不同施氮量對冬小麥煙農(nóng)0428產(chǎn)量及氮肥利用效率的影響?yīng)?/h1>
2017-06-05 17:32矯巖林孫曉輝劉翠玲李林志吳慶蘭
山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017年5期
矯巖林 孫曉輝 +劉翠玲 李林志 吳慶蘭 辛慶國 嚴(yán)美玲+于經(jīng)川 姜鴻明
摘要：以濟麥21為對照品種，在大田條件下設(shè)置4個施氮量水平（純N 0、90、180、240 kg/hm2），研究了不同施氮量對冬小麥煙農(nóng)0428籽粒產(chǎn)量和氮素利用效率的影響。結(jié)果表明：隨著氮肥施用量增加，煙農(nóng)0428籽粒產(chǎn)量增加。同一施氮量條件下，煙農(nóng)0428籽粒產(chǎn)量明顯高于濟麥21。隨著施氮量的增加，煙農(nóng)0428氮素養(yǎng)分利用效率、氮肥偏生產(chǎn)力降低。同一施氮量處理相比較，煙農(nóng)0428氮素養(yǎng)分利用效率、氮肥偏生產(chǎn)力均高于濟麥21。本試驗條件下，綜合考慮施氮量對煙農(nóng)0428小麥產(chǎn)量、氮肥利用效率的影響，以施氮量為180 kg/hm2處理較為適宜。
關(guān)鍵詞：施氮量；冬小麥；煙農(nóng)0428；產(chǎn)量；氮肥利用效率
中圖分類號：S512.1+10.62文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：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
山東是我國冬小麥尤其是強筋冬小麥的重要產(chǎn)區(qū)，但在高產(chǎn)田普遍存在氮素投入過量的問題，由此造成肥料利用率低，小麥生產(chǎn)成本增加，并對環(huán)境造成污染[1，2]。2005 年，山東省單位播種面積施肥量超過400 kg/hm2，化肥在農(nóng)田養(yǎng)分投入中的比重很大，有機肥施用比重較低。目前我國單位面積施肥量已達(dá)到世界平均量的1.6倍，化肥的生產(chǎn)量和施用量居世界首位，化肥報酬迅減，利用效率很低[3]，氮肥當(dāng)季利用率僅為30%～35%，磷肥和鉀肥分別為10%～20%和35%～50%，低于發(fā)達(dá)國家15～20個百分點；1 kg化肥生產(chǎn)谷物僅12.6 kg，而俄羅斯、澳大利亞、美國1 kg 化肥生產(chǎn)谷物分別為55.5、53.4 kg和47.1 kg[4，5]。
衡量氮肥利用效率的常用指標(biāo)是氮肥偏生產(chǎn)力、氮素養(yǎng)分利用效率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率等[6]。前人研究表明，隨著施氮量的增加，氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥吸收利用率降低[7-9]。因此，本試驗探討不同施氮量條件下煙農(nóng)0428高效吸收氮素的特性，旨在探明不同施氮量對小麥產(chǎn)量、氮素利用特性的影響，從而在提高產(chǎn)量的同時，合理減少氮素用量。
1材料與方法
1.1試驗地概況及材料
試驗于2015—2016年在煙臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗農(nóng)場進(jìn)行。試驗地前茬為青儲夏玉米，0～20 cm耕層土壤有機質(zhì)、全氮、水解氮、速效磷、速效鉀含量分別為11.58、0.95 g/kg、61.32、35.02 mg/kg和85.27 mg/kg。供試小麥品種為煙農(nóng)0428和濟麥21。
1.2試驗設(shè)計及方法
試驗采用裂區(qū)設(shè)計，主處理為兩個小麥品種：煙農(nóng)0428和濟麥21。副處理設(shè)4個氮肥處理：純氮0（N0），90 kg/hm2（N90），180 kg/hm2（N180），240 kg/hm2（N240）。適播期2015年10月7日，小區(qū)面積10 m2，重復(fù)3次。氮肥為尿素（含氮46%），按照基追比3∶7施入。
1.3測定項目與方法
1.3.1有關(guān)參數(shù)計算植株總氮素積累量=成熟期單株干重×成熟期單株含氮量（%）×密度[10]；氮肥農(nóng)學(xué)利用率=（施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量-無氮區(qū)籽粒產(chǎn)量）/施氮量[11]；氮素養(yǎng)分利用效率=籽粒產(chǎn)量/植株氮素積累量[11]；氮肥偏生產(chǎn)力=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量[12]。
1.3.2成熟期測產(chǎn)采用小區(qū)計產(chǎn)，每小區(qū)收獲2 m2，重復(fù)3次，風(fēng)干，脫粒后測產(chǎn)并進(jìn)行室內(nèi)考種。各器官全氮含量采用半微量凱氏定氮法測定[13]。
2結(jié)果與分析
2.1不同施氮量對煙農(nóng)0428產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響
從表1可以看出，隨著氮肥施用量的增加，煙農(nóng)0428籽粒產(chǎn)量增加。與不施氮肥處理（N0）相比較，煙農(nóng)0428施氮量處理N90、N180、N240分別增產(chǎn)11.77%、24.28%、25.25%，且N180和N240處理之間差異不明顯。同一施氮量條件下，煙農(nóng)0428較濟麥21分別增產(chǎn)4.02%、7.58%、6.91%、6.88%。隨著氮肥施用量的增加，煙農(nóng)0428公頃穗數(shù)增加，以N180處理最高，為641.85萬/hm2。與N0處理相比較，煙農(nóng)0428在N90、N180、N240處理條件下，公頃穗數(shù)分別提高10.53%、21.08%、20.77%。說明氮肥對煙農(nóng)0428公頃穗數(shù)影響明顯。同一施氮量條件下，煙農(nóng)0428公頃穗數(shù)較濟麥21分別高出0.63%、5.45%、11.40%、11.67%。
2.2不同施氮量對煙農(nóng)0428氮素積累量的影響
從圖1可以看出，隨著氮肥施用量的增加，兩品種氮素積累量均逐漸增加，煙農(nóng)0428和濟麥21氮素積累量最大值分別為332.6、355.7 kg/hm2。相同施氮量處理相比較，煙農(nóng)0428氮素積累量低于濟麥21。
2.3不同施氮量對煙農(nóng)0428氮素養(yǎng)分利用效率的影響
氮素養(yǎng)分利用效率反映了作物吸收單位氮素對籽粒產(chǎn)量形成的貢獻(xiàn)。從圖2可以看出，隨著施氮量的增加，煙農(nóng)0428氮素養(yǎng)分利用效率降低。處理N0、N90、N180、N240氮素養(yǎng)分利用效率分別為36.04、30.42、29.89、27.12 kg/kg。隨著氮肥施用量的增加，濟麥21氮素養(yǎng)分利用效率也降低。相同施氮量處理相比較，煙農(nóng)0428氮素養(yǎng)分利用效率分別較濟麥21高出10.67%、6.47%、9.21%、14.30%。說明煙農(nóng)0428吸收單位氮素對籽粒產(chǎn)量形成的貢獻(xiàn)高于濟麥21。
2.4不同施氮量對煙農(nóng)0428氮肥偏生產(chǎn)力的影響
氮肥偏生產(chǎn)力反映氮肥對經(jīng)濟產(chǎn)量產(chǎn)生的效應(yīng)。從圖3可以看出，隨著施氮量的增加，煙農(nóng)0428氮肥偏生產(chǎn)力降低，處理N90、N180、N240氮肥偏生產(chǎn)力分別為86.10、48.23、37.58 kg/kg。隨著氮肥施用量的增加，濟麥21氮肥偏生產(chǎn)力也降低。相同施氮量處理相比較，煙農(nóng)0428氮肥偏生產(chǎn)力分別較濟麥21高出4.62%、3.69%、6.88%。說明煙農(nóng)0428施用氮肥對經(jīng)濟產(chǎn)量的效應(yīng)高于濟麥21。
2.5不同施氮量對煙農(nóng)0428氮肥農(nóng)學(xué)利用率的影響
氮肥農(nóng)學(xué)利用率的大小可以評價氮肥的增產(chǎn)效果。從圖4可以看出，煙農(nóng)0428施氮量處理N90、N180、N240氮肥農(nóng)學(xué)利用率分別為6.08、8.22、7.58 kg/kg。煙農(nóng)0428和濟麥21氮肥農(nóng)學(xué)利用率均以N180處理最高。相同施氮量處理相比較，煙農(nóng)0428農(nóng)學(xué)利用率分別較濟麥21高出13.00%、2.07%、19.88%。說明煙農(nóng)0428氮肥的增產(chǎn)效果高于濟麥21。
3討論與結(jié)論
氮素在促進(jìn)小麥生長發(fā)育、提高小麥產(chǎn)量等方面具有重要作用。李強等[15]研究認(rèn)為早春追肥小麥增產(chǎn)15.7%，同時可以促進(jìn)小麥對氮肥的吸收利用，其氮素收獲指數(shù)和吸氮量分別提高3.8%和25.0%，籽粒含氮量也有明顯的增加趨勢。陳祥等[16]研究發(fā)現(xiàn)，返青后追施50%氮肥，冬小麥產(chǎn)量提高25.8%，氮肥利用率提高1.12倍。李廷亮等[17]研究認(rèn)為氮肥后移至孕穗期，小麥產(chǎn)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%。
本試驗結(jié)果表明，煙農(nóng)0428的N240處理產(chǎn)量最高，較不施氮肥對照增產(chǎn)25.25%；N180次之，較對照增產(chǎn)24.28%，且兩者差異不明顯。施用氮肥是提高小麥產(chǎn)量的重要措施，但施用量增加，氮肥的增產(chǎn)效應(yīng)下降，且氮肥利用效率降低。煙農(nóng)0428氮肥農(nóng)學(xué)利用率以N180處理最高，高達(dá)8.22 kg/kg，說明N180處理的氮肥增產(chǎn)效果較好。這與前人研究結(jié)果基本一致[14]。 李廷亮研究認(rèn)為綜合考慮光合特性、產(chǎn)量、氮素利用率和 NO-3-N殘留量， 當(dāng)?shù)睾底鞫←準(zhǔn)┑恳?180 kg/hm2左右為宜。相同施氮量處理相比較，煙農(nóng)0428氮肥農(nóng)學(xué)利用率均明顯高于濟麥21，說明煙農(nóng)0428是氮肥高效利用型品種。隨著施氮量的增加，煙農(nóng)0428氮肥偏生產(chǎn)力降低。相同施氮量處理相比較，氮肥偏生產(chǎn)力煙農(nóng)0428高于濟麥21。本試驗條件下，綜合考慮施氮量對煙農(nóng)0428小麥產(chǎn)量、氮肥利用率的影響，以施氮量為180 kg/hm2處理較為適宜。
參考文獻(xiàn)：
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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
山東是我國冬小麥尤其是強筋冬小麥的重要產(chǎn)區(qū)，但在高產(chǎn)田普遍存在氮素投入過量的問題，由此造成肥料利用率低，小麥生產(chǎn)成本增加，并對環(huán)境造成污染[1，2]。2005 年，山東省單位播種面積施肥量超過400 kg/hm2，化肥在農(nóng)田養(yǎng)分投入中的比重很大，有機肥施用比重較低。目前我國單位面積施肥量已達(dá)到世界平均量的1.6倍，化肥的生產(chǎn)量和施用量居世界首位，化肥報酬迅減，利用效率很低[3]，氮肥當(dāng)季利用率僅為30%～35%，磷肥和鉀肥分別為10%～20%和35%～50%，低于發(fā)達(dá)國家15～20個百分點；1 kg化肥生產(chǎn)谷物僅12.6 kg，而俄羅斯、澳大利亞、美國1 kg 化肥生產(chǎn)谷物分別為55.5、53.4 kg和47.1 kg[4，5]。
衡量氮肥利用效率的常用指標(biāo)是氮肥偏生產(chǎn)力、氮素養(yǎng)分利用效率、氮肥農(nóng)學(xué)利用率等[6]。前人研究表明，隨著施氮量的增加，氮肥偏生產(chǎn)力、氮肥農(nóng)學(xué)利用率和氮肥吸收利用率降低[7-9]。因此，本試驗探討不同施氮量條件下煙農(nóng)0428高效吸收氮素的特性，旨在探明不同施氮量對小麥產(chǎn)量、氮素利用特性的影響，從而在提高產(chǎn)量的同時，合理減少氮素用量。
1材料與方法
1.1試驗地概況及材料
試驗于2015—2016年在煙臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗農(nóng)場進(jìn)行。試驗地前茬為青儲夏玉米，0～20 cm耕層土壤有機質(zhì)、全氮、水解氮、速效磷、速效鉀含量分別為11.58、0.95 g/kg、61.32、35.02 mg/kg和85.27 mg/kg。供試小麥品種為煙農(nóng)0428和濟麥21。
1.2試驗設(shè)計及方法
試驗采用裂區(qū)設(shè)計，主處理為兩個小麥品種：煙農(nóng)0428和濟麥21。副處理設(shè)4個氮肥處理：純氮0（N0），90 kg/hm2（N90），180 kg/hm2（N180），240 kg/hm2（N240）。適播期2015年10月7日，小區(qū)面積10 m2，重復(fù)3次。氮肥為尿素（含氮46%），按照基追比3∶7施入。
1.3測定項目與方法
1.3.1有關(guān)參數(shù)計算植株總氮素積累量=成熟期單株干重×成熟期單株含氮量（%）×密度[10]；氮肥農(nóng)學(xué)利用率=（施氮區(qū)籽粒產(chǎn)量-無氮區(qū)籽粒產(chǎn)量）/施氮量[11]；氮素養(yǎng)分利用效率=籽粒產(chǎn)量/植株氮素積累量[11]；氮肥偏生產(chǎn)力=施氮區(qū)產(chǎn)量/施氮量[12]。
1.3.2成熟期測產(chǎn)采用小區(qū)計產(chǎn)，每小區(qū)收獲2 m2，重復(fù)3次，風(fēng)干，脫粒后測產(chǎn)并進(jìn)行室內(nèi)考種。各器官全氮含量采用半微量凱氏定氮法測定[13]。
2結(jié)果與分析
2.1不同施氮量對煙農(nóng)0428產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響
從表1可以看出，隨著氮肥施用量的增加，煙農(nóng)0428籽粒產(chǎn)量增加。與不施氮肥處理（N0）相比較，煙農(nóng)0428施氮量處理N90、N180、N240分別增產(chǎn)11.77%、24.28%、25.25%，且N180和N240處理之間差異不明顯。同一施氮量條件下，煙農(nóng)0428較濟麥21分別增產(chǎn)4.02%、7.58%、6.91%、6.88%。隨著氮肥施用量的增加，煙農(nóng)0428公頃穗數(shù)增加，以N180處理最高，為641.85萬/hm2。與N0處理相比較，煙農(nóng)0428在N90、N180、N240處理條件下，公頃穗數(shù)分別提高10.53%、21.08%、20.77%。說明氮肥對煙農(nóng)0428公頃穗數(shù)影響明顯。同一施氮量條件下，煙農(nóng)0428公頃穗數(shù)較濟麥21分別高出0.63%、5.45%、11.40%、11.67%。
2.2不同施氮量對煙農(nóng)0428氮素積累量的影響
從圖1可以看出，隨著氮肥施用量的增加，兩品種氮素積累量均逐漸增加，煙農(nóng)0428和濟麥21氮素積累量最大值分別為332.6、355.7 kg/hm2。相同施氮量處理相比較，煙農(nóng)0428氮素積累量低于濟麥21。
2.3不同施氮量對煙農(nóng)0428氮素養(yǎng)分利用效率的影響
氮素養(yǎng)分利用效率反映了作物吸收單位氮素對籽粒產(chǎn)量形成的貢獻(xiàn)。從圖2可以看出，隨著施氮量的增加，煙農(nóng)0428氮素養(yǎng)分利用效率降低。處理N0、N90、N180、N240氮素養(yǎng)分利用效率分別為36.04、30.42、29.89、27.12 kg/kg。隨著氮肥施用量的增加，濟麥21氮素養(yǎng)分利用效率也降低。相同施氮量處理相比較，煙農(nóng)0428氮素養(yǎng)分利用效率分別較濟麥21高出10.67%、6.47%、9.21%、14.30%。說明煙農(nóng)0428吸收單位氮素對籽粒產(chǎn)量形成的貢獻(xiàn)高于濟麥21。
2.4不同施氮量對煙農(nóng)0428氮肥偏生產(chǎn)力的影響
氮肥偏生產(chǎn)力反映氮肥對經(jīng)濟產(chǎn)量產(chǎn)生的效應(yīng)。從圖3可以看出，隨著施氮量的增加，煙農(nóng)0428氮肥偏生產(chǎn)力降低，處理N90、N180、N240氮肥偏生產(chǎn)力分別為86.10、48.23、37.58 kg/kg。隨著氮肥施用量的增加，濟麥21氮肥偏生產(chǎn)力也降低。相同施氮量處理相比較，煙農(nóng)0428氮肥偏生產(chǎn)力分別較濟麥21高出4.62%、3.69%、6.88%。說明煙農(nóng)0428施用氮肥對經(jīng)濟產(chǎn)量的效應(yīng)高于濟麥21。
2.5不同施氮量對煙農(nóng)0428氮肥農(nóng)學(xué)利用率的影響
氮肥農(nóng)學(xué)利用率的大小可以評價氮肥的增產(chǎn)效果。從圖4可以看出，煙農(nóng)0428施氮量處理N90、N180、N240氮肥農(nóng)學(xué)利用率分別為6.08、8.22、7.58 kg/kg。煙農(nóng)0428和濟麥21氮肥農(nóng)學(xué)利用率均以N180處理最高。相同施氮量處理相比較，煙農(nóng)0428農(nóng)學(xué)利用率分別較濟麥21高出13.00%、2.07%、19.88%。說明煙農(nóng)0428氮肥的增產(chǎn)效果高于濟麥21。
3討論與結(jié)論
氮素在促進(jìn)小麥生長發(fā)育、提高小麥產(chǎn)量等方面具有重要作用。李強等[15]研究認(rèn)為早春追肥小麥增產(chǎn)15.7%，同時可以促進(jìn)小麥對氮肥的吸收利用，其氮素收獲指數(shù)和吸氮量分別提高3.8%和25.0%，籽粒含氮量也有明顯的增加趨勢。陳祥等[16]研究發(fā)現(xiàn)，返青后追施50%氮肥，冬小麥產(chǎn)量提高25.8%，氮肥利用率提高1.12倍。李廷亮等[17]研究認(rèn)為氮肥后移至孕穗期，小麥產(chǎn)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%。
本試驗結(jié)果表明，煙農(nóng)0428的N240處理產(chǎn)量最高，較不施氮肥對照增產(chǎn)25.25%；N180次之，較對照增產(chǎn)24.28%，且兩者差異不明顯。施用氮肥是提高小麥產(chǎn)量的重要措施，但施用量增加，氮肥的增產(chǎn)效應(yīng)下降，且氮肥利用效率降低。煙農(nóng)0428氮肥農(nóng)學(xué)利用率以N180處理最高，高達(dá)8.22 kg/kg，說明N180處理的氮肥增產(chǎn)效果較好。這與前人研究結(jié)果基本一致[14]。 李廷亮研究認(rèn)為綜合考慮光合特性、產(chǎn)量、氮素利用率和 NO-3-N殘留量， 當(dāng)?shù)睾底鞫←準(zhǔn)┑恳?180 kg/hm2左右為宜。相同施氮量處理相比較，煙農(nóng)0428氮肥農(nóng)學(xué)利用率均明顯高于濟麥21，說明煙農(nóng)0428是氮肥高效利用型品種。隨著施氮量的增加，煙農(nóng)0428氮肥偏生產(chǎn)力降低。相同施氮量處理相比較，氮肥偏生產(chǎn)力煙農(nóng)0428高于濟麥21。本試驗條件下，綜合考慮施氮量對煙農(nóng)0428小麥產(chǎn)量、氮肥利用率的影響，以施氮量為180 kg/hm2處理較為適宜。
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