全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
文章编号 :100028551 (2002) 0420224204
深耘断根对旱地高产小麦氮素
分配利用及产量的影响
石　岩1 　位东斌1 　于振文2 　余松烈2
(11 山东莱阳农学院旱作研究所 ,山东 莱阳　265200 ;
21 山东农业大学农学系 ,山东 泰安　271018)
摘要 :在大田条件下研究了深耘断根对旱地高产小麦氮素利用及产量的影响 ,结果表
明 :冬前深耘断根 ,植株将吸收的氮素较多分配至籽粒 ,分配至根系少 ,肥料氮利用率
高 ,土壤残留率和回收率低 ,损失率高 ,产量提高 ;而冬前和起身期都深耘断根与不断
根则正好与此相反 ,因而在旱地高产麦田应推广冬前深耘断根。
关键词 :小麦 ;深耘断根 ;旱地高产 ;氮素分配利用 ;产量
收稿日期 :2000210230
作者简介 :石岩 (1967～) ,男 ,博士 ,山东莱阳农学院副教授 ,主要从事旱地作物生理生态研究
关于深耘断根对小麦植株的影响已有较多报道[1～4 ] ,但多在水浇地进行 ,而对于高产旱地
小麦深耘断根后氮素分配利用的研究甚少。本试验在前人研究的基础上 ,对深耘断根后旱地
高产小麦氮素分配利用及产量的变化进行了研究 ,以期为旱地高产小麦高产高效提供理论依据。
1 　材料和方法
试验于 1996～1998 年度在莱阳农学院农学系试验站进行。供试品种为莱农 9217。供试
大田为中性壤土 ,土壤有机质 1131 % ,全氮 0109 % ,速效氮 6319mgΠkg ,速效磷 ( P2O5 ) 2116mgΠ
kg ,速效钾 ( K2O) 8111mgΠkg。小区面积 5 ×2m2 ,人工用 3 齿耘锄 (去掉 2 齿 ,只留中间 1 齿) 于
大田深耘断根 ,断根深度 8cm 左右。共设 4 个处理 :处理 1 为冬前断根 ;处理 2 为起身期断根 ;
处理 3 为冬前和起身期断根 ;处理 4 为不断根 (对照) 。每处理 3 次重复 ,随机区组排列。
在各处理中进行15N 标记试验 ,15N 标记的微区面积为 01445 ×0115m2 。15 N 丰度为 5107 %
硫酸铵 (上海化工研究院生产) ,依每 hm2 施 750kg(NH4 ) 2 SO4 计算 ,每微区施 215g(15 NH4 ) 2 SO4 ,
不足部分用普通 (NH4 ) 2 SO4 补齐 ,重复 3 次。于成熟期取样 ,植株氮素含量用半微量凯氏定氮
法测定 ,15N 丰度用质谱法测定。收获时测产考种 ,以 1m2 计产。
2 　结果与分析
211 　深耘断根对植株全氮含量中来自肥料氮的影响
422 　核 农 学 报　2002 ,16 (4) :224～227Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
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由表 1 看出 ,根、叶中的 Ndff %以处理 4 最高 ,鞘、茎、粒及颖壳与穗轴中的 Ndff %以处理 1
最高。从整株看 ,处理 1 > 处理 2 > 处理 4 (对照) > 处理 3 ,说明冬前深耘断根有利于根吸收肥
料中的 N 供地上部利用 ;冬前和起身期两次深耘断根与不断根 (对照) 不利于植株对肥料中 N
的吸收利用。
表 1 　深耘断根对植株全氮含量中来自肥料氮的影响
Table 1 　Effects of deep cultivation2root cutting on the ratio of fertilizer N in total N in plant
(Ndff %)
处理
treatment
器官　organ
根
root
叶
leaf
鞘
sheath
茎
stem
粒
kernel
颖壳 + 穗轴
glum and spike2stalk 整株whole plant
1 7189 8123 8130 8111 8182 8159 8141
2 8161 8129 8101 7184 8163 8124 8136
3 7141 7152 7133 7125 8113 8106 7192
4 9168 8137 7159 7117 8118 8121 8114
212 　深耘断根见氮素在植株各器官中分配率的影响
由表 2 可见 ,肥料氮和全氮在籽粒中的分配比率均以处理 1 最高 ,处理 2 次之 ,处理 3、处
理 4 (对照)较低 ,而处理 3 与处理 4 分配至叶、鞘、茎、颖壳和穗轴的比率较高 ,说明冬前深耘断
根利于氮素向籽粒中转移。根中肥料氮和全氮分配比率为 :处理 3 > 处理 4 > 处理 2 > 处理 1 ,
说明冬前和起身期深耘断根及不断根 (对照) 处理分配至根中的趋势增强 ,分配至籽粒的比率
降低。
表 2 　深耘断根对氮素在植株各器官中分配率的影响
Table 2 　Effects of deep cultivation2root cutting on distribution ratio of N in different organ of plant
( %)
处理
treatment
分配率
distribution
ratio ( %)
器官　organ
根
root
叶
leaf
鞘
sheath
茎
stem
粒
kernel
颖壳 + 穗轴
glum and spike2stalk
1 肥料氮 5121 4196 2183 5188 73125 6187
2 fertilizer N 5189 5123 3145 7105 71146 6192
3 6197 5198 3158 7128 68152 7167
4 6146 6101 3152 6196 69173 7132
1 全氮 5133 5117 2176 6174 72189 7111
2 total N 6131 5142 2189 6197 71108 7133
3 7132 6113 3175 7118 67141 8121
4 7115 6105 3169 7114 67195 8102
213 　深耘断根对土壤氮素平衡的影响
由表 3 可见 ,地上部分和全植株的全氮含量中来自肥料氮所占的百分率和肥料氮利用率
表现了相同的趋势 ,即处理 1 > 处理 2 > 处理 4 > 处理 3 ;地上部分和全植株全氮含量中来自土
壤氮所占的百分率则与肥料氮正好相反 ,说明冬前深耘断根有利于植株对肥料氮的利用 ,提高
肥料利用率。从土壤残留率和回收率看 ,处理 3 > 处理 4 > 处理 2 > 处理 1 ;损失率为处理 1 >
522　4 期 深耘断根对旱地高产小麦氮素分配利用及产量的影响
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处理 2 > 处理 4 > 处理 3 ,说明冬前和起身期深耘断根 ,土壤残留率和回收率增大 ,损失率降低。
表 3 　深耘断根对土壤氮素平衡的影响
Table 3 　Effects of deep cultivation2root cutting on soil N blance
处理
treatment
地上部分
above ground
全植株
whole plant
肥料氮利用率
utilization ratio
of fertilizer N( %)
Ndff
( %)
Ndfs
( %)
Ndff
( %)
Ndfs
( %)
地上部分
above ground
全植株
whole plant
土壤残留率
ratio of
remainder
( %)
回收率
ratio of
recovery
( %)
损失率
ratio of
loser
( %)
1 8124 91176 8141 91159 27116 30121 57161 87182 12118
2 8115 91185 8136 91164 26139 29102 58195 87197 12103
3 7176 92124 7192 92108 22118 24141 67172 92113 7187
4 8103 91197 8114 91186 23112 25133 64155 89188 10112
　　注 :Ndfs 为植株全氮含量中来自土壤氮所占的百分率
Note :Ndfs is the ratio of soil N in total N in plant
214 　深耘断根对旱地高产小麦产量及其构成因素的影响
由表 4 可知 ,4 个处理中以冬前深耘断根 (处理 1) 的产量最高 ,与其余 3 个处理有显著差
异。从产量构成因素看 ,穗数以冬前深耘断根 (处理 1) 最高 ,与其余 3 个处理有显著差异 ;穗
粒数冬前深耘断根 (处理 1)和起身期深耘断根 (处理 2)无显著差异 ,但显著高于冬前和起身期
深耘断根 (处理 3)及对照 (处理 4) ;千粒重以冬前和起身期深耘断根 (处理 3)最低 ,与其余 3 个
处理有显著差异 ;经济系数以冬前和起身期深耘断根 (处理 3) 最高 ,冬前深耘断根 (处理 1) 和
起身期深耘断根 (处理 2)次之 ,对照 (处理 4)最低。
表 4 　深耘断根对旱地高产小麦产量及其构成因素的影响
Table 4 　Effects of deep cultivation2root cutting on yield and yield components
in dry land wheat of high yield
处理
treatment
穗数
spike number
(spikeΠm2) 穗粒数grain number per spike(grainsΠspike) 千粒重1000 grains weight(g) 产量economic yield(gΠm2) 经济系数economic index
1 63115A 3611A 3911A 89113A 0147
2 59012B 3518A 3819A 82118B 0147
3 56111C 3512B 3713B 73617C 0148
4 60014B 3517B 3815A 82511B 0146
3 　讨 　论
施入土壤的氮素去向包括植株吸收利用、土壤固定、淋渗、径流和空气逸失 5 部分。由于
本试验过程中未发生降水径流 ,且15N 标记为微区进行 ,因而15 N 的损失主要为空气逸失 ,说明
冬前和起身期深耘断根 ,植株根系受抑制大 ,生长量小 ,虽解决了根系生长冗余的问题[5 ] ,但对
肥料吸收利用差 ,施入的肥料大多被土壤固定 ,造成土壤残留率增大 ,导致回收率增大 ,损失率
降低 ,不利于肥料利用率的提高。从植株氮素含量中来自肥料氮所占百分率和氮素在植株内
622 核　农　学　报 16 卷
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分配比率看 ,冬前深耘断根 ,氮素分配至籽粒的比例增加 ,说明冬前深耘断根增加了中、下层根
系的数量和所占比例 ,解决了根系生长冗余的问题[5 ] ,有利于根吸收肥料供地上部利用 ,并向
籽粒中转移 ;冬前和起身期深耘断根与对照 (不断根) 不利于植株对肥料吸收利用 ,分配至茎、
叶、鞘等营养器官中的趋势增强 ,分配至籽粒的比率降低 ,从而使产量降低 ,所以在旱地高产麦
田应提倡冬前深耘断根 ,以达降低成本 ,提高肥料利用率的目的。由于本试验仅限于旱地高产
田进行 ,对旱地中、低产田没有涉及 ,深耘断根对旱地小麦中、低产田氮素分配利用及产量的影
响有待进一步研究。
参考文献 :
[1 ] 　余松烈 ,亓新华 ,刘希运. 冬小麦深耘断根增产作用的研究. 中国农业科学 ,1985 , (4) :30～35
[2 ] 　余松烈 ,亓新华 ,金留福. 冬小麦返青期中耕对植株的抑制和促进作用的研究. 作物学报 ,1965 ,4 (2) :127～134
[3 ] 　宋秉彝. 小麦断根措施的增穗防倒和抗干热风作用. 北京农业科学 ,1984 , (1) :6～17
[4 ] 　刘殿英. 小麦断根对其根系与产量性状的影响. 山东农学院学报 ,1983 , (2) :35～42
[5 ] 　石岩 ,林琪 ,位东斌. 深耘断根对旱地高产小麦花后根系干重及产量的影响. 华北农学报 ,1999 ,14 (3) :91～95
EFFECTS OF DEEP CULTIVATION2ROOT CUTTING ON NITROGEN DISTRIBUTION
AND UTILIZATION AND YIELD IN DRY LAND WHEAT OF HIGH YIELD
SHI Yan1 　WEI Dong2bin1 　YU Zhen2wen2 　YU Song2lie2
(11 Institute of Dry Land Crop ,Laiyang Agricultural College ,Laiyang Shangdong prov. 　265200 ;
21Department of Agronomy , Shandong Agricultural University , Taian Shangdong prov. 　271018)
ABSTRACT :The effects of deep cultivation2root cutting on nitrogen distribution and utilization
and yield in dry land wheat have been studied in field. The results showed that the best effect ob2
tained from 4 treatments by deep cultivation2root cutting in before winter stage , more nitrogen ab2
sorbed was distributed in kernel and less in root system. The utilization ratio and loss ratio of fer2
tilizer nitrogen increased ,the remainder ratio in soil and recovery ratio of fertilizer nitrogen de2
creased,and the grain yield increased. However , the opposite effects of the deep cultivation2root
cutting was found in before winter stage and starter stage and in control . So the technology of
deep cultivation2root cutting in before winter stage should be used in dry land for high yield
wheat.
Key words :wheat ; deep cultication2root cutting ; high yield in dry land ; nitrogen distribution and utiliza2
tion ; yield
722Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2002 ,16 (4) :224～227