全 文 ：
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自 AB年代以来，我国氮肥的施用量迅速增加，
氮肥利用率在过去 CB 年中却呈直线下降趋势［D］。
氮肥利用率的降低致使大量的氮素损失，直接或间
接地导致了环境污染。农田中化肥氮的损失是造成
氮素环境污染严重和氮肥利用率低的基本原因。不
合理大量施用氮肥引起的氮肥损失进而导致土壤、
水体、大气污染和农产品品质下降已成为目前关注
的热点。因此提高氮肥利用率，对农业的可持续发
展和环境保护等均具有十分重要的意义［E］。有关小
麦氮肥利用率的研究已有不少报道，刘芳、于振文
等［C］研究认为，随施氮量增加氮肥利用率递增；刘
敏超等［F］则认为，随施氮量增加冬小麦氮肥利用率
递减［GHA］。蔡祖聪［I］在华北潮土上的长期试验结果
显示，氮肥施用量为每季 DGB 6? J )’E时，施用化肥
极低，而化肥配合施用（
方面，而对长期不同施肥条件下氮肥利用率的时间
变化与空间差异的报道较为鲜见［P］。
氮肥利用率是植物吸收来自所施氮肥的养分占
施用氮肥养分总量的百分数［DHE］，通常以差减法来
求得，即根据施氮肥与不施氮肥的植物氮素养分吸
收量之差占施氮肥量的比例来表征。这种方法假
定，施用氮肥条件下植物从土壤中吸收的氮素量和
不施氮肥时基本相同。显然，这个假定是不完全符
合实际的，因为它没有考虑植物根系的生理过程和
植物—土壤—养分之间的相互作用。因此，这样获
得的氮肥利用率习惯上被称为氮肥的表观利用率。
在长期肥料试验中，有不施肥的对照（1L）、<、
以不施肥的对照为统一的基础进行计算［DDHDA］。为
了和传统意义上的氮肥利用率相区别，本文称其为
氮肥回收率。氮肥回收率是以氮肥被作物吸收或回
收的比例对肥料氮的利用情况进行评价，它包括了
其它类型元素肥料对作物生长的贡献和肥料间的交
互作用。因此，从提高生物产量，减少肥料损失，防
止环境污染的角度来考虑，这一概念无疑具有更广
泛、更重要的实际意义。
本研究对我国典型农田长期不同施肥条件下的
小麦氮肥回收率进行统计分析，以阐明不同施肥条
件下氮肥回收率的时间演变特征与区域差异，并分
析其差异的原因，为农田氮肥合理施用及提高氮肥
回收率提供科学依据。
) 材料与方法
)*) 试验点概况
选取我国南北方种植小麦的长期施肥的典型农
田，包括哈尔滨、乌鲁木齐一年一熟的小麦，杨陵、郑
州、昌平、祁阳一年两熟的小麦和武昌、重庆、遂宁稻
麦轮作的小麦等主要代表性种植制度。除哈尔滨黑
土外，其余土壤种植的均为冬小麦。各试验点概况
及试验初始时的土壤理化性质见表 D、表 E。
)*+ 试验设计
所选取种植小麦的 P种土壤，试验起始年份除
黄棕壤、黑土、石灰性紫色土开始于 DPIB!DPIE 年
外，其余土壤均开始于 DPPB 年，种植年限统计至
EBBG!EBBN年。长期试验共设有 N!DE个处理，本
论文选择其中的 N个典型处理：!不施肥（1L）、"
单施氮肥（<）、#氮钾配施（
各试验点不同，其养分含量为多年测定结果的平均
值（由于有机肥每年均采自同一畜牧场，其养分含量
年份间差异不大）。FBM左右的化学氮肥作追肥，
NBM左右的化学氮肥及全部化学磷、钾肥作基肥。
)*, 测定项目与方法
小麦收获后测定各处理的子粒产量和生物产
量，并分别采集子粒和秸秆样品，测定其含氮量。土
样于每年小麦收获后多点采集混合样。土壤分析采
用常规方法［DB］：有机质用重铬酸钾容量法（外加热
法）；全氮用硫酸—高氯酸消煮，半微量开氏法；碱解
氮用扩散法；-@用 EQG RD的水土比，酸碱计测定。
ACCE期 李虹儒，等：我国典型农田长期施肥小麦氮肥回收率的变化特征
表 ! 长期定位试验基本概况
"#$%& ! ’#()* ()+,#+)-. -/ .).& %-.01+&23 /&2+)%)4#+)-. &56&2)3&.+(
土壤
!"#$
经纬度
%&’#’()* &+)
$"+,#’()*
年均气温
-++(&$
’*./*0&’(0*
（1）
年降水量
-++(&$
/0*2#/#’&’#"+
（..）
化肥氮施用量
3*0’#$#4*0 5 0&’*
［5 6, 7（8.9·:#+,$* :*&:"+）］
有机肥 ;&+(0*
用量
;&+(0* 0&’*
［6, 7（8.9·&），3<］
含氮量
5 2"+’ =
（, 7 6,）
>> 5?@ABCD，EBFGAFFD B9HI JJF!KFF BKJ 牛粪 >"L )(+,，
与化肥等氮 EM(&$ 5 ’" N*0’#$#4*0
3- 5?@A@CD，EBB?A@FD BJHJ K@J BKJ 马粪 O"0:* )(+,，
与化肥等氮 EM(&$ 5 ’" N*0’#$#4*0
>! 5@FAB?D，EBBKAB@D BBHF KFF BJF 猪粪 P#, .&+(0* 99JFF JHJ
QR 5@?AJCD，EGCA@KD CHC BJF!9FF II，9@9（BIIJ年后
-N’*0 BIIJ）
羊粪 !8**/ .&+(0* BJFFF GHF
ST 5?FA?JD，EBB@A??D BCHF B?FF K? 猪粪 P#, .&+(0* 99JFF BJHB
T! 5@JA@FD，EB9KA?JD ?HJ J?? BJF 马粪 O"0:* )(+, BGKFF
5P 5?FA9KD，EBFKA9KD BGH? BBFK BJF，B?J（BIIK年后
-N’*0 BIIK））
厩肥 3&0. .&+(0* 99JFF BIHK
%P 5?FAJ9D，EBFJAJGD BCH9 BFFF BGF 猪粪 P#, .&+(0* JFFF 9FHK
U! 59KA@JD，EBBBAJ9D BGH? B9JF IF 猪粪 P#, .&+(0*，
与化肥等氮 EM(&$ 5 ’" N*0’#$#4*0
注（5"’*）：>>— 土 >(.($#2 2#++&."+ :"#$；3-—潮土 3$(V"W&M(#2 :"#$；>!—褐土 >#++&."+ :"#$；QR—灰漠土 Q0&X )*:*0’ :"#$；ST—黄棕壤 S*$W
$"L Y0"L+ :"#$；T!—黑土 T$&26 :"#$；5P—中性紫色土 5*(’0&$ /(0/$* :"#$；%P—石灰性紫色土 %#.* /(0/$* :"#$；U!—红壤 U*) :"#$ = 下同 Z8* :&.* Y*W
$"L=
表 7 长期定位试验开始时的土壤理化性质
"#$%& 7 ’#()* *8&3)*#% 62-6&2+)&( -/ +8& (-)%( #+ $&0)..).0
-/ %-.01+&23 /&2+)%)4#+)-. &56&2)3&.+(
土壤
!"#$
有机质
[;
（, 7 6,）
全氮
Z5
（, 7 6,）
碱解氮
-5
（., 7 6,）
/O
土 >> BFHI FHG? KFH? GHK
轻壤质潮土 3- BBHJ FHKC JBH9 GH?
褐土（均壤质潮土）>! BBHC FHK@ @IHC GHC
灰漠土 QR BJH9 FHGC JJH9 GHB
黄棕壤 ST 9CH@ BHGF BJFHC KH?
厚层黑土 T! 9KHK BH@C BJBHB CH9
中性紫色土 5P 9@HF BH9J I?HF CHC
石灰性紫色土 %P BJHI BHFI KKH? GHK
红壤 U! BBHJ BHFC CIHF JHC
以不施肥对照为基础，对典型农田长期试验数
据进行统计，计算小麦的氮肥回收率（5#’0",*+ U*W
2"V*0X ENN#2#*+2X，5UE）［BB\BC］。计算公式如下：
5UE] （^施氮区作物吸氮量 \ 不施氮区作物
吸氮量）7施氮总量 _ BFF
为减少由于气候等因素变化引起的误差，采用
?年滑动算术平均法［BC\BG］，求出小麦氮肥回收率。
其中灰漠土种植方式为 ? 年轮作（玉米—小麦—小
麦），采用小麦当季氮肥回收率。
所有数据均采用 E‘>E%和 !P!!软件进行统计
分析。
7 结果与分析
79! 长期不同施肥条件下小麦氮肥回收率的时间
演变特征
同一土壤上，长期不同施肥条件下的小麦氮肥
回收率随时间变化不同（图 B），可将其分成 ?类。B）
氮肥回收率随时间呈下降趋势，单施氮肥（5）、氮钾
化肥配施（5a）的氮肥回收率以此类为主。如红壤
上单施氮肥，氮肥回收率由初始的 ?GHG]降低到
JHC]，主要是由于长期只施氮肥，导致土壤酸化所
致［BI］。在 土、潮土、黄棕壤、紫色土上随时间延长
呈极显著下降趋势，主要是由于在偏施肥情况下，土
壤养分不均衡［9F］，不利于小麦对氮肥的吸收。氮钾
配施（5a）处理的小麦氮肥回收率也具有类似的结
果，氮肥回收率均值仅为 9CH?]!CHB]。在红壤和
石灰性紫色土上，5P、5Pa处理的氮肥回收率随时
间显著下降，也属于这一类。9）氮肥回收率随时间
变化不大，氮磷配施（5P）、氮磷钾化肥配施（5Pa）、
氮磷钾化肥与有机肥配施（5Pa;）以此类为主。如
G?? 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 B@卷
图 ! 长期施肥下小麦氮肥回收率时间变化
"#$%! &’()*+,- .,+#,/#*0 *1 0#/+*$’0 +’2*.’+3 ’11#2#’023 *1 45’,/ 607’+ -*0$8/’+( 1’+/#-#9,/#*0
!""#期 李虹儒，等：我国典型农田长期施肥小麦氮肥回收率的变化特征
潮土、灰漠土、黄棕壤、黑土、中性紫色土中的 !"、
!"#、!"#$处理，氮肥回收率随时间变化都不大，另
外，褐土 !"处理和红壤 !"#$ 处理也表现出此变
化特征，氮肥回收率分别在 %&’%(和 )*’&(附近波
动。+）氮肥回收率随时间呈上升趋势，只有 土和
褐土的 !"#、!"#$处理氮肥回收率为此类。
总体来看，单施氮肥（!）、氮钾化肥配施（!#）处
理，氮肥回收率随时间延长而下降，且氮肥回收率
低，与其它处理差异显著（ ! , *’*)）；氮磷配施
（!"）、氮磷钾化肥配施（!"#）、氮磷钾化肥与有机肥
配施（!"#$）处理，氮肥回收率随时间变化不大，并
保持在初始年份的水平，与 !、!#处理相比，氮肥回
收率相对较高。表明氮肥配施磷钾肥促进了作物对
氮的吸收，这与韩晓日［&］的研究结果一致。长期施
肥下的氮肥回收率以红壤 !"#$处理明显大于 !"#
处理，潮土 !"#$和 !"#处理差异显著，其余土壤
!"#$和 !"#处理没有显著差异，但长期施用有机
肥对土壤起到了很好的培肥地力作用［-.］。
!"! 长期施用化肥小麦氮肥回收率的空间差异
不同土壤的氮肥回收率明显不同，选取的 .种
土壤中，每季施化肥氮量相近的（! -)*! -&)
/0 1 234）的 ) 种土壤上种植的小麦，其氮肥回收率
（!"#处理） 土、潮土、褐土、黑土、中性紫色土平均
值分别为 5&’6(、5+’%(、)&’%(、++’6(、%-’5(；
且 土、褐土和黑土上的小麦氮肥回收率差异显著
（! , *’*)）（图 4）。总体来看，我国北方暖温带
土、潮土、褐土上氮磷钾化肥配施的小麦氮肥回收率
大于南方中亚热带紫色土和北方中温带的黑土上的
小麦氮肥回收率。
在试验年限内，根据小麦氮肥回收率的时间变
图 ! 不同土壤氮磷钾施肥下的小麦氮肥回收率
#$%&! ’ ()*+,)(- )..$*$)/*- +. 01)23 4/5)( 6272/*)5
.)(3$7$823$+/ $/ 5$..)()/3 9+$79
化趋势，采用线性方程对其变化速率（氮肥回收率与
时间相关方程的斜率）进行计算，并以此进一步说明
氮肥回收率变化的空间差异。不同土壤的氮肥回收
率变化速率明显不同（表 +）。单施氮肥（!）处理变
化速率下降较快的为 土（-’%6）、中性紫色土
（-’%%）和潮土（-’*&），其下降速率与时间呈显著负
相关，其余土壤的下降缓慢，未随时间的延长呈显著
降低的趋势；氮钾配施（!#）处理，氮肥回收率下降
速率为中性紫色土（-’65）、潮土（-’64）和褐土
（-’%&）较快， 土和黑土较缓；氮磷钾配施（!"#）处
理，氮肥回收率显著上升的速率为 土（%’*4）大于
褐土（4’.-），其余土壤上升不显著。氮磷配施（!"）
处理，也有类似的结果。
表 : 不同土壤小麦氮肥回收率变化速率
;267) : <23) +. /$3(+%)/ ()*+,)(- )..$*$)/*- +.
01)23 $/ 5$..)()/3 9+$79
土壤
789:
处理
;<=>? @
氮肥回收率变化
A2>B0 8C B9?<80=B <=D8E=
;<=BG
年变化率（(）
HBBI>: D2>B0= <>?= B <
AA ! J=D@ -’%6 -+ *’55)!!
!# !A *’*- -+ *’**5
!" KBD@ 4’6& -+ *’544!!
!"# KBD@ %’*4 -+ *’6-6!!
HL ! J=D@ -’*& -+ *’)5)!
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A7 ! !A *’+) -+ *’+5.
!# J=D@ -’%& -+ *’.+*!!
!" !A *’+. -+ *’44*
!"# KBD@ 4’.- -+ *’5%%!!
M7 ! !A *’%6 5 *’%%4
!# !A *’-+ 5 *’*64
!" !A *’)& 5 *’+4)
!"# !A -’-& 5 *’&5&
!" ! J=D@ -’%% -+ *’646!!
!# J=D@ -’65 -+ *’5.%!!
!" !A *’.. -+ *’%+)
!"# !A *’%) -+ *’44&
注（!8?=）；KBD@—上升 KBD<=>N=；J=D@—下降 J=D<=>N=；!A—变化
不明显 !8 D2>B0=@ !、!!分别表示 )(、-(水平显著 790B9C9D>B? >?
)(，-( :=E=:，<=NO=D?9E=:F@
!": 不同土壤长期氮磷钾配施小麦氮肥回收率差
异的原因分析
4’+’- 土壤性质 不同施肥下氮肥回收率的差异，
*%+ 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 -%卷
受土壤性质特别是土壤氮素含量、有机质、!"等因
素的影响［#$］而变化。将氮磷钾配施的氮肥回收率
均值分别与初始土壤性质（氮素含量、有机质、!"）
作相关分析表明，氮肥回收率与土壤全氮含量和有
机质含量呈显著线性负相关，与初始土壤 !"呈显
著线性正相关（图 %），与碱解氮含量未达到显著性
相关；&’(处理氮肥回收率与初始土壤有机质含量
呈显著线性负相关，与初始土壤全氮含量和碱解氮
含量未达到显著相关。说明化肥配合施用的小麦氮
肥回收率受土壤全氮、有机质和 !"的综合影响，且
受初始土壤有机质含量的影响比全氮大。
图 ! 小麦氮肥回收率与土壤全氮、有机质和初始 "#的相关关系
$%&’! ()*+,%-./0%" 1),2)). 20)+, .%,3-&). 3)4-5)36 )77%4%).46 +.8 /-%* ,-,+* .%,3-&).，-3&+.%4 9+,,)3 +.8 %.%,%+* "#
#)%)# 气候 气候影响作物的生长和养分的吸收，
这也是影响不同土壤上氮肥利用率的主要因
素［##*#%］。分布在中温带、暖温带和中亚热带的 +种
土壤，气候具有明显的差异，对相同处理下的氮肥回
收率与气候因素（年降雨量、年均温）进行了相关分
析，结果显示，北方的潮土、黑土、褐土、 土上的小
麦氮磷钾配施氮肥回收率与年平均气温均达极显著
正相关（, - .)//0!!，1 - 2），与年降水量未达显著相
关。说明在北方农田，小麦氮肥回收率受年均温影
响较大。南方紫色土小麦氮肥回收率与年均温等未
达到显著相关，可能由于南方的气候因素及土壤条
件等综合影响不利于小麦生长，导致紫色土小麦氮
肥回收率低，这与前人的研究结果一致［#2］。
#)%)% 种植制度 +种农田土壤类型，包括了一年
一熟、一年两熟的旱作和一年两熟的水旱轮作 %种
种植制度。化肥配合施用（&’(）下，一年两熟的旱
作土壤上（ 土、潮土、褐土）的小麦氮肥回收率为
+0)23!40)53，平均值为 05)/3；一年两熟的水旱
轮作土壤上（中性紫色土）的小麦氮肥回收率为
2$)43；而一年一熟的旱作土壤上（黑土）的小麦氮
肥回收率为 %%)53。不同种植制度下的氮肥回收
率总体呈现为一年两熟旱作大于一年两熟的水旱轮
作和一年一熟的旱作，且差异显著（! 6 .).+）。这可
能是两熟旱作的冬小麦季由于基肥可以结合播前翻
耕深施，返青、拔节期追施后及时灌溉，温度不很高，
氮肥的氨挥发、硝化—反硝化损失很小，多施的氮肥
可以在土壤中贮存而损失不大。水旱轮作种植与旱
作相比，土壤粘闭，透水性、通气性能变差，根系下扎
和伸展阻力大，从而不利于小麦生长，影响其产量导
致氮肥回收率低［#$］。
#)%)2 其它因素 本研究是按照常规的差减法计
算得到的氮肥回收率。由于对照区长期不施肥产量
逐渐降低，在不同土壤上降低速率不同，也是导致氮
肥回收率差异的原因之一。如何更科学而更合理地
计算长期施肥的氮肥回收率，尚需要进一步研究。
! 结论
$）我国典型农田长期不同施肥条件下小麦氮肥
回收率随时间变化明显不同，长期单施氮肥（&）、氮
钾配施（&(），氮肥回收率随时间普遍降低，降低速
率为红壤（4)#2）7 黄棕壤（2)$0）7 土（$)25）、中
性紫色土（$)22）、潮土（$).0）7 石灰性紫色土
（.)0.）；且与其它施肥处理差异显著（! 6 .).+）。化
肥配施及和有机肥配施（&’、&’(、&’(8）的处理氮
肥回收率随时间普遍变化不大，与 &、&(处理施肥
相比，氮肥回收率相对较高。长期施肥下的小麦氮
肥回收率，红壤 &’(8处理明显大于 &’(处理，潮
土 &’(8和 &’(处理差异显著，其余土壤 &’(8和
$2%#期 李虹儒，等：我国典型农田长期施肥小麦氮肥回收率的变化特征
!"#处理没有显著差异。
$）在施氮量相同的情况下，不同土壤小麦氮肥
回收率空间差异明显，北方暖温带的 土、潮土、褐
土上的小麦氮肥回收率大于南方中亚热带紫色土和
北方中温带的黑土上的小麦氮肥回收率。除紫色土
外的北方 %种典型农田的小麦氮肥回收率随纬度呈
现一定的变化规律，与年平均气温呈极显著相关性。
&）小麦氮肥回收率的空间差异主要受土壤性
质、气候和轮作制度等因素综合影响。氮磷钾配施
小麦氮肥回收率与土壤有机质、土壤全氮呈显著负
相关，与土壤初始 ’(呈显著正相关。不同种植制
度下的氮肥回收率总体呈现为一年两熟旱作大于一
年两熟的水旱轮作和一年一熟的旱作。
参 考 文 献：
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X;>47?A47 6789:* 1:9 *，$,,/，（$）：%W.%-0
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H234 N，(>A 5 Y，P2>47 1 5* LFF3:=E AF
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