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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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基于生物多样性保护的兴安落叶松与白桦最佳混交比例要要要以阿尔山林区为例
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中国能源消费碳排放的时空特征 舒娱琴 渊源怨缘园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
黄土丘陵沟壑区坡面尺度土壤水分空间变异及影响因子 姚雪玲袁傅伯杰袁吕一河 渊源怨远员冤噎噎噎噎噎噎噎噎
新疆艾比湖流域土壤有机质的空间分布特征及其影响因素 王合玲袁张辉国袁秦摇 璐袁等 渊源怨远怨冤噎噎噎噎噎噎
雅鲁藏布江山南宽谷风沙化土地土壤养分和粒度特征 李海东袁沈渭寿袁邹长新袁等 渊源怨愿员冤噎噎噎噎噎噎噎噎
一株溶藻细菌对海洋原甲藻的溶藻效应 史荣君袁黄洪辉袁齐占会袁等 渊源怨怨猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
砷形态对黑藻和竹叶眼子菜有机酸含量的影响 钟正燕袁王宏镔袁王海娟袁等 渊缘园园圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
七项河流附着硅藻指数在东江的适用性评估 邓培雁袁雷远达袁刘摇 威袁等 渊缘园员源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
杭州湾滨海湿地不同植被类型沉积物磷形态变化特征 梁摇 威袁邵学新袁吴摇 明袁等 渊缘园圆缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎
剪形臂尾轮虫形态的时空变化及其与生态因子间的关系 葛雅丽袁席贻龙袁马摇 杰袁等 渊缘园猿源冤噎噎噎噎噎噎噎
太湖流域河流水质状况对景观背景的响应 周摇 文袁刘茂松袁徐摇 驰袁等 渊缘园源猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
荒漠植物白刺属 源 个物种的生殖分配比较 李清河袁辛智鸣袁高婷婷袁等 渊缘园缘源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
臭氧浓度升高对香樟叶片光合色素及抗过氧化的影响及其氮素响应 牛俊峰袁张巍巍袁李摇 丽袁等 渊缘园远圆冤噎噎
不同密度下凤仙花重要形态性状与花朵数的关系 田旭平袁常摇 洁袁李娟娟袁等 渊缘园苑员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
五种高速公路边坡绿化植物的生理特性及抗旱性综合评价 谭雪红袁高艳鹏袁郭小平袁等 渊缘园苑远冤噎噎噎噎噎噎
散孔材与环孔材树种枝干尧叶水力学特性的比较研究 左力翔袁李俊辉袁李秧秧袁等 渊缘园愿苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎
北京城区行道树国槐叶面尘分布及重金属污染特征 戴斯迪袁马克明袁宝摇 乐 渊缘园怨缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
南亚热带米老排人工林碳贮量及其分配特征 刘摇 恩袁 刘世荣 渊缘员园猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
植物生活史型定量划分及其权重配置方法要要要以四棱豆生活史型划分为例 赵则海 渊缘员员园冤噎噎噎噎噎噎噎
半干旱区湿地鄄干草原交错带边界判定及其变化 王摇 晓袁张克斌袁杨晓晖袁等 渊缘员圆员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
氮肥运筹对晚播冬小麦氮素和干物质积累与转运的影响 吴光磊袁郭立月袁崔正勇袁等 渊缘员圆愿冤噎噎噎噎噎噎噎
氮肥形态对冬小麦根际土壤氮素生理群活性及无机氮含量的影响 熊淑萍袁车芳芳袁马新明袁等 渊缘员猿愿冤噎噎噎
基于数字相机的冬小麦物候和碳交换监测 周摇 磊袁何洪林袁孙晓敏袁等 渊缘员源远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
黄土高原半湿润区气候变化对冬小麦生长发育及产量的影响 姚玉璧袁王润元袁杨金虎袁等 渊缘员缘源冤噎噎噎噎噎
基于土地破坏的矿区生态风险评价院理论与方法 常摇 青袁邱摇 瑶袁谢苗苗袁等 渊缘员远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于生态位的山地农村居民点适宜度评价 秦天天袁齐摇 伟袁李云强袁等 渊缘员苑缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
氯虫苯甲酰胺对黑肩绿盲蝽实验种群的影响 杨摇 洪袁王摇 召袁金道超 渊缘员愿源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎远 种植物次生物质对斜纹夜蛾解毒酶活性的影响 王瑞龙袁孙玉林袁梁笑婷袁等 渊缘员怨员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
云南元江芒果园桔小实蝇成虫日活动规律及空间分布格局 叶文丰袁李摇 林袁孙来亮袁等 渊缘员怨怨冤噎噎噎噎噎噎
重庆市蝴蝶多样性环境健康指示作用和环境监测评价体系构建 邓合黎袁马摇 琦袁李爱民 渊缘圆园愿冤噎噎噎噎噎
专论与综述
生态系统服务竞争与协同研究进展 李摇 鹏袁姜鲁光袁封志明袁等 渊缘圆员怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
中国沿海无柄蔓足类研究进展 严摇 涛袁黎祖福袁胡煜峰袁等 渊缘圆猿园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
冰雪灾害对森林的影响 郭淑红袁薛摇 立 渊缘圆源圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同干扰因素对森林和湿地温室气体通量影响的研究进展 杨摇 平袁仝摇 川 渊缘圆缘源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
采石场废弃地的生态重建研究进展 杨振意袁薛摇 立袁许建新 渊缘圆远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
研究简报
基于地统计学和 悦云陨样地的浙江省森林碳空间分布研究 张摇 峰袁杜摇 群袁葛宏立袁等 渊缘圆苑缘冤噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢猿源源鄢扎澡鄢孕鄢 预 苑园郾 园园鄢员缘员园鄢猿远鄢圆园员圆鄄园愿
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封面图说院 秋色藏野驴群要要要秋天已经降临在海拔 源圆园园 多米的黄河源区袁红色的西伯利亚蓼渊生于盐碱荒地或砂质含盐碱土
壤冤铺满大地袁间有的高原苔草也泛出了金黄袁行走在上面的藏野驴们顾不上欣赏这美丽的秋色袁只是抓紧时间在严
冬到来之前取食袁添肥增膘以求渡过青藏高原即将到来的漫长冬天遥
彩图提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援 糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援 糟燥皂
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则藻增蚤藻憎 燥灶 贼澡藻 遭葬造葬灶燥皂燥则责澡 遭葬则灶葬糟造藻泽 蚤灶 贼澡藻 糟燥葬泽贼葬造 憎葬贼藻则泽 燥枣 悦澡蚤灶葬 再粤晕 栽葬燥袁 蕴陨 在怎枣怎袁 匀哉 再怎枣藻灶早袁 藻贼 葬造 渊缘圆猿园冤噎噎噎噎噎噎耘枣枣藻糟贼泽 燥枣 蚤糟藻鄄泽灶燥憎 凿葬皂葬早藻 燥灶 枣燥则藻泽贼泽 郧哉韵 杂澡怎澡燥灶早袁 载哉耘 蕴蚤 渊缘圆源圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎郧则藻藻灶澡燥怎泽藻 早葬泽 枣造怎曾 枣则燥皂 枣燥则藻泽贼泽 葬灶凿 憎藻贼造葬灶凿泽院 葬 则藻增蚤藻憎 燥枣 贼澡藻 藻枣枣藻糟贼泽 燥枣 凿蚤泽贼怎则遭葬灶糟藻 再粤晕郧 孕蚤灶早袁栽韵晕郧 悦澡怎葬灶 渊缘圆缘源冤噎噎噎噎噎粤凿增葬灶糟藻泽 蚤灶 藻糟燥造燥早赠 则藻泽贼燥则葬贼蚤燥灶 燥枣 葬遭葬灶凿燥灶藻凿 择怎葬则则蚤藻泽 再粤晕郧 在澡藻灶赠蚤袁 载哉耘 蕴蚤袁 载哉 允蚤葬灶曾蚤灶 渊缘圆远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎杂糟蚤藻灶贼蚤枣蚤糟 晕燥贼藻杂责葬贼蚤葬造 凿蚤泽贼则蚤遭怎贼蚤燥灶 燥枣 枣燥则藻泽贼 糟葬则遭燥灶 蚤灶 在澡藻躁蚤葬灶早 孕则燥增蚤灶糟藻 憎蚤贼澡 早藻燥泽贼葬贼蚤泽贼蚤糟泽 遭葬泽藻凿 燥灶 悦云陨 泽葬皂责造藻 责造燥贼泽在匀粤晕郧 云藻灶早袁 阅哉 匝怎灶袁 郧耘 匀燥灶早造蚤袁 藻贼 葬造 渊缘圆苑缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
第 32 卷第 16 期
2012 年 8 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 16
Aug. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金项目( 31271661) ; 国家重点基础研究发展计划( 973) 课题( 2009CB118602) ; 公益性行业( 农业) 科研专项
(201203100)
收稿日期:2012-02-27; 　 　 修订日期:2012-06-03
∗通讯作者 Corresponding author. E-mail: zlwang@ sdau. edu. cn; jianggm@ 126. com
DOI: 10. 5846 / stxb201202270263
吴光磊,郭立月,崔正勇,李勇,尹燕枰,王振林,蒋高明. 氮肥运筹对晚播冬小麦氮素和干物质积累与转运的影响. 生态学报,2012,32 (16):
5128-5137.
Wu G L, Guo L Y, Cui Z Y, Li Y, Yin Y P, Wang Z L, Jiang G M. Differential effects of nitrogen managements on nitrogen, dry matter accumulation and
transportation in late-sowing winter wheat. Acta Ecologica Sinica,2012,32(16):5128-5137.
氮肥运筹对晚播冬小麦氮素和干物质积累
与转运的影响
吴光磊1,2,郭立月1,崔正勇1,李　 勇2,尹燕枰1,王振林1,∗,蒋高明1,2
(1. 山东农业大学作物生物学国家重点试验室,泰安　 271018; 2.中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室,北京　 100093)
摘要:氮素平衡对干物质积累与分配的影响是农业生态系统研究的重要内容,在保障产量前提下减少氮肥施用量可减少环境污
染与温室气体排放。 以晚播冬小麦为研究对象,设置 4 个施氮量水平:0 kg / hm2(N0)、168. 75 kg / hm2(N1)、225 kg / hm2(N2)、
281. 25 kg / hm2(N3),每个施氮量水平下设置 2 个追氮时期处理:拔节期(S1)、拔节期 + 开花期(S2),研究了氮肥运筹对晚播冬
小麦氮素和干物质积累与转运及氮肥利用率的影响。 结果表明:拔节期追施氮肥(S1)条件下,在 225 kg / hm2(N2)基础上增施
25%氮肥(N3)对开花期氮素积累总量和营养器官氮素转运量无显著影响;拔节期+开花期追施氮肥(S2)条件下,随施氮量增
加,开花期氮素积累总量和花后营养器官氮素转运量升高;S2 较 S1 显著提高成熟期籽粒及营养器官氮素积累量、花后籽粒氮
素积累量及其对籽粒氮素积累的贡献率。 同一施氮量条件下,S2 较 S1 提高了成熟期的干物质积累量、开花至成熟阶段干物质
积累强度和花后籽粒干物质积累量。 同一追氮时期条件下,籽粒产量 N2 与 N3 无显著差异,氮肥偏生产力随施氮量增加而降
低;同一施氮量条件下,S2 较 S1 提高了晚播冬小麦的籽粒产量和氮肥吸收利用率。 拔节期+开花期追施氮肥,总施氮量 225
kg / hm2 为有利于实现晚播冬小麦高产和高效的最优氮肥运筹模式。
关键词:晚播冬小麦; 氮肥运筹; 氮素; 干物质; 氮肥利用率
Differential effects of nitrogen managements on nitrogen, dry matter
accumulation and transportation in late-sowing winter wheat
WU Guanglei1,2, GUO Liyue1, CUI Zhengyong1, LI Yong2, YIN Yanping1, WANG Zhenlin1,∗, JIANG
Gaoming1,2 　
1 State Key Laboratory of Crop Biology, College of Agronomy, Shandong Agricultural University, Tai an 271018, China
2 Laboratory of Vegetation and Environmental Changes, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China
Abstract: The elemental cycling of nitrogen plays a key role in agricultural ecosystem to ensure either food security or
environmental sustainability. Bases on the premise of grain yield stability, cutting down proper part of N fertilizer
application would largely decrease environmental pollution and significantly promote greenhouse gas emission reduction. In
recent years, because of climate change, improvements of varieties, water conservation, delay of maize harvest and other
factors, the area of late-sowing winter wheat increases continually. A reasonable field management of nitrogen fertilizer is
therefore considered as an important measure to improve the yield of late-sowing winter wheat. Appropriate late sowing of
winter wheat could extend growth period of previous maize, and reduce the consumption of water and fertilizer in winter
wheat at early stage. In the Huanghuai Plain, seedtime postponing to mid-late October in winter wheat could mitigate the
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damage of frost on winter wheat to a certain extent. There are many researches which document the effects of temperature,
light, moisture, density and other factors on carbon and nitrogen metabolism, yield and quality in late鄄sowing winter wheat.
However, the influence of fertilizer management on nutrition absorption and dry matter accumulation in late鄄sowing winter
wheat has been rarely reported. Meanwhile, no final conclusion has yet been reached on nitrogen application strategy in
late鄄sowing winter wheat. Under field conditions, we here designed four treatments of nitrogen fertilizer application: 0 kg /
hm2(N0), 168. 75 kg / hm2(N1), 225 kg / hm2(N2), and 281. 25 kg / hm2(N3), at two topdressing stages: jointing stage
(S1), jointing and anthesis stage( S2). We found that that regulation effect of nitrogen application rate on dry matter
accumulation changes due to nitrogen application time. The accumulation and transportation of dry matter and nitrogen,as
well as nitrogen use efficiency of late鄄sowing winter wheat were carefully investigated. We also noted that elevating 25%
nitrogen fertilizer rate on the basis of 225 kg / hm2(N2) had no significant influence on either the total nitrogen accumulation
at anthesis or nitrogen transportation amount in vegetative organs when nitrogen fertilizer topdressed at jointing stage (S1).
However, those variables increased when nitrogen fertilizer topdressed at jointing and anthesis stages (S2). Compared with
treatment S1, nitrogen accumulation amount in grain and vegetative organs, nitrogen accumulation amount after anthesis and
nitrogen distribution proportion were much higher in treatment S2. At the same nirogen fertilizer rate, the dry matter
accumulation at maturity, dry matter accumulation intensity from anthesis to maturity and dry matter amount of grain were
higher in treatment S2 than those in S1. While at the same nitrogen fertilizer topdressing stage, grain yield has no
significant difference between treatment N2 and N3, but nitrogen fertilizer partial factor productivity declined after nitrogen
fertilizer rate increased. Grain yield and nitrogen fertilizer recovery efficiency were higher in S2 than those in S1 when
nitrogen fertilizer rate was identical. We therefore reasonably drew the conclusion that topdressing nitrogen fertilizer at
jointing and anthesis stages with total nitrogen fertilizer application rate at 225 kg / hm2 was the optimal nitrogen fertilizer
management mode which could not only achieve high yield but also obtain high nitrogen fertilizer use efficiency in late鄄
sowing winter wheat.
Key Words: late鄄sowing winter wheat; N fertilizer management; nitrogen; dry matter; nitrogen use efficiency
小麦是我国第三大粮食作物,氮肥运筹与小麦生长发育和器官建成密切相关[1],施氮时间、氮肥品种及
施氮量对小麦籽粒产量和品质形成具有重要影响[2]。 目前,氮肥施用主要存在氮肥利用率低、环境污染严重
等问题[3],提高冬小麦的氮肥利用率是增加产量、改善品质和保护生态环境的关键途径之一[4]。
近年来,由于气候、品种、节水、玉米收获期推迟等原因造成冬小麦晚播面积逐年增加,合理的麦田管理已
成为提高晚播冬小麦产量的重要措施[5]。 研究表明,冬小麦适当晚播既可以延长前茬玉米的生育期,又可减
少冬小麦前期肥水消耗[6],在黄淮冬麦区把冬小麦播期适当推迟到 10 月中下旬,在一定程度上可以减轻冻害
对冬小麦生长的影响,通过增加基本苗解决因播期推迟造成的分蘖减少问题,从而保持产量的稳定[7鄄9]。
关于温度、光照、水分、密度等因素对晚播冬小麦碳、氮代谢及产量和品质的影响,前人开展了较多研
究[10鄄14],但关于肥料运筹对晚播冬小麦营养吸收和物质积累的调控效应鲜见报道,而且有关晚播冬小麦合理
的氮肥运筹方案尚缺乏定论。 基于高产高效的要求,本试验以晚播冬小麦为研究对象,分析了晚播冬小麦氮
素利用和干物质积累及转运的规律;晚播冬小麦氮素转运对施氮量和追氮时期的响应;晚播冬小麦合理的氮
肥运筹方案。 本研究旨在为我国晚播冬小麦高产高效栽培提供理论依据和技术支持。
1摇 材料与方法
1. 1摇 试验材料与设计
试验于 2009—2010 年小麦生长季在位于山东泰安的山东农业大学实验农场(东经 117毅9忆,北纬 36毅9忆)进
行,前茬作物为花生。 研究区域属暖温带大陆性半湿润季风气候区,年平均气温 13益,年平均降水量 697
mm。 供试土壤 0—20 cm土层土壤含有机质 1. 31% ,全氮 1. 1 g / kg,速效氮 58. 4 mg / kg,速效磷 15. 3 mg / kg,
9215摇 16 期 摇 摇 摇 吴光磊摇 等:氮肥运筹对晚播冬小麦氮素和干物质积累与转运的影响 摇
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速效钾 75. 2 mg / kg。 供试品种为高产小麦品种泰农 18。
试验设置 4 个施氮量处理:0(N0) kg / hm2、168. 75(N1) kg / hm2、225(N2) kg / hm2、281. 25(N3) kg / hm2
和 2 个追氮时期处理:拔节期(60% )(S1)、拔节期(40% )+ 开花期(20% )(S2),其中 N1 和 N3 分别是在 N2
基础上减少和增加 25%的施氮量。 小区为 2. 5 m伊2. 5 m的四周密封但不封底水泥池,随机区组排列,3 次重
复。 氮肥按施氮量的 40%基施;磷钾肥全部基施,每公顷施磷肥(P2O5)90 kg,钾肥(K2O)75 kg;氮肥为尿素
(N 46% ),磷肥为磷酸二铵(P2O5 46% ),钾肥为硫酸钾(K2O 52% )。 小麦于 2009 年 10 月 27 日播种,基本苗
为 270 株 / m2,4 叶期定苗,2010 年 6 月 17 日收获,其他田间管理按小麦精播高产栽培技术措施进行。
1. 2摇 测定项目和方法
1. 2. 1摇 氮素含量的测定
在开花期和成熟期取样,按叶片、茎+叶鞘,颖壳+穗轴、籽粒等器官分样,105益杀青 30 min,80益下烘干
至恒重,称重。 采用浓硫酸消煮,半微量凯氏定氮法测定植株全氮含量,计算植株各器官氮素含量、积累总量
和转运量。
植株氮素积累转运与利用的相关计算公式[15鄄18]:
各器官氮素积累量(kg / hm2)=氮素含量伊干物质质量;
各器官的氮素分配比例(% )=各器官的氮素积累量 /单茎氮素积累量伊100;
营养器官氮素转运量(kg / hm2)=开花期营养器官氮素积累量-成熟期营养器官氮素积累量;
营养器官氮素转运率(% )=营养器官氮素转运量 /开花期营养器官氮素积累量伊100;
营养器官转运氮素贡献率(花后籽粒积累氮素贡献率)(% )= 营养器官氮素转运量(花后籽粒氮素积累
量) /成熟期籽粒氮素积累量伊100;
氮素收获指数=籽粒氮素积累量 /植株氮素积累量;
氮肥偏生产力(kg / kg)=施氮区产量 /施氮量;
氮肥吸收利用率(% )= (施氮区地上部分吸氮量-空白区地上部吸氮量) /施氮量伊100。
1. 2. 2摇 干物质积累与转运的测定和计算
在开花期和成熟期取样,按叶片、茎+叶鞘,颖壳+穗轴、籽粒等器官分样,105益杀青 30 min,80益下烘干
至恒重,称重。
植株干物质积累与转运的相关计算公式[19]:
营养器官开花前贮藏干物质转运量(kg / hm2)= 开花期干重-成熟期干重;
营养器官开花前贮藏干物质转运率(% )= (开花期干重-成熟期干重) /开花期干重伊100;
开花后干物质输入籽粒量(kg / hm2)= 成熟期籽粒干重-营养器官开花前贮藏干物质转运量;
营养器官开花前贮藏干物质转运量(开花后籽粒干物质积累量)对籽粒产量的贡献率(% )= 营养器官开
花前贮藏干物质转运量(开花后籽粒干物质积累量) /成熟期籽粒干重伊100。
1. 3摇 数据处理
采用 Microsoft Excel 2003 和 DPS 7. 05 统计分析系统进行数据处理和统计分析,采用 LSD 法进行多重
比较。
2摇 结果与分析
2. 1摇 氮肥运筹对晚播冬小麦植株氮素积累和转运的影响
2. 1. 1摇 开花期不同营养器官的氮素积累量和分配比例
表 1 示出,开花期,不施氮(N0)处理各器官中的氮素积累量低于施氮处理。 不同器官的氮素积累量和分
配比例表现不同,叶片氮素积累量和分配比例最高,其次为茎+叶鞘,颖壳+穗轴中的最低;表明叶片是冬小麦
开花期贮存氮素的最主要器官。
同一施氮时期不同施氮量处理间比较,S1 条件下,颖壳+穗轴、叶片和茎+叶鞘的氮素积累量均为 N2、N3
0315 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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>N1,N2 与 N3 无显著差异;S2 条件下,颖壳+穗轴的氮素积累量为 N3>N2、N1,叶片、茎+叶鞘和氮素积累总量
为 N3>N2>N1;表明拔节期追施氮肥条件下,在 N2 基础上增施 25%氮肥对开花期各器官的氮素积累量无显
著促进作用,而在拔节期+开花期追施氮肥条件下,在 N2 基础上增施 25%氮肥提高了开花期氮素积累总量。
表 1摇 开花期各器官中的氮素积累量和分配比例
Table 1摇 Nitrogen accumulation amount and distribution proportion in different organs at anthesis
处理
Treatment
氮素积累量
Nitrogen accumulation amount / (kg / hm2)
颖壳+穗轴
Spike axis+ Husk
叶片
Leaf
茎+叶鞘
Stem +Sheath
合计
Total
氮素分配比例
Distribution proportion / %
颖壳+穗轴
Spike axis+ Husk
叶片
Leaf
茎+叶鞘
Stem +Sheath
N0 39. 5d 61. 3d 49. 9d 150. 7d 26. 2a 40. 7a 33. 1b
摇 摇 S1 N1 48. 4c 81. 4bc 64. 2c 194. 0c 25. 0ab 41. 9a 33. 1b
N2 52. 7ab 95. 9a 76. 1a 224. 7a 23. 4c 42. 7a 33. 9ab
N3 54. 5a 93. 4a 80. 7a 228. 6a 23. 8c 40. 9a 35. 3a
摇 摇 S2 N1 48. 7c 77. 7c 63. 9c 190. 4c 25. 6a 40. 8a 33. 6ab
N2 51. 2bc 85. 6b 68. 2b 205. 0b 25. 0ab 41. 8a 33. 3b
N3 55. 7a 92. 6a 76. 3a 224. 6a 24. 8ab 41. 3a 34. 0ab
摇 摇 同列不同小写字母表示处理间差异达 5%显著水平
同一施氮量不同施氮时期处理间比较,N1 和 N3 条件下,颖壳+穗轴、叶片和茎+叶鞘的氮素积累量 S2 与
S1 无显著差异;N2 条件下,颖壳+穗轴的氮素积累量 S2 与 S1 无显著差异,叶片、茎+叶鞘氮素积累总量为 S1
>S2;表明在 N2 基础上增加或降低 25%氮肥用量条件下,改变追氮时期对开花期各器官的氮素积累量无显著
影响。
2. 1. 2摇 成熟期不同器官的氮素积累量和分配比例
表 2 示出,成熟期,籽粒的氮素积累量显著高于营养器官,改变施氮量和追氮时期对籽粒中的氮素分配比
例无显著影响。 不施氮处理各器官的氮素积累量显著低于施氮处理,表明不施氮降低了晚播冬小麦成熟期各
器官对氮素的积累。
同一施氮时期不同施氮量处理间比较,S1 条件下,籽粒氮素积累量为 N3>N2、N1,营养器官的为 N3>N2>
N1;S2 条件下,籽粒氮素积累量为 N2、N3>N1,营养器官的处理间无显著差异。 同一追氮时期条件下,籽粒的
氮素分配比例处理间无显著差异。 以上结果表明,施氮量对晚播冬小麦籽粒和营养器官中氮素积累量的调控
效应因追氮时期的改变而表现不同,但追氮时期对籽粒中氮素分配比例无显著影响。
表 2摇 成熟期各器官中氮素的积累量和分配比例
Table 2摇 Nitrogen accumulation amount and distribution proportion in different organs at maturity
处理
Treatment
氮素积累量
Nitrogen accumulation amount / (kg / hm2)
籽粒
Grain
营养器官 Vegetative organs
颖壳+穗轴
Spike axis
+ Husk
叶片+茎+叶鞘
Leaf +Stem
+Sheath
合计
Total
氮素分配比例
Distribution proportion / %
籽粒
Grain
营养器官 Vegetative organs
颖壳+穗轴
Spike axis
+ Husk
叶片+茎+叶鞘
Leaf +Stem
+Sheath
合计
Total
N0 177. 6e 10. 0e 16. 6e 26. 6e 87. 0a 4. 9b 8. 1b 13. 0ab
摇 摇 S1 N1 236. 9d 12. 2d 21. 5d 33. 7d 87. 5a 4. 5c 8. 0b 12. 5b
摇 摇 N2 244. 4d 12. 5d 24. 5c 37. 0c 86. 9a 4. 4c 8. 7a 13. 2a
摇 摇 N3 263. 1c 14. 7c 25. 6c 40. 4b 86. 7a 4. 9b 8. 5a 13. 3a
摇 摇 S2 N1 281. 1b 17. 3a 25. 6b 42. 9a 86. 8a 5. 3a 7. 9b 13. 2a
摇 摇 N2 336. 6a 16. 6a 27. 9a 44. 6a 88. 3a 4. 4c 7. 3c 11. 7c
摇 摇 N3 338. 9a 16. 5b 28. 3a 44. 9a 88. 3a 4. 3c 7. 4c 11. 7c
同一施氮量不同施氮时期处理间比较,N1、N2 和 N3 条件下,籽粒和营养器官的氮素积累量均为 S2>S1;
1315摇 16 期 摇 摇 摇 吴光磊摇 等:氮肥运筹对晚播冬小麦氮素和干物质积累与转运的影响 摇
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籽粒中的氮素分配比例处理间无显著差异。 表明同一施氮量条件下,与拔节期追施氮肥相比,拔节期+开花
期追施氮肥促进了氮素在籽粒和各营养器官中的积累。
2. 1. 3摇 开花后营养器官贮藏氮素向籽粒的转运
图 1 示出,不施氮处理营养器官氮素转运量和花后籽粒氮素积累量显著低于各施氮处理的,表明全生育
期不施氮肥不利于提高籽粒中氮素的积累。
同一施氮时期不同施氮量处理间比较,S1 条件下,营养器官贮藏氮素转运量为 N2、N3>N1,转运氮素的
贡献率为 N2>N3>N1;表明拔节期追施氮肥条件下,N2 处理促进了营养器官贮藏氮素向籽粒中的转运,在 N2
基础上增施 25%氮肥对其无显著促进作用。 S2 条件下,营养器官氮素转运量为 N3>N2>N1,转运氮素的贡献
率为 N3、N1>N2,花后籽粒氮素积累量及其贡献率为 N2 显著高于 N3、N1 处理;表明拔节期+开花期追施氮肥
条件下,N2 处理有利于提高花后籽粒氮素积累量,且其营养器官氮素转运量亦较高,在 N2 基础上增施 25%
氮肥促进了营养器官贮藏氮素向籽粒中转运,但对花后籽粒氮素积累无显著促进作用。
同一施氮量不同施氮时期处理间比较,营养器官氮素转运量及其贡献率 N1、N2 和 N3 条件下均为 S1>
S2,花后籽粒氮素积累量及贡献率为 S2>S1,以 S2N2 处理最高;表明同一施氮量条件下,拔节期一次性追施氮
肥有利于提高营养器官积累氮素向籽粒的转运,而拔节期和开花期追施氮肥则有利于提高花后籽粒氮素积
累量。
图 1摇 营养器官开花前积累氮素向籽粒的转运和开花后籽粒氮素的积累
Fig. 1摇 Nitrogen translocation from vegetative organ to kernel and nitrogen accumulation after anthesis
2. 2摇 氮肥运筹对植株干物质积累和转运的影响
2. 2. 1摇 开花期和成熟期的干物质积累量和积累强度
图 2 示出,不施氮处理的干物质积累量和积累强度显著低于各施氮处理的。 不同追氮时期条件下,随施
氮量的增加干物质积累量和积累强度表现不同。
同一施氮时期不同施氮量处理间比较,开花期的干物质积累量 S1 条件下为 N2、N3>N1,S2 条件下为 N3>
N2、N1。 成熟期的干物质积累量 S1 条件下为 N3>N2>N1,S2 条件下 N2 与 N3 无显著差异,显著高于 N1 处
理,以 S2N2 处理最高。 表明改变追氮时期显著影响施氮量对干物质积累的调控效应。 同一施氮量不同施氮
时期处理间比较,开花期的干物质积累量为 S1 高于 S2,成熟期的反之,但在 N1 和 N3 条件下 S1 与 S2 的差异
未达显著水平。
开花期至成熟期的干物质积累强度 S1 条件下为 N3>N2>N1,S2 条件下为 N2>N1、N3。 同一施氮量条件
下的积累强度均为 S2>S1,以 S2N2 处理最高。 表明拔节期+开花期追施氮肥较拔节期追施氮肥有利于提高开
花后干物质的积累,促进了晚播冬小麦开花后碳水化合物的合成。
2315 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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图 2摇 开花期和成熟期的干物质积累量及积累强度
Fig. 2摇 Dry matter accumulation amount at anthesis and maturity and intensity from anthesis to maturity
2. 2. 2摇 营养器官开花前积累干物质的转运和花后干物质的积累
表 3 示出,不施氮处理营养器官干物质的转运率及其对籽粒干物质积累的贡献率显著高于各施氮处理
的,但其花后籽粒干物质积累量及其贡献率显著低于各施氮处理的,表明不施氮促进了营养器官积累干物质
向籽粒中转运,但不利于开花后籽粒干物质的积累。
表 3摇 开花后营养器官贮藏干物质的转运和花后干物质积累
Table 3摇 Dry matter translocation amount from vegetative organ to grain and accumulation amount after anthesis
处理
Treatment
开花前贮藏
干物质转运量
Assimilates
transportation
amount after anthesis
/ (kg / hm2)
开花前贮藏
干物质转运率
Assimilates
transportation ratio
after anthesis
/ %
开花前贮藏干物质转
运量对籽粒的贡献率
Contribution of
assimilates transportation
amount after
anthesis to kernel / %
开花后籽粒
干物质积累量
Assimilates
accumulation amount
after anthesis
/ ( kg / hm2)
开花后干物质积累量
对籽粒的贡献率
Contribution of
assimilates
accumulation vamount
after anthesis to
kernel. / %
N0 2620a 31. 5a 34. 3a 5018f 65. 7f
摇 摇 S1 N1 2610a 27. 4b 27. 1b 7031e 72. 9e
N2 2510a 24. 9c 25. 2c 7437d 74. 8de
N3 2384b 22. 9d 23. 3d 7862c 76. 7d
摇 摇 S2 N1 1474d 16. 0f 14. 3f 8855b 85. 7b
N2 1151e 12. 5g 10. 2g 10143a 89. 8a
N3 1952c 19. 7e 18. 3e 8711b 81. 7c
摇 摇 ATAA:开花前贮藏干物质转运量; ATRA:开花前贮藏干物质转运率; CATAATK:开花前贮藏干物质转运量对籽粒的贡献率; AAAAA:开花
后干物质输入籽粒量;CAAAAATK:开花后干物质输入籽粒量对籽粒的贡献率
同一施氮时期不同施氮量处理间比较,S1 条件下,营养器官积累干物质的转运量为 N1、N2>N3,转运率
及其贡献率为 N1>N2>N3,花后籽粒干物质积累量为 N3>N2>N1,其对籽粒干物质积累的贡献率为 N2、N3>
N1;表明拔节期追施氮肥条件下增加施氮量不利于营养器官积累干物质向籽粒中的转运,但促进了花后籽粒
干物质积累。 S2 条件下,营养器官积累干物质的转运量、转运率及其贡献率均为 N3>N1>N2,花后籽粒干物
质积累量为 N2>N1、N3,贡献率为 N2>N1>N3,表明拔节期+开花期追施氮肥条件下,在 N2 基础上增加或降低
25%氮肥利于营养器官积累干物质向籽粒中转运,但显著降低了花后籽粒干物质的积累。
同一施氮量不同施氮时期处理间比较,营养器官积累干物质的转运量、转运率及其对籽粒干物质积累的
贡献率 N1、N2、N3 条件下均为 S1>S2,花后籽粒干物质积累量及其贡献率反之。 表明拔节期+开花期追施氮
3315摇 16 期 摇 摇 摇 吴光磊摇 等:氮肥运筹对晚播冬小麦氮素和干物质积累与转运的影响 摇
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肥较拔节期追施氮肥显著提高了花后籽粒干物质积累量,促进了晚播冬小麦开花后碳水化合物的同化。
2. 3摇 氮肥运筹对籽粒产量和氮肥利用的影响
表 4 示出,不施氮处理的籽粒产量显著低于施氮处理,表明不施氮降低了晚播冬小麦的籽粒产量。 氮收
获指数表示同化氮素的转运效率,本试验中各处理的氮收获指数无显著差异,表明施氮量和追氮时期对晚播
冬小麦氮收获指数的调控效应不明显。
同一施氮时期不同施氮量处理间比较,籽粒产量 S1 和 S2 条件下均为 N2、N3>N1,表明晚播冬小麦的籽
粒产量随施氮量的增加有所提高,但在 N2 基础上增加 25%施氮量对籽粒产量无显著促进作用。 氮肥偏生产
力 S1 和 S2 条件下均为 N1>N2>N3;氮肥吸收利用率 S1 条件下为 N1>N3>N2,S2 条件下为 N2>N1>N3,以
S2N2 处理最高。
表 4摇 氮肥运筹对籽粒产量和氮肥利用的影响
Table 4摇 Effects of N鄄fertilizer management on grain yield, protein content and N-fertilizer utilization
处理
Treatment
籽粒产量
Grain yield
/ (kg / hm2)
氮收获指数
N harvest index
氮肥偏生产力
N鄄fertilizer partial factor
productivity / (kg / kg)
氮肥吸收利用率
N鄄fertilizer recovery
efficiency / (kg / kg)
N0 5480. 4d 0. 87a — —
摇 摇 S1 N1 6427. 6c 0. 88a 38. 1a 39. 4d
N2 6828. 7b 0. 87a 30. 3b 32. 6f
N3 6835. 7b 0. 87a 24. 3c 35. 3e
摇 摇 S2 N1 6731. 1b 0. 87a 39. 9a 70. 9b
N2 7083. 6a 0. 88a 31. 5b 78. 7a
N3 7108. 5a 0. 88a 25. 3c 55. 2c
同一施氮量不同施氮时期处理间比较,籽粒产量和氮肥吸收利用率 N1、N2 和 N3 条件下均为 S2>S1,氮
肥偏生产力 S1 与 S2 无显著差异,表明拔节期+开花期追施氮肥较拔节期追施氮肥有利于提高籽粒产量和氮
肥吸收利用率。 综合籽粒产量和氮肥吸收利用率结果表明,总施氮量为 225 kg / hm2,拔节期+开花期追施氮
肥为晚播冬小麦实现高产和高效的最优氮肥运筹模式。
3摇 讨论
氮肥合理运筹显著改善小麦植株对氮素的积累和转运,有利于氮肥的吸收与利用。 有研究表明,增施氮
肥虽可提高小麦植株氮素积累强度、积累量,但降低营养器官积累氮素向籽粒中的转运率[20鄄21]。 籽粒氮素积
累量在施氮量 180 kg / hm2时最高,再增加氮肥用量籽粒氮素积累量降低[16]。 籽粒中氮素积累量以拔节期追
氮处理最高,氮素在籽粒中的分配比例以抽穗期追氮最高,在根系中的分配比例则以全部底施处理最高。 随
追氮时期推迟,花后氮素积累量及其对籽粒氮素积累的贡献率增加,而转运氮素的贡献率降低[22]。 本试验表
明,追氮时期显著影响施氮量对晚播冬小麦开花期和成熟期氮素积累与分配的调控效应,拔节期追施氮肥条
件下,在 N2 基础上增加 25%氮肥对开花期的氮素积累总量无显著促进作用,但在拔节期+开花期追施氮肥条
件下效果显著;同一施氮量条件下,拔节期追施氮肥有利于提高营养器官积累氮素向籽粒的转运,而拔节期+
开花期追施氮肥则利于提高开花后籽粒氮素积累量及其对籽粒氮素积累的贡献率,促进了氮素在籽粒中的积
累,有利于提高氮肥的利用率。
干物质和养分积累是作物器官分化、产量形成的前提,养分吸收是干物质形成和累积的基础[23]。 光合生
产直接与氮供应相关,当氮供应很低时,干物质,特别是叶片干物质量会降低,而叶片干物质量的减少影响了
光合生产和再生器官内同化物的分布[24]。 小麦籽粒干物质主要来自花后的光合作用和花前贮藏在营养器官
中的碳水化合物的再转运[25]。 随施氮量的增加,冬小麦各生育期干物质积累量增大[26],成熟期各器官干物
质积累量、花后营养器官干物质转运量和转运率先增后降;开花后干物质积累对籽粒的贡献率亦呈先增后降
的趋势[27]。 本试验条件下,晚播冬小麦成熟期的干物质积累量在 S1 条件下为 N3>N2>N1,S2 条件下 N2 与
4315 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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N3 无显著差异,显著高于 N1 处理。 可见施氮量对干物质积累量的调控效应因施氮时期的改变表现不同。
拔节期+开花期追施氮肥较拔节期追施氮肥降低了开花期干物质积累量、营养器官积累干物质的转运量、转
运率及其对籽粒干物质积累的贡献率,提高了成熟期的干物质积累量、开花至成熟阶段的干物质积累强度和
花后籽粒干物质积累量。
氮收获指数可以描述植物向籽粒分配氮的能力,是衡量作物对氮利用效率的指标之一。 Loffer[28]认为小
麦氮收获指数一般在 0. 55—0. 74 之间。 本试验条件下,晚播冬小麦氮收获指数在 0. 87—0. 88 之间,且改变
施氮量和施氮时期对氮收获指数无显著影响。 氮肥吸收利用率和氮肥偏生产力是用来表示氮肥利用率的常
用定量指标,他们从不同的侧面描述了作物对氮肥的利用效率[29]。 氮肥吸收利用率、氮肥偏生产力随施氮量
增加而降低[30鄄31];相同施氮条件下增加追肥氮的比例,有利于提高氮肥吸收利用率;在相同的氮素底追比例
下,将 240 kg / hm2施氮量降至 168 kg / hm2,氮肥吸收利用率、氮肥偏生产力提高[32]。 Jiang等[33]认为施氮量对
氮肥吸收利用率的影响因品种而异。 增施氮肥降低了氮肥偏生产力,改变施氮时期对氮肥偏生产力无显著影
响;拔节期+开花期追施氮肥较拔节期追施氮肥显著提高氮素吸收利用率。 在 N2 基础上增加 25%施氮量对
籽粒产量无显著促进作用,同一施氮量条件下,籽粒产量和氮肥吸收利用率均为 S2>S1。 可见拔节期+开花期
追施氮肥,总施氮量 225 kg / hm2为晚播冬小麦实现高产和高效的最优氮肥运筹模式。 关于施氮量与追氮时期
对晚播冬小麦氮素代谢的生理生态机制还需深入研究。
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7315摇 16 期 摇 摇 摇 吴光磊摇 等:氮肥运筹对晚播冬小麦氮素和干物质积累与转运的影响 摇
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叶生态学报曳是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊袁创刊于 员怨愿员 年遥 主要报道生态学研究原
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