求。但两地试验结果显示，取得产量水平最高的处理分别是N276和N207，与空白供氮量相加，产量水平最高的处理的供氮量分别高达400.3和369.4 kg·hm-2。由此造成了令人困惑的现象，在华北平原小麦玉米生产技术体系，供氮量多少才能既能满足作物的需求，又能维持较高的土壤生产力？这需要从小麦吸收的氮素的去向进行分析，以籽粒产量为目标的农业生产，无非将氮素分配划分为植株氮素积累和籽粒氮素积累两部分。研究证明，在产量水平7 500～9 000 kg·hm-2的潮土上增施氮肥对冬小麦的增产效果不明显，但可显著促进小麦植株对氮素的吸收[22]。张法全等也证实，在10 000 kg·hm-2高产地块上增加施氮量降低了花后营养器官氮素向籽粒的转运量和转运效率[23]。在本试验条件下，过量施氮不仅限制了小麦根系活力的提高，而且延缓了拔节期小麦的两极分化，降低了小麦的抗倒伏能力和综合抗性，虽然增加了群体数量，但是不利于小麦综合产量潜力的发挥。

另外，有研究认为，在冬小麦季，基施和追施氮肥的去向存在明显差异。追施氮肥的利用率和收获后残留率显著高于基施氮肥[24]。本研究发现，在潮土和棕壤中采用基追比1∶1施肥后，随着施肥量的增加，20～40 cm土层硝态氮含量增加明显，尤其是潮土增加较明显。但是对改善土壤基础肥力状况作用不大。这主要是由于小麦收获后即进入雨季，而此时的玉米尚处于苗期，根系弱，不能吸收到该土层养分，在强降雨的淋失下，这部分硝态氮大部分被降水带到深层地下水中[25]。因此，过量施用氮肥不仅不会增加作物产量反而污染环境[26]，应以达到作物养分吸收和土壤供求同步、土壤无机氮没有显著积累为宜。

参考文献：

[1]韩洪云,杨增旭.农户测土配方施肥技术采纳行为研究——基于山东省枣庄市薛城区农户调研数据[J].中国农业科学,2011,44(23):4962-4970.

Han H Y,Yang Z X.Analysis on farmers’ adoptive behavior of soil testing for formulated fertilization: empirical evidence from the Xuecheng district of Zaozhuang city in Shandong province [J].ScientiaAgriculturaSinica,2011,44(23):4962-4970.

[2]张福锁,崔振岭,王激清,等.中国土壤和植物养分管理现状与改进策略[J].植物学通报,2007,24(6):687-694.

Zhang F S,Cui Z L,Wang J Q,etal.Current status of soil and plant nutrient management in China and improvement strategies [J].ChineseBulletinofBotany,2007,24(6):687-694.

[3]崔振岭,陈新平,张福锁,等.不同灌溉畦长对麦田灌水均匀度与土壤硝态氮分布的影响[J].中国生态农业学报,2006,14(3):82-85.

Cui Z L,Chen X P,Zhang F S.Effect of different border lengths on the irrigation homogeneity and soil nitrate-N distribution on wheat field [J].ChineseJournalofEco-Agriculture,2006,14(3):82-85.

[4]钟 茜,巨晓棠,张福锁.华北平原冬小麦/夏玉米轮作体系对氮素环境承受力分析[J].植物营养与肥料学报,2006,12(3):285- 293.

Zhong Q,Ju X T,Zhang F S.Analysis of environmental endurance of winter wheat/summer maize rotation system to nitrogen in North China Plain [J].PlantNutritionandFertilizerScience,2006,12(3):285-293.

[5]Ju Xiaotang,Lu Xing,Gao Zhiling,etal.Processes and factors controlling N2O production in an intensively managed low carbon calcareous soil under sub-humid monsoon conditions [J].EnvironmentalPollution,2011,159(4):1007-1016.

[6]Guo Jingheng,Liu Xuejun,Zhang Ying,etal.Significant acidification in major Chinese croplands [J].Science,2010,327(5968):1008-1010.

[7]汪晓丽,陶玥玥,盛海君,等.硝态氮供应对小麦根系形态发育和氮吸收动力学的影响[J].麦类作物学报,2010,30(1):129-134.

Wang X L,Tao Y Y,Sheng H J,etal.Effects of nitrate supply on morphology development and nitrate uptake kinetics of wheat roots [J].JournalofTriticeaeCrops,2010,30(1):129-134.

[8]巨晓棠,张福锁.中国北方土壤硝态氮的累积及其对环境的影响[J].生态环境,2003,12(1):24-28.

Ju X T,Zhang F S.Nitrate accumulation and its implication to environment in north China [J].EcologyandEnvironment,2003,12(1):24-28.

[9]马洁华,刘 园,杨晓光,等.全球气候变化背景下华北平原气候资源变化趋势[J].生态学报,2010,30(14):3818-3827.

Ma J H,Liu Y,Yang X G,etal.Characteristics of climate resources under global climate change in the North China Plain [J].ActaEcologicaSinica,2010,30(14):3818-3827.

[10]Wang Jing,Enli Wang,Yang Xiaoguang,etal.Increased yield potential of wheat-maize cropping system in the North China Plain by climate change adaptation [J].ClimaticChange,2012,113(3-4):825-840.

[11]王桂良,叶优良,李欢欢,等.施氮量对不同基因型小麦产量和干物质累积的影响[J].麦类作物学报,2010,30(1):116-122.

Wang G L,Ye Y L,Li H H,etal.Effect of nitrogen fertilizer application on grain yield and dry matter accumulation for different genotypes of winter wheat [J].JournalofTriticeaeCrops,2010,30(1):116-122.

[12]马东辉,王月福,周 华,等.氮肥和花后土壤含水量对小麦干物质积累、运转及产量的影响[J].麦类作物学报,2007,27(5):847-851.

Ma D H,Wang Y F,Zhou H,etal.Effect of postanthesis soil water status and nitrogen on grain yield and canopy biomass accumulation and transportation of winter wheat [J].JournalofTriticeaeCrops,2007,27(5):847-851.

[13]石 玉,于振文,王 东,等.施氮量和底追比例对小麦氮素吸收转运及产量的影响[J].作物学报,2006,32(12):1860-866.

Shi Y,Yu Z W,Wang D,etal.Effects of nitrogen rate and ratio of base fertilizer and topdressing on uptake,translocation of nitrogen and yield in wheat [J].ActaAgronomicaSinica,2006,32(12):1860-866.

[14]郭翠花,苗果园,高志强.灌浆期断根对小麦产量及相关生理性状的影响[J].麦类作物学报,2007,27(2):331-334.

Guo C H,Miao G Y,Gao Z Q.Effect of pruning root in grain filling stage on yield and physiological characteristic of winter wheat [J].JournalofTriticeaeCrops,2007,27(2):331-334.

[15]孙旭生,林 琪,李玲燕,姜 雯,等.氮素对超高产小麦生育后期光合特性及产量的影响[J].植物营养与肥料学报,2008,14(5):840-844.

Sun X S,Lin Q,Li L Y,etal.Effects of nitrogen supply on photosynthetic characteristics at later developing stages and yield in super-high yield winter wheat [J].PlantNutritionandFertilizerScience,2008,14(5):840-844.

[16]潘家荣,巨晓棠,刘学军,等.水氮优化条件下在华北平原冬小麦/夏玉米轮作中化肥氮的去向[J].核农学报,2009,23(2):334-340.

Pan J R,Ju X T,Liu X J,etal.Fate of fertilizer nitrogen for winter wheat/summer maize rotation in North China Plain under optimization of irrigation and fertilization [J].JournalofNuclearAgriculturalSciences,2009,23(2):334-340.

[17]习金根,周建斌.不同灌溉施肥方式下尿素态氮在土壤中迁移转化特性的研究[J].植物营养与肥料学报,2003,9(3):271-275.

X J G,Zhou J B.Leaching and transforming characteristics of urea-N added by different ways of fertigation [J].PlantNutritionandFertilizerScience,2003,9(3):271-275.

[18]赵士诚,沙之敏,何萍.不同氮肥管理措施在华北平原冬小麦上的应用效果[J].植物营养与肥料学报,2011,17(3):517-524.

Zhao S C,Sha Z M,He P.Response of winter wheat to different nitrogen managements in North Central China[J].PlantNutritionandFertilizerScience,2011,17(3):517-524.

[19]李升东,王法宏,司纪升,等.氮肥管理对小麦产量和氮肥利用效率的影响[J].核农学报,2012,26(2):403-407.

Li S D,Wang F H,Si J S,etal.Effects of nitrogen application patterns on yields of winter wheat and nitrogen use efficiency [J].JournalofNuclearAgriculturalSciences,2012,26(2):403-407.

[20]Chen Xinping,Cui Zhenling,Peter M Vitousek,etal.Integrated soil-crop system management for food security [J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica,2011,108(16):6399-6404.

[21]张福锁,王激清,张卫峰,等.中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径[J].土壤学报,2008,45(5):915-924.

Zhang F S,Wang J Q,Zhang W F,etal.Nutrient use efficiencies of major cereal crops in China and measures for improvement[J].ActaPedologicaSinica,2008,45(5):915-924.

[22]张丽娟,巨晓棠,吉艳芝,等.夏季休闲与种植对华北潮土剖面残留硝态氮分布的影响[J].植物营养与肥料学报,2010,16(2):312-320.

Zhang L J,Ju X T,Ji Y Z,etal.Effects of fallow and plant growth in summer on the movement of residual nitrate in aquic soil on North China Plain [J].PlantNutritionandFertilizerScience,2010,16(2):312-320.

[23]张法全,王小燕,于振文,等.公顷产10 000 kg小麦氮素和干物质积累与分配特性[J].作物学报,2009,35(6):1086-1096.

Zhang F Q,Wang X Y,Yu Z,etal.Characteristics of accumulation and distribution of nitrogen and dry matter in wheat at yield level of ten thousand kilograms per hectare [J].ActaAgronomicaSinica,2009,35(6):1086-1096.

[24]欧阳扬,李叙勇.干湿交替频率对不同土壤CO2和N2O释放的影响[J].生态学报,2013,33(4):1251-1259.

OU Y Y,Li X Y.Impacts of drying-wetting cycles on CO2and N2O emissions from soils in different ecosystems [J].ActaEcologicaSinica,2013,33(4):1251-1259.

[25]Bradley Bethany A,Lyndon D Estes,David G Hole,etal.Predicting how adaptation to climate change could affect ecological conservation:Secondary impacts of shifting agricultural suitability [J].DiversityandDistributions,2010,18(5):425-437.

[26]彭世琪.中国肥料使用管理立法研究[J].中国农业科学,2014,47(20):4109-4116.

Peng S Q.Study on lawmaking about fertilizer use and management in China [J].ScientiaAgriculturaSinica,2014,47(20):4109-4116.

Effect of Nitrogen Application Amount on Nitrogen Utilization of Wheat

LI Shengdong1,2,ZHANG Weifeng1,WANG Fahong2,SI Jisheng2,KONG Ling’an2,LIU Jianjun2

(1.College of Resources and Environmental Sciences，China Agricultural University，Beijing 100193,China;2.Crop Research Institute,Shandong Academy of Agricultural Sciences,Jinan,Shandong 250100,China)

Abstract:Field experiments were conducted in Jinan and Zibo,to investigate the effect of different nitrogen(N) fertilizer managements on winter wheat growth,yield and also the change of soil N content. Results showed that leaf area index(LAI) and vegetation index(NDVI) was increased with the increase of nitrogen application amount with the range of 0 to 276 kg·hm-2. However,LAI and NDVI was reduced when the applied nitrogen amount was more than 276 kg·hm-2. Furthermore,in the range of 0 to 276 kg·hm-2,the spike number per hectare,grain number per spike and thousand-kernel weight was increased with the increase of nitrogen application amount,which indicates there is an enough “pool” to absorb the applied nitrogen. The total amount of uptake increased with the increase of nitrogen application amount. However,the nitrogen partial factor productivity(PFP),agronomic efficiency(AE) and nitrogen use efficiency(RE) declined. The nitrogen use efficiency was increased with the increase of the applied nitrogen amount with the range of 0 to 207 kg·hm-2,but then declined with the amount of applied nitrogen increased,together with the declined AE. The wheat is at the luxury stage when the nitrogen application amount is more than 207 kg·hm-2. In Huang-Huai Hai region,the “luxury nitrogen application” is not good for the improvement of soil fertility,but the target of nutrient management should make sure that crop nutrient uptake and soil supply is synchronization,and no more soil inorganic nitrogen accumulation.

Key words:Wheat; Nitrogen gradients; Nitrogen use efficiency; Soil nutrients

中图分类号：S512.1；S318

文献标识码：A

文章编号：1009-1041(2016)02-0223-08

通讯作者：张卫峰(E-mail: lsdlwy@163.com)

基金项目：山东省自然科学基金项目(ZR2014CQ032);国家现代农业产业技术体系项目(CARS-3-1-21);国家科技支撑计划项目(2012BAD04B00);国家公益性行业(农业)科研专项(201203079，201303109-7)；国家农业科技成果转化基金项目(2008GB2c600165)；山东省农业重大应用技术创新课题

收稿日期：2015-09-01修回日期：2015-10-08

网络出版时间：2016-01-26

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160126.1945.026.html

第一作者E-mail：lsd01@163.com