氮肥施用量对作物生长发育的影响研究进展

阎世江，房雅丽，张治家，郭建恩，武英鹏

（1.山西农业大学园艺学院，山西 太原 030031；2.山西农业大学植物保护学院，山西 太原 030031；3.繁峙县教育科技发展中心，山西 繁峙 034300）

大量研究和实践证明，为维持作物的正常生长，需施用氮肥，如施用量较低则影响作物的生长[1-4]。我国人均耕地面积较少,为了维持粮食的产量需要大量施用氮肥。但由于农户的文化素质低，在实际的生产中施用氮肥不合理，有的农户施用氮肥较少，影响了作物的正常生长[5]，但更多的农户为追求产量施用氮肥过多，导致作物无法吸收，剩余的氮一部分流入河流，一部分进入土壤深层，一部分经过氨挥发进入大气[6-7]，造成环境污染[8-10]。所以研究氮肥施用量对作物生长发育的影响十分必要。

通过查阅资料和与有关学者进行交流，从氮肥施用量对土壤、对作物的影响等方面逐步深入，对氮肥施用量对作物生长发育的影响进行论述，希望对氮肥的合理利用提供理论依据。

1 氮肥施用量对土壤的影响

司贤宗[11]对冬小麦、夏玉米的研究发现，在种植过程中，当施氮量在270 kg/hm2以上，土壤中硝态氮的含量在浅层土壤与深层土壤中均上升。表明氮肥在施入土壤后先在浅层土壤中停留，后深入至深层土壤[12-13]。

Yun[14]研究发现，中国农户氮肥施用量较高，其中冬小麦达20 kg/0.067 hm2，玉米达18 kg/0.067 hm2，他在研究中降低了氮肥施用量，发现在非根际土壤中硝态氮含量同时出现降低。陈磊等[15]连续三年在华北平原麦玉轮作区种植玉米，在种植的过程中减施氮肥，研究发现当氮肥施用量减少40%～50%时，在非根际土壤的无机氮含量下降，但在根际区土壤中无机氮含量变化幅度较小。马鹏等[16]在小麦-水稻轮作体系中，研究减氮对土壤养分的影响，其结论与上述的学者研究的结论相同。与常规的氮肥施用量相比较适当地减氮对土壤微生物群落也有影响，经高通量测序发现减少施用氮肥使土壤中具有固氮和反硝化作用微生物丰富度和活性增加[17]。司贤宗[11]对冬小麦、夏玉米的研究还发现，氮肥施用过多，其利用率未升高，在冬小麦的研究中氮肥的利用率在前期升高，但在后期同样出现降低的趋势。

2 氮肥施用量对作物生长发育的影响

赵亚南等[18]在连续两年的小麦试验中发现，减少施氮条件下，小麦籽粒千粒质量上升，与对照相比较产量没有下降，提高了氮肥利用率，但小麦开花后表现出早衰。张明伟等[19]研究不同的施氮量对春玉米生长发育的影响，以常规施氮300 kg/hm2为对照，设置减氮30%、减氮50%等处理，在调查叶面积指数、干物质量、SPAD 值时发现常规施氮与减氮30%处理相同，但显著常规施氮与减氮30%的处理均高于减氮50%的处理。张傲[20]研究施氮量对小麦产量及抗倒性的影响时发现，小麦在生长前期（从孕穗至开花）在不同的施氮量处理下叶面积指数差异不显著，但减氮处理的干物质质量未下降。有学者认为作物产量和氮肥施用量在一定范围内呈正相关，超出后投入产出率反而下降。

郑利芳等[21]研究不同施肥模式对春玉米产量的影响，发现在施氮量200 kg/hm2时，玉米产量较不施氮处理、250 kg/hm2处理都高，差异达显著水平。雷恩等[22]、张琨等[23]有类似的报道。

在轮作系统中有学者在马铃薯-小麦轮作体系研究中，以当地农户常见施氮肥量为对照，减少30%施氮量，发现马铃薯、小麦的产量未显著降低，氮肥利用效率升高[24]。Ping等[25]在玉米-大豆套作研究中，有类似的结论。

3 氮肥施用量对作物品质的影响

合理施用氮肥可以提高小麦和玉米的品质，朱树贵等[26]研究发现农户常见的施氮量为240 kg/hm2，在此基础上减少20%，其中小麦籽粒蛋白质含量、湿面筋含量略有降低，但2个处理的差异未达显著水平。

在半冬性小麦的研究中减氮20%后，面团吸水率较常规施氮300 kg/hm2的处理有所升高[27]。小麦的湿面筋含量等品质性状随着氮肥施用量减少而降低[28]。

王春虎等[29]在试验中设置5 个不同施氮水平，发现随着施氮量由0 增加至450 kg/hm2，籽粒蛋白质含量先上升后下降，在施氮量为225 g/hm2时达到最高值，说明过量的氮肥反而不利于品质的形成。国外的学者也有类似的报道[30]。

4 氮肥施用量对环境的影响

氮肥施如土壤中除被作物吸收的部分以外，其余的部分将会流入环境中，如施用的氮肥过多，则流入环境的也过多，过多的会氮肥对环境有负面的影响。这部分氮肥会流入地下水，使硝酸盐的超标，大气中的NH3等物质也会增加。人饮用了硝酸盐的超标的水会增加得癌症的风险。大气中的NH3等物质也会增加[1]，因此，减少氮肥的施用量势在必行。

5 推荐氮肥施用量

综上所述，过量施用氮肥对作物与环境有害，可以在目前施氮的基础上减施氮肥，朱兆良等认为确定施氮量有以下的3种方法：①从土壤或作物角度确定施氮量；②从土壤的养分确定施氮量；③从氮素的施入与产出计算施氮量[31]。但结果差异较大。Yang 等[32]研究认为我国黄土高原地区小麦的最佳施氮量为160 kg/hm2，玉米为190 kg/hm2。有学者认为我国北方常见的种植模式为冬小麦，下一年种植玉米，进行轮作倒茬，其最佳施氮量为210～220 kg/hm2，在南方的种植模式为冬小麦，次年种植水稻，进行轮作倒茬，其最佳施氮量为160～180 kg/hm2。经过试验证实，推荐施氮量为170 kg/hm2。由于各个地区土壤养分含量、耕作习惯的不同，因此各地区的施氮量不尽相同。今后应加强这方面的研究力度，综合考虑各方面的因素指导施氮量的确定。