宽幅播种提高不同播期小麦产量与氮素利用率

石玉华，初金鹏，尹立俊，贺明荣，邓淑珍，张 良，孙晓乐，田奇卓，代兴龙



宽幅播种提高不同播期小麦产量与氮素利用率

石玉华1,2，初金鹏1，尹立俊1，贺明荣1，邓淑珍3，张 良3，孙晓乐3，田奇卓1，代兴龙1※

（1. 山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室/农业部作物生理生态与耕作重点实验室，泰安 271018；2. 济宁市兖州区农业局，济宁 272000； 3. 泰安市肥城市农业局，泰安 271600）

为明确在较宽播期范围内可实现小麦高产高效稳产的播种方式及其理论基础，采用宽幅播种和常规条播2种播种方式，设计10月3日（早播）、10日（传统播期）、17日（晚播）和24日（再晚播）共4个播期处理（分别用D1、D2、D3、D4表示），研究了播种方式与播期互作对小麦产量和氮素吸收利用的影响。相对于常规条播，宽幅播种通过提高单位面积分蘖数和穗数，平均提高产量16.68%；通过提高氮素吸收效率（吸氮量/供氮量）、稳定或提高氮素利用效率（产量/吸氮量），平均提高氮素利用率（产量/供氮量）16.64%。随播期推迟，2播种方式下单位面积穗数、单穗籽粒质量分别呈降低和升高趋势，相对于D1和D2播期，宽幅条件下D3、D4播期的成熟期穗数下降比例显著低于条播，并与其单穗籽粒质量提高的比例相当，进而实现9.00 t/hm2水平的高产稳产；常规条播下晚播因穗数大幅下降导致减产，平均减产0.34 t/hm2。随播期推迟，2播种方式下氮素吸收效率和氮素利用效率分别呈降低和升高趋势，相对于D1、D2播期，宽幅条件下D3、D4播期氮素吸收效率下降的幅度与氮素利用效率提升的幅度相当，因此仍可维持较高的氮素利用率；常规条播下晚播处理氮素吸收效率下降的幅度显著高于氮素利用效率提升的幅度，进而导致氮素利用率平均降低1.01 kg/kg。相对于常规条播，小麦生产上采用宽幅播种，在高产高效的同时可实现较宽播期范围内产量和氮素利用率的稳定。

作物；氮；小麦；播期；宽幅；产量；氮素利用率

0 引 言

播期是影响小麦生长发育、产量形成和氮素利用的关键因子，适期播种是小麦高产高效生产的保障[1-3]。播期较早，容易引发冬季、早春冻害以及花后的群体倒伏[4-5]，播期偏晚则会由于群体较小导致氮素吸收能力不足，不利于小麦高产[6-7]。

但是，随着国家种植业供给侧结构性改革的深入推进，除夏玉米之外的大豆、旱稻、高粱等诸多夏秋粮作物大面积种植，而多种作物因其生育期不同导致收获期有差异，进而影响小麦播种时间，拉长了小麦播期，尤其是对晚播小麦高产高效提出了更高要求。研究适宜于晚播的小麦高产高效稳产栽培技术，既可以有效提高冬小麦茎秆抗倒性能[8-9]，也可为夏季作物晚收增产[10]和提高周年资源利用效率[11-12]提供技术支撑，对于提高黄淮地区夏季作物种植结构调整的空间、优化区域种植结构，确保中国粮食高产稳产具有重要意义。

氮素是影响小麦生长发育和产量形成的重要元素，氮素高效吸收利用是小麦高产的保障[13]。氮素利用率（N use efficiency）由氮素吸收效率（N uptake efficiency）和氮素利用效率（N utilization efficiency）组成，提高氮素利用率即是包含提高小麦植株从土壤中吸收氮素以及提高植株利用已经吸收的氮素进行籽粒生产的能力的2个过程[14-15]。前人研究发现，不同栽培条件下，氮素吸收效率和氮素利用效率对氮素利用率的影响各有侧重[13]。有效的氮素积累是小麦高产的基础[8,16]，但晚播会减少次生根发生数[17-19]和干物质积累量[20]，降低地上部氮素吸收与储存能力，进而降低氮素吸收效率；而不同播期间的氮素收获指数和籽粒含氮量，则是影响小麦氮素利用效率的主要指标[8,13]。晚播条件下如何协调氮素吸收和利用效率，稳定或提高氮素利用率，是亟待研究的课题。

小麦宽幅精播高产栽培技术是在精量、半精量播种技术的基础上，以扩播幅、增行距、促匀播为核心的农机和农艺相结合的高产栽培技术。宽幅播种有利于提高小麦田间出苗率和出苗均匀度[21]，实现苗齐、苗匀、苗壮，促进个体健壮发育[22-23]，进而提高叶面积指数，促进光能截获与利用，提高小麦产量[24-25]。小麦宽幅播种条件下个体的均匀分布对于构建由健壮个体组建的足量群体具有重要意义，小麦宽幅播种技术的群体调节能力，为晚播条件下构建合理群体以实现小麦高产、稳产和高效生产提供了可能。

因此，本试验设计宽幅播种和常规条播2种播种方式，通过分析播种方式和播期互作条件下冬小麦的群体动态变化、产量形成和氮素吸收利用特征，以期明确播种方式对不同播期冬小麦产量和氮素利用率的调控效应，为较宽播期范围内小麦高产高效稳产栽培技术的集成推广及其配套播种机械研发提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2015―2016年在山东省济宁市兖州区大安镇山东大华机械有限公司试验田进行。该试验点地处半湿润暖温带气候区，年均日照时数2 655 h，太阳辐射总量5 219.75 MJ/m2；年均气温13.6℃，年均≥0 ℃积温5 025 ℃，≥10 ℃积温为4 505 ℃；年均无霜期225 d，降雨量733 mm，但多集中在夏季。本试验地前茬作物为玉米，一年两熟种植，多年秸秆还田。播前0～0.2 m土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾质量分数分别为15.26 g/kg、0.95 g/kg、42.50 mg/kg、18.99 mg/kg、61.07 mg/kg。播前0～1.0 m土层内无机态氮（硝态氮和铵态氮）积累量为96.32 kg/hm2。

1.2 试验设计

本试验选用冬小麦品种泰农18为试验材料，采用裂区设计，主区设置2种播种方式，分别为宽幅播种（播幅8 cm、行距26 cm）和常规条播（播幅2 cm、行距23 cm），裂区设置10月3、10、17、24日的早播、正常播期、晚播、再晚播等4个处理（分别用D1、D2、D3、D4表示），3次重复。试验田氮肥用量为240 kg/hm2N，按4:6基追比分别于播前和拔节初期施用。磷钾肥按P2O590 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2的施用量，于翻地前一次性施入。综合泰农18品种特性和前期试验结果[13]，各处理播种密度均为405万/hm2，其他管理措施均与普通高产田一致。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 群体分蘖和单株分蘖测定

于越冬期（2015年12月3日）、拔节前（2016年3月27日）在各处理内选择长势均匀的1.0 m×6行区域，调查群体分蘖；同时各处理随机取30个单株用于单株分蘖测定。

1.3.2 产量及产量构成因素的测定

各处理于成熟期（2016年6月5日）选取长势均匀的2.0 m×6行区域，人工收割、脱粒，自然风干后称质量。计算单位面积籽粒产量，并进行粒质量调查。同期测定单位面积穗数，并随机取30个单穗测定穗粒数。

1.3.3 植株地上部氮素积累量的测定

成熟期于长势均匀的区域取30个单茎，分为茎、叶、籽粒、颖壳+穗轴等4个器官，样品烘干后称质量；然后植株样品用微型植物粉碎机粉碎，采用半微量凯氏定氮法测定各器官含氮量，用以计算成熟期各器官和地上部氮素积累量。

1.3.4 氮素利用率及相关指标计算方法

氮素利用率及相关指标计算方法如下[13-15]：

供氮量（kg/hm2）=施氮量（kg/hm2）+播前0～1.0 m土层土壤硝态氮和铵态氮积累量（kg/hm2）

氮素利用率（nitrogen use efficiency，NUE；kg/kg）=籽粒产量（kg/hm2）/供氮量（kg/hm2）

氮素吸收效率（nitrogen uptake efficiency，UPE；%）=成熟期地上部氮素积累量（kg/hm2）/供氮量（kg/hm2）×100%

氮素利用效率（nitrogen utilization efficiency，UTE；kg/kg）=籽粒产量（kg/hm2）/地上部氮素积累量（kg/hm2）

氮素收获指数（%）=籽粒氮素积累量（kg/hm2）/成熟期地上部氮素积累量（kg/hm2）×100%

1.4 数据分析与作图

采用Microsoft Excel 2007和DPS7.05数据分析软件进行数据的整理和统计分析。方差分析采用LSD判别法判断各影响因素的显著性。采用Sigma plot 10.0和Microsoft Word 2007软件制图。

2 结果与分析

2.1 播种方式与播期互作对单株分蘖与成穗、群体分蘖和穗数的影响

播种方式与播期互作显著影响冬小麦越冬前、拔节前单株和群体分蘖数、成熟期单株成穗数和群体穗数（图1）。各播期下，宽幅播种的越冬前、拔节前单株和群体分蘖数、成熟期单株成穗数和群体穗数均显著高于常规条播（＜0.05）。

2播种方式下，越冬前、拔节前单株分蘖数和成熟期单株成穗数在D1、D2间均无显著差异（＞0.05），但D3、D4播期各指标均低于D1、D2播期。宽幅条件下越冬前、拔节前单株分蘖数和成熟期单株成穗数在D3播期较D1和D2播期平均值分别低23.85%、18.24%和4.26%（＜0.05），在D4播期较D1和D2播期平均值分别低47.10%、31.23%和8.46%（＜0.05）；常规条播条件下冬前、拔节前单株分蘖数和成熟期单株成穗数在D3播期较D1和D2播期平均值分别低17.74%、19.32%和6.48%（＜0.05），在D4播期较D1和D2播期平均值分别低44.55%、31.98%和14.20%（＜0.05）。群体分蘖、穗数的变化与单株变化趋势一致。表明2播种方式下推迟播期均会降低单株与群体分蘖数、成穗数。

图1 播种方式与播期互作对单株分蘖、单株成穗数和群体分蘖、穗数的影响

2.2 播种方式与播期互作对单茎生产力的影响

播种方式对小麦成熟期单茎质量和单穗籽粒质量无显著影响（图2），各播期条件下成熟期单茎质量和单穗籽粒质量在2播种方式间均无显著差异（＞0.05）。播期显著影响冬小麦成熟期单茎质量和单穗籽粒质量（图2），综合2播种方式，虽然单茎质量和单穗籽粒质量在D1、D2播期间均无显著差异（＞0.05），但D3播期的单茎质量、单穗籽粒质量较前两播期平均值分别提高3.70%和3.97%（＜0.05），D4播期较前两播期平均值分别提高10.28%和9.59%（＜0.05）。表明2播种方式下推迟播期均可提高小麦成熟期单茎质量和单穗籽粒质量。

图2 播种方式和播期互作对成熟期单茎质量和单穗籽粒质量的影响

2.3 播种方式与播期互作对产量及产量构成因素的影响

播种方式与播期互作显著影响冬小麦产量及产量构成因素（表1）。各播期条件下宽幅播种的产量均显著高于常规条播（＜0.05），且2种播种方式间的产量差异随着播期的延迟而增大。宽幅播种条件下，各播期间产量均无显著差异（＞0.05）；常规条播条件下，产量在D1、D2间无显著差异，但D3、D4播期比D1分别低4.54%和7.57%（＜0.05），比D2分别低4.03%和6.62%（＜0.05），表明宽幅播种在D1至D4播期间能够实现稳产，而条播下推迟播期易导致减产。相对于常规条播，宽幅播种平均提高产量1.29 t/hm2和16.68%。

如表1所示，各播期条件下，穗粒数在2播种方式间均无显著差异（＞0.05）。综合2播种方式，穗粒数在D1、D2间无显著差异（＞0.05），但D3、D4播期的穗粒数较前两播期平均值分别提高4.43%和8.84%（＜0.05）。粒质量在各播期间或各播种方式间均无显著差异（＞0.05）。

表1 播种方式与播期对冬小麦产量及产量构成因素相关指标的影响

注：同一列内不同的字母代表在＜0.05水平差异显著。

Note: Values followed by the different letters within a column are significantly different at＜0.05 as determined by the LSD test.

2.4 播种方式与播期互作对氮素利用率的影响

播种方式与播期互作显著影响冬小麦氮素利用率（图3）。各播期条件下宽幅播种的氮素利用率均显著高于常规条播（＜0.05），且2种播种方式间的效率差异随着播期的延迟而增大。宽幅播种条件下，氮素利用率在各播期间均无差异（＞0.05）；常规条播条件下，氮素利用率在D1、D2间无显著差异（＞0.05），但D3、D4播期比D1分别低4.54%和7.57%（＜0.05），比D2分别低4.03%和6.62%（＜0.05），表明宽幅播种在D1至D4播期间能够实现氮素利用率的稳定，而条播下推迟播期易降低氮素利用率。

图3 播种方式和播期对冬小麦氮素利用率的影响

2.5 播种方式与播期互作对氮素吸收效率的影响

播种方式与播期互作显著影响冬小麦成熟期地上部氮素积累量和氮素吸收效率（图4）。各播期条件下，宽幅播种的地上部氮素积累量和氮素吸收效率均显著高于常规条播（＜0.05）。2播种方式下，冬小麦地上部氮素积累量在D1、D2间均无显著差异（＞0.05），但在宽幅条件下D3、D4播期较D1和D2播期平均值分别降低9.98%和18.47%（＜0.05），条播条件下D3、D4播期较D1和D2平均值分别降低7.30%和13.06%（＜0.05）。氮素吸收效率与地上部氮素积累量表现出相似的规律，表明推迟播期不利于提高小麦氮素积累与吸收。

图4 播种方式和播期对冬小麦地上部氮素积累量和氮素吸收效率的影响

2.6 播种方式与播期互作对氮素利用效率及其相关指标的影响

播种方式与播期互作显著影响冬小麦氮素利用效率（图5）。在D1至D3播期，2播种方式间的氮素利用效率无显著差异，但在D4条件下宽幅播种的氮素利用效率较条播提高10.57%（＜0.05）。2播种方式下，冬小麦氮素利用效率在D1、D2间均无显著差异（＞0.05），但在宽幅条件下D3、D4播期较D1和D2播期平均值分别提高9.79%和19.16%（＜0.05），条播条件下D3、D4播期较D1和D2播期平均值分别提高4.05%和9.22%（＜0.05），表明推迟播期有利于提高小麦氮素利用效率。相对于常规条播，宽幅播种氮素利用率平均增效3.82 kg/kg和16.64%。

图5 播种方式和播期对冬小麦籽粒氮素积累率、氮素收获指数、籽粒氮素质量分数和氮素利用效率的影响

播种方式与播期互作对与氮素利用效率相关的氮素收获指数、籽粒氮素积累量、籽粒氮素质量分数亦有显著影响（图5）。各播期条件下宽幅播种的氮素收获指数均显著高于常规条播（＜0.05），宽幅播种下氮素收获指数在各播期间无显著差异（＞0.05），而在常规条播下氮素收获指数随播期推迟呈下降趋势（＜0.05），表明宽幅播种下播期对氮素向籽粒的分配无影响，而条播下晚播会降低氮素向籽粒的分配比例。

各播期条件下宽幅播种的籽粒氮素积累量均显著高于常规条播（＜0.05）。2播种方式下冬小麦籽粒氮素积累量在D1、D2间均无显著差异（＞0.05），但在宽幅条件下D3、D4播期较D1和D2播期平均值分别降低9.49%和18.49%（＜0.05），条播条件下D3、D4播期较D1和D2播期平均值分别降低8.40%和14.81%（＜0.05），表明推迟播期不利于小麦籽粒氮素积累。

各播期条件下宽幅播种的籽粒氮素质量分数均显著高于常规条播（＜0.05）。2播种方式下冬小麦籽粒氮素质量分数在D1、D2间均无显著差异（＞0.05），但在宽幅条件下D3、D4播期较D1和D2播期平均值分别降低3.09%和7.45%（均＜0.05），条播条件下D3、D4播期较D1和D2平均值分别降低3.92%和9.67%（＜0.05），表明推迟播期会降低籽粒氮素质量分数。

3 讨 论

合理的播幅与行距配置有利于提高小麦群体分布均匀度，缓解群体与个体矛盾。通过适当扩大播幅与行距，宽幅播种可以有效促进小麦植株均匀分布[21]，提升个体发育质量[22-23]，提高旗叶叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率等指标[26]，改善群体光合性能，提高小麦产量。其良好的增产效应使得该项技术在全国各麦区已开展大量研究与应用[27-28]。本试验中，宽幅播种的穗数显著高于常规条播处理，并获得了较高的籽粒产量，这与李世莹等[24-25]、韩惠芳等[29]关于宽幅播种通过提高单位面积穗数提升小麦产量的研究结果相一致。

小麦的高产源于产量三因素（穗数、穗粒数和粒质量）的协调，而穗数与穗粒数和粒质量之间往往呈现负相关关系[16]。晚播条件下小麦冬前和春季分蘖数降低，导致单位面积穗数减少[30-32]。由于产量三因素的协调，群体较低时穗粒数、粒质量或单穗籽粒质量会有所提高。因此，栽培措施如果在小麦晚播时能够延缓穗数下降幅度，使其下降的比例相当于或者低于单穗籽粒质量的提高比例，即会在晚播条件下形成稳产或者增产。

本试验中，尽管D1和D2播期间的单位面积穗数无差异，但由于冬、春季分蘖数的降低，2播种方式下D3、D4播期的穗数均显著下降，这与前人研究[22-24]是一致的。然而，宽幅播种因较高的冬、春季群体分蘖数量，其D3、D4穗数下降比例（分别为4.26%、8.46%）显著低于条播处理（D3、D4下降比例分别为6.48%、14.20%），并与单穗籽粒质量提高的比例相当（D3、D4相较于D2处理分别提高3.97%和9.59%），所以晚播条件下采用宽幅播种仍可获得较高的产量，而常规条播由于穗数的降低导致大幅减产。

在作物氮素利用评价指标方面，前人定义了氮素回收率、氮肥偏生产力、氮素利用率等多种指标[14,33]，各指标反映的植株氮素利用能力亦不相同。本文参考Moll等[15]的研究，将氮素利用率定义为单位供氮量所能生产的籽粒产量，其单位供氮量包括投入的肥料氮和播前0～1.0 m土层中的硝态氮和铵态氮积累量。该定义包含从植株对供应氮素的吸收和利用吸收的氮素进行籽粒生产2个过程，前者为氮素吸收效率，是地上部氮素积累量与供氮量的比值，后者为氮素利用效率，是指成熟期单位吸氮量所能生产的籽粒产量，二者的乘积即为氮素利用率。该定义平衡了作物在吸收和利用氮素过程中土壤与植株的关系，已为多数作物生理学者所接受并得到了广泛应用[14,34]。本试验中，宽幅播种的氮素吸收效率显著高于条播处理，其氮素利用效率与条播相当（D1-D3播期）或显著高于条播处理（D4播期），由此获得了较高的氮素利用率。

相对于早播或传统播期，晚播不利于次生根的发生，虽然在春季根系发生量较多[35]，但总根量和根长密度显著减少[7,17-18]，进而降低成熟期地上部氮素积累量[4,6,19]，降低氮素吸收效率。本试验的研究结果与前人一致，宽幅、条播条件下推迟播期均造成了氮素吸收效率的下降。

氮素利用效率反映作物利用吸收的氮素进行籽粒生产的能力，与氮素收获指数成正比，与籽粒含氮量呈反比[13-14]。本试验中，推迟播期均提高了小麦氮素利用效率，但2播种方式下提高幅度并不一致。相对于早播和传统播期，宽幅条件下晚播处理的籽粒氮素积累量和地上部氮素积累量下降的幅度基本一致，因此各播期间氮素收获指数并无显著差异，D3、D4播期氮素利用效率的提升主要源于其较低的籽粒含氮量；而常规条播条件下晚播处理的籽粒氮素积累率下降幅度（D3、D4分别为8.40%和14.81%）高于地上部氮素积累量下降幅度（D3、D4分别为7.30%和13.06%），由此导致晚播处理较低的氮素收获指数，虽然籽粒含氮量亦有所降低，但常规条播晚播处理的氮素利用效率提升幅度（D3、D4分别为4.05%和9.22%）显著低于宽幅播种（D3、D4分别为9.79%和19.16%）。

晚播条件下氮素利用率的变化则与氮素吸收效率下降和氮素利用效率提升的幅度有关。宽幅条件下晚播处理氮素吸收效率下降幅度（D3、D4分别下降9.98%和18.47%）与氮素利用效率提升幅度（D3、D4分别为9.79%提高19.16%）相当，因此仍可维持较高的氮素利用率；常规条播条件下晚播处理氮素吸收效率下降的幅度（D3、D4分别下降7.30%和13.06%）显著高于氮素利用效率提升的幅度（D3、D4分别提高4.05%和9.22%），因而导致了氮素利用率的降低。

4 结 论

相对于常规条播，宽幅播种通过提高单位面积分蘖数和穗数大幅提高小麦产量（平均增产1.29 t/hm2），并通过提高氮素吸收效率、稳定或提高氮素利用效率，显著提高氮素利用率（平均增效3.82 kg/kg）。晚播条件下宽幅播种可降低穗数下降的幅度，实现9.00 t/hm2水平的高产稳产，并通过氮素利用效率的提升抵消氮素吸收效率的下降，稳定氮素利用率。常规条播处理因晚播下穗数下降幅度较大，形成减产（10月17日和24日播种处理平均减产0.34 t/hm2），并由于氮素收获指数的下降导致氮素利用效率提升幅度较低，不能抵消大幅下降的氮素吸收效率，进而降低氮素利用率（10月17日和24日播种处理平均降低1.01 kg/kg）。相对于常规条播，小麦生产上采用宽幅播种，在高产和氮素高效利用的同时可以在较宽的播期范围内实现产量和氮素利用率的稳定。

[1] Mcleod J G, Campbell C A, Dyck F B, et al. Optimum seeding dates of winter wheat in southwestern Saskatchewan[J]. Agronomy Journal, 1992, 84: 86－90.

[2] Van Oort P A J, Timmermans B G H, Van Swaajj A C P M. Why farmers’ sowing dates hardly changer when temperature rises[J]. European Journal of Agronomy, 2012, 40: 102－111.

[3] Bassu S, Asseng S, Motzo R, et al. Optimising sowing date of durum wheat in a variable Mediterranean environment[J]. Field Crops Research, 2009, 111: 109－118.

[4] 杨宁，潘学标，张立祯，等. 适宜播期提高农牧交错带春小麦产量和水氮利用效率[J]. 农业工程学报，2014，30(8)：81－90.

Yang Ning, Pan Xuebiao, Zhang Lizhen, et al. Optimal sowing dates improving yield, water and nitrogen use efficiencies of spring wheat in agriculture and pasture ecotone[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(8): 81－90. (in Chinese with English abstract)

[5] Foulkes M J, Slafer G A, Davies W J, et al. Raising yield potential of wheat. III. Optimizing partitioning to grain while maintaining lodging resistance[J]. Journal of Experimental Botany, 2011, 62: 469－486.

[6] Widdowson F V, Penny A, Darby R J, et al. Amount of NO3-N and NH4-N in soil, from autumn to spring, under winter wheat and their relationship to soil type, sowing date, previous crop and N uptake at Rothamsted, Woburn and Saxmundham, 1979－1985[J]. Journal of Agriculture Science Cambridge, 1987, 108: 73－95.

[7] Rasmussen I S, Thorup-Kristensen K. Does earlier sowing of winter wheat improve root growth and N uptake[J]. Field Crops Research, 2016, 196: 10－21.

[8] Dai Xinglong, Wang Yuechao, Dong Xiuchun, et al. Delayed sowing can increase lodging resistance while maintaining grain yield and nitrogen use efficiency in winter wheat[J]. The Crop Journal, 2017, 5: 541－552.

[9] 李华英，代兴龙，张宇，等. 播期对冬小麦产量和抗倒性能的影响[J]. 麦类作物学报，2015，35(3)：357－363.

Li Huaying, Dai Xinglong, Zhang Yu, et al. Effect of sowing date on grain yield and lodging resistance of winter wheat[J]. Journal of Triticeae Crops, 2015, 35(3): 357－363. (in Chinese with English abstract)

[10] 刘月娥，谢瑞芝，张厚宝，等. 不同生态区玉米适时晚收增产效果[J]. 中国农业科学，2010，43(13)：2820－2828.

Liu Yue’e, Xie Ruizhi, Zhang Houbao, et al. Study on increasing rate of maize yield after putting off harvest time in different ecoregions[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2010, 43(13): 2820－2828. (in Chinese with English abstract)

[11] 付雪丽，张惠，贾继增，等. 冬小麦-夏玉米“双晚”种植模式的产量形成及资源效率研究[J]. 作物学报，2009，35(9)：1708－1714.

Fu Xueli, Zhang Hui, Jia Jizeng, et al. Yield performance and resources use efficiency of winter wheat and summer maize in double late-cropping system[J]. Acta Agronomica Sinica, 2009, 35(9): 1708－1714. (in Chinese with English abstract)

[12] 高海涛，王育红，孟战赢，等. 小麦-玉米双晚种植对周年产量和资源利用的影响[J]. 麦类作物学报，2012，32(6)：1102－1106.

Gao Haitao, Wang Yuhong, Meng Zhanying, et al. Effects of later sowing of winter wheat and later harvest of summer maize cropping system on yield and resources use efficiency of whole year[J]. Journal of Triticeae Crops, 2012, 32(6): 1102－1106. (in Chinese with English abstract)

[13] Dai Xinglong, Zhou Xiaohu, Jia Dianyong, et al. Managing the seeding rate to improve nitrogen-use efficiency of winter wheat[J]. Field Crops Research, 2013, 154: 100－109.

[14] Foulkes M J, Hawkesford M J, Barraclough P B, et al. Identifying traits to improve the nitrogen economy of wheat: Recent advances and future prospects[J]. Field Crops Research, 2009, 114: 329－342.

[15] Moll R H, Kamprath E J, Jackson W A. Analysis and interpretation of factors which contribute to efficiency to nitrogen utilization[J]. Agronomy Journal, 1982, 75: 562－564.

[16] 于振文. 作物栽培学各论(北方本)[M]. 北京：中国农业出版社，2013.

[17] Barraclough P B, Leigh R A. The growth and activity of

winter wheat roots in the field: The effect of sowing date and soil type on root growth of high-yielding crops[J]. Journal of Agriculture Science Cambridge, 1984, 103: 59－74.

[18] Winter S R, Musick J T. Wheat planting date effects on soil water extraction and grain yield[J]. Agronomy Journal, 1993, 85: 912－916.

[19] Yin Lijun, Dai Xinglong, He Mingrong. Delayed sowing improves nitrogen utilization in winter wheat without impacting yield[J]. Field Crops Research, 2018, 221: 90－97.

[20] Ferrise R, Triossi A, Stratonovitch P, et al. Sowing date and nitrogen fertilization effects on dry matter and nitrogen dynamics for durum wheat: An experimental and simulation study[J]. Field Crops Research, 2010, 117: 245－257.

[21] 唐进，林昌明，吉剑，等. 山东2BJK-6型小麦宽幅精量播种机引进应用比较试验[J]. 安徽农学通报，2011，17(21)：133－134.

Tang Jin, Lin Changming, Ji Jian, et al. The comparison and application of the 2BJK-6 wheat wide-range sowing machine[J]. Anhui Agronomy Bulletin, 2011, 17(21): 133－134. (in Chinese with English abstract)

[22] 冯荣成，郭爱芳，朱晓玲，等. 小麦宽幅精播不同播量对群体动态和产量的影响[J]. 河南科技学院学报，2013，41(2)：6－8.

Feng Rongcheng, Guo Aifang, Zhu Xiaoling, et al. Effect of different sowing norm on the population dynamics and yield of wide precision seeding of wheat[J]. Journal of Henan Institute of Science and Technology, 2013, 41(2): 6－8. (in Chinese with English abstract)

[23] 王晓红. 小麦宽幅精量播种技术试验示范报告[J].陕西农业科学，2013，59(4)：139－140.

Wang Xiaohong. The report of the wheat wide-range sowing technology[J]. Shaanxi Agricultural Science, 2013, 59(4): 139－140. (in Chinese with English abstract)

[24] 李世莹，王永华，冯伟，等. 宽幅带播对大穗型冬小麦冠层特征及产量的影响[J]. 麦类作物学报，2013，33(2)：320－324.

Li Shiying, Wang Yonghua, Feng Wei, et al. Effects of wide belt planting on canopy characteristics and yield winter wheat with large-spike[J]. Journal of Triticeae Crops, 2013, 33(2): 320－324. (in Chinese with English abstract)

[25] 李世莹，冯伟，王永华，等. 宽幅播种带间距对冬小麦冠层特征及产量的影响[J]. 植物生态学报，2013，37(8)：758－767.

Li Shiying, Feng Wei, Wang Yonghua, et al. Effects of spacing interval of wide bed planting on canopy characteristics and yield in winter wheat[J]. Chinese Journal of Plant Ecology, 2013, 37(8): 758－767. (in Chinese with English abstract)

[26] 王奎良，赵海波，胡乐奇，等. 宽幅精播对冬小麦光合特性和产量影响的研究[J]. 农业科技通讯，2012(9)：60－62.

Wang Kuiliang, Zhao Haibo, Hu Leqi, et al. The effect of wide-range sowing on the winter wheat photosynthesis and yield[J]. Agriculture Science and Technology Communication, 2012(9): 60－62. (in Chinese with English abstract)

[27] 樊青峰，孟凡胜，李龙，等. 郯城县小麦宽幅精播高产栽培技术试验[J]. 安徽农业科学，2014，42(32)：11268－11269，11301.

Fan Qingfeng, Meng Fansheng, Li Long. Broad precise sowing and high yield cultivation techniques test of wheat in Tancheng County[J]. Journal of Anhui Agriculture, 2014, 42(32): 11268－11269, 11301. (in Chinese with English abstract)

[28] 胡红，李洪文，李传友，等. 稻茬田小麦宽幅精量少耕播种机的设计与试验[J]. 农业工程学报，2016，32(4)：24－32.

Hu Hong, Li Hongwen, Li Chuanyou, et al. Design and experiment of brod width and precision minimal tillage wheat planter in rice stubble field[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(4): 24－32. (in Chinese with English abstract)

[29] 韩惠芳，赵丹丹，沈加印，等. 灌水量和时期对宽幅精播冬小麦籽粒产量及品质特性的影响[J]. 农业工程学报，2013，29(14)：109－114.

Han Huifang, Zhao Dandan, Shen Jiayin, et al. Effect of irrigation amount and stage on yield and quality of winter wheat under wide-precision planting pattern[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(14): 109－114. (in Chinese with English abstract).

[30] 吕丽华，梁双波，张丽华，等. 不同小麦品种产量对冬前积温变化的响应[J]. 作物学报，2016，42(1)：149－156.

Lü Lihua, Liang Shuangbo, Zhang Lihua, et al. Yield in response to accumulated temperature before winter in winter wheat[J]. Acta Agronomica Sinica, 2016, 42(1): 149－156. (in Chinese with English abstract)

[31] 薛亚光，魏亚凤，李波，等. 播期和密度对宽幅带播小麦产量及其构成因素的影响[J]. 农学学报，2016，6(1)：1－6.

Xue Yaguang, Wei Yafeng, Li Bo, et al. Effects of sowing date and planting density on grain yield and its components of wheat under wide belt planting[J]. Journal of Agriculture, 2016, 6(1): 1－6. (in Chinese with English abstract)

[32] Ozturk A, Caglar O, Bulut S. Growth and yield response of facultative wheat to winter sowing, freezing sowing and spring sowing at different seeding rates[J]. Journal of Agronomy and Crop Science, 2006, 192: 10－16.

[33] 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 Fusuo, Wang Jiqing, Zhang Weifeng, et al. Nutrient use efficiencies of major cereal crops in China and measures for improvement[J]. Acta Pedologica Sinica, 2008, 45(5): 915－924. (in Chinese with English abstract)

[34] Salvagiotti F, Castellarin J M, Miralles D J, et al. Sulfer fertilization improves nitrogen use efficiency in wheat by increasing nitrogen uptake[J]. Field Crops Research, 2009, 113: 170－177.

[35] 刘殿英，石立岩，黄炳茹，等. 栽培措施对冬小麦根系及其活力和植株性状的影响[J]. 中国农业科学，1993，26(5)：51－56.

Liu Dianying, Shi Liyan, Huang Bingru, et al. Research of cultivation methods on root system, root vigor and plant characteristics in winter wheat[J]. Scientia Agricultura Sinica, 1993, 26(5): 51－56. (in Chinese with English abstract)

Wide-range sowing improving yield and nitrogen use efficiency of wheat sown at different dates

Shi Yuhua1,2, Chu Jinpeng1, Yin Lijun1, He Mingrong1, Deng Shuzhen3, Zhang Liang3, Sun Xiaole3, Tian Qizhuo1, Dai Xinglong1※

(1.//271018,; 2.272000,; 3.,271600,)

With the diversification of the regional crop farming structure, different harvest times for diverse summer crops have prolonged the sowing duration of winter wheat, which significantly affects the stability of grain yield and nitrogen fertilizer utilization. Two sowing patterns (wide-range and drilling sowing) and four sowing dates (3, 10, 17, and 24 Oct., designated as D1, D2, D3, and D4, respectively) were used to investigate the effects of sowing pattern and sowing date on the yield and nitrogen-use efficiency (yield per unit available N, NUE), and to identify a suitable sowing pattern within the prolonged sowing dates, and its theoretical basis. The results showed that, compared with the drilling sowing pattern, wide-range sowing resulted in an average 16.68% greater yield by increasing the numbers of tillers and spikes per unit area. Furthermore, wide-range sowing resulted in an average 16.64% greater NUE by significantly (<0.05) improving the N uptake efficiency (the ratio of absorbed N to available N, UPE), maintaining or improving the N utilization efficiency (yield per unit absorbed N, UTE). Within each sowing pattern, the spikes per unit area were significantly (<0.05) decreased and the grain weight per spike was significantly (<0.05) increased, as the sowing date was delayed. Compared with D1 and D2, the number of spikes per unit area at D3 and D4 with wide-range sowing decreased by 4.26% and 8.46%, respectively, which was much lower than with drilling sowing (6.48% and 14.20%, respectively) (<0.05). The improved kernel weight per spike at D3 and D4 with wide-range sowing offset the decreased number of spikes per unit area and a stable grain yield was obtained (around 9.00 t/hm2). However, the significant (<0.05) reduction in number of spikes per unit area with drilling sowing on D3 and D4 resulted in a reduced yield, by an average of 0.34 t/hm2. Within each sowing pattern, the UPE was significantly (<0.05) decreased and the UTE was significantly (<0.05) increased, as the sowing date was delayed. Compared with D1 and D2, the UTE at D3 and D4 with wide-range sowing was increased by 9.79% and 19.16%, respectively, which offset the reduced UPE (by 9.98% and 18.47%, respectively); therefore, the NUE was maintained. However, the significant (<0.05) reduction of UPE at D3 and D4 with drilling sowing resulted in a reduced NUE by an average of 1.01 kg/kg. Compared to the drilling, the wide-range sowing pattern maintained a high grain yield and NUE when sowing relatively late.

crops; nitrogen; wheat; sowing date; wide-range sowing; yield; nitrogen use efficiency

10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.017

S512.1+1

A

1002-6819(2018)-17-0127-07

2018-03-29

2018-07-24

国家重点研发计划（2016YFD0300403）；国家重点基础研究发展计划（2015CB150404）；山东省自然科学基金（ZR2018BC034）

石玉华，博士，农艺师，主要从事小麦栽培生理研究。 Email：13805472386@163.com

代兴龙，讲师，主要从事作物生理生态与高产优质高效栽培理论与技术研究。Email：adaisdny@163.com

石玉华，初金鹏，尹立俊，贺明荣，邓淑珍，张 良，孙晓乐，田奇卓，代兴龙. 宽幅播种提高不同播期小麦产量与氮素利用率[J]. 农业工程学报，2018，34(17)：127－133. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.017 http://www.tcsae.org

Shi Yuhua, Chu Jinpeng, Yin Lijun, He Mingrong, Deng Shuzhen, Zhang Liang, Sun Xiaole, Tian Qizhuo, Dai Xinglong. Wide-range sowing improving yield and nitrogen use efficiency of wheat sown at different dates[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(17): 127－133. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.017 http://www.tcsae.org