全 文 ：文章编号 :100028551 (2003) 062476205
砂质潮土冬小麦对氮肥的利用与氮素平衡
寇长林1 　徐建生2 　王恒宇1
(11 河南省农业科学院土壤肥料研究所 ,河南 郑州　450002 ; 21 扶沟县农业技术推广中心 ,河南 扶沟　461300)
摘 　要 :分析了不同施肥时期对砂质潮土小麦产量、氮素吸收与利用、土壤残留与氮素损失的影
响。结果表明 ,氮肥在一半做底肥的基础上 ,以拔节期追肥小麦产量最高。在返青期与孕穗期
追肥之间 ,低氮肥用量情况下 ,以孕穗期追施小麦产量较高 ,而在高氮肥用量时二者没有差异。
氮肥一半做追肥施用植株吸收氮量比氮肥全部做底肥显著提高 ,这种提高主要来自肥料氮。
拔节期追肥利用率最高。小麦收获后土壤中肥料残留氮的 3117 %～6618 %分布在 0～40cm 土
层内 ,且随施肥时间的推迟 ,0～40cm 土层内残留氮所占的比例增加 ,而底施和返青期追施的
氮肥在下层残留的比例高于后期追肥 ,其在 80～100cm 土层的累积量甚至超过了表层土壤残
留量。但后期追肥氮素挥发损失严重。
关键词 :砂质潮土 ;小麦 ;氮肥利用率 ;氮素平衡 ;渗漏
THE NITROGEN FERTILIZER UTILIZATION AND NITROGEN BALANCE BY
WINTER WHEAT IN SANDY SOIL
KOU Chang2lin1 　XU Jian2sheng2 　WANG Heng2yu1
(1. Soil and fertilizer Institute , Henan Academy of Agricultural Sciences , Zhengzhou , Henan province 　450002 ;
2. Popularizing Center of Agricultural Technique of Fugou County ,461300)
Abstract :The effects of different fertilization stage on wheat yield ,nitrogen uptake ,utilization ,residue ,distribution
and nitrogen balance were studied by potted plant experiment . The results showed that the highest yield obtained
appeared in the treatment of topdressing on shooting age when 1Π2 nitrogen fertilizer applied as base fertilizer.
Topdressing on earning stage reached higher yield than that on regreening stage on the case of lower nitrogen
applied. There was no difference between these two treatments if higher nitrogen applied. Nitrogen plant uptake in 1Π
2 nitrogen as topdressing treatment was significantly higher than that of all as base fertilizer ,which mainly because of
improved efficiency of nitrogen fertilizer. 3117 %～6618 % of residue nitrogen in soil was distriubuted in 0～40 cm
soil layer after harvest and proportion of residue nitrogen in this layer was increased when nitrogen fertilizer applied
later. However ,in hte treatmet of all nitrogen applied as base fertilizer and topdressing on regreening stage ,proportion
of residue nitrogen in the subsoil was higher than topduressing in later state ,which in 80～100 cm depth was even
exceeded that in the topsoil .
Key words :sandy soil ; wheat ; recovery of nitrogen fertilizer ; nitrogen balance ; leakage
收稿日期 :2001211230
作者简介 :寇长林 (1965～) ,男 ,河南省宝丰县人 ,副研究员 ,在职博士研究生 ,从事中低产田治理及其农业持续发展和植物营养相关
研究。
氮素是制约小麦高产的关键因素之一 ,小麦对氮肥的利用受多种因素的制约 ,其中包括氮肥的施用
量和施用时期。小麦生育期间氮素的合理运筹关系到小麦高产、优质、高效问题[1 ] 。有研究认为 ,在不
同时期追施氮肥对小麦生长发育及其产量和品质有不同的效应[2 ] 。如前期追肥 ,主要是促进小麦营养
674　 核 农 学 报　2003 ,17 (6) :476～480Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
体的生长、提高单位面积的穗数 ,而中后期追肥 ,主要是提高穗粒数和千粒重。Mercedes 等也认为 ,小麦
氮肥的追施应与其生长时期相协调 ,以避免不必要的营养体生长 ,同时也减少氮素因下渗、反硝化及挥
发造成的损失[1 ] ,因此冬小麦氮肥的追施应在较晚季节[3 ] ,并以生长速度较快的拔节期前施用产量效益
最大 ,而且最大限度地减少了氮素的渗漏损失[4 ,5 ] 。陈佑良等的结果也表明 ,小麦对氮肥的利用率随追
肥时期的后延而逐渐提高[6 ] 。黄淮海平原砂质潮土 20311 ×104 hm2 ,其中在河南省分布 81153 ×104 hm2 ,
占黄淮海平原砂质潮土面积的 4011 % ,是河南省主要低产土壤之一。然而在当地小麦实际生产中 ,氮
肥的施用主要以基施和返青期“一炮轰”的追肥方式。据寇长林等[7 ] 以这种施肥方式 ,即使在氮肥施用
量 180kgΠhm2 时也难以满足小麦后期的生长需求 ,这主要与该土壤质地较粗 ,保水保肥能力较差有关。
因此 ,对该土壤小麦对不同时期施用氮肥的利用研究具有重要意义。
1 　材料与方法
采用有底桶栽方法 ,于 1997～1998 年在河南省农科院网室内进行。试验用桶直径 23cm ,深 100cm ,
面积 01041m2 。供试土壤为粗砂潮土。土壤有机质 4165gΠkg ,全氮 0138gΠkg ,全磷 0177gΠkg ,全钾 26166gΠ
kg ,碱解氮 4411mgΠkg ,速效磷 (P2O5 ) 2117mgΠkg ,速效钾 ( K2O) 4212mgΠkg ,pH811。
供试作物小麦品种为丰优 5 号。试验共设计 9 个处理 ,处理 1 为对照 ,不施氮肥。其他处理施氮量
分 2 个水平 ,其中处理 2、4、6、8 施氮 0115g NΠkg 土 ,处理 3、5、7、9 施氮 0130g NΠkg 土。处理 2、3 氮肥全
部用作基肥 ,处理 4、5 氮肥基施和返青期追施各半 ,处理 6、7 氮肥基施和拔节期追施各半 ,处理 8、9 氮
肥基施和孕穗期追施各半。处理 2～5 氮肥全部用丰度为 5136 %的15N 标记尿素 ,处理 6～9 基肥用普通
尿素 ,追肥用丰度为 10136 %的15N 标记尿素。返青期追肥于 1998 年 3 月 2 日进行 ,拔节期追肥于 1998
年 3 月 23 日进行 ,孕穗期追肥于 1998 年 4 月 16 日进行。各处理均施 011g P2O5 / kg 和 0115g K2OΠkg 作
底肥。磷肥和钾肥分别采用过磷酸钙和硫酸钾 ,于播前和基施氮肥与表层 20cm 土壤混合。追肥施于表
层 10cm 土壤。
2 　结果和讨论
211 　对小麦产量、干物重及小麦性状的影响
由表 1 看出 ,氮肥全部用作基肥尽管其茎杆干重较对照显著增加 ,但其籽粒产量并未显著增加 ,尤
其是在氮肥高用量时 ,产量反比对照降低 71139 %。这主要与其前期营养体生长旺盛 ,形成密闭 ,而后
期养分供应不足 ,造成分蘖死亡严重 ,穗粒数较少 ,千粒重较低有关。该处理单株成穗、穗粒数、千粒重
及株高和穗长在各处理中均是最低的。而氮肥一半作返青期追肥时 ,施低量氮肥处理与氮肥全部作基
肥处理无明显差异 ,但施高量氮肥处理产量不仅比高量氮肥全部作基肥处理显著增加 ,而且也较低量氮
肥一半作返青期追肥处理 (处理 4)明显提高 ,二者增加幅度分别为 349108 %和 19108 %。与处理 4 相比
其主要是提高了单株成穗数。这说明即便氮肥一半做返青期追肥 ,但在较低用量时也难以满足小麦后
期生长的需求。但氮肥一半作孕穗期追肥时 ,与返青期追肥处理相比 ,施低量氮肥处理产量增加
16191 % ,这主要与其单株成穗数和千粒重提高有关 ;而高氮肥用量处理产量则无明显变化。此二处理
尽管能维持相对较高的成穗数和千粒重 ,但由于追肥时期较晚 ,其穗粒数相对较少。
值得注意的是拔节期追施氮肥处理 ,其产量是各处理中最高的 ,在低施氮水平比氮肥全做底肥、一
半做基肥一半返青期追肥和一半做基肥一半孕穗期追肥处理分别增产 3118 %、2911 %、1014 % ,在高用
氮量情况下分别增产 41214 %、1411 %或 1519 %。而且其成穗数、穗粒数和千粒重都相对较高。但二施
肥水平间产量差异不大 ,说明拔节期追肥以施低量氮肥即可满足小麦需求。
774　6 期 砂质潮土冬小麦对氮肥的利用与氮平衡的研究
表 1 　不同处理小麦产量、干物重及小麦性状
Table 1 　Wheat yield ,dry matter weight and constitutions of different treatments
处理号
treatment
No.
产量
yield
(gΠpot) 茎杆重straw weight(gΠpot) 麦糠重chaff weight(gΠpot) 根系重root weight(gΠpot) 株高height (cm) 穗长spikelength (cm) 单株成穗数spike countper plant 穗粒数seed No. perspike 千粒重10002seedweight (g)
1 20. 94 c 15. 77 d 5. 70 c 2. 97 ab 52. 7 6. 5 1. 06 26. 57 37. 17
2 22. 12 c 20. 25 b 5. 81 c 3. 05 ab 55. 6 7. 1 1. 03 29. 18 36. 80
3 5. 99 d 20. 08 b 3. 26 d 3. 32 ab 46. 6 5. 8 0. 78 13. 20 29. 09
4 22. 59 c 21. 92 b 6. 76 b 3. 07 ab 56. 0 7. 4 1. 07 28. 86 36. 58
5 26. 90 b 21. 09 b 7. 54 a 2. 93 ab 57. 8 7. 3 1. 27 29. 70 35. 66
6 29. 16 ab 25. 60 a 8. 08 a 3. 50 a 58. 7 7. 1 1. 20 31. 98 37. 99
7 30. 69 a 26. 05 a 8. 34 a 3. 75 a 58. 3 7. 5 1. 15 32. 85 40. 62
8 26. 41 b 24. 41 a 8. 10 a 3. 20 ab 53. 2 7. 1 1. 15 27. 00 42. 53
9 26. 48 b 18. 11 c 6. 02 c 2. 50 b 62. 3 6. 7 1. 15 26. 71 43. 10
212 　不同处理小麦对氮素吸收分配与氮肥利用率的影响
由表 2 可以看出 ,氮肥全部做基肥时 ,在低用氮量情况下 ,小麦从土壤中吸收的氮比自肥料中吸收
的氮高 1117 % ,且 2 氮源在植株中的分配比例较为接近。但在高氮肥用量时 ,自土壤中吸收的氮比从肥
料中吸收的氮低 3512 % ,而且 ,由于产量较低 ,大量的氮滞留在营养体中。同时 ,由于施肥量的增加 ,氮
肥利用率显著降低。
表 2 　不同处理小麦氮素吸收分配与氮肥利用率
Table 2 　Nitrogen source and distribution of wheat uptake and recovery of nitrogen fertilizer in different treatments
处理号
treatment No.
吸收总氮量
total uptake of nitrogen(mg)
来自土壤中吸收氮量 3 3
nitrogen from soil (mg)
来自15N 肥料中吸收氮量
nitrogen from fertilizer (mg)
籽粒
seed
营养体 3
plant
总计
total
籽粒
seed
营养体
plant
总计
total
籽粒
seed
营养体
plant
总计
total
氮肥利用率
recovery of N
fertilizer ( %)
1 54612 18219 72911 54612 18219 72911 — — — —
2 63212 25510 88712 32416 14316 46812 30716 11114 41910 2510
3 17715 37717 55512 6513 15310 21813 11212 22417 33619 1012
4 66913 27514 94417 31919 14115 46114 34914 13319 48313 2819
5 79817 26210 106017 29410 11814 41214 50417 14316 64813 1914
6 88414 39916 128410 71117 31510 102617 17217 8416 25713 3017
7 92212 40715 132917 66919 28318 95317 25213 12317 37610 2215
8 75815 40914 116719 65312 37317 102619 10513 3517 14110 1618
9 77712 23516 101218 60818 20313 81211 16814 3213 20017 1210
注 : 3 指除籽粒外植株其它部分 ; 3 3 6～9 处理指自土壤和基肥中吸收的氮素。
Note : 3 Indicate the other parts of the plant except seed ; 3 3 Treatment 6～9 means the uptake from soil and base fertilizer.
　　氮肥一半做返青期追肥条件下 ,小麦吸收的总氮量显著提高 ,且植株吸收的氮的增加主要来自肥料
氮。表 2 表明 ,低用氮量处理小麦从土壤中吸收的氮和同等施氮量氮肥全部做底肥处理 (处理 2) 基本
持平 ,而从肥料中吸收的氮增加 1514 % ,因而其肥料利用率明显提高 ,而且氮素在植株各部分的分配比
例二处理接近。同样高氮肥处理 5 从肥料中吸收的氮也显著增加 ,且肥料氮转移到籽粒中的比例明显
增加。但其从土壤中吸收的氮量尽管比氮肥全部做基肥处理 3 增加 ,却比低氮处理 2 和处理 4 降低
1119 %和 1016 %。同时 ,与处理 3 相比其从肥料中吸收的氮量的增加幅度从土壤中吸收的氮量的增加
幅度大得多。这说明该处理植株吸收总氮量的增加也主要来自肥料氮。但是 ,由于氮肥用量的增加 ,该
处理肥料利用率降低。
对于追肥来说 ,无论是拔节期追肥还是孕穗期追肥 ,作物自土壤和基肥中吸收氮素的量均以施高量
氮肥处理为低 ,与低氮肥处理相比二者分别降低 711 %和 2019 %。而从肥料中吸收的氮量均以施高量
氮肥处理的高 ,二者分别增加 4611 %和 4213 %。从施肥时期来看 ,均以拔节期追肥植株吸收的总氮量
为高 ,这种趋势也主要与其从拔节期追肥中吸收的氮较多有关。在低氮肥水平时 ,处理 6 和处理 8 从土
874 核　农　学　报 17 卷
壤和基肥中吸收的氮量一样 ,但从拔节期追肥中吸收的氮比从孕穗期追肥中吸收的氮增加 11613mg ,增
幅达 8215 % ;高氮水平时 ,处理 7 从土壤和底肥中吸收的氮比处理 9 高 1714 % ,而自追肥中吸收的氮增
加 8713 %。因此拔节期追肥的氮肥利用率明显比孕穗期追肥高。但孕穗期追肥吸收的氮转移籽粒中
的比例较高。
以上结果表明 ,砂质潮土小麦氮肥用量不宜过高 ,而且氮肥的追施时期以拔节期较好 ,并兼顾在返
青期配合施用。
213 　不同施肥处理氮素在土体中的残留与分配
表 3 结果表明 ,小麦收获后不同处理施入土壤中的15N 标记肥料中的氮素有 1419 %～3811 %残留在
0～20cm 土层中 ,1510 %～3113 %残留在 20～40cm 土层中 ,0～40cm 土层残留氮量占土体总残留量的
3117 %～6618 %。而且 ,随着施肥时间的延迟 ,0～40cm 土层肥料残留氮量占整个土体肥料残留氮的比
例增加。其中 ,氮肥全部做底肥时 ,0～40cm 土层氮占土体总残留量的比例为 3117 %～4413 % ,氮肥一
半做底肥一半返青期追肥时为 5118 %～5813 %。拔节期追肥的残留比例为 6116 %～6214 % ,孕穗期追
肥的残留比例为 6412 %～6618 %。这主要与砂质潮土质地较粗 ,土壤保肥性能较差 ,施肥时间越早向下
淋洗越多有关。
表 3 　15N 肥料在土体中的残留与分布
Table 3 　Residue and distribution of 15N fertilizer in soil
土层
soil layer (cm)
处理号
treatment number
2 3 4 5 6 7 8 9
氮肥残留量
residual amount of
nitrogen fertilizer
(mg)
0～20 8911 25918 18016 37313 4113 5512 4516 6110
20～40 10015 24313 12819 15118 3211 4716 3414 5719
40～60 9012 15613 5613 6317 2714 2514 1918 3317
60～80 3616 7812 2513 3914 910 1610 1011 1714
80～100 28110 39813 13915 38514 913 2016 918 1511
氮肥回收率
nitrogen recovery of
fertilizer in soil ( %)
0～20 5132 7176 10179 11115 4193 3130 4154 3164
20～40 6100 7127 7170 4153 3183 2184 4111 3146
40～60 5139 4167 3136 1190 3128 1152 2137 2101
60～80 2118 2133 1151 1118 1107 0196 1121 1104
80～100 16178 11189 8133 11151 1111 1123 1117 0190
由表 3 可以看出 ,氮素在砂质潮土上的淋溶作用是相当强的。氮肥全部做基肥或一半做基肥一半
返青期追肥两种处理氮素在 80～100cm 土层形成了明显的积聚 ,其积累量甚至超过了表层土壤中的残
留量。其中 ,氮肥全部做底肥处理积累量占氮肥在土体中总残留量的 3511 %～4710 % ,氮肥一半做底肥
一半返青期追肥的积累量占 2613 %～3810 %。拔节期追肥在 80～100cm 土层也存在累积趋势。同时 ,
在不同施肥量间 ,除 6 和 7 处理 40～60cm 土层外 ,无论施肥时间如何 ,各土层均表现出相同施肥时期施
高量氮肥处理土壤残留肥料氮量高于施低氮处理。这说明砂质潮土小麦施氮量增加 ,在 1m 土体中肥
料在各土层中的残留具有同步增加效应。
因此 ,在粗砂潮土上 ,小麦氮肥的施用量不宜过高 ,而且在施用方法上应采用一部分做底肥 ,一部分
做返青期和拔节期追肥 ,且在返青期和拔节期之间更应注重拔节期追肥 ,并适量在孕穗期补充施肥。
214 　不同施肥处理肥料氮素在植株2土壤2大气中的平衡
不同施肥处理相比 ,肥料氮素植株吸收、土壤残留固定及挥发损失的比例存在明显差异 (表 4) 。其
中氮肥基施和返青期追施时 ,在土壤中的残留率接近 ,在 3013 %～3617 %范围之间 ,约占施肥量的 1Π3 ,
肥料利用率较低 ,尤其是在高施氮量条件下尚不足 20 % ,而通过挥发损失的量达 3913 %～5610 % ,因而
其回收率只占氮肥用量的 4410 %～6017 %即一半左右。相信如果采用无底盆栽将有相当一部分氮素会
渗漏出 1m 土体而损失掉 ,由表 3 可以明显看到这种趋势。这可能与本试验氮肥施用量较高有关。因
此 ,砂质潮土小麦前期施氮量应严加控制。
974　6 期 砂质潮土冬小麦对氮肥的利用与氮平衡的研究
作为拔节期及孕穗期追肥 ,其在土壤中的残留率更低 ,只有 918 %～1413 % ,施高氮量处理仅有
10 %左右。尽管拔节期追肥小麦氮肥利用率提高 ,但仍然只有 2215 %～3017 % ,而相应地挥发损失率达
1Π2～2Π3 以上 ,孕穗期追肥则达 2Π3 以上。这可能与小麦生长后期气温升高 ,施入土壤中的氮素来不及
被土壤固定和作物吸收而挥发掉。尤其本试验追肥施于近表土壤 ,这种效应可能很强。从而致使土壤
和作物对氮肥的回收率不足一半。因此 ,粗砂潮土小麦后期追肥需注意深施。
表 4 　不同施肥处理15N 标记肥料氮在植株2土壤2大气中的平衡
Table 4 　Nitrogen balance of 15N fertilizer in plant2soil2atmosphere system of different treatments
处理号
treatment No.
小麦吸收量
amount of wheat
uptake (mg)
土壤残留量
residual amount
in soil (mg)
土壤残留率
residual percentage
in soil ( %)
氮肥回收率
recovery of N
fertilizer ( %)
氮肥损失率
loss of N
fertilizer ( %)
2 41910 59714 3617 6017 3913
3 33619 113614 3319 4410 5610
4 48313 53016 3117 6016 3914
5 64813 101316 3013 5016 5014
6 25713 11911 1412 4510 5510
7 37610 16418 918 3213 6717
8 14110 11917 1413 3111 6819
9 20017 18510 1111 2310 7710
3 　小结
311 　砂质潮土保水保肥性能较差 ,氮肥底施和返青期追施的量应严加控制。对氮肥追施来说 ,应注重
拔节期追施 ,其次为返青期追施。孕穗期追施只作为补充措施。
312 　砂质潮土有机质及粘粒含量较低 ,对施入土壤中的氮素固定能力较低 ,因此 ,随着小麦生长后期气
温的升高 ,后期追肥应注意适当深施。
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