全 文 ：第 26卷第 3期
2006年3月
生 态 学 报
AC rA ECO【DGICA SINICA
Vo1．26，No．3
Mar．，2006
不同土壤肥力条件下施氮量对小麦氮肥利用
和土壤硝态氮含量的影响
赵俊晔 ，于振文
(1．山东农业大学农业部小麦栽培生理与遗传改良重点开放实验室，泰安 271018；2．中国农业科学院农业信息研究所，北京 100081)
摘要：在土壤肥力不同的两块高产田上，利用 N示踪技术，研究了高产条件下施氮量对冬小麦氮肥吸收利用、籽粒产量和品质
的影响，及小麦生育期间土壤硝态氮含量的变化。结果 表明：1．成熟期小麦植株积累的氮素 73．32％ 87．27％来 自土壤，
4．51％一9．40％来 自基施氮肥，8．22％一17．28％来自追施氮肥；随施氮量增加，植株吸收的土壤氮量减少，吸收的肥料氮量和氮
肥在土壤中的残留量显著增加，小麦对肥料氮的吸收率显著降低；1b麦对基施氮肥的吸收量、吸收率和基施氮肥在土壤中的残
留量、残留率均显著小于追施氮肥，基施氮肥的损失量和损失率显著大于追施氮肥；较高土壤肥力条件下，植株吸收更多的土壤
氮素，吸收的肥料氮量较少，土壤中残留的肥料氮量和肥料氮的损失量较高，不同地块肥料氮吸收、残留和损失的差异主要表现
在基施氮肥上。2．当施氮量为 105 kg／hm~时，收获后0一lOOcm土体内未发现硝态氮大量累积，随施氮量增加，0 lOOcm土体内
硝态氮含量显著增加；施氮量大于 195 kg／hm2时，小麦生育期间硝态氮呈明显的下移趋势，土壤肥力较高地块，硝态氮下移较
早，下移层次深。3．随施氮量增加，小麦氮素吸收效率和氮素利用效率降低，适量施氮有利于提高成熟期小麦植株氮素积累
量、籽粒产量和蛋白质含量；施氮量过高籽粒产量和蛋白质含量不再显著增加，甚至降低；较高土壤肥力条件下 ，获得最高籽粒
产量和蛋白质含量所需施氮量较低。
关键词：施氮量；土壤肥力；冬小麦；氮肥利用；土壤硝态氮；产量
文章编号：1000．0933(2006)03—0815．08 中圈分类号：Q948，S154．1 文献标识码：A
Efects of nitrogen iate on nitrogen fertilizer use of winter wheat and content of soil
nitrate．N under diferent fertility condition
ZHAO Jun Ye ，YU Zhen-Wen (1．研 Laboratory of Wh∞f PhysiologyⅡnd 删 ，呷r ，Min如埘 of Agric ￡ ，s
Agricultural University，Taian 271018，China；2． Institute ofAgricultural Information，Chinese Academy ofAgricultural Sciences，Beijing 100081，China)．
Acta Ecolog~a跏 如4，2006，26(3)：815—822．
Abstract：Application of nitrogen(N)fertilizer is one of the most important measures that increase grain yield and improve grain
quality of winter wheat(Triticum aestivum L．)．However，it is common that excessive N fertilizer is applied on high fertility field，
which not only causes the decline of N use eficiency and economic efects，but alSO results in larger amount of nitrate．N
accumulated in soil，and SO it is concerned to bring potential risk to environment．This research was conducted to determine the
efects of N fertilizer rate on N fertilizer use，grain yield and quality of winter wheat，and changes in soil nitrate-N content during
wheat growth period under high-yielding conditions．The results wil help to choose optimum N rate，tO obtain profitable yields，
eficient N use，and reduce the possible impact on environment．
The experiments were caried out in two high-yielding fields，difered in soil fertility in Qianzhul!u，Longkou，Shandong，
基金项目：国家自然科学基金资助项目(30471026)；国家“十五”科技攻关资助项 目(2002BA516AI2)
收稿 日期：2005—05．17；修订日期：2005—11-07
作者简介：赵俊哗(1978 )，女，山东齐河人，博士，从事农业信息分析和小麦生理生态研究．E．mail：zhaojunye@c ．net．cn
*通讯作者 Author for corespondence．E—mail：yUZW@sdau．edu．cn
Foundation item：The project was supported by the National Natural Science Foundation of China(No．30471026)and the National“Tenth Five·year Plan”Key
Project of Science and Technology of China(No．2002BA516AI2)
Received date：2005-05-17；Accepted da te：2005-11-07
Biography：ZHAO Jun—Ye，Ph．D．，mainly engaged in wheat physiology and ecology．E-mail：zhaojunye@c ．net．13n
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China，during 2002 2003．Seven N treatments(CKI，CK2，N1，N2，N3，N4，N5)were designed，with the N rate of 0，0，
105，150，195，240，285 kg／hm2，respectively．The N fertilizer was urea．Half ofthe N fertilizer was applied before sowing，and
the other was topdressed at jointing stage．Apart from the treatment of CKI，al the other 6 treatments were supplied with 135 kg
P20~／hm2 and 105 kg K2O／hm2 before sowing．Each treatment had 3 replicates，with a plot of3m×8m．In the field plots of N1，
N3，N4 treatments，microplots of”N tracing experiments were set，with the area of 15cm×44．5cm，and isolated with a 30cm
high iron flame．Each坫N microplot had 2 replicates，which was added with 10．13 atom％ N—urea before sowing or t0pdressed．
Th e rate and date of N application in the microplots wel~the same to these in the field plot．Wheat was sowed on October 8 in
2002，with plant density of 120／m2．
The resuhs showed that 73．32％ 一87．27％ N accumulated in wheat plant at mature stage was derived from soil，4．51％ 一
9．40％ from basal N fertilizer．and 8．22％ 一17．28％ from topdressed N fertilizer．With an increase of N fertilizer rate，soil N
accumulated in wheat plant decreased，and fertilizer N that accumulated in wheat plant and remained in soil increased，whereas
the recovery rate of fertilizer N decreased significantly．The amount of N that accumulated in wheat or remained in soil derived from
basal fertilizer was less than that derived from topdressed fertilizer．Th e amount of N lOSS of basal fertilizer was more than that of
topdressed fertilizer．Compared with the lower fertility field，the amount of soil N absorbe d by wheat increased，whereas that of
fertilizer N decreased，and the amount of fertilizer N remained in soil or became loss increased in the higher fertility field．The
diferences in plant uptake，soil residual and loss of fertilizer N between the two fields came mainly from those of the basal N
fertilizer．With N application of 105 kg／hm2，no larger amount of nitrate—N was found accumulated in 0—100cm soil layers at
mature stage．Whh N fertilizer rate increasing，the content of nitrate—N in 0—100 am soil layers increased dramatically．With
more than 1 95 kgN／hm was supplied，soil nitrate—N moved down obviously，and the upward nitrate—N movement occurred earlier
and deeper in the higher fertility field than that in the lower one．With N fertilizer rate increasing，N uptake eficiency and N
utilization eficiency of wheat decreased．With appropriate rate of N fertilizer added，grain yield，protein content and the amount
of N accumulated in wheat plant al increased．High grain yield(>8800 kg／hm2)and high protein content(>14．20％)could
be obtained in both the fields．However，with application of excessive N fertilizer，grain yield and protein content would increase
little，and even decreased．The N fertilizer rates with the highest grain yield or the highest protein content in the higher fertility
field were lower than that in the lower one．Based on analysis of grain yield，quality，N utilization and soil nitrate—N content，the
N fertilizer rates recommended in the two fields were 105—150 kg／hm and 150—195 kg／hm2。respectively
．
Key words：nitrogen rate；soil fertility；winter wheat；nitrogen fertilizer use；soil nitrate—N；yield
施用氮肥是提高小麦产量和改善品质的主要措施之一。但近年来 ，小麦高产实践中过量使用氮肥的现象
较为普遍，不仅造成氮肥利用率低，经济效益下降，而且长期大量施用氮肥能导致硝态氮在根区以下土层的无
效积累，成为水体和大气污染的重要来源，影响生态环境n。]。高产条件下，在保证产量和品质的同时，如何
进行氮肥的优化管理，实现较高的氮肥利用率，降低硝态氮在深层土壤的残留，保护生态环境，是小麦生产中
一 个亟待解决的问题。为此，本试验在土壤肥力条件存在差异的两块高产田上，结合 N示踪技术，研究了高
产条件下施氮量对冬小麦氮肥吸收利用、产量和品质的影响，及不同施氮量下土壤硝态氮含量变化的差异，以
期为高产、优质、高效、无污染小麦生产中的氮肥决策提供依据。
1 材料与方法
1．1 试验设计
田间试验于 2002～2003年度在山东省龙口市前诸留村土壤肥力条件存在差异的两块高产田上进行。试
验地均为棕壤，0—40em土层土壤基础养分状况见表 1，地块 I的土壤肥力高于地块Ⅱ。地块 I中0 20、20～
40、40—6o、60—80、80—100cm各土层硝态氮含量分别为23．78、22．17、22．38、21．59、33．7 mg／kg，铵态氮含量分
别为 3．63、1．64、1．63、3．04、4．50 mg／kg；地块 Ⅱ各土层硝态氮含量分别为 16．34、13．78、7．28、l3．30、11．83
mg／kg，铵态氮含量分别为3．02、2．87、2．66、2．95、3．33 mg／kg。品种选用高产强筋小麦济麦 20。
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3期 赵俊晔 等：不同土壤肥力条件下施氮量对小麦氮肥利用和土壤硝态氮含量的影响 817
田间试验分大田试验和 N微区试验两部分。大田试验设置两个对照：CK1，不施氮、磷、钾肥；CK2，不施
氮肥，磷肥用量为每公顷135 kg P20 ，钾肥为每公顷105 kg 0。设5个氮肥处理，磷、钾肥用量同CK2，施氮
量分别为 105、150、195、240、285 kg N／hm~，分别以 Nl、N2、N3、N4、N5表示。基本苗 120株／ ，小区面积 3m x
8m=24rn2，随机区组设计，3次重复。氮肥施用尿素(N％，46％)，磷肥为过磷酸钙(P20 ，17％)，钾肥为氯化钾
(K：0，60％)。播前氮肥总量的l／2、全部磷肥和钾肥均匀撤于小区后翻入地下；余下 l／2氮肥于拔节期(雌雄
蕊原基分化期)结合浇水开沟施入。2002年 10月 8日播种，播种前前茬玉米秸秆全部翻压还田。小麦生育期
间降水量播种至冬前期为 56．7mm，冬前至起身期为 60．3mm，起身至拔节期为39．4mm，拔节至成熟期为
118．8mm。小麦全生育期共灌水4次，包括底墒水(10／9)、冬水(12／15)、拔节水(4／10)、灌浆水(5／30)，每次灌水
量为 600 m ／hm2。
裹1 试验土壤养分台■状况
Table 1 The content of the experimental soil nutrients
N微区设在大田试验 Nl、N3、N4处理的小区内，面积为 15 am×44．5 am，用 15 am×44．5 am×30 am的铁
框进行隔离，设 N尿素基肥 +普通尿素追肥和普通尿素基肥 +”N尿素追肥，两次重复，施肥量和施用时期及
其他管理措施同大田处理。”N尿素由化工部上海化工研究院生产，丰度为 l0．13％。
1．2 田间取样和测定方法
大田试验在小麦成熟期调查群体，取样，样品70℃烘至恒重后，测定干物重。采用浓硫酸一双氧水消煮，半
微量凯氏定氮法测定植株全氮含量。采用国标 GB2905—82(半微量凯氏定氮法)方法测定籽粒蛋白质含量。
N微区试验在成熟期取地上部分小麦植株样和0～25cm土层土样。植株样 70％烘至恒重，土样风干处
理。植株及土样 N样品的”N丰度采用北京分析仪器厂ZHT一03质谱仪分析测定。
在小麦的冬前期(12／8)、起身期(3／27)、拔节期(4／20)、成熟期(6／18)，分别于各处理小区中按对角线布点，
按 20 cm一层分5层取 0～100 am土样，每个处理取多点分层进行混合，称取相当于 10g烘干土的新鲜土样
(过2mm筛)3份，2mol／L KC1溶液浸提(液：土=5：1)，振荡 30min，过滤后紫外分光光度法(210nm比色)测定浸
提液中硝态氮含量n 。
氮素吸收效率 (nitrogen uptake eficiency NUPE)=植株氮 素积 累量／施氮量；氮素利用效率(nitrogen
utilization eficiencv，NUTE) 籽粒产量／植株氮素积累量。
数据统计分析采用 SPSS软件，作图采用 Origingpro软件。
2 结果与分析
2．1 施氮量对小麦植株吸收不同来源氮素的影响
表2示出 N示踪试验得出的成熟期Nl、N3、N4处理小麦植株对基肥氮素、追肥氮素和土壤氮素的吸收利
用结果。可以看出，同一施氮量处理地块 I小麦植株氮素积累量大于地块Ⅱ；施氮量对植株氮素积累量的影
响表现为，地块 I N3处理 >N4处理 >N1处理；地块 ⅡN4处理 >N3处理 >N1处理；N3、N4处理间差异较
小。处理间籽粒氮素积累量的差异与植株一致。
试验结果还指出，成熟期植株积累的氮素 73．32％～87．27％来 自土壤，4．5l％一9．40％来 自基施氮肥，
8．22％ 17．28％来自追施氮肥。同一施氮处理地块工小麦植株吸收的基肥氮量和追肥氮量小于地块Ⅱ，而
吸收的土壤氮量大于地块Ⅱ。说明高产条件下土壤氮素是植株氮素的主要来源，较高土壤肥力下，植株吸收
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818 生 态 学 报 26卷
更多的土壤氮素。
随施氮量增加，两地块均表现为，植株吸收的土壤氮量减少，来自土壤的氮素占植株总氮素的比例降低；
植株吸收的肥料氮量，包括基肥氮和追肥氮，显著增加，来自肥料的氮素占植株总氮素的比例提高。随施氮量
增加，两地块对不同来源氮素吸收量的差异变小。当施氮量由105 kg／hm2增至 195 kg／hm~，植株吸收的肥料氮
量显著增加的同时，植株总的氮素积累量亦显著增加；而继续增加施氮量至240 kg／hm~，植株吸收的肥料氮量
显著增加，但处理间植株总的氮素积累量无显著差异。
亵2 施氮■对小麦檀株对不同来源氮素吸收的影响
Table 2 Efects of nitrogen fertilizer rate on nitrogen uptake from different sourt7．es in wheat
TNAA Total nitrogen accumulation amount；Ndf=Nitrogen derived from fe~ilizer；Ndtbf=Nitrogen derived from basal fertilizer；Ndff=Nitrogen derived
from topdressing fertilizer；Ndfs=Nitrogen derved from soil
2．2 施氮量对小麦氮肥吸收、土壤残留和损失的影响
施入土壤中的氮肥有 3个去向：作物吸收、土壤残留和损失。本试验中，氮肥在土壤中的残留指小麦收获
后 0～25cm土层土壤中标记氮肥的残留量，相应的把未被小麦吸收及残留在 0～25cm以下土层土壤的氮肥都
计入损失。
表 3示出不同处理 N示踪试验微区内小麦对基施氮肥、追施氮肥的吸收，氮肥在土壤中的残留，及氮肥
的损失。随施氮量增加 ，小麦吸收肥料氮量及氮肥在土壤中的残留量均显著增加，而小麦对肥料氮的吸收率
显著降低。不同时期施入肥料氮的小麦吸收、土壤残留和损失不同。小麦吸收基施氮肥量、吸收率和基施氮
肥在土壤中的残留量、残留率都显著小于追施氮肥，基施氮肥的损失量和损失率则显著大于追施氮肥。随施
氮量增加，基施氮肥的损失量显著增加，追施氮肥的损失量表现为，N3、N4处理显著大于 N1处理，N3、N4处理
间差异小。
表3 基施和追施氮肥的小麦吸收、土壤残留和损失
Table 3 Uptake by wheat plant residual and loss of basal and topdressed nitrogen
_誓甏戳氍鞋 鞋豁 肝 骶 曼 群 豁 黔酸莲 懿 麟豁馘 毛‘黔 黔 氍 耋妄群黔黔辩 氍 群 黔 戥 歌 黔 黔 棼龄豁 l 释扎静 辩 黔 黔E黔 i； 辩 默 料群 蠡矗耩蔷蓄 菇氍 _矗 p 融 嚣 出戤 函 群m
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3期 赵俊晔 等：不同土壤肥力条件下施氮量对小麦氮肥利用和土壤硝态氮含量的影响 819
不同土壤肥力条件下，小麦对肥料氮的吸收，肥料氮在土壤中的残留与损失存在差异。同一施氮处理地
块Ⅱ小麦吸收的肥料氮量大于地块 工，氮肥回收率较高；土壤中残留的肥料氮量和肥料氮的损失量表现为地
块工大于地块 Ⅱ。不同地块肥料氮吸收、残留和损失的差异主要表现在基施氮肥上，追施氮肥差异较小。说
明，施氮量、施氮时期和土壤肥力条件均影响小麦的氮肥吸收、土壤残留和损失。在土壤肥力条件较高的地块
上，降低氮肥用量，特别是基施氮肥的用量有利于减少氮肥损失，提高利用率。
2．3 施氮量对土壤硝态氮含量变化的影响
由图1可以看出，小麦生育期内各施氮处理0～20era土层土壤硝态氮含量变化最为显著。冬前至起身
期，0～20cm土层土壤硝态氮含量显著降低；起身至拔节期升高；拔节至成熟期又下降到较低水平。20 40cm
土层，除地块 工中N1处理起身至拔节期土壤硝态氮含量表现为降低外，其他处理土壤硝态氮含量变化趋势
与0—20cm土层基本一致，只是变化幅度较小。
地块 工中N1处理，从冬前至起身期，40～80em土层土壤硝态氮含量增加；从起身至成熟期 40～80cm土
层，及冬前至成熟期 80一lOOem土层土壤硝态氮含量都呈降低趋势。地块 Ⅱ上，随小麦生育进程，N1处理40
～ 100cm土层土壤硝态氮含量都呈降低趋势。分析认为，下层土壤硝态氮含量的增加，主要来自上层土壤硝
态氮的下移，说明地块 工中从冬前至起身期，N1处理硝态氮已下移至 60～80em土层，而小麦生育期间两地块
Nl处理硝态氮均未明显下移至 80—100cm土层。
地块 工中N3处理，冬前至起身期、起身至拔节期、拔节至成熟期，40～60em土层土壤硝态氮含量变化表
现为增、降、降；60～80em土层表现为增、降、增；80～100cm土层表现为降、降、增。地块Ⅱ中 N3处理在上述3
个生育阶段 40—60cm、60～80em、80～100cm土层土壤硝态氮含量变化分别表现为降、增、增，降、增、增，降、
降、降。分析认为，除冬前至起身期外，两地块 N3处理土壤硝态氮均下移至40—80em土层；拔节至成熟期，地
块 I中N3处理 60 100em土层土壤硝态氮含量的增加说明硝态氮已下移至该层次，地块 Ⅱ中仅在 40～80em
土层检测到土壤硝态氮含量的增加，80～lOOcm土层硝态氮含量一直呈降低趋势，不能证明硝态氮下移到
80era以下土层。
在小麦生育期内，地块 I中 N4处理 40～100cm各土层土壤硝态氮含量变化趋势与 N3处理一致，说明到
成熟期 N4处理硝态氮亦下移至60～lOOem土层。拔节至成熟期，地块Ⅱ中 N4处理80～100cm土层土壤硝态
氮含量增加，其他时期和土层变化趋势与 N3处理一致，说明到成熟期 N4处理的硝态氮亦下移至 80cm以下
层次 。
成熟期，N1处理0 lOOcm土层土壤硝态氮含量已降到较低水平，各土层硝态氮含量均不足 10 mg／kg。
随施氮量增加，各土层硝态氮含量增加，表现为 N4处理 >N3处理 >N1处理。N3处理硝态氮含量的增加，在
地块 工中主要出现在80 1OOem土层，而在地块 Ⅱ中主要出现在 60—80em土层。与 N3处理相比，地块 I中
N4处理 20～100cm土层土壤硝态氮含量均显著增加，地块Ⅱ中40—60cm土层土壤硝态氮含量亦显著增加。
以上结果表明，当施氮量为 105 kg／hm2时，小麦生育期间两地块土壤硝态氮淋洗损失的可能小，小麦收获
后0 100cm土体内不会累积大量硝态氮。当施氮量大于 195 kg／hm2时，0一lOOcm土体内土壤硝态氮含量显
著增加，小麦生育期间硝态氮呈明显的下移趋势；在土壤肥力较高的地块 工上，土壤硝态氮下移较早，下移层
次深 。
2．4 施氮量对小麦植株氮素积累量和氮肥利用率的影响
由表 4可以看出，当施氮量小于 150 kg／hm2时，增加施氮量，小麦植株氮素积累量增加；当施氮量大于150
kg／hm2时，继续增加施氮量，小麦植株氮索积累量无显著变化；地块 I上，当施氮量为285 kg／hm2时，植株氮素
积累量趋于降低。当施氮量小于 195 kg／hm~时，地块 工小麦植株氮素积累量大于地块 I；在较高施氮量处理
下，两地块植株氮素积累量无显著差异，说明过量施用氮肥不能增加小麦植株的氮素积累量。随施氮量增加，
小麦氮素吸收效率和氮素利用效率均呈下降趋势。当地块 I上施氮量大于 150 kg／hm2、地块 Ⅱ上施氮量大于
195 kg／hm~时，小麦氮素利用效率均小于 31．5 kg／kg，即植株积累 1 kg氮素产出的籽粒产量不足 31．5 kg。
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820 生 态 学 报 26卷
一 O一2O
基
0 40
量 40～60
。g
60~80
80～l00
硝寿氮古量NO3’-N content(mg／ks)
5 10 15 20 25 30 35 5 10 15 20 25 30 35 5 10 15 20 25 30 35
一 △一 冬前期Before winter
一 一々 拔节期 Jointing
一 0一 起身期Getingup
一 十一 收获后Afterharvest
图1 施氮量对0 lOOcm土层土壤硝态氮含量变化的影响
Fig．1 Efects of nitrogen fertilizer rate on changes of NOr-N content in 0一lOOcm soil layer
表4 施氮量对小麦檀株氮素积累量和氮肥利用率的影响
Table 4 Efects of nitrogen rate on nitrogen accumulation amount in wheat plant and nitrogen utilization eficiency
有相 同字母者差异未达 5％显著水平 ，F I司Figures with the same leter are not diferent at the 5％ level·the same below
2．5 施氮量对小麦籽粒产量和品质的影响
表5示出，当施氮量较小时，籽粒产量随施氮量增加显著提高；在一定范围内继续增加施氮量，籽粒产量
相对稳定；施氮过多时，籽粒产量显著降低。不同地块同一施氮量处理的籽粒产量不同，不同地块获得较高籽
粒产量的施氮量范围亦不同。当施氮量小于 195 kg／hm2时，地块工籽粒产量高于地块 Ⅱ；通过施氮量调控，两
地块籽粒产量均能达到 8800 kg／hm2以上。地块 I上，当施氮量范围为 105—195 kg／hm2时，籽粒产量较其他
施氮量处理高，并保持相对稳定；地块 Ⅱ上，当施氮量为 195～240 kg／hm2时，籽粒产量高于其他施氮量处理。
随施氮量增加，两地块的小麦籽粒蛋白质含量和蛋白质产量也呈增加、相对稳定、降低的趋势。当施氮量
小于 240 kg／hm2时，地块 工籽粒蛋白质含量和蛋白质产量高于地块 Ⅱ，通过施氮量调节，两地块籽粒蛋白质含
量均可达 14．20％以上。两地块获得最高蛋白质含量和蛋白质产量的施氮量范围不同。当施氮量范围分别
为 150～240 kg／hm2和 150～195 kg／hm2时，地块 工获得最高籽粒蛋白质含量和蛋白质产量；而地块 Ⅱ的相应施
氮量范围为240～285 kg／hm2和 195～240 kg／hm2。
3 讨论
刘学军在产量水平为 4400 4450 kg／hm2的草甸褐土上研究认为基施氮肥对冬小麦无显著增产效果，但
施用氮肥显著促进小麦植株对氮素的吸收 ]。在本试验土壤肥力条件下，适量施氮显著促进小麦植株氮素积
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3期 赵俊晔 等：不同土壤肥力条件下施氮量对小麦氮肥利用和土壤硝态氮含量的影响 821
累量，提高籽粒产量和蛋白质含量，表明施氮仍具有一定的增产效应，其原因是，第一，本试验小麦生产体系
(土壤肥力条件、品种与栽培技术)具有较高的产量潜力，成熟期两地块植株氮素积累量均在230 kg／hm2以上，
籽粒产量大于8000 kg／hm2，对氮素供应有较高的需求b ；第二，试验地常年均在播种前将前茬玉米秸秆全部粉
碎还田，适量施入氮肥有利于协调土壤中C／N；第三，氮肥分期施入，有利于小麦不同生育阶段的氮素吸收，与
Sowers报道分次施氮时小麦氮索吸收效率最高的研究结果一致 。上述结果表明，施氮量过多，植株氮素积
累量、籽粒产量和籽粒蛋白质含量均趋于降低，但在纠正过量施氮的同时，不能盲目降低氮肥用量或不施氮
肥，否则将不利于小麦单产的稳定和提高。
裹5 施氮量对小麦籽粒产量和蟹白质含量的影响
Table 5 Effects of nitrogenfertilizer rate on grain yield and protein content
关于小麦植株对不同来源氮素的吸收，及施入小麦．土壤系统后氮肥的去向，巨晓棠等在产量水平为 4680
～ 5428 kg／hm 的条件下研究得出，成熟期小麦植株吸收肥料氮量占氮素总积累量的45％，吸收土壤氮量占
55％；施氮量为 120～360 kg／hm2时，小麦的氮肥利用率、土壤残留率和损失率分别为 23％ ～45％、21％～45％
和9％～55％ 。边秀举等 在草甸栗钙土及党廷辉等 在黄土旱塬上的研究也得出相近的小麦氮肥利用
率，边秀举等的研究还提出氮肥基施和追施的去向无显著差异。本试验在不施氮肥当季小麦产量仍在 8000
kg／hm2以上的土壤肥力条件下研究指出，成熟期植株积累的氮素 73．32％～87．27％来自土壤，基施氮肥和追
施氮肥的平均利用率为 34．24％～43．72％，随施氮量增加，氮肥利用率降低。试验还指出，基施氮肥和追施氮
肥的去向存在明显差异，追施氮肥的利用率和在土壤中的残留率显著高于基施氮肥，而损失率则小于基施氮
肥，认为，在土壤肥力高的条件下，适当降低氮肥，特别是基肥氮的用量有利于提高氮肥利用率，减少损失。
种植作物能改变土壤剖面硝态氮的分布状况，限制土壤硝态氮向深层迁移 ]，但是超过作物需要，长期大
量施用氮肥会导致土壤中硝态氮的累积，土体硝态氮含量随施氮量的增加而增加 ¨ 。前人对麦田硝态氮
变化动态的研究结果不尽一致。Liu等研究指出小麦生长期间施氮 240 kg／hm2，表层土壤硝态氮显著向2O一
100cm土层下移 ¨，而张树兰认为播前一次施氮 130—520 kg／hm~，氮肥用量对硝态氮在土体中的移动深度没
有影响n ；周顺利研究认为高产条件下受多年施肥的影响，冬小麦生长前期(播种 拔节)即使不施氮肥土壤氮
素也呈现表观盈余 ，曾长立则认为冬小麦生育期间，拔节期追肥后至开花期是造成对地下水污染的危险时
期 ；Boman认为当氮肥用量较高时推迟施用时间会增加作物收获后土壤无机氮的残留量 ¨，而Jokela认为
氮肥施用时间对土壤氮的残留量及分布没有影响 ¨。本试验中，与不施氮肥相比，施氮 105 kg／hm 促进小麦
植株对氮素的吸收，成熟期 0～100cm土壤剖面硝态氮含量未发现明显的增加；当施氮量大于 150 kg／hm 时，
继续增加施氮量，植株的氮素积累量和籽粒产量均无显著增加，而0—100cm土壤剖面累积较多的硝态氮，说
明植株对氮索的吸收利用与土壤硝态氮的累积存在一定对应关系。从小麦生育期间0—100era土层尤其是
40cm以下土层土壤硝态氮含量变化来看，施氮量过多土壤硝态氮下移趋势明显，施氮量多，土壤硝态氮下移
时间早，下移深，下层土壤硝态氮含量亦较高。综合考虑小麦的产量、蛋白质含量，氮肥利用率和土壤硝态氮
含量变化，认为在地块 I和地块 Ⅱ的土壤肥力条件下施氮量分别为 105—150 kg／hm~和 150～195 kg／hm2时能
较好的兼顾产量、品质、效益和环境。
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822 生 态 学 报 26卷
本试验是在0～20em土层土壤碱解氮含量分别为 102．78 mg／kg和85．87 mg／kg地力条件下进行的，我国
黄淮冬麦区和北部冬麦区0 20em土层土壤碱解氮含量在80 mg／kg以下的麦田仍有很大面积，不同土壤肥力
条件下，施氮量对小麦氮肥利用、土壤硝态氮含量及产量和品质的影响，有待于进一步研究。
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