不同覆盖措施下旱地冬小麦的氮磷钾需求及其生理效率

屈会峰，赵护兵*，刘吉飞，黄鸿博，王朝辉，翟丙年

（1西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌712100；2陕西乾县农业技术推广站，陕西乾县713300）

不同覆盖措施下旱地冬小麦的氮磷钾需求及其生理效率

屈会峰1，赵护兵1*，刘吉飞1，黄鸿博2，王朝辉1，翟丙年1

（1西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌712100；2陕西乾县农业技术推广站，陕西乾县713300）

【目的】目前西北旱地小麦水肥管理与保水栽培多集中于产量和水分利用效率的研究，养分效率以及养分吸收后形成小麦籽粒产量和养分含量能力的报道相对较少。本研究探讨了不同覆盖措施对黄土高原旱地冬小麦氮磷钾需求和生理效率的影响，为提高黄土高原旱地冬小麦养分效率，以及为促进小麦的高效优质生产提供理论依据。【方法】以冬小麦为供试作物，在陕西省永寿县连续进行了4年田间定位试验，以不施氮肥为对照，施N195kg/hm2(N1农户模式)、N150kg/hm2(N2农户减氮)，全膜穴播、垄覆沟播和秸秆覆盖，共6个处理，3个覆盖处理施氮量均为150kg/hm2。调查分析了冬小麦籽粒产量、籽粒养分含量、籽粒产量形成和籽粒养分含量形成的氮磷钾需求及生理效率。【结果】减氮无覆盖处理较常规施氮处理籽粒产量形成的需氮量显著降低5.3%，其他指标均无显著性差异。在150kg/hm2施氮条件下，与无覆盖相比，垄覆沟播的产量未增加，但提高了地上部吸氮量，籽粒产量形成的需氮量显著增加2.6%，籽粒产量形成的氮生理效率降低6.3%；全膜穴播籽粒产量显著增加6.9%，地上部吸氮量提高11.3%；秸秆覆盖产量增加3.5%，地上部吸氮量显著增加13.2%，籽粒产量形成的需氮量显著增加8.5%，籽粒产量形成的氮生理效率降低3.9%。与相同施氮量无覆盖相比，垄覆沟播地上部吸磷量和吸钾量未增加，全膜穴播地上部吸磷量和吸钾量分别显著增加15.6%、23.4%，籽粒产量形成的钾生理效率显著降低10.6%；秸秆覆盖地上部吸磷量和吸钾量分别显著增加13.2%、24.4%，籽粒产量形成的磷、钾生理效率分别显著降低9.9%、15.1%。在施氮量由195kg/hm2减至150kg/hm2后，与无覆盖相比，采用垄覆沟播技术未能增加小麦产量，但增加了地上部的吸氮量，从而提高了籽粒产量形成的需氮量，降低了氮的生理效率；采用全膜穴播技术提高了籽粒产量，同时增加地上部吸氮量，但未增加籽粒产量形成的需氮量和氮生理效率；采用秸秆覆盖技术增加了产量，同时增加地上部吸氮量，而籽粒产量形成的需氮量也增加，从而降低了籽粒产量形成的氮生理效率。【结论】旱地小麦生产中为保证籽粒产量和营养品质，需增加地膜覆盖和秸秆覆盖的氮肥用量。

减氮；覆盖；籽粒产量；养分含量；养分需求量；生理效率

由于人口不断增加和经济快速发展，导致粮食消耗量和需求量持续增长，保证粮食作物可持续增产成为全球面临的重大问题之一[1–2]。旱地约占全球陆地面积的40%，养育着40%的世界人口[3]，旱地农业对保证全球粮食安全有重要意义。地膜覆盖是旱地广泛使用的地表覆盖方式，它能够减少水分蒸发、改善地面温度，进而提高作物产量[4–5]。大量文献报道了地膜覆盖的增产效应，Charkraborty等[6]和Gao等[7]研究表明在冬小麦生育期覆盖地膜分别增产12%和21%。地膜覆盖也能改变作物的养分吸收能力。Yuan等[8]在水稻生育期覆盖地膜使其地上部吸氮量增加27%。Iqbal等[9]在冬小麦生育期覆盖地膜使其地上部吸氮量也增加10%。然而，陈小莉等[10]却发现在春玉米生育期覆盖地膜对地上部吸氮量无影响。此外，秸秆覆盖也能减少地表水分蒸发，增加土壤贮水量，提高作物产量。Devkota等[11]证实秸秆覆盖使小麦产量增加5%，玉米产量增加10%。秸秆还田也会影响作物的养分吸收。在氮肥用量为325 kg/hm2时，玉米秸秆还田使下季小麦吸氮量增加7%[12]；而在氮肥用量为120kg/hm2时，水稻秸秆还田使下季小麦吸氮量减少9%[13]；同时，休闲期覆盖促进了小麦植株对氮素的吸收和积累，增加了花后氮素积累量以及籽粒氮素积累量，提高了氮素收获指数和氮素生产效率[14]；但也有研究表明，全程地膜覆盖并没有使春小麦和冬小麦产量、吸氮量和氮效率大幅度提高[15]。综上所述，不同地表覆盖方式调控作物产量、养分吸收量的效果不同，且相同地表覆盖的作物产量形成和养分利用因地点而异。

西北地区特殊的生态环境，水肥管理与保水栽培一直是研究的重点。但目前多集中于产量和水分利用效率的研究，养分效率以及养分吸收后形成小麦籽粒产量和养分含量能力的报道相对较少。为此本试验在陕西省永寿县御驾宫村黄土高原渭北旱地冬小麦种植区布置4年田间定位试验，旨在研究旱地氮肥用量、地表覆盖对旱地冬小麦产量、氮磷钾需求及生理效率的影响，为旱地小麦增产增效和优质生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于黄土高原典型旱作雨养农业区陕西省永寿县御驾宫村，东经35.7°，北纬108.2°，海拔995m。该区属暖温带半湿润大陆性气候，年均气温在10.8℃左右，年平均降雨量为601.6mm左右，主要集中在7～9月份。潜在蒸发量为807.4mm，0—20cm耕层土壤pH为8.1，有机质平均含量为11.7g/kg，全氮0.87g/kg，硝态氮14.5mg/kg，铵态氮2.7mg/kg，有效磷10.7mg/kg，速效钾99.9 mg/kg，容重为1.25g/cm3。试验于2012年9月到2016年6月进行，共4季。2012～2013、2013～2014、2014～2015和2015～2016年的年降水量分别为415、545、631和414mm。根据Sun等[16]的降水分类方法及当地长期的降水资料(1957～2014年)，年降水量>671mm为丰水年，年降水量<492mm为欠水年，年降水量介于二者之间为平水年，故2012～2013和2015～2016年属欠水年，2013～2014和2014～2015年属平水年。

1.2 试验设计

试验以不施氮肥为对照，设施氮肥195kg/hm2(N1农户模式)、150kg/hm2(N2农户减氮)，及垄覆沟播(RMFS)，全膜穴播(FMHS)和秸秆覆盖(SMHS)，共6个处理，两个氮肥处理为常规平作，行宽20cm，无覆盖。3个覆盖处理施氮量均为150 kg/hm2。垄覆沟播：垄上覆膜，沟内覆秸秆，播种在沟内，垄沟比30cm∶30cm，覆秸秆量为2250 kg/hm2(干重)。全膜穴播：地表全部用地膜覆盖，进行点播种植，株距12cm，每穴播10粒。秸秆覆盖：覆秸秆量10000kg/hm2(干重)，全覆盖。垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖在休闲期保持相应的地表覆盖，在播种前去除地表覆盖，待播种后再重新覆盖。全膜穴播和秸秆覆盖处理夏闲期免耕，其他处理均三伏天深耕1次，播前7天旋耕1次。试验采用完全随机区组设计，重复4次，小区面积48m2(12m×4m)，小麦品种为运旱20410。冬小麦生育期间无任何补充灌溉，人工控制杂草，不施入任何除草剂，且无明显病虫害发生。氮磷肥均作为底肥使用，氮肥用尿素(氮含量46%)，磷肥用过磷酸钙(P2O5含量12%)，两种肥料在小麦播种前均匀撒入小区，翻入土壤耕层后耙平。

1.3 样品采集与测定

1.3.1 样品采集小麦收获期采集植物样品，每个小区中间选取3m2样方，小麦植株连根拔起，于根茎结合处剪掉根系后，将小麦分为穗和茎叶风干后，再将穗分为籽粒和颖壳，然后称量籽粒、颖壳和茎叶风干重。取100g籽粒、50g颖壳和50g茎叶烘干后作为化学分析样品。

1.3.2 样品测定植物样品(籽粒、颖壳和茎叶)烘干粉碎后用H2SO4–H2O2法消解，用连续流动分析仪(Auto analysis3)测定消解液的氮和磷素，用火焰光度计测定消解液的钾素。

1.4 数据计算

1.4.1 地上部氮(磷、钾)吸收量地上部氮(磷、钾)吸收量是指作物在整个生育期地上部吸收的氮(磷、钾)量，反映作物从土壤携出养分能力。计算公式：

地上部氮(磷、钾)吸收量(kg/hm2)=[籽粒含氮(磷、钾)含量×籽粒产量+茎叶氮(磷、钾)含量×茎叶生物量+颖壳氮(磷、钾)含量×颖壳生物量]/1000。1.4.2籽粒产量形成的养分需求量、养分生理效率籽粒产量形成的养分需求量，指小麦生产100kg籽粒产量需要的地上部养分吸收量，反映作物形成籽粒产量对养分的需求情况。计算公式如下：

百公斤籽粒氮(磷、钾)需求量(kg/kg)=地上部吸氮(磷、钾)量/产量×100。

籽粒产量形成的养分生理效率，指地上部吸收单位养分所能生产的籽粒产量，反映作物利用吸收的养分形成籽粒产量的能力。计算公式：

籽粒产量形成的氮(磷、钾)生理效率(kg/kg)=产量/地上部吸氮(磷、钾)量。

1.5 数据处理

试验数据均用Excel和SPSS数据处理统计软件进行分析。

2 结果

2.1 冬小麦籽粒产量和生物量

由表1可知，减氮处理产量与常规氮肥处理在4年均无显著差异。在施氮150kg/hm2条件下，与不覆盖相比，垄覆沟播的产量在2012～2013欠水年显著增产15.7%；全膜穴播在2013～2014和2014～2015年两个平水年和2012～2013欠水年分别显著增产7.8%、15.2%和18.5%；秸秆覆盖的产量在2014～2015平水年和2012～2013欠水年分别显著增产9.0%和19.9%。但垄覆沟播和秸秆覆盖4年平均产量相比无覆盖无显著差异，而全膜穴播显著增产6.8%。

不同处理对冬小麦生物量的影响在不同年际间不同。在无覆盖条件下，减氮的小麦生物量比常规施氮在2015～2016欠水年显著减少6.6%。在150 kg/hm2的施氮条件下，与无覆盖相比，垄覆沟播的生物量在2012～2013欠水年显著增加18.2%；全膜穴播的生物量在2013～2014和2014～2015年两个平水年和2012～2013欠水年分别显著增加16.9%、 22.6%和18.2%；秸秆覆盖的生物量在2014～2015平水年和2012～2013欠水年分别显著增加12.8%和18.9%。全膜穴播和秸秆覆盖4年平均生物量分别比减氮无覆盖显著增加13.9%和7.3%。

表1 不同处理冬小麦籽粒产量和生物量 (kg/hm2)Table 1 Effects of different treatments on grain yields and biomass of winter wheat

表2 不同处理的冬小麦籽粒和秸秆吸氮量 (kg/hm2)Table 2 Grain and straw N uptakes of winter wheat under different treatments

2.2 籽粒和秸秆养分吸收量

2.2.1 籽粒和秸秆吸氮量比较籽粒吸氮量，发现在不同氮肥水平下，农户减氮的籽粒吸氮量与农户模式相比在各年份均无显著差异(表2)。在150kg/hm2的施氮条件下，与农户减氮相比，秸秆覆盖的籽粒吸氮量在2014～2015平水年显著增加17.3%；垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖在2015～2016欠水年分别显著减少13.9%、19.9%和9.5%。秸秆覆盖4年平均籽粒吸氮量相比农户减氮处理显著增加3.7%。

秸秆吸氮量结果表明(表2)，在不同氮肥水平下，农户减氮的秸秆吸氮量相比农户模式在2013～2014平水年显著减少7.6%。在150kg/hm2的施氮条件下，与农户减氮相比，垄覆沟播的秸秆吸氮量在2012～2013欠水年和2013～2014平水年分别显著增加19.6%和8.0%，而在2015～2016欠水年显著减少20.0%；全膜穴播在2013～2014和2014～2015年两个平水年和2012～2013欠水年分别显著增加19.3%、24.9%和24.2%，而在2015～2016欠水年显著减少28.6%；秸秆覆盖在2013～2014和2014～2015年两个平水年和2012～2013欠水年分别显著增加10.7%、29.0%和29.2%，而在2015～2016欠水年显著减少15.6%。秸秆覆盖4年平均秸秆吸氮量相比农户减氮显著增加13.2%。

2.2.2 籽粒和秸秆吸磷量不同覆盖措施能够改变冬小麦的籽粒吸磷量，在不同氮肥水平下，农户减氮的籽粒吸磷量相比农户模式在各年份均无显著差异(表3)。在150kg/hm2的施氮条件下，与农户减氮相比，垄覆沟播的籽粒吸磷量在2013～2014平水年显著增加6.7%；全膜穴播和秸秆覆盖的籽粒吸磷量各年份均无显著差异。

分析秸秆吸磷量，发现在不同氮肥水平下，农户减氮的秸秆吸磷量相比农户模式在各年份均无显著差异。在150kg/hm2的施氮条件下，与无覆盖相比，垄覆沟播的秸秆吸磷量在2012～2013欠水年显著增加17.2%；全膜穴播在2013～2014和2014～2015年两个平水年和2012～2013欠水年分别显著增加22.8%、16.7%和30.3%；秸秆覆盖在2012～2013欠水年和2014～2015平水年分别显著增加37.4%和14.8%。全膜穴播和秸秆覆盖4年平均秸秆吸磷量分别比农户减氮无覆盖显著增加15.6%和13.2%。

2.2.3 籽粒和秸秆吸钾量在不同氮肥水平下，农户减氮的籽粒吸钾量相比农户模式在各年份均无显著差异(表4)。在150kg/hm2的施氮条件下，与农户减氮无覆盖相比，各覆盖处理均无显著差异。分析秸秆吸钾量可知，在150kg/hm2的施氮条件下，与无覆盖相比，全膜穴播在2013～2014和2014～2015年两个平水年分别显著增加28.5%和32.4%；秸秆覆盖在2013～2014和2014～2015年两个平水年和2012～2013欠水年分别显著增加27.7%、31.7%和27.0%。全膜穴播和秸秆覆盖4年平均秸秆吸钾量比农户减氮无覆盖处理分别显著增加23.4%和24.4%。

表3 不同处理的冬小麦籽粒和秸秆吸磷量 (kg/hm2)Table 3 Grain and straw P uptakes of winter wheat under different treatments

2.3 小麦籽粒产量形成的氮磷钾养分需求量和生理效率

2.3.1 小麦百公斤籽粒氮磷钾养分需求量分析百公斤籽粒需氮量表明，在不同氮肥水平下，农户减氮的籽粒需氮量相比农户模式仅在2014～2015平水年减少9.5%(表5)。在150kg/hm2的施氮条件下，与农户减氮相比，垄覆沟播在2013～2014平水年显著增加12.6%，而在2015～2016欠水年显著减少15.9%；全膜穴播仅在2015～2016欠水年显著减少21.4%；秸秆覆盖在2013～2014和2014～2015年两个平水年分别显著增加14.9%和18.9%，而在2015～2016欠水年显著减少11.1%。垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖4年平均需氮量相比农户减氮分别显著增加2.6%、2.0%和8.5%。

分析百公斤籽粒需磷量可知，在不同氮肥水平下，农户减氮的籽粒需磷量相比农户模式在各年份

均无显著差异。在150kg/hm2的施氮条件下，与农户减氮相比，垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖在2013～2014平水年分别显著增加13.5%、16.2%和13.5%。全膜穴播和秸秆覆盖4年平均籽粒需磷量分别比农户减氮显著增加9.4%和12.5%。

表4 不同处理的冬小麦籽粒和秸秆吸钾量 (kg/hm2)Table 4 Grain and straw K uptakes of winter wheat under different treatments

表5 不同处理对冬小麦百公斤籽粒产量形成氮磷钾养分需求量的影响 (kg/100 kg)Table 5 Nutrient requirements for 100 kg grain of winter wheat under different treatments

分析百公斤籽粒需钾量可知，在不同氮肥水平下，农户减氮的籽粒需钾量相比农户模式在各年份均无显著差异。在150kg/hm2的施氮条件下，与农户减氮相比，全膜穴播在2014～2015平水年和2015～2016欠水年分别显著增加14.6%和21.8%；秸秆覆盖在2013～2014和2014～2015年两个平水年和2015～2016欠水年分别显著增加34.9%、21.1%和16.2%。秸秆覆盖4年平均籽粒需钾量相比农户减氮显著增加19.5%。

2.3.2 小麦籽粒产量形成的养分生理效率分析籽粒产量形成的氮生理效率可知，在不同氮肥水平下，农户减氮的氮生理效率相比农户模式在各年份均无显著差异(表6)。在150kg/hm2的施氮条件下，与农户减氮相比，全膜穴播的氮生理效率仅在2015～2016欠水年显著增加27.3%；秸秆覆盖在2015～2016欠水年显著增加12.0%，而在2014～2015平水年显著减少16%。相比农户减氮4年平均氮生理效率，各处理之间均无显著差异。

比较籽粒产量形成的磷生理效率发现，在不同氮肥水平下，农户减氮的磷生理效率相比农户模式在各年份均无显著差异。在150kg/hm2的施氮条件下，与农户减氮相比，垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖在2013～2014平水年分别显著减少12.2%、12.9%和11.4%。秸秆覆盖4年平均磷生理效率相比农户减氮显著减少9.9%。

表6 不同处理冬小麦籽粒产量形成氮磷钾的生理效率 (kg/kg)Table 6 Physiological efficiencies for grain yield formation of N, P and K under different treatments

籽粒产量形成的钾生理效率分析表明，在不同氮肥水平下，农户减氮的钾生理效率相比农户模式在2013～2014平水年显著增加25.2%。在150kg/hm2的施氮条件下，与农户减氮相比，全膜穴播仅在2015～2016欠水年显著减少17.5%；秸秆覆盖在2013～2014和2014～2015两个平水年分别显著减少25.8%和18.1%。全膜穴播和秸秆覆盖4年平均钾生理效率相比农户减氮分别显著减少10.6%和15.1%。

3 讨论

3.1 不同覆盖措施对冬小麦籽粒产量和籽粒养分含量的影响

地膜覆盖能够减少土壤水分蒸发，改善土壤水分环境，促进小麦个体发育和群体构建，提高作物体内干物质积累及干物质向籽粒的转运能力，从而增加作物产量[17–18]。Rehman等[19]在小麦生育期覆盖地膜增产5%，Li等[20]在春小麦生育期覆盖地膜增产23%。本试验垄覆沟播在2012～2013年显著增产15.7%，全膜穴播显著增产6.8%，与上述研究结果一致。另有研究表明，休闲期降雨量与小麦产量呈正相关，小麦一半以上的产量取决于播种前底墒的好坏[21]。小麦产量出现年际变化,可能与休闲期降水形成的底墒量有关[22]。本试验在2012～2013年7～9月休闲期降雨量为301mm，2014～2015年休闲期降雨量为318mm，且全年降雨量较多，秸秆覆盖处理产量显著增加，与上述结果一致。因此，地膜覆盖有利于提高冬小麦产量，秸秆覆盖在降雨较多的年份增加冬小麦产量。

地表覆盖实现了旱地冬小麦增产，但籽粒含氮量却明显下降，这可能是由于地膜覆盖降低了小麦花期土壤硝态氮含量，导致花后土壤供氮不足，进而降低了籽粒含氮量[23]。Ram等[24]也表明秸秆覆盖使小麦籽粒含氮量降低是由于土壤矿质氮含量降低引起的。本研究秸秆覆盖的籽粒吸氮量在2015～2016年显著减少9.5%，这可能与秸秆覆盖引起土壤氮生物固持有关[25]。

关于地表覆盖对小麦籽粒磷钾含量影响的报道较少。本试验地表覆盖能改变籽粒含磷量和籽粒含钾量。小麦籽粒含钾量与土壤钾含量有直接关系[26]，地表覆盖通过改变土壤养分供应能力及作物养分吸收能力对籽粒养分含量产生影响，地表覆盖在不同降水年型间的籽粒养分效应差异，主要是由于土壤水分和养分等环境因素改变作物生长发育进程而引起的。

3.2 不同覆盖措施对冬小麦籽粒产量形成的养分需求量和生理效率的影响

地表覆盖影响籽粒产量形成的需氮量和氮生理效率，主要是由于籽粒产量和地上部吸氮量不均衡增加造成的[26]。土壤水分供应不足是旱地作物生产的主要限制因素。全膜穴播改善土壤水分状况，增加籽粒产量，同时增加秸秆吸氮量，而籽粒产量形成的需氮量和氮生理效率未增加；垄覆沟播的产量未增加，而秸秆吸氮量增加，从而提高了籽粒产量形成的需氮量、降低了籽粒产量形成的氮生理效率；秸秆覆盖的产量、秸秆吸氮量增加，而籽粒产量形成的需氮量也增加，从而降低了籽粒产量形成的氮生理效率。

以往关于地表覆盖对籽粒产量形成的磷、钾需求量和磷、钾生理效率的报道较少，大部分集中在施磷、钾肥以及区域间土壤肥力差异带来的作物磷、钾效应差异。串丽敏等[27]总结2000～2011年全国小麦试验研究资料，得出百公斤籽粒产量形成需磷量为0.6kg，高于本试验的0.3kg；籽粒产量形成的磷生理效率为189.5kg/kg，低于本试验的301.5 kg/kg。这主要是因为黄土高原的土壤是碱性土，土壤有效磷活性低，降低了小麦对磷的吸收效率，从而减少了形成单位籽粒产量所需的磷素、增加了小麦吸收单位磷素形成籽粒产量的能力。Chuan等[28]还总结出百公斤籽粒需钾量为1.9kg，高于本试验的1.66kg；籽粒钾生理效率为52.7kg/kg，低于本试验的62.3kg/kg。

4 结论

农户减氮模式对冬小麦的产量、氮磷钾需求量以及生理效率无显著影响。垄覆沟播处理的产量未增加，而秸秆吸氮量增加，从而提高了籽粒产量形成的需氮量、降低了籽粒产量形成的氮生理效率。全膜穴播提高籽粒产量，同时增加秸秆吸氮量，但未增加籽粒产量形成的需氮量和氮生理效率。秸秆覆盖的产量增加，同时增加秸秆吸氮量，而籽粒产量形成的需氮量也增加，从而降低了籽粒产量形成的氮生理效率。因此，旱地小麦生产中为保证籽粒产量，需增加地膜覆盖和秸秆覆盖的氮肥用量。

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NPK requirements and their physiological efficiencies for winter wheat under different cover measures in dryland

QU Hui-feng1,ZHAO Hu-bing1*,LIU Ji-fei1,HUANG Hong-bo2,WANG Zhao-hui1,ZHAI Bing-nian1
(1 College of Resources and Environment, Northwest A&F University, Yangling, Shaanxi 712100, China; 2 Qian County Agricultural Technology Extension Station of Shaanxi Province, Qianxian, Shaanxi 713300, China)

【Objectives】Water and fertilizer management and water-conserved cultivation have been the research focuses in wheat production of the Northwest China.More attention has concentrated on the yield and water use efficiency and less on nutrient uptakes and efficiencies after the formation of wheat grain yield.So in this paper,effects of different cover measures on N,P and Krequirements and physiological efficiencies of winter wheat were studied in dryland of Loess Plateau.【Method】Using winter wheat as the test crop,continuous field trials were conducted for4years in Yongshou County,Shaanxi Province.No nitrogen fertilizer was set as theblank,applying N195kg/hm2as control.Other4treatments were designed as following:N150kg/hm2without cover,N150kg/hm2and film mulching and hole sowing,N150kg/hm2and ridge mulching and furrow sowing, N150kg/hm2and straw mulching and hole sowing.Physiological demands and efficiencies of N,P and Kfor winter wheat grain yields,grain nutrient contents and yield of grain formation were analyzed by measuring the sample plants.【Results】The nitrogen requirement of non-covering treatment was5.3%lower than that of conventional nitrogen application,other indicators had no significant differences.Under the N150kg/hm2application conditions,compared with no coverage,the yield of ridge mulching and furrow sowing was not increased,while the aboveground Nuptake was increased,and the nitrogen requirement of grain yield was increased by2.6%，the Nphysiological efficiency of grain yield was reduced by6.3%.The yield of film mulching and hole sowing was increased by6.9%,the aboveground Nuptake was increased by11.3%;the yield of straw mulching and hole sowing was increased by3.5%,the aboveground Nuptake was increased by13.2%,and the Nrequirement of grain yield was increased by8.5%,the Nphysiological efficiency of grain yield was reduced by3.9%.Compared with the treatment of same amount of nitrogen applied without cover,the aboveground Pand K uptake of ridge mulching and furrow sowing was not increased,that of film mulching and hole sowing was increased by15.6%and23.4%,the Kphysiological efficiency of grain yield was reduced by10.6%;the aboveground Pand Kuptake of straw mulching and hole sowing was increased by13.2%and24.4%,the Pand K physiological efficiency of grain yield was reduced by9.9%and15.1%.After reducing the amount of Napplied from195kg/hm2to150kg/hm2,compared with no coverage,using ridge mulching and furrow sowing technology failed to increase wheat yield,but increased the aboveground Nuptake,thereby increasing the Nrequirement of grain yield,reducing the Nphysiological efficiency.Using the film mulching and hole sowing technology improved the grain yield,increased the aboveground Nuptake,therefore did not increase the Nrequirement of grain yield and the Nphysiological efficiency.Using straw mulching and hole sowing technology increased grain yield,and increased the aboveground Nuptake,the Nrequirement of grain yield was also increased,thereby reduced the Nphysiological efficiency.【Conclusions】Therefore,to ensure grain yield and nutrient quality in dryland wheat production,the amount of nitrogen fertilizer should be increased under the plastic mulching and straw mulching.

nitrogen reduction;cover measure;grain yield;nutrient content;nutrient requirement; physiological efficiency

2016–12–13接受日期：2017–05–17

国家自然科学基金（31272250）；国家科学技术支撑计划（2015BAD23B04）；农业公益性行业科研专项（201503124）资助。

屈会峰（1992—），男，山东枣庄人，硕士研究生，主要从事植物营养与调控方面的研究。E-mail：quhuifeng1992@126.com

*通信作者E-mail：zhaohubing@hotmail.com