全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（３）：５６１－５７０ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０３０２
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｈｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｌａｎｔｎｕｔｒｉｆｅｒｔ．ｏｒｇ
收稿日期：２０１４－０１－２０ 接受日期：２０１４－１１－２１ 网络出版日期：２０１５－０２－０４
基金项目：国家科技支撑计划（２０１１ＢＡＤ１６Ｂ０６，２０１２ＢＡＤ０４Ｂ０９，２０１３ＢＡＤ０７Ｂ０８）；安徽省农科院院长青年基金（１３Ｂ０２１７）；安徽省农科院创新
团队项目（１１Ｃ０２０２，１３Ｃ０２１２）资助。
作者简介：李玮（１９８０—），女，甘肃定西人，博士，助理研究员，主要从事农田生态系统养分循环研究。Ｅｍａｉｌ：ｊｔｌｗ２００７＠１６３ｃｏｍ
通信作者 Ｅｍａｉｌ：ｃａｏｃｆｕ＠１２６ｃｏｍ
玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦土壤氮素
表观盈亏及产量的影响
李 玮，乔玉强，陈 欢，曹承富，杜世州，赵 竹
（安徽省农业科学院作物研究所，安徽省农作物品质改良重点实验室，安徽合肥 ２３００３１）
摘要：【目的】以秸秆还田定位试验为平台，探讨玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦产量、土壤硝态氮积累、氮素表观
盈余和氮肥利用率的影响规律，明确砂姜黑土玉米秸秆全量还田条件下冬小麦生长季的最佳施氮量。【方法】试验
以秸秆处理为主区，设秸秆还田和秸秆移除２个水平；施氮量为副区，设６个水平，分别为０、１６２０、２０２５、２４３０、
２８３５、３２４０ｋｇ／ｈｍ２。测定了冬小麦播种前、拔节期、成熟期地上部植株含氮量，土壤０—２０、２０—４０和４０—６０ｃｍ
硝态氮含量，小麦产量以及籽粒氮含量，计算了冬小麦生育期土壤的氮素表观盈余，小麦基施和追施氮肥的利用效
率以及不同阶段的氮素盈余。【结果】玉米秸秆还田后小麦增产３６５ ８４４ｋｇ／ｈｍ２，增产率为４２％ ９３％，尤其
以配施２４３０ｋｇ／ｈｍ２的增幅最高，产量达９８５８ｋｇ／ｈｍ２。小麦整个生育期，秸秆还田显著增加了０—６０ｃｍ土层的
土壤硝态氮累积量，而秸秆移除条件下，土壤硝态氮累积量与氮肥施用量相关，高量氮肥增加了硝态氮累积量，Ｎ
施用量高于２４３０ｋｇ／ｈｍ２时，硝态氮累积量较小麦播种前增加１９８％ ２８６％。施氮均显著增加了植株氮素积
累量；小麦播种到拔节期，植株的氮素积累量随基肥比例的增加而增加。小麦生育期不施氮处理表现为氮素亏缺，
施氮处理显著增加了０—６０ｃｍ土层的土壤氮素盈余量，且随基肥、追肥量的增加而增加，盈余值每增加１０００
ｋｇ／ｈｍ２，秸秆还田配施氮肥和单施氮肥的土壤剖面硝态氮积累量就会分别增加７４２和９１４ｋｇ／ｈｍ２。秸秆还田配
施氮肥提高了氮肥农学效率、植株地上部氮肥吸收利用率、籽粒氮肥吸收利用率，特别是在高氮肥时，基肥和拔节
肥的利用率显著高于单施氮肥。在施氮处理间、相同氮肥施用下秸秆还田和移除处理间氮素收获指数均无显著差
异。氮肥表观回收率随施氮量的增加而降低，基肥表观回收率显著高于拔节肥表观回收率。【结论】秸秆还田和施
氮水平对小麦植株氮素的吸收转运没有显著影响，但可提高基施和追施氮肥的利用率，可增加土壤０—６０ｃｍ土层
中硝态氮的含量。综合各项指标，冬小麦生长季玉米秸秆全量还田适宜的氮肥配施量为２０２５ ２４３０ｋｇ／ｈｍ２。
关键词：秸秆还田；施氮量；氮素盈余；氮肥利用率；冬小麦
中图分类号：Ｓ１４７３５；Ｓ５１２１＋１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０３－０５６１－１０
ＥｆｅｃｔｓｏｆｃｏｍｂｉｎｅｄｍａｉｚｅｓｔｒａｗａｎｄＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎ
ｓｏｉｌｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｒｐｌｕｓａｍｏｕｎｔａｎｄｙｉｅｌｄｏｆｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔ
ＬＩＷｅｉ，ＱＩＡＯＹｕｑｉａｎｇ，ＣＨＥＮＨｕａｎ，ＣＡＯＣｈｅｎｇｆｕ，ＤＵＳｈｉｚｈｏｕ，ＺＨＡＯＺｈｕ
（ＣｒｏｐＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＡｎｈｕｉＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ／ＡｎｈｕｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＱｕａｌｉｔｙＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＣｒｏｐｓ，
Ｈｅｆｅｉ２３００３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｔｒａｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎａｎｄＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｓｏｎｗｈｅａｔｙｉｅｌｄ，ｓｏｉｌ
ＮＯ－３Ｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ，ｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｒｐｌｕｓａｍｏｕｎｔａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓｗａｓｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｙｓｔｕｄｉｅｄｔｏｅｘｐｌｉｃｉｔ
ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｕｎｄｅｒｓｔｒａｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｎｌｉｍｅｃｏｎｃｒｅｔｉｏｎｂｌａｃｋｓｏｉｌｂａｓｅｄｏｎ
ｄａｔａｆｒｏｍａｆｏｕｒｙｅａｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎＭｅｎｇｃｈｅｎｇＣｉｔｙ，ＡｎｈｕｉＰｒｏｖｉｎｃｅ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ａｓｐｌｉｔｆｉｅｌｄｔｒｉａｌｗｉｔｈｔｗｏ
ｆａｃｔｏｒｓｏｆｓｔｒａｗａｎｄＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｗａｓｃａｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｍａｉｎｐｌｏｔｗａｓｓｔｒａｗｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｄｅｓｉｇｎｅｄａｓｓｔｒａｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
ａｎｄｓｔｒａｗｃｌｅａｎｉｎｇｕｐ．Ｅａｃｈｍａｉｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｗａｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆ６ｌｅｖｅｌｓｏｆＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔ：０，１６２０，２０２５，
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
２４３０，２８３５ａｎｄ３２４０ｋｇ／ｈｍ２．ＴｈｅｓｏｉｌＮＯ－３Ｎｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔｙｉｅｌｄｓａｎｄＮｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｗｈｅａｔｇｒａｉｎｓ
ｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ｔｈｅａｐｐａｒｅｎｔｓｕｒｐｌｕｓｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｉｎｓｏｉｌｄｕｒｉｎｇｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔｇｒｏｗｔｈｐｅｒｉｏｄ，ｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｕｓｅ
ｅｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｒｐｌｕｓａｎｄｓｏｉｌｎｉｔｒａｔｅｎｉｔｒｏｇｅｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ
ｔｈｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅａｍｏｕｎｔｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｉｎｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔｇｒｏｗｔｈｓｅａｓｏｎｗａｓｅｘｐｌｏｒｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｓｔｒａｗｒｅｔｕｒｎｅｄｔｏ
ｓｏｉｌｓ．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】Ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅｓｔｒａｗｃｌｅａｎｉｎｇｕｐ，ｔｈｅｗｈｅａｔｙｉｅｌｄｓｉｎｔｈｅｆｏｕｒｙｅａｒｓｕｎｄｅｒｔｈｅｓｔｒａｗ
ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ３６５－８４４ｋｇ／ｈｍ２，ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｒａｔｅｓｏｆ４２％－９３％，ｅｓｐｅｃｉａｌｙｆｏｒｔｈｅＮ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆ２４３０ｋｇ／ｈｍ２，ｉｔｓｙｉｅｌｄｗａｓａｓｈｉｇｈａｓ９８５８ｋｇ／ｈｍ２．ＴｈｅＮｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｕｎｄｅｒｔｈｅｓｔｒａｗ
ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｃｏｕｌｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｏｉｌＮＯ－３Ｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｔ０－６０ｃｍｓｏｉｌｄｅｐｔｈｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅｇｒｏｗｔｈ
ｐｅｒｉｏｄｏｆｗｈｅａｔ，ｗｈｉｌｅｕｎｄｅｒｔｈｅｎｏｓｔｒａｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅＮＯ－３ＮａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｒｅｌａｔｅｄｔｏＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｓ，ｔｈｅｓｏｉｌＮＯ－３Ｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ１９８％－２８６％ ｗｈｅｎｔｈｅＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｒａｔｅｓｅｘｃｅｅｄ２４３０ｋｇ／ｈｍ２．ＴｈｅｗｈｅａｔｐｌａｎｔＮａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｆｒｏｍｓｏｗｉｎｇｔｏｊｏｉｎｔｉｎｇｓｔａｇｅｗａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙＮ
ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓ，ａｎｄｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｅｒｅｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｎｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｂａｓａｌＮｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｒｐｌｕｓｉｎｔｈｅｓｏｉｌｐｒｏｆｉｌｅｓｏｆ０－６０ｃｍ．ＴｈｅｓｏｉｌＮＯ－３Ｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｓ
ｕｎｄｅｒｓｔｒａｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎａｎｄｃｌｅａｎｉｎｇｕｐｗｉｌｉｎｃｒｅａｓｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ７４２ａｎｄ９１４ｋｇ／ｈｍ２ｆｏｒｅｖｅｒｙ１００ｋｇ／ｈｍ２ｏｆ
ｓｏｉｌＮｓｕｒｐｌｕｓ．ＡｔｔｈｅｓａｍｅＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｌｅｖｅｌｓ，ｔｈｅｒｅａｒｅｎｏｏｂｖｉｏｕｓｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎｔｈｅｓｔａｇｅＮａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ
ａｎｄａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｗｈｅａｔｐｌａｎｔ，ｓｏｉｌＮＯ－３ＮａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌＮｓｕｒｐｌｕｓｗｉｔｈｓｔｒａｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｒｃｌｅａｎｉｎｇ
ｕｐ．ＡｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｔｒａｗｒｅｔｕｒｎｉｎｇａｎｄＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｃｒｅａｓｅｓＮａｇｒｏｎｏｍｉｃｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｐｌａｎｔＮ
ｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｇｒａｉｎｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｅｓｐｅｃｉａｌｙｔｈｅｂａｓａｌａｎｄｊｏｉｎｔｉｎｇｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒＮｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓａｔｔｈｅ
ｈｉｇｈＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｅｓｉｎｇｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｂｕｔｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｏｎｔｈｅ
ｃｏｎｔｒａｒｙｕｎｄｅｒｔｈｅｓｉｎｇｌｅｌｏｗＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｓ．ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎｔｈｅＮｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｉｃｅｓｄｏｎｏｔｅｘｉｓｔａｍｏｎｇ
ｔｈｅＮｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｎｄｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｔｒａｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎａｎｄｃｌｅａｎｉｎｇｕｐａｔｔｈｅｓａｍｅＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｓ，
ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｅｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｓｔｒａｗｒｅｔｕｒｎｉｎｇａｎｄＮ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｌｅｖｅｌｓｏｎＮ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄ
ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｏｆｗｈｅａｔｐｌａｎｔａｒｅｎｏｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔ．ＴｈｅａｐｐａｒｅｎｔＮｒｅｃｏｖｅｒｙｉｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅ
ｏｆｔｈｅＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅ，ａｎｄｉｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｉｎｔｈｅｂａｓａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｔｈａｎｔｈａｔｉｎｔｈｅｊｏｉｎｔｉｎｇ
ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】ＴｈｅｍａｉｎｅｆｅｃｔｏｆｃｏｍｂｉｎｅｄｓｔｒａｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｗｉｔｈＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｙｉｅｌｄ
ａｎｄＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓｉｓｄｕｅｔｏｔｈｅｈｉｇｈｓｏｉｌＮＯ－３Ｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｓｉｎｓｏｉｌｄｅｐｔｈｏｆ０－６０ｃｍ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓ
ａｓｔａｂｌｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＮｎｕｔｒｉｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｗｈｏｌｅｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｏｆｗｈｅａｔ．Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ，ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍＮ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｓｆｏｒｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔａｒｅｆｒｏｍＮ２０２５ｔｏ２４３０ｋｇ／ｈｍ２ｕｎｄｅｒｔｈｅｔｏｔａｌｍａｉｚｅｓｔｒａｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｓｔｒａｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ牷ｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅ牷ｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｒｐｌｕｓａｍｏｕｎｔ牷ｎｉｔｒｏｇｅｎｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙ牷
ｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔ
安徽省黄淮海南部砂姜黑土区是全省主要的粮
食产区，但该区土壤质地粘重、结构性差、有机质含
量低、养分贫乏，严重影响作物的正常生长，导致土
壤生产率较低。作物秸秆全量直接还田将成为黄淮
海南部地区秸秆处理的主要方式，也是提升农田土
壤基础肥力的重要措施。已有研究表明，通过合理
利用秸秆生物质资源可以有效增加土壤有机质含
量、改善土壤结构、减缓地力衰竭、提高土壤养分含
量和增加作物产量［１－３］，增加耕层土壤微生物数
量［４－６］。但是秸秆碳氮比值较高，短期分解过程中
与土壤微生物争夺氮素会影响土壤氮素和肥料氮素
的作物有效性，并进一步影响作物的前期生长［７－８］，
因此研究秸秆还田条件下的氮肥配施量对土壤有效
氮以及作物生长的影响极其重要。目前，众多研究
表明，施氮可以显著提高作物产量，然而当施氮量增
加至一定程度时，产量不再继续增加，反而表现为下
降的趋势［９－１１］。国内开展的关于秸秆还田的大量
研究，主要集中在作物产量［１２］、土壤肥力［１３］、土壤
水分状况［１４－１５］和土壤钾素［１６］等方面，关于秸秆还
田配施氮肥对土壤氮素平衡以及小麦生长影响的研
究则很少见报道，而在砂姜黑土上进行的相关研究
则更少。鉴于此，本文利用４年定位试验研究了冬
小麦 夏玉米轮作全量玉米秸秆粉碎还田对０—６０
ｃｍ土层的硝态氮积累、氮素盈余、氮肥利用率及作
物产量的影响，以期为本地区秸秆全量还田条件下
氮肥的合理施用和粮食增产提供理论依据。
２６５
３期 李玮，等：玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦土壤氮素表观盈亏及产量的影响
１ 材料与方法
１１ 试验区概况
试验于２００８ ２０１２年度在安徽省蒙城县农业
示范场进行，试验地为砂姜黑土，０—２０ｃｍ土层养
分含量为：土壤有机质 １４２４ｇ／ｋｇ，全氮含量 １０
ｇ／ｋｇ，碱解氮５７８ｍｇ／ｋｇ，全磷含量０７ｇ／ｋｇ，有效
磷２１６ｍｇ／ｋｇ，速效钾１９７５ｍｇ／ｋｇ。供试小麦品
种为济麦２２，玉米品种为郑单９５８。
１２ 试验设计
试验采用裂区设计，设秸秆还田和施氮量两因
素。其中秸秆处理为主区，玉米秸秆粉碎还田（Ｓ）
和移除（Ｒ）两种方式，秸秆还田量１２０００ｋｇ／ｈｍ２；氮
肥施用为副区，设置６个处理，施 Ｎ量为０、１６２０、
２０２５、２４３０、２８３５、３２４０ｋｇ／ｈｍ２，分别用 Ｎ０、
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５表示，氮肥施用量见表 １所示。
小麦于拔节期追肥，基追比５５∶４５。Ｐ２Ｏ５、Ｋ２Ｏ年施
用量为１８０ｋｇ／ｈｍ２、１８０ｋｇ／ｈｍ２，除Ｎ０（对照）之外，
其余氮肥处理均施用磷钾肥，且施用量一致，均在小
麦播种时一次性基施。小麦１０月中旬播种，小区面
积２１６ｍ２，随机排列，３次重复。
表１ 不同处理施氮量（Ｎｋｇ／ｈｍ２）
Ｔａｂｌｅ１ Ｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｓｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
秸秆还田 Ｓｔｒａｗｒｅｔｕｒｎｉｎｇ
总施用量
Ｔｏｔａｌａｍｏｕｎｔ
基肥
Ｂａｓａｌａｍｏｕｎｔ
追肥
Ｔｏｐｄｒｅｓｓｉｎｇ
秸秆移除 Ｓｔｒａｗｒｅｍｏｖａｌ
总施氮量
Ｔｏｔａｌａｍｏｕｎｔ
基肥
Ｂａｓａｌａｍｏｕｎｔ
追肥
Ｔｏｐｄｒｅｓｓｉｎｇ
Ｎ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０
Ｎ１ １６２０ ８９１ ７２９ １６２０ ８９１ ７２９
Ｎ２ ２０２５ １１１４ ９１１ ２０２５ １１１４ ９１１
Ｎ３ ２４３０ １３３７ １０９３ ２４３０ １３３７ １０９３
Ｎ４ ２８３５ １５５９ １２７６ ２８３５ １５５９ １２７６
Ｎ５ ３２４０ １７８２ １４５８ ３２４０ １７８２ １４５８
１３ 田间取样与测定方法
分别于播种前、拔节期、成熟期以２０ｃｍ为一层分
３层取０—６０ｃｍ土样，每个样品均为多点采集混合而
成，然后用“四分法”取出足够样品，保存于４℃冰箱
中，４ｄ之内测完。土壤硝态氮采用 ２ｍｏｌ／ＬＫＣｌ浸
提，分光光度计双波长（２２０ｎｍ，２７５ｎｍ）法测定［１７］。
在采集土壤样品的同时取地上部植物样品２０
株（成熟期取单茎），鲜样在 １０５℃下杀青 ３０ｍｉｎ
后，７０℃烘干至恒重称重，计算地上部干物重。样品
粉碎后Ｈ２ＳＯ４－Ｈ２Ｏ２消煮、半微量凯氏定氮法测定
植株全氮含量［１８］。小麦成熟后实收每小区产量。
１４ 计算方法
氮素表观盈亏量 （ａｐｐａｒｅｎｔｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｒｐｌｕｓ
ａｍｏｕｎｔ）＝（土壤无机氮起始总量 ＋施氮量 ＋土壤
氮素的矿化量）－（土壤无机氮残留量 ＋作物吸氮
量＋土壤中生物固定的化肥氮）＝（土壤无机氮起
始总量＋施氮量）－（土壤无机氮残留量 ＋作物吸
氮量）［１９］；
植株氮积累量（ｎｉｔｒｏｇｅｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔ，
ＮＡＡ）＝植株干物重×植株含氮量；
氮肥农学效率（ｎｉｔｒｏｇｅｎａｇｒｏｎｏｍｉｃｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，
ＮＡＥ）＝（施氮区籽粒产量 －不施氮区籽粒产量）／
施氮量［２０］；
氮收获指数（ｎｉｔｒｏｇｅｎｈａｒｖｅｓｔｉｎｄｅｘ，ＮＨＩ）＝籽
粒氮积累量／植株总氮积累量［２０］；
地上部植株氮肥吸收利用率（ｐｌａｎｔｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｒｅｃｏｖｅｒｙｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ＰＲＥ）＝（施氮肥区地上部分氮积
累量 －不施氮肥区地上部分氮积累量）／施氮量
×１００％［２０］；
籽粒氮肥吸收利用率（ｇｒａｉｎｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｃｏｖｅｒｙ
ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ＧＲＥ）＝（施氮肥区籽粒氮积累量 －不施
氮肥区籽粒氮积累量）／施氮量×１００％；
氮肥表观回收率（ａｐｐａｒｅｎｔｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｃｏｖｅｒｙ
ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ＮＲＥ）＝（施氮肥区植株氮积累量 －不施
氮肥区植株氮积累量）／施氮量×１００％。
１５ 数据分析
试验数据采用ＳＰＳＳ１６０和 Ｅｘｃｅｌ２００３软件进
行处理和作图。
３６５
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
２ 结果与分析
２１ 长期秸秆还田和施肥对冬小麦籽粒产量的
影响
从图 １可以看出，秸秆还田和秸秆移除条件
下，不同施氮水平的小麦产量变化规律不完全一致，
但均以不施氮处理（Ｎ０）最低。秸秆还田配施Ｎ３水
平（２４３０ｋｇ／ｈｍ２）的产量最高，为９８５８ｋｇ／ｈｍ２；而
秸秆移除条件下Ｎ４（２８３５ｋｇ／ｈｍ２）的产量最高，达
９３４４ｋｇ／ｈｍ２，前者高出后者５５％。相比秸秆移除，
秸秆还田在 Ｎ２（２０２５ｋｇ／ｈｍ２）、Ｎ３、Ｎ４和 Ｎ５
（３２４０ｋｇ／ｈｍ２）施氮水平下小麦产量显著提高，分
别增产３６５、８４４、４０９和７９２ｋｇ／ｈｍ２，增产率分别为
４２％、９３％、４４％和８９％，Ｎ３处理的增幅最高。
图１ ２０１１ ２０１２年不同处理的小麦产量
Ｆｉｇ．１ Ｙｉｅｌｄｓｏｆｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔｉｎｔｈｅｃｒｏｐｐｉｎｇｙｅａｒ２０１１－２０１２ｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：同一秸秆处理方式下，不同小写字母表示处理间差异达到００５显著水平 Ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｍｏｎｇｄｉｆｅｒｅｎｔ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｓｔｒａｗｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｔｔｈｅ００５ｌｅｖｅｌ．］
２２ 秸秆还田配施氮肥对土壤硝态氮累积的影响
由表 ２可以看出，随着氮肥用量的增加，秸秆
还田和秸秆移除处理在小麦播种前和收获后土壤剖
面硝态氮积累量均呈增加的趋势。不施肥条件下，
０—６０ｃｍ土层的土壤硝态氮小麦收获后较播种前
下降，其中秸秆还田处理下降幅度显著高于秸秆移
除处理，分别为１０１３％和４８４％，主要是由于还田
秸秆的腐烂分解消耗了一定量的有效氮；秸秆还田
配施不同氮肥水平，Ｎ０、Ｎ１处理小麦收获后土壤剖
面硝态氮平均含量显著降低，而 Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４和 Ｎ５
处理显著增加，处理间差异显著；秸秆移除单施氮
肥，除Ｎ０处理之外，Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４和 Ｎ５处理小麦
收获后土壤剖面硝态氮平均含量高于播种前。
从表 ２还可以看出，秸秆还田和氮肥施用对土
壤剖面不同层次硝态氮累积量影响不同。秸秆还田
播种前，０—２０ｃｍ、２０—４０ｃｍ、４０—６０ｃｍ的土壤硝
态氮累积量分别为 ２６９ ６７９ｋｇ／ｈｍ２、２２０
６９０ｋｇ／ｈｍ２和２８ ５３６ｋｇ／ｈｍ２，收获后为１２９
８０９ｋｇ／ｈｍ２、１００ ７９０ｋｇ／ｈｍ２和２９ ６３６
ｋｇ／ｈｍ２，显然收获后硝态氮的波动范围增大。与播
种前相比，除 Ｎ４、Ｎ５之外，０—２０ｃｍ和２０—４０ｃｍ
土层的硝态氮累积都下降，４０—６０ｃｍ均显著增加。
秸秆移除处理，收获后 Ｎ０、Ｎ１和 Ｎ２处理０—２０ｃｍ
土层的硝态氮积累较播种前下降４７８％、２５７％和
１４３％，Ｎ３、Ｎ４和 Ｎ５处理增加 １９８％、４１６％和
２８６％，２０—４０ｃｍ和 ４０—６０ｃｍ的硝态氮累积与
０—２０ｃｍ土层的变化趋势一致。
２３ 秸秆还田与施肥对冬小麦生育阶段氮素表观
盈亏量的影响
施入土壤中的氮肥总量减去被作物吸收和残留
在土壤中无机氮外的那部分氮素被称为氮素的表观
盈亏［２１］。由表 ３可以看出，播种到成熟阶段，秸秆
还田配施氮肥和单施氮肥处理，施氮均显著增加了
植株氮素积累量、０—６０ｃｍ土层硝态氮残留量及土
壤氮素盈余量。
不施氮处理在各生育阶段均出现氮素表观亏
缺，这主要与土壤的供氮量无法满足小麦全生育期
的吸氮量有关系。施氮处理在播种到成熟期均出现
氮素表观盈余，且氮素盈余量和土壤硝态氮残留总
量随基肥和追肥比例的增加而增加；播种到拔节期，
植株的氮素积累量随基肥比例的增加而增加，Ｎ５处
理显著高于Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３和Ｎ４处理，但拔节到成熟
４６５
３期 李玮，等：玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦土壤氮素表观盈亏及产量的影响
表２ 不同处理下０—６０ｃｍ土层不同深度土壤硝态氮的累积（ｋｇ／ｈｍ２）
Ｔａｂｌｅ２ ＮＯ－３Ｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｓｏｉｌｐｒｏｆｉｌｅａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｄｅｐｔｈｓｕｎｄｅｒｓｔｒａｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｓ
秸秆处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
取样时期
Ｓａｍｐｌｉｎｇｓｔａｇｅ
土层（ｃｍ）
Ｓｏｉｌｄｅｐｔｈ
氮肥处理 Ｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ
Ｎ０ Ｎ１ Ｎ２ Ｎ３ Ｎ４ Ｎ５
秸秆还田
Ｓｔｒａｗｒｅｔｕｒｎｉｎｇ
播种前 Ｂｅｆｏｒｅｐｌａｎｔｉｎｇ ０—２０ ２６．９ａＤ ３８．３ａＣ ４１．３ｂＣ ５９．９ａＢ ６７．９ａＡ ５７．１ｄＢ
２０—４０ ２２．０ｂＥ ２７．５ｂＤ ３８．０ｃＣ ４８．３ｂＢ ３７．４ｄＣ ６９．０ｂＡ
４０—６０ ２．９ｄＥ １２．６ｄＤ １７．５ｅＣ １５．９ｄＣ ２８．２ｅＢ ５３．６ｄＡ
收获后 Ａｆｔｅｒｈａｒｖｅｓｔ ０—２０ １２．０ｃＦ ２６．７ｂＥ ５６．７ａＣ ４８．３ｂＤ ６４．２ｂＢ ８０．９ａＡ
２０—４０ １０．０ｃＥ １７．５ｃＤ ３６．０ｃＣ ３８．３ｃＣ ４７．４ｃＢ ７９．０ａＡ
４０—６０ ２．９ｄＥ ２７．６ｂＣ ２２．５ｄＤ ４５．９ｂＢ ４８．２ｃＢ ６３．６ｃＡ
秸秆移除
Ｓｔｒａｗｒｅｍｏｖａｌ
播种前 Ｂｅｆｏｒｅｐｌａｎｔｉｎｇ ０—２０ ２４．４９ａＤ ３０．４ａＣ ３３．９ａＣ ３７．５ｂＣ ３９．２ｄＢ ４２．３ｅＡ
２０—４０ １６．１４ｂＥ ２６．０ｂＤ ３５．４ａＣ ３２．８ｃＣ ４７．１ｃＢ ７１．２ｃＡ
４０—６０ １０．５４ｃＤ １２．８ｅＣ ２２．１ｃＣ ３８．６ｂＢ ２４．７ｆＣ ４９．４ｄＡ
收获后 Ａｆｔｅｒｈａｒｖｅｓｔ ０—２０ １２．７９ｃＦ ２２．６ｃＥ ２９．０ｂＤ ４４．９ａＣ ５５．５ａＢ ８４．４ａＡ
２０—４０ １０．１４ｃＤ １６．０ｅＣ ３５．５ａＣ ３７．２ｂＣ ５３．１ｂＢ ８０．２ｂＡ
４０—６０ １１．５ｃＥ １９．８ｄＤ ２９．１ｂＣ ３１．６ｃＣ ３４．７ｅＢ ６９．４ｃＡ
注（Ｎｏｔｅ）：同一秸秆处理、同一列数据后不同小写字母表示不同土层间差异达００５显著水平，同一行数据后不同大写字母表示处理间差
异达００５显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｔｔｈｅ００５ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌ，ａｎｄｖａｌｕｅｓ
ｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｃａｐｉｔａｌｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｒｏｗａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｓｔｒａｗｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｔｔｈｅ００５
ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌ．
期 Ｎ３处理显著高于其它处理。同一施氮水平下，
秸秆还田配施氮肥与单施氮肥在小麦各生育阶段植
株氮素积累量、硝态氮残留总量以及氮素盈亏量无
显著差异。
２４ 长期秸秆还田和施肥对冬小麦氮肥利用效率
的影响
由表４可以看出，施氮处理的氮素收获指数显
著高于不施氮处理，随施氮量的增加处理间无显著
差异；相同施氮量情况下，秸秆还田配施氮肥和单施
氮肥间亦无显著差异，表明秸秆还田和不同的施氮
水平对小麦植株吸收氮素的转运没有显著影响。氮
肥农学效率和籽粒吸收利用率分别反映了氮肥对籽
粒产量和籽粒氮积累量的贡献。氮肥农学效率、地
上部植株氮肥吸收利用率、籽粒氮肥吸收利用率均
随施氮量的增加而显著降低。在相同施氮量条件
下，秸秆还田配施氮肥可提高上述氮肥利用率的指
标值。
氮肥总表观回收率和不同生育阶段氮肥表观回
收率的表现趋势不同（表４）。各氮肥处理间，播种
到拔节期的基肥表观回收率显著高于拔节到成熟期
的拔节肥表观回收率，且均随基肥和拔节肥的增加
而呈下降的趋势；不同氮肥处理间，Ｎ１、Ｎ２和 Ｎ３水
平在单施氮肥条件下播种到拔节期、拔节到成熟期
的表观回收率显著高于秸秆还田配施氮肥处理，而
Ｎ４和Ｎ５水平的变化趋势相反；总表观回收率也表
现为随施氮量的增加而下降。总体看来，施氮量较
高的处理，秸秆还田配施氮肥对基肥和拔节肥的利
用率显著高于单施氮肥；施氮量较低的处理，单施氮
肥对基肥和拔节肥的利用率较高，这主要与还田的
秸秆腐烂分解需要消耗一定量氮素有关。
２５ 农田氮素盈余与土壤剖面硝态氮积累量的
关系
随着农田土壤氮素盈余量的增加，土壤０—６０
ｃｍ剖面积累的硝态氮量随之增加。由回归方程可
知，土壤氮素盈余值每增加１０００ｋｇ／ｈｍ２，０—６０ｃｍ
土壤剖面硝态氮的积累量秸秆还田配施氮肥和单施
氮肥分别增加７４２和９１４ｋｇ／ｈｍ２，单施氮肥的增
加量显著高于秸秆还田配施氮肥（图２）。
５６５
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
表３ 秸秆还田和施肥对小麦不同生育阶段０—６０ｃｍ土层氮素表观盈亏量的影响（ｋｇ／ｈｍ２）
Ｔａｂｌｅ３ Ｅｆｅｃｔｏｆｔｈｅｓｔｒａｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎｎｉｔｒｏｇｅｎｓｕｒｐｌｕｓａｍｏｕｎｔ
ａｔ０－６０ｃｍｉｎｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓｏｆｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
生育时期
Ｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅ
指标
Ｉｎｄｅｘ
Ｎ０ Ｎ１ Ｎ２ Ｎ３ Ｎ４ Ｎ５
秸秆
还田
Ｓｔｒａｗ
ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ
播 种 拔
节期
Ｓｏｗｉｎｇｔｏ
ｊｏｉｎｔｉｎｇｓｔａｇｅ
施氮量Ｎｉｔｒｏｇｅｎｒａｔｅ ０ ８９．１ １１１．４ １３３．６ １５５．９ １７８．２
起始硝态氮总量ＩｎｉｔｉａｌＮＯ－３Ｎ ３０．９ ５５．３ ６５．４ ６８．７ ７９．１ ９２．７
植株氮素积累量Ｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ １９．０ｃ ６２．０ｂ ６３．６ｂ ６５．０ｂ ７０．５ｂ ８５．６ａ
硝态氮残留总量ＲｅｓｉｄｕａｌＮＯ－３Ｎ ３０．９ｄ ５５．３ｃ ６５．４ｂｃ７５．３ｂ ７７．０ｂ １０３．８ａ
氮素盈亏量ＡｐｐａｒｅｎｔＮｓｕｒｐｌｕｓ －１９．０ｅ ２７．１ｄ ４７．８ｃ ４８．６ｃ ８５．５ａ ６８．４ｂ
拔节 成熟期
Ｊｏｉｎｔｉｎｇｔｏ
ｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ
施氮量Ｎｉｔｒｏｇｅｎｒａｔｅ ０ ７２．９ ９１．１ １０９．４ １２７．６ １４５．８
植株氮素积累量Ｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ３８．０ｄ ８８．７ｂ ８７．６ｂ１０４．４ａ ９２．０ｂ ７７．７ｃ
硝态氮残留总量ＲｅｓｉｄｕａｌＮＯ－３Ｎ １３．９ｅ ２６．７ｄ ５７．７ｂｃ４８．３ｃ ６４．２ｂ ８１．９ａ
氮素盈亏量ＡｐｐａｒｅｎｔＮｓｕｒｐｌｕｓ －２１．０ｄ １２．８ｃ １１．２ｃ ３２．０ｂ ４８．３ｂ ９０．０ａ
土壤氮净矿化 ＮｅｔＮｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ３９．９ ３９．９ ４０．０ ３９．９ ３９．９ ３９．９
播种 成熟期
Ｓｏｗｉｎｇｔｏ
ｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ
小麦吸氮量Ｎｕｐｔａｋｅ ５７．０ｃ１５０．７ｂ １５１．２ｂ１６９．４ａ１６２．５ａ １６３．２ａ
残留硝态氮总量 ＲｅｓｉｄｕａｌＮＯ－３Ｎ １３．９ｅ ２６．７ｄ ５７．７ｂｃ４８．３ｃ ６４．２ｂ ８１．９ａ
氮素盈亏量ＡｐｐａｒｅｎｔＮｓｕｒｐｌｕｓ －３９．９ｆ ３９．９ｅ ５９．０ｄ ８０．７ｃ１３３．８ｂ １５８．３ａ
秸秆
移除
Ｓｔｒａｗ
ｒｅｍｏｖａｌ
播 种 拔
节期
Ｓｏｗｉｎｇｔｏ
ｊｏｉｎｔｉｎｇｓｔａｇｅ
施氮量Ｎｉｔｒｏｇｅｎｒａｔｅ ０ ８９．１ １１１．４ １３３．６ １５５．９ １７８．２
起始硝态氮总量ＩｎｉｔｉａｌＮＯ－３Ｎ ２１．７ ５６．９ ５２．４ ５５．３ ６７．０ ７９．５
植株氮素积累量Ｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ １９．７ｃ ７０．２ａｂ ７２．０ａｂ６７．８ａｂ６５．４ｂ ７６．３ａ
硝态氮残留总量ＲｅｓｉｄｕａｌＮＯ－３Ｎ ３１．７ｅ ５６．９ｃｄ ５２．４ｄ ６８．７ｂｃ７９．１ｂ １０１．７ａ
氮素盈亏量ＡｐｐａｒｅｎｔＮｓｕｒｐｌｕｓ －２９．７ｅ １８．９ｄ ３９．４ｃ ６５．８ｂ ９０．５ａ ９２．９ａ
拔节 成熟期
Ｊｏｉｎｔｉｎｇｔｏ
ｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ
施氮量Ｎｉｔｒｏｇｅｎｒａｔｅ ０ ７２．９ ９１．１ １０９．４ １２７．６ １４５．８
植株氮素积累量Ｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ２４．４ｃ ９５．２ａ ９２．３ａ１０４．０ａ ９３．５ａ ８０．１ｂ
硝态氮残留总量ＲｅｓｉｄｕａｌＮＯ－３Ｎ １２．８ｄ ２３．６ｃ ２９．０ｃ ４５．９ｂ ７５．５ａ ８４．４ａ
氮素盈亏量ＡｐｐａｒｅｎｔＮｓｕｒｐｌｕｓ －５．５ｅ １１．１ｄ ２２．２ｃ ２８．２ｂｃ３７．７ｂ ８２．９ａ
土壤氮净矿化 ＮｅｔＮｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ３５．２ ３５．２ ３５．２ ３５．２ ３５．２ ３５．２
播种 成熟期
Ｓｏｗｉｎｇｔｏｍａｔｕｒｉｔｙ
小麦吸氮量Ｎｕｐｔａｋｅ ４４．１ｃ１６５．４ａｂ １６４．３ａｂ１７１．７ａ１５８．９ｂ １５６．４ｂ
残留硝态氮总量 ＲｅｓｉｄｕａｌＮＯ－３Ｎ １２．８ｄ ２３．６ｃ ２９．０ｃ ４５．９ｂ ７５．５ａ ８４．４ａ
注（Ｎｏｔｅ）：同一行数据后不同字母表示处理间差异达００５显著水平 Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｌｅｔｅｒｓｉｎａｒｏｗｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔ
ａｔｔｈｅ００５ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌ．
３ 讨论与结论
关于秸秆还田对小麦产量的影响，国内外做了
大量研究。认为作物秸秆中含有相当数量的植物营
养元素，降解后可补充土壤养分。秸秆还田可提高
土壤有机碳的积累，改善土壤结构，保水保肥能力提
高而增产［２２］。单鹤翔等［２３］研究发现，玉米秸秆还
田对冬小麦籽粒产量的影响不显著，在一定量的氮
肥施用条件下，土壤供氮水平是主要的影响因素。
本研究表明，相比单施氮肥，玉米秸秆还田配施氮肥
提高了小麦籽粒产量，提高幅度达４２％ ９４％，
且随施氮量的增加而增加；当施氮量增加至 Ｎ
２４３０ｋｇ／ｈｍ２时获得最高产量，为９８５８ｋｇ／ｈｍ２，施
氮量超过Ｎ２４３０ｋｇ／ｈｍ２有降低产量的趋势；单施
６６５
３期 李玮，等：玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦土壤氮素表观盈亏及产量的影响
表４ 秸秆还田和施肥量对小麦氮素利用率的影响
Ｔａｂｌｅ４ ＥｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｓｔｒａｗｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｎｄＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｒａｔｅｏｎｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
氮肥农学
效率
ＮＡＥ
（ｋｇ／ｋｇ）
收获指数
Ｎｈａｒｖｅｓｔ
ｉｎｄｅｘ
（％）
地上部植株氮
肥吸收利用率
ＰＲＥ
（％）
籽粒氮肥吸
收利用率
ＧＲＥ
（％）
氮肥表观回收率
ＮＲＥ（％）
播种 拔节期
Ｓｏｗｉｎｇｔｏｊｏｉｎｔｉｎｇ
拔节 成熟期
Ｊｏｉｎｔｉｎｇｔｏｍａｔｕｒｉｔｙ
播种 成熟
Ｓｏｗｉｎｇｔｏｍａｔｕｒｉｔｙ
秸秆
还田
Ｓｔｒａｗ
ｒｅｔｕｒｎｉｎｇ
Ｎ０ ５５．５ｂ
Ｎ１ ３４．３ａ ６９．８ａ ６８．３ａ ５０．９ａ ４７．５ａ ２４．３ａ ６８．３ａ
Ｎ２ ３３．６ａ ６８．８ａ ５７．５ｂ ４１．８ｂ ３９．４ｂ １７．４ｂ ５７．５ｂ
Ｎ３ ３１．１ｂ ６８．５ａ ５３．６ｂ ３８．６ｂ ３３．９ｃ ２２．９ａ ５３．６ｂ
Ｎ４ ２６．３ｃ ６８．５ａ ４２．６ｃ ３０．７ｃ ３２．６ｃ １９．４ｂ ４２．６ｃ
Ｎ５ ２２．９ｄ ６８．８ａ ３７．１ｃ ２６．９ｃ ３７．０ｂ １７．４ｂ ３７．１ｄ
秸秆
移除
Ｓｔｒａｗ
ｒｅｍｏｖａｌ
Ｎ０ ５０．７ｂ
Ｎ１ ３８．６ａ ７０．５ａ ６５．８ａ ４９．８ａ ５６．７ａ ４６．８ａ ６５．８ａ
Ｎ２ ３１．８ｂ ６９．７ａ ５５．８ｂ ４１．５ｂ ４７．０ｂ ３２．６ｂ ５５．８ｂ
Ｎ３ ２７．６ｃ ７０．６ａ ４６．９ｃ ３５．４ｃ ３６．０ｃ ３２．０ｂ ４６．９ｃ
Ｎ４ ２４．９ｃ ６９．７ａ ４１．８ｄ ３０．９ｄ ２９．３ｄ １６．２ｃ ４１．８ｃ
Ｎ５ ２０．４ｄ ６９．９ａ ３４．１ｅ ２５．５ｅ ３１．８ｄ １６．０ｃ ３４．１ｄ
注（Ｎｏｔｅ）：同一列数据后不同小写字母表示同一秸秆处理不同氮肥水平间差异达００５显著水平Ｖａｌｕｅｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｅｒｓｉｎ
ｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｔｄｉｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｓａｍｅｓｔｒａｗｔｒｅａｔｍｅｎｔａｔｔｈｅ００５ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌ．
图２ ２０１２年小麦收获后土壤０—６０ｃｍ剖面硝态氮积累与氮素盈余的关系
Ｆｉｇ．２ ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎＮＯ－３Ｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎ０—６０ｃｍｓｏｉｌｐｒｏｆｉｌｅｓａｎｄＮｓｕｒｐｌｕｓｉｎ２０１２
氮肥不同水平之间小麦产量无显著差异；秸秆还田
配施氮肥，配施氮量为 Ｎ２０２５ ３２４０ｋｇ／ｈｍ２时
小麦产量均显著高于单施氮肥处理，与张静等的研
究结论一致［２４］。
关于对施氮水平下的土壤氮素表观盈亏、氮素
平衡值等研究较多，但有关秸秆还田配施氮肥水平
对土壤氮素平衡等方面的研究颇少。硝态氮是氮素
在土壤中存在和植株极易吸收利用的主要氮素形
态［２５］。施氮显著增加了土壤无机氮残留量，且以
ＮＯ－３Ｎ残留为主
［２６］，在低施氮量时，残留氮以
ＮＯ－３Ｎ形式存在很少；在高施氮条件下，以 ＮＯ
－
３Ｎ
形式存在的比例很高［１０］。杨宪龙等［２７］研究表明，
随施氮量增加，残留氮和表观损失均显著增加；秸秆
还田措施下，氮素表观损失和损失率降低了
２２９％，但对残留氮和表观残留率的影响不显著。
本研究条件下，玉米秸秆还田提高了土壤０—６０ｃｍ
７６５
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
土层的硝态氮积累；小麦收获后，秸秆还田配施氮低
于Ｎ２０２５ｋｇ／ｈｍ２时０—６０ｃｍ土层的土壤硝态氮
累积量较播种前下降，不同土层的硝态氮积累量随
施氮量的增加而增加，但表层硝态氮有向土壤下层
移动的趋势。周顺利等［２８－２９］的研究也表明，氮肥施
用量越高，土壤硝态氮累积量越高，硝酸盐向深层淋
洗也越严重。由此可见，高氮水平条件下容易残留
较多的氮肥，容易在集中降水或者大量灌溉条件下
随水淋洗进入深层，造成浅层地下水的污染。
本研究在分析农田氮素盈亏时，没有考虑秸秆
还田对土壤矿化的激发效应，仅考虑了氮的表观输
入和输出。结果发现，不施氮处理在小麦生长季表
现为氮素亏缺，施氮显著增加了０—６０ｃｍ土层的土
壤氮素盈余量，且盈余量随施氮量的增加而增加；无
论秸秆还田与否，土壤氮素盈余与其相应的０—６０
ｃｍ土层土壤硝态氮积累呈极显著正相关关系，其他
学者也有类似的研究结果［３０－３１］。巨晓棠等［３２］对华
北平原北部冬小麦／夏玉米轮作体系的研究表明，氮
肥施用量超过作物的需要量时，氮素盈余急剧增加。
倪玉雪等［３３］研究得出，秸秆５０％还田和１００％还田
情况下，土壤氮素盈亏量与施氮量之间均呈线性极
显著正相关，且土壤氮库达到平衡时的施 Ｎ量分别
是１９２０ｋｇ／ｈｍ２和１６６０ｋｇ／ｈｍ２。本研究条件下，
玉米秸秆还田４年，小麦季施Ｎ１６２０ｋｇ／ｈｍ２时土
壤０—６０ｃｍ的氮素盈余３９９ｋｇ／ｈｍ２，但较该施氮
水平秸秆移除处理降低了小麦产量。所以在农业生
产实践中，砂姜黑土玉米秸秆全量还田条件下，配施
氮肥要略高于 Ｎ１６２０ｋｇ／ｈｍ２，才能保证小麦产量
不受秸秆还田的影响。
本研究结果发现，秸秆还田配施氮肥可提高氮
肥农学效率、地上部植株氮肥吸收利用率、籽粒氮肥
吸收利用率；秸秆还田配施高量氮肥对基肥和拔节
肥的利用率显著高于单施氮肥，单施低量氮肥对基
肥和拔节肥的利用率较高，与徐国伟等［３４］在水稻田
中的研究结论一致，但有研究认为，玉米秸秆还田施
氮肥显著降低了冬小麦地上部氮素积累量，使得冬
小麦氮肥回收率下降９６％ １５７％［２３］，与该研究
结论相反，其原因有待于做进一步的研究。
参 考 文 献：
［１］ 劳秀荣，孙伟红，王真，等．秸秆还田与化肥配合施用对土壤
肥力的影响［Ｊ］．土壤学报，２００３，４０（４）：６１８－６２３
ＬａｏＸＲ，ＳｕｎＷＨ，ＷａｎｇＺｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｏｆｍａｔｃｈｉｎｇｕｓｅｏｆｓｔｒａｗ
ａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｏｎｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙ［Ｊ］．ＡｃｔａＰｅｄｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，
２００３，４０（４）：６１８－６２３
［２］ 刘义国，林琪，王月福，等．秸秆还田与氮肥耦合对冬小麦光
合特性及产量形成的影响［Ｊ］．中国生态农业学报，２００７，１５
（１）：４２－４４
ＬｉｕＹＧ，ＬｉｎＱ，ＷａｎｇＹＦｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｓｏｆｃｏｕｐｌｉｎｇｏｆｓｔｒａｗ
ｒｅｔｕｒｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｏｎｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓａｎｄｙｉｅｌｄｏｆｗｉｎｔｅｒ
ｗｈｅａｔ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，２００７，１５（１）：４２
－４４
［３］ ＥａｇｌｅＡＪ，ＢｉｒｄＪＡ，ＨｏｒｗａｔｈＷＲｅｔａｌ．Ｒｉｃｅｙｉｅｌｄａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙｕｎｄｅｒａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓｔｒａｗｍａｎａｇｅｍｅｎｔｐｒａｃｔｉｃｅｓ
［Ｊ］．ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙ，２０００，９２（６）：１０９６－１１０３
［４］ ＭａｒｙＢ，ＲｅｃｏｕｓＳ，ＤａｒｗｉｓＤ ｅｔａｌ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎ
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玉米连作体系土壤氮素平衡的影响［Ｊ］．植物营养与肥料学
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ＣａｉＨＧ，ＭｉＧＨ，ＺｈａｎｇＸＺｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔｆｅｒｔｉｌｉｚｉｎｇ
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玉米轮作体系土壤氮素平衡的影响［Ｊ］．植物营养与肥料学
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ＹａｎｇＸＬ，ＬｕＹＬ，ＴｏｎｇＹＡｅｔａｌ．ＥｆｅｃｔｏｆｌｏｎｇｔｅｒｍＮ
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表观盈亏研究 Ⅰ．冬小麦［Ｊ］．生态学报，２００１，２１（１１）：
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ＺｈｏｕＳＬ，ＺｈａｎｇＦＳ，ＷａｎｇＸＲ．Ｓｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅｓｐａｔｉａｌ
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ｎｉｔｒｏｇｅｎⅠ．Ｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔ［Ｊ］．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２００１，２１
（１１）：１７８２－１７８９
［２９］ 周顺利，张福锁，王兴仁．土壤硝态氮时空变异与土壤氮素
表观盈亏Ⅱ．夏玉米［Ｊ］．生态学报，２００２，２２（１）：４８－５３
ＺｈｏｕＳＬ，ＺｈａｎｇＦＳ，ＷａｎｇＸ Ｒ．Ｔｈｅｓｐａｔｉａｌｔｅｍｐｏｒａｌ
ｖａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆｓｏｉｌＮＯ－３ＮａｎｄａｐｐａｒｅｎｔｂｕｄｇｅｔｏｆｓｏｉｌｎｉｔｒｏｇｅｎⅡ．
Ｓｕｍｍｅｒｍａｉｚｅ［Ｊ］．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２００２，２２（１）：４８
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［３０］ 党廷辉，戚龙海，郭胜利，郝明德．旱地土壤硝态氮与氮素
平衡，氮肥利用的关系［Ｊ］．植物营养与肥料学报，２００９，１５
（３）：５７３－５７７
ＤａｎｇＴＨ，ＱｉＬＨ，ＧｕｏＳＬ，ＨａｏＭＤ．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎ
ｓｏｉｌｎｉｔｒａｔｅ，ｎｉｔｒｏｇｅｎｂａｌａｎｃｅａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｒａｉｎｆｅｄｌａｎｄ［Ｊ］．
ＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，２００９，１５（３）：５７３－５７７
［３１］ 刘瑞，戴相林，周建斌，等．不同氮肥用量下冬小麦土壤剖面
累积硝态氮及其与氮素表观盈亏的关系［Ｊ］．植物营养与肥
料学报，２０１１，１７（６）：１３３５－１３４１
ＬｉｕＲ，ＤａｉＸ Ｌ，ＺｈｏｕＪＢ ｅｔａｌ．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄｎｉｔｒａｔｅｎｉｔｒｏｇｅｎｉｎｓｏｉｌｐｒｏｆｉｌｅｓａｎｄａｐｐａｒｅｎｔｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｂｕｄｇｅｔｉｎｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔｆｉｅｌｄｓｕｎｄｅｒｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．
ＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，２０１１，１７（６）：１３３５
－１３４１
［３２］ 巨晓棠，刘学军，张福锁，冬小麦与夏玉米轮作体系中氮肥
效应及氮素平衡研究［Ｊ］．中国农业科学，２００２，３５（１１）：
１３６１－１３６８
ＪｕＸＴ，ＬｉｕＸＪ，ＺｈａｎｇＦＳ．Ｓｔｕｄｙｏｎｅｆｅｃｔｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｂａｌａｎｃｅｉｎｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔａｎｄｓｕｍｍｅｒｍａｉｚｅｒｏｔａｔｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｔｉａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａＳｉｎｉｃａ，２００２，３５（１１）：１３６１
－１３６８
［３３］ 倪玉雪，尹兴，刘新宇，等．华北平原冬小麦季化肥氮去向
及土壤氮库盈亏定量化探索［Ｊ］．生态环境学报，２０１３，２９
（３），３９２－３９７
ＮｉＹＸ，ＹｉｎＸ，ＬｉｕＸＹｅｔａｌ．Ｆａｔｅｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎｄ
ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｓｏｉｌｎｉｔｒｏｇｅｎｐｏｏｌｂｕｄｇｅｔｉｎｇｒｏｗｉｎｇｓｅａｓｏｎｏｆｗｉｎｔｅｒ
ｗｈｅａｔｉｎｎｏｒｔｈＣｈｉｎａｐｌａｉｎ［Ｊ］．ＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２０１３，２９（３），３９２－３９７
［３４］ 徐国伟，谈桂露，王志琴，等．秸秆还田与实地氮肥管理对
直播水稻产量，品质及氮肥利用的影响［Ｊ］．中国农业科学，
２００９，４２（８）：２７３６－２７４６
ＸｕＧＷ，ＴａｎＧＬ，ＷａｎｇＺＱｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｓｏｆｗｈｅａｔｓｔｒａｗ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｓｉｔｅｓｐｅｃｉｆｉｃｎｉｔｒｏｇｅｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｎｇｒａｉｎｙｉｅｌｄ，
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