全 文 ：植物营养与肥料学报 ２０１５，２１（１）：７２－８０
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｄｏｉ牶１０１１６７４／ｚｗｙｆ．２０１５０１０８
收稿日期：２０１４－０６－１８　　　接受日期：２０１４－１０－１６
基金项目：国家自然科学基金（４１１７１２３９，４１３７１２４７）；公益性行业（农业）科研专项（２０１２０３０３０）；中央级公益性科研院所专项资金资助项目
（ＩＡＲＲＰ２０１４－２８）资助。
作者简介：苗惠田（１９８５—），男，青海西宁人，博士研究生，主要从事土壤碳氮循环方面的研究。Ｅｍａｉｌ：ｈｕｉｔｉａｎ＿ｍｉａｏ＠ａｌｉｙｕｎ．ｃｏｍ
 通信作者 Ｅｍａｉｌ：ｌｊｌｌ＠ｎｗｓｕａｆ．ｅｄｕ．ｃｎ；Ｅｍａｉｌ：ｘｕｍｉｎｇｇａｎｇ＠ｃａａｓ．ｃｎ
潮土小麦碳氮含量对长期不同施肥模式的响应
苗惠田１，２，吕家珑１，张文菊２，徐明岗２，黄绍敏３，张水清３
（１西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌 ７１２１００；
２中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，农业部作物营养与施肥重点开放实验室，北京 １０００８１；
３河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，河南郑州 ４５０００２）
摘要：【目的】以潮土２１年长期定位试验为基础，分析不同施肥模式下冬小麦不同生育期的地上部生物量、碳氮含
量、碳氮比及碳氮积累量，探讨冬小麦碳氮含量对不同施肥模式的响应规律。【方法】试验包括不施肥（ＣＫ）、单施
氮肥（Ｎ）、施氮磷肥（ＮＰ）、施氮钾肥（ＮＫ）、氮磷钾配施（ＮＰＫ）、氮磷钾肥配施有机肥（ＮＰＫＭ）、施氮磷钾肥及玉
米秸秆还田（ＮＰＫＳ）７个处理。在２０１１ ２０１２年冬小麦生长季，分别采集越冬、拔节、灌浆、成熟四个生育时期地
上部植株样品，利用ＥｕｒｏＶｅｃｔｏｒＥＡ３０００型元素分析仪对小麦植株样品的全碳、全氮含量进行测定。【结果】ＮＰＫ、
ＮＰＫＭ和ＮＰＫＳ处理均能显著提高各生育期小麦地上部干重，其中 ＮＰＫＭ处理小麦地上部干重在越冬、拔节、灌
浆、成熟期分别比ＣＫ提高了１１１％、１９４％、２３８％、２０６％，除越冬期外，等量氮肥条件下，ＮＰＫ、ＮＰＫＭ和ＮＰＫＳ３
个处理间小麦同一生育期地上部干重无显著差异，说明与氮磷钾配施相比，有机无机配施与秸秆还田这两种措施
并不能显著提高小麦地上部生物量；小麦地上部碳含量受不同施肥影响很小，不同生育期小麦地上部碳含量平均
值为４１０ｇ／ｋｇ；小麦成熟期地上部氮含量以Ｎ和ＮＫ处理最高，分别达到１９４和１８１ｇ／ｋｇ，其中Ｎ处理小麦地上
部氮含量分别比ＮＰＫＭ和ＮＰＫＳ处理高５２％和６６％。随着生育期的推移，各处理小麦氮含量逐渐降低，总体表现
为越冬期＞拔节期＞灌浆期≥成熟期；在整个生育期中各施肥处理碳含量基本保持不变而氮含量呈逐渐下降趋
势，这就使得各施肥处理地上部分Ｃ／Ｎ比随生育期的推移呈逐渐增加趋势；不同施肥下小麦碳积累量差异性和地
上部干物质重差异性规律一致，而不同施肥下地上部氮积累量差异性不同于干物质重的差异性，以 ＮＰ处理最高，
达５４５ｋｇ／ｈｍ２，分别比ＮＰＫＭ和ＮＰＫＳ处理高６１％和６８％。【结论】施肥方式不能显著改变小麦碳含量但能影响氮
含量，因此小麦生物量大小决定了其碳的积累量，相应地，Ｃ／Ｎ比大小则由氮含量决定。氮磷钾配施、有机无机配
施及秸秆还田处理下，小麦具有较高的生物量从而具有较高的碳氮积累量，这有利于增加农田系统碳、氮积累，提
升土壤碳、氮肥力。
关键词：长期施肥；小麦；碳含量；氮含量；碳氮比
中图分类号：Ｓ１５２０６２　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００８－５０５Ｘ（２０１５）０１－００７２－０９
Ｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｃａｒｂｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔｔｏ
ｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｉｎｆｌｕｖｏａｑｕｉｃｓｏｉｌ
ＭＩＡＯＨｕｉｔｉａｎ１，２，ＬＪｉａｌｏｎｇ１，ＺＨＡＮＧＷｅｎｊｕ２，ＸＵＭｉｎｇｇａｎｇ２，ＨＵＡＮＧＳｈａｏｍｉｎ３，ＺＨＡＮＧＳｈｕｉｑｉｎｇ３
（１ＣｏｌｅｇｅｏｆＮａｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ７１２１００，Ｃｈｉｎａ；
２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＲｅｇｉｏｎａｌＰｌａｎｎｉｎｇ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ／ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ
ｏｆＣｒｏｐＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ；
３ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＨｅｎａｎＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ】Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｖｅａｌｉｍｐａｃｔｏｆｖａｒｉｏｕｓｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｎｃａｒｂｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｗｈｅａｔ，ｗｅａｎａｌｙｚｅｄｂｉｏｍａｓｓｃａｒｂｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｓａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓｏｆｗｈｅａｔａｆｔｅｒ
２１－ｙｅａｒｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｔａＺｈｅｎｇｚｈｏｕｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｉｔｅ．【Ｍｅｔｈｏｄｓ】Ｔｈｅｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
１期　　　 苗惠田，等：潮土小麦碳氮含量对长期不同施肥模式的响应
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｉｎｃｌｕｄｅｄｎｏｎｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ（ＣＫ），ｃｈｅｍｉｃａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ（Ｎ），ｃｈｅｍｉｃａｌｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ（ＮＰ），
ｃｈｅｍｉｃａｌｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｐｏｔａｓｓｉｕｍ（ＮＫ），ｃｈｅｍｉｃａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｐｏｔａｓｓｉｕｍ（ＮＰＫ），ＮＰＫｐｌｕｓｏｒｇａｎｉｃ
ｍａｎｕｒｅ（ＮＰＫＭ），ａｎｄＮＰＫｐｌｕｓｍａｉｚｅｓｔａｌｋ（ＮＰＫＳ）．Ｔｈｅａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｓａｍｐｌｅｓｏｆｔｈｒｅｅｑｕａｄｒａｔｓｆｒｏｍｅａｃｈｐｌｏｔ
ｗｅｒｅｒａｎｄｏｍｌｙｃｏｌｅｃｔｅｄａｔｔｈｅｗｉｎｔｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ，ｊｏｉｎｔｉｎｇｓｔａｇｅ，ｇｒａｉｎｆｉｌｉｎｇｓｔａｇｅａｎｄｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅｉｎ２０１１－２０１２
ｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔｇｒｏｗｉｎｇｓｅａｓｏｎ．Ｔｈｅｃａｒｂｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｐｌａｎｔｔｉｓｓｕｅｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｂｙ
ＥｕｒｏＶｅｃｔｏｒＥＡ３０００ＥｌｅｍｅｎｔａｌＡｎａｌｙｚｅｒ．【Ｒｅｓｕｌｔｓ】Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓａｍｏｕｎｔｓｏｆ
ｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔｃａｎｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄｅｆｉｃｉｅｎｔｌｙｕｎｄｅｒｔｈｅＮＰＫ，ＮＰＫＭａｎｄＮＰＫＳｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ａｎｄｔｈｅａｍｏｕｎｔｓａｔｔｈｅ
ｗｉｎｔｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ，ｊｏｉｎｔｉｎｇｓｔａｇｅ，ｇｒａｉｎｆｉｌｉｎｇｓｔａｇｅａｎｄｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅｉｎｔｈｅＮＰＫＭｔｒｅａｔｍｅｎｔａｒｅ１１１％，１９４％，
２３８％ ａｎｄ２０６％ ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅＣＫｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｅｘｃｅｐｔｔｈｅｗｉｎｔｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ，ｔｈｅａｂｏｖｅ
ｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓａｍｏｕｎｔｓａｔｓａｍｅｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅａｒｅｎｏｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇｔｈｅＮＰＫ，ＮＰＫＭａｎｄＮＰＫＳ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｗｈｉｃｈｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅＮＰＫｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ＮＰＫＭａｎｄＮＰＫＳｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｄｏｎｏｔｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙ
ｅｎｈａｎｃｅａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓｏｆｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔ．Ｔｈｅｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｄｏｅｓｎｏｔｅｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｆｅｃｔｔｈｅｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｏｆ
ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｐｌａｎｔｔｉｓｓｕｅ．Ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｏｆｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔａｔｔｈｅｆｏｕｒｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓｉｓ４１０ｇ／ｋｇ．Ｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｃｏｎｔｅｎｔｓａｔｔｈｅｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅｏｆｗｈｅａｔａｒｅｈｉｇｈｕｎｄｅｒｔｈｅＮ（１９４ｇ／ｋｇ）ａｎｄＮＫ（１８１ｇ／ｋｇ）ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ
ｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔａｔｔｈｅｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅｏｆｗｈｅａｔｕｎｄｅｒｔｈｅＮｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｓ５２％ ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｈｅＮＰＫＭ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄ６６％ ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｈｅＮＰＫＳｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓ，ｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆ
ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｐｌａｎｔｔｉｓｓｕｅａｒｅｉｎｓｅｑｕｅｎｃｅｏｆｗｉｎｔｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ＞ｊｏｉｎｔｉｎｇｓｔａｇｅ＞ｇｒａｉｎｆｉｌｉｎｇｓｔａｇｅ≥ ｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ．
Ｗｉｔｈｗｈｅａｔｇｒｏｗｔｈ，ｔｈｅｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｉｓｕｎｃｈａｎｇｅｄｗｈｉｌｅｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｉｓｄｅｃｒｅａｓｅｄｇｒａｄｕａｌｙ，ｔｈｕｓＣ／Ｎ
ｒａｔｉｏｏｆｗｈｅａｔｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｇｒａｄｕａｌｙｉｎｅａｃｈｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｃａｒｂｏｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｓｉｎａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄａｒｅａｆｅｃｔｅｄｂｙ
ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓ．ＴｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔａｔｔｈｅｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅｏｆｗｈｅａｔｕｎｄｅｒｔｈｅＮＰｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｓ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｕｎｄｅｒｏｔｈｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ａｎｄｉｓａｂｏｕｔ５４５ｋｇ／ｈａ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ】Ｔｈｅｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ｄｏｅｓｎｏｔａｆｅｃｔｔｈｅｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｏｆｗｈｅａｔ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｃａｎａｆｅｃｔｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｗｈｅａｔ
ｂｉｏｍａｓｓｙｉｅｌｄｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｔｈｅｃａｒｂｏｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔ，ａｎｄｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓＣ／Ｎｒａｔｉｏ．Ｔｈｅ
ＮＰＫ，ＮＰＫＭａｎｄＮＰＫＳｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｃａｒｂｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｓ，ｔｈｕｓｔｈｅｓｅ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｒｅｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｅｎｈａｎｃｅｃａｒｂｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｆａｒｍｌａｎｄｓｙｓｔｅｍａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ牷ｗｈｅａｔ牷ｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔ牷ｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔ牷Ｃ／Ｎｒａｔｉｏ
　　碳、氮代谢相互制约、相互促进［１］，是作物内
部最基本的代谢方式，同时也是保障作物正常生长
发育的物质基础，在很大程度上决定了作物产量的
高低［２］。作物碳、氮含量及碳、氮比是反映作物体
内碳、氮代谢相对强弱状况的指标。Ｏｓａｋｉ等［３］认
为过量的氮素运移会导致作物地上部分的叶片光合
能力下降，阻碍光合作用，从而有可能影响到碳、氮
向作物正在发育的籽粒中的正常输送，降低氮肥利
用率，不利于作物产量提升［４］。随着氮肥投入水平
的提高，作物的氮素运转率会随之增加，进而增加氮
吸收 量，提 高 作 物 氮 含 量［５－７］。Ｋｕｚｙａｋｏｖ和
Ｄｏｍａｎｓｋｉ［８］研究发现，施用高量氮肥会使作物光合
碳向地下土壤碳库的转运量减少，而且过量氮的投
入会导致作物生长量下降，不但增加成本而且会对
环境造成污染。施磷能够促进植物体内硝态氮、铵
态氮的同化，增强根系吸氮能力，有助于氮素的同化
积累［９］。吴明才等［１０］研究显示，植物体内蛋白质的
合成需要光合作用同化的碳作为主要组分，而适当
的施磷有助于植物蛋白质的积累，从而间接影响作
物碳代谢。邹铁祥等［１１］研究认为，施钾会显著促进
小麦植株氮积累以及贮存氮的转运。齐华等［１２］研
究显示，施钾有助于提高作物叶片的光合速率，进而
影响作物碳代谢。通过前人的研究结果不难看出，
施肥能够影响作物的碳氮积累代谢进而影响作物的
产量，且前人多以单一的氮、磷、钾肥输入对作物
碳氮含量产生的影响进行研究，但对于不同氮、磷、
钾肥配合施用以及氮、磷、钾肥配施有机物料等施
肥模式对作物碳、氮含量及其积累是否有影响，以
及作物碳、氮含量对不同施肥模式的响应是否一
致，尚缺乏深入系统的研究。同时，以往有关农田生
态系统碳氮循环的研究，多集中在土壤碳、氮累积
以及农田ＣＯ２排放等方面，且多在短期试验条件下
进行，而长期施肥条件下作物碳氮积累数量及其特
征，尤其是作物碳氮积累对不同施肥模式的响应特
３７
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
征还鲜见报道。为此，本文以长期定位试验为基础，
取样分析不同施肥下冬小麦不同生育期的地上部生
物量、碳氮含量，以期阐明冬小麦碳氮积累对不同
施肥的响应规律，为作物向土壤系统碳氮投入量的
估算提供科学依据。
１　材料与方法
１１　试验点概况
试验点位于国家潮土肥力与肥料效益长期监测
基地（北纬３４°４７′，东经１１３°４０′）。该基地地处暖
温带，年均气温１４４℃，年降雨量 ６４０９ｍｍ，无霜
期约２２５ｄ，年日照时数 ２４００ｈ，土壤为轻壤质潮
土。试验始于１９９０年，试验开始时的耕层土壤主要
性状为有机质１０２ｇ／ｋｇ、全氮０６５ｇ／ｋｇ、有效磷
（Ｐ）７７ｍｇ／ｋｇ、速效钾（Ｋ）６５ｍｇ／ｋｇ、ｐＨ８３。种
植制度为一年两熟小麦－玉米轮作。基地原址位于
河南省郑州市，试验地于２００９年５月采用原状土搬
迁方式移至位于原址北部２３ｋｍ处的河南省原阳县
祝楼乡。
１２　试验设计
本研究选择该长期试验的如下 ７个处理：１）
ＣＫ（不施肥）；２）Ｎ（单施氮肥）；３）ＮＰ（施氮磷肥）；
４）ＮＫ（施氮钾肥）；５）ＮＰＫ（施氮磷钾肥）；６）ＮＰＫＭ
（氮磷钾化肥与有机肥配施，与 ＮＰＫ处理施氮量相
同，其中７０％的氮由有机肥提供）；７）ＮＰＫＳ（施氮磷
钾化肥并玉米秸秆还田，与 ＮＰＫ处理施氮量相同，
２００２年以前７０％的氮由秸秆还田提供，根据秸秆含
氮量确定用量，２００３年开始只将该处理玉米秸秆还
田，氮不足部分由尿素补充）。氮肥为尿素，磷肥为
过磷酸钙，钾肥为氯化钾，有机肥为牛粪。氮、磷、
钾肥配比为Ｎ∶Ｐ２Ｏ５∶Ｋ２Ｏ＝１∶０５∶０５，有机肥或秸
秆带入土壤磷、钾的量［１３］及具体施肥量见表１。试
验用冬小麦品种为郑麦０８５６。小区面积４５ｍ２，重
复３次。２０１２年耕层土壤主要性状见表２。
表１　不同施肥处理的小麦季肥料施用量（ｋｇ／ｈｍ２）
Ｔａｂｌｅ１　Ａｎｎｕａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｓｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓｔｏｗｈｅａｔ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
来自无机肥的养分
Ｎｕｔｒｉｅｎｔｓｆｒｏｍｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ
Ｎ Ｐ２Ｏ５ Ｋ２Ｏ
来自有机肥的养分
Ｎｕｔｒｉｅｎｔｓｆｒｏｍｍａｎｕｒｅ
Ｎ Ｐ２Ｏ５ Ｋ２Ｏ
ＣＫ ０ ０ ０ ０ ０ ０
Ｎ １６５ ０ ０ ０ ０ ０
ＮＰ １６５ ８２５ ０ ０ ０ ０
ＮＫ １６５ ０ ８２５ ０ ０ ０
ＮＰＫ １６５ ８２５ ８２５ ０ ０ ０
ＮＰＫＭ ５０ ８２５ ８２５ １１５ １７６ １１３
ＮＰＫＳ ５０ ８２５ ８２５ １１５ ５０ １４０
１３　样品采集与测定
在２０１１ ２０１２年冬小麦生长季，分别采集越
冬、拔节、灌浆、成熟四个生育时期地上部植株样
品。植株样品的采集采用样方的方法，每小区采集
３个样方，样方面积为２５ｃｍ×２５ｃｍ。植株鲜样在
１０５℃条件下杀青３０ｍｉｎ，之后在７０℃条件下烘干
至恒重。烘干后对植株样品称重、粉碎，过 ０２５
ｍｍ筛备用。
利用ＥｕｒｏＶｅｃｔｏｒＥＡ３０００型元素分析仪，对小麦
植株样品的全碳、全氮含量进行测定。
植株碳氮积累量采用如下公式计算：
碳积累量 （Ｃ，ｋｇ／ｈｍ２）＝植株干物质量
（ｋｇ／ｈｍ２）×植株碳含量（Ｃ，ｇ／ｋｇ）／１０００
氮积累量 （Ｎ，ｋｇ／ｈｍ２）＝植株干物质量
（ｋｇ／ｈｍ２）×植株氮含量（Ｎ，ｇ／ｋｇ）／１０００
１４　数据处理
数据整理采 用 ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ；绘 图 采 用
ＯｒｉｇｉｎＰｒｏ８０；统计分析采用ＳＰＳＳ１７０，显著性检验
为ＬＳＤ法（Ｐ≤ ００５）。
２　结果与分析
２１　不同施肥处理各生育期小麦地上部生物量
不同施肥处理小麦地上部干重随生育期的延长
而显著增加，在各生育期的差异规律基本一致（表３）。
４７
１期　　　 苗惠田，等：潮土小麦碳氮含量对长期不同施肥模式的响应
表２　２０１２年不同施肥处理耕层土壤的主要性状
Ｔａｂｌｅ２　Ｓｅｌｅｃｔｅｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｓｏｉｌｓｆｒｏｍ
ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｉｔｅｕｎｄｅｒｖａｒｉｏｕｓｌｏｎｇｔｅｒｍ
ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒｅｇｉｍｅｓ（２０１２）
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
有机质
ＯＭ
（ｇ／ｋｇ）
全氮
ＴｏｔａｌＮ
（ｇ／ｋｇ）
有效磷
Ａｖａｉｌ．Ｐ
（ｍｇ／ｋｇ）
速效钾
Ａｖａｉｌ．Ｋ
（ｍｇ／ｋｇ）
ＣＫ １１６ ０５７ ２９４ ６８５
Ｎ １２５ ０６４ ３３１ ７４０
ＮＰ １３９ ０７１ １３４０ ６３８
ＮＫ １１９ ０６９ ２３４ １０８０
ＮＰＫ １３４ ０６９ １４７０ ７２８
ＮＰＫＭ １７６ ０８９ ３３５０ １１３０
ＮＰＫＳ １７１ ０９０ １７４０ １２２０
在同一生育期，与不施肥的对照（ＣＫ）相比，Ｎ和ＮＫ
处理没有显著提高小麦地上部干重，而 ＮＰ处理则
显著提高了小麦地上部干重，特别是在成熟期，ＮＰ
处理小麦地上部干重达到了 ＣＫ处理的３５倍（表
３），同时ＮＰ处理与 ＮＰＫ处理之间小麦地上部干重
没有显著差异，说明在潮土上施钾对小麦的生长发
育无明显作用。ＮＰＫ、ＮＰＫＭ和 ＮＰＫＳ处理均能显
著提高各生育期小麦地上部干重，其中 ＮＰＫＭ处理
小麦地上部干重在越冬、拔节、灌浆、成熟期分别
比 ＣＫ处理提高了 １１１％、１９４％、２３８％、２０６％。
除越冬期外，等量氮肥条件下，ＮＰＫ、ＮＰＫＭ和
ＮＰＫＳ３个处理间小麦地上部干重在同一生育期无
显著差异，说明与氮磷钾配施（ＮＰＫ）相比，有机无
机配施（ＮＰＫＭ）与化肥加秸秆还田（ＮＰＫＳ）这两种
措施并不能显著提高小麦地上部生物量，同时也说
表３　不同生育期冬小麦地上部干物质量 （ｋｇ／ｈｍ２）
Ｔａｂｌｅ３　Ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓ（ｄｒｙｂａｓｉｓ）ｏｆｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓｕｎｄｅｒｖａｒｉｏｕｓ
ｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒｅｇｉｍｅｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
越冬期
Ｗｉｎｔｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ
拔节期
Ｊｏｉｎｔｉｎｇｓｔａｇｅ
灌浆期
Ｇｒａｉｎｆｉｌｉｎｇｓｔａｇｅ
成熟期
Ｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ
ＣＫ １４６ｃＤ １０７０ｃＣ ４４７０ｃＢ ９５４０ｂＡ
Ｎ １２４ｃＤ ８３９ｃＣ ４２４０ｃＢ ９５４０ｂＡ
ＮＰ １３２ｃＤ ２４３０ｂＣ ９６９０ｂＢ ３３６００ａＡ
ＮＫ １７７ｂｃＤ ９２４ｃＣ ６４８０ｂｃＢ １１７００ｂＡ
ＮＰＫ ４１５ａＤ ３４４０ａＣ １５３００ａＢ ３１１００ａＡ
ＮＰＫＭ ３０８ａｂＤ ３１５０ａＣ １５１００ａＢ ２９２００ａＡ
ＮＰＫＳ ２２１ｂｃＤ ３２００ａＣ １０６００ａｂＢ ２９９００ａＡ
　　注（Ｎｏｔｅ）：同列数字后不同小写字母表示同一生育期不同处理间差异显著 （Ｐ≤００５）Ｄｉｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｍｅａｎ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅｓａｍｅｓｔａｇｅ（Ｐ≤００５）；同行数字后不同大写字母表示同一处理不同生育期间差异显著 （Ｐ≤
００５）Ｄｉｆｅｒｅｎｔｃａｐｉｔａｌｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｒｏｗｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓａｍｏｎｇｄｉｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓｆｏｒｔｈｅｓａｍｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ（Ｐ≤００５）．
明这两种措施对提高小麦生物量作用与施用化肥基
本相当［１４］。除了越冬期，Ｎ、ＮＰ、ＮＫ３个处理在同
一生育期中，ＮＰ处理的地上部干重显著高于单施氮
肥处理，而Ｎ和ＮＫ处理间地上部干重无显著差异，
说明该土壤磷素是限制其产量的重要因子之一。与
单施氮肥和氮钾肥配施相比，氮肥和磷肥配施处理
的增产效果明显。
２２　不同施肥处理小麦各生育期碳、氮含量
由表４可知，在同一生育期，不同施肥对小麦地
上部碳含量影响差异很小，尤其是在成熟期，各施肥
处理间小麦地上部碳含量无显著差异；但在不同生
育期之间，由于地下部分各处理拔节期根系生物量
迅速增加［１５］，碳主要向根系转运［１６］，因而小麦地上
部碳含量总体表现为拔节期低于越冬、灌浆以及成
熟期，其中ＮＰＫＭ处理成熟期地上碳含量比拔节期
碳含量高３％。
总体来看，小麦地上部碳含量受不同施肥处理
影响很小，不同生育期小麦地上部碳含量平均值为
４１０ｇ／ｋｇ。
表５表明，与碳含量不同，长期不同施肥对不同
生育期小麦地上部氮含量具有显著的影响。在成熟
期，ＮＰＫ处理小麦地上部氮含量比ＣＫ处理高３７％，
５７
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
表４　不同生育期冬小麦地上部碳含量（ｇ／ｋｇ）
Ｔａｂｌｅ４　Ｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｏｆａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓｏｆｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓｕｎｄｅｒｖａｒｉｏｕｓｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
越冬期
Ｗｉｎｔｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ
拔节期
Ｊｏｉｎｔｉｎｇｓｔａｇｅ
灌浆期
Ｇｒａｉｎｆｉｌｉｎｇｓｔａｇｅ
成熟期
Ｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ
ＣＫ ４２１ａｂｃＡ ３９８ｂＣ ４１１ｂｃＢ ４１２ａＢ
Ｎ ４２５ａｂＡ ４０５ａｂＢ ４１１ｂｃＢ ４１０ａＢ
ＮＰ ４２３ａｂｃＡ ４１５ａＡ ４１９ａｂＡ ４１７ａＡ
ＮＫ ４１５ｃＡ ３９６ｂＢ ４１４ａｂｃＡ ４１１ａＡ
ＮＰＫ ４１８ｂｃＢ ３９６ｂＣ ４２１ａＡＢ ４１８ａＡ
ＮＰＫＭ ４２６ａＡ ４０４ｂＢ ４２０ａＡ ４１６ａＡ
ＮＰＫＳ ４２６ａＡ ３９９ｂＣ ４０９ｃＢＣ ４１２ａＢ
　　注（Ｎｏｔｅ）：同列数字后不同小写字母表示同一生育期不同处理间差异显著（Ｐ≤００５）Ｄｉｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｍｅａｎ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅｓａｍｅｓｔａｇｅ（Ｐ≤００５）；同行数字后不同大写字母表示同一处理不同生育期间差异显著（Ｐ≤
００５）Ｄｉｆｅｒｅｎｔｃａｐｉｔａｌｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｒｏｗｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓａｍｏｎｇｄｉｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓｆｏｒｔｈｅｓａｍｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ（Ｐ≤００５）．
表５　不同生育期冬小麦地上部氮含量（ｇ／ｋｇ）
Ｔａｂｌｅ５　Ｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔｏｆａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓｏｆｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓｕｎｄｅｒｖａｒｉｏｕｓｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓ
处理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
越冬期
Ｗｉｎｔｅｒｉｎｇｓｔａｇｅ
拔节期
Ｊｏｉｎｔｉｎｇｓｔａｇｅ
灌浆期
Ｇｒａｉｎｆｉｌｉｎｇｓｔａｇｅ
成熟期
Ｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅ
ＣＫ ３９１ｂＡ ２１１ｃＢ １３２ｄＣ １１１ｃＣ
Ｎ ３４５ｃｄＡ ３０１ａｂＢ ２１３ａＣ １９４ａＣ
ＮＰ ４３７ａＡ ３３４ａＢ １８７ａｂｃＣ １６１ｂＣ
ＮＫ ３３６ｄＡ ３０８ａｂＡ １９１ａｂＢ １８１ａＢ
ＮＰＫ ３８１ｂｃＡ ２９７ｂＢ １８２ｂｃＣ １５２ｂＤ
ＮＰＫＭ ４２２ａｂＡ ３０２ａｂＢ １６０ｃｄＣ １２８ｃＣ
ＮＰＫＳ ４４７ａＡ ２７９ｂＢ １４９ｄＣ １１７ｃＣ
　　注（Ｎｏｔｅ）：同列数字后不同小写字母表示同一生育期不同处理间差异显著（Ｐ≤００５）Ｄｉｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｃｏｌｕｍｎｍｅａｎ
ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓａｔｔｈｅｓａｍｅｓｔａｇｅ（Ｐ≤００５）；同行数字后不同大写字母表示同一处理不同生育期间差异显著（Ｐ≤
００５）Ｄｉｆｅｒｅｎｔｃａｐｉｔａｌｌｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｓａｍｅｒｏｗｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓａｍｏｎｇｄｉｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓｆｏｒｔｈｅｓａｍｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ（Ｐ≤００５）．
而与ＣＫ相比，ＮＰＫＭ和ＮＰＫＳ处理并未显著提高小
麦地上部氮含量；Ｎ、ＮＰ和ＮＫ处理均显著高于 ＣＫ
处理。Ｎ和ＮＫ处理间小麦地上部氮含量无显著差
异，分别为１９４ｇ／ｋｇ和１８１ｇ／ｋｇ，显著高于施用磷
肥的处理。同时也能够看出，与单施氮肥相比，氮肥
和钾肥配施对植株氮含量的提升效果明显优于氮肥
和磷肥配施。随着生育期的推移，各处理小麦氮含
量逐渐降低，总体表现为越冬期 ＞拔节期 ＞灌浆期
≥成熟期。
２３　不同施肥处理小麦各生育期碳氮比的变化
长期不同施肥下，不同生育期小麦 Ｃ／Ｎ比是其
体内碳氮代谢状况和氮素利用效率的综合反映。
图１显示，在越冬期，不同施肥下小麦地上部Ｃ／Ｎ比
差异不显著。而在成熟期，不同施肥处理地上部
Ｃ／Ｎ比差异显著，不施肥处理地上部 Ｃ／Ｎ比显著高
于施肥处理；ＮＰＫＭ和 ＮＰＫＳ处理间地上部 Ｃ／Ｎ比
无显著差异，ＮＰＫ处理地上部 Ｃ／Ｎ比显著低于
ＮＰＫＭ和 ＮＰＫＳ处理，说明施用有机肥以及秸秆还
田可以有效提高植株 Ｃ／Ｎ比；Ｎ、ＮＰ和 ＮＫ处理地
上部 Ｃ／Ｎ比均显著低于 ＮＰＫ、ＮＰＫＭ和 ＮＰＫＳ处
理；与单施氮肥处理（Ｎ）相比，ＮＫ处理没有显著增
加植株Ｃ／Ｎ比，而ＮＰ处理地上部Ｃ／Ｎ比相对于单
施氮肥处理（Ｎ）提高了２２％，可见，偏施氮肥可导
致作物吸收较多氮，从而降低了碳氮比。对小麦地
上部碳氮含量结果分析表明，在整个生育期中各施
肥处理碳含量基本保持不变而氮含量呈逐渐下降趋
６７
１期　　　 苗惠田，等：潮土小麦碳氮含量对长期不同施肥模式的响应
图１　不同生育期冬小麦地上部碳氮比
Ｆｉｇ．１　Ｃ／Ｎｒａｔｉｏｏｆａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｔｉｓｓｕｅｓｏｆｗｉｎｔｅｒ
ｗｈｅａｔａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｓｔａｇｅｓｕｎｄｅｒ
ｖａｒｉｏｕｓｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓ
势，这就使得各施肥处理地上部分Ｃ／Ｎ比随生育期
的推移呈逐渐增加趋势，其中 ＮＰＫＭ处理成熟期地
上部分Ｃ／Ｎ比是越冬期的３倍。
２４　不同施肥处理小麦成熟期碳、氮积累量
小麦碳、氮积累量是其生物产量和碳、氮含量
的综合反映。小麦不同生育期碳氮积累量与生物量
的变化趋势相似，这里仅列出了不同施肥下小麦成
熟期的碳、氮积累量（图２）。图２表明，ＮＰ、ＮＰＫ、
ＮＰＫＭ和ＮＰＫＳ处理碳积累量均显著高于ＣＫ、Ｎ和
ＮＫ处理。由此看出，不同施肥下小麦成熟期碳积
累量差异性规律和同期小麦干物质重差异性规律完
全一致，这主要是由于不同施肥处理小麦碳含量没
有显著差异，使得碳积累量的变化规律完全由植株
生物量决定。
与碳积累量不同，由于不同施肥下小麦氮含量
差异显著，因此不同施肥处理间氮积累量差异性规
律并不是完全由植株生物量决定。和对照相比，所
有施肥处理成熟期氮累积量均有显著提高。其中，
ＮＰ处理显著高于其他处理。各处理成熟期地上部
累积氮量依次为：ＮＰ＞ＮＰＫ＞ＮＰＫＭ≈ＮＰＫＳ＞ＮＫ
＞Ｎ＞ＣＫ（图２）。
３　讨论
本研究表明，氮磷钾配施（ＮＰＫ）、有机无机配
施（ＮＰＫＭ）及秸秆还田（ＮＰＫＳ）能显著提高小麦地
上部生物量，这与目前许多长期试验结果一
致［１７－１８］。在ＣＫ、Ｎ、ＮＰ和 ＮＫ几个处理中，ＮＰ处
理成熟期生物量显著高于 ＣＫ、Ｎ和 ＮＫ处理，这主
要是由于土壤有效磷（ＯｌｓｅｎＰ）含量在试验初期
图２　冬小麦成熟期碳、氮积累量
Ｆｉｇ．２　Ｃａｒｂｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｓ
ｉｎａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｂｉｏｍａｓｓｏｆｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔａｔｔｈｅ
ｍａｔｕｒｉｔｙｓｔａｇｅｕｎｄｅｒｖａｒｉｏｕｓｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓ
［注（Ｎｏｔｅ）：方柱上不同小写字母表示不同处理间差异显著（Ｐ≤
００５）Ｄｉｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｅｒｓａｂｏｖｅｔｈｅｂａｒｓｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓ
ｂｅｔｗｅｅｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ（Ｐ≤００５）．］
（１９９０年）仅为７７ｍｇ／ｋｇ，为缺磷土壤；并且长期不
施磷肥，导致土壤养分供应与作物生长对养分需求
之间不平衡关系加剧，因而严重影响了小麦的碳同
化、氮吸收及其速率［１９－２０］。因此，合理施用磷肥有
利于作物产量的提高，进而增加有机碳的归还量，这
对提高并维持农田土壤有机碳意义重大［２１－２２］。
本研究表明，在同一生育期，长期不同施肥下的
小麦地上部碳含量并未表现出显著差异，说明施肥
对小麦碳含量产生的影响不显著［２３－２４］。尚辉等［２５］
研究表明，在同一器官不同施肥下作物的碳含量并
没有表现出显著性差异，这同样说明施肥不能改变
作物碳含量。与碳含量不同，长期不同施肥对不同
生育期小麦地上部氮含量具有显著影响。单施氮肥
处理（Ｎ）能够显著提高植株氮含量。杜红霞等［２６］
研究表明，施磷肥能够促进作物对氮的吸收，但是由
于稀释效应的存在，氮含量会降低，这可能是导致施
用磷肥（ＮＰ、ＮＰＫ、ＮＰＫＭ和 ＮＰＫＳ）处理小麦地上
７７
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
部氮含量均显著低于不施磷肥（Ｎ、ＮＫ）处理的原
因。ＮＰＫＭ、ＮＰＫＳ处理与 ＮＰＫ相比显著降低了小
麦地上部氮含量，说明添加有机物料并不能有效提
高作物氮含量，这可能是由于有机物料加入土壤后
在分解过程中产生了小麦和土壤微生物之间争氮的
矛盾，从而降低了小麦氮素吸收［２７］。
由于小麦地上部氮含量在整个生育期呈现逐渐
下降趋势，而碳含量基本保持不变，因此随着生育期
的推移，各施肥处理地上部分Ｃ／Ｎ比呈逐渐增加趋
势，这也反映出植株Ｃ／Ｎ比主要由氮含量决定。这
就意味着氮肥的合理施用直接关系到植株的 Ｃ／Ｎ
比，进而关系到还田有机物的分解、有机质的周转
以及农田土壤的碳固定［２８］。由于长期缺乏氮素供
应，ＣＫ处理地上部Ｃ／Ｎ比显著高于施肥处理，同时
在缺氮条件下植株籽粒干物质积累也会受到限制，
最终导致作物减产［２９］。与单施氮肥（Ｎ）、氮钾肥配
施（ＮＫ）处理相比，有机无机配施（ＮＰＫＭ）、化肥及
秸秆还田（ＮＰＫＳ）这两个处理具有较高的小麦地上
部Ｃ／Ｎ比。有研究表明，植株体内维持较高的碳氮
比，会利于物质向籽粒转运［３０］，相反，Ｎ、ＮＫ处理较
低的Ｃ／Ｎ比则会使植株叶片生长过盛，消耗过多的
光合产物，不利于物质向籽粒转运，最终限制作物产
量提升［３１］。
由于成熟期不同施肥处理间小麦地上部碳含量
没有显著差异，所以小麦地上部碳积累量的大小主
要由生物量的大小决定，这就使得不同施肥处理间
小麦成熟期碳积累量的差异性规律和不同施肥处理
间小麦同期地上部干物质重的差异性规律一致。由
此看来，小麦的生物量不仅可以影响植株的碳积累
量，同时还是小麦固碳效力的决定因素［２５］。与碳积
累量不同，由于不同施肥处理间小麦氮含量存在显
著差异，因此不同施肥处理间氮积累量差异性规律
并不是完全由植株生物量决定的。由于氮磷钾配施
（ＮＰＫ）、有机无机配施（ＮＰＫＭ）和化肥及秸秆还田
（ＮＰＫＳ）处理下小麦具有较高的生物量，因此这些
施肥处理下小麦同样具有较高的碳氮积累量。而潘
根兴等［３２］研究表明，合理的施肥在有效促进作物产
量及生物量增加的同时还能够增加有机碳的自然还
田量，这就意味着这些施肥处理能够增加农田系统
碳、氮投入，补充土壤养分消耗，从而有利于农田
培肥［３３－３５］。
４　结论
长期施肥条件下，施肥方式不能改变小麦碳含
量；小麦地上部氮含量对不同施肥的响应明显，单施
氮肥处理能够有效提高小麦氮含量，施用磷肥减少
了小麦氮含量，添加有机物料能够显著提高小麦生
物量但并不能有效提高作物氮含量；小麦碳含量在
整个生育期基本保持不变，因此小麦生物量大小决
定了碳积累量的大小，相应地，Ｃ／Ｎ比大小则由氮
含量决定，表明生物量是小麦固碳效力的决定因素。
氮磷钾配施、有机无机配施及化肥加秸秆还田处理
下小麦具有较高的生物量，从而具有较高的碳氮积
累量，有利于增加农田系统碳、氮投入和提升土壤
肥力。
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ＷｕＭ Ｃ，ＸｉａｏＣＺ，ＺｈｅｎｇＰＹ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｐｈｙｓｉｌｏｇｉｃａｌ
ｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｔｏｓｏｙｂｅａｎ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｔｉａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａ
Ｓｉｎｉｃａ，１９９９，３２（３）：５９－６５
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及籽粒蛋白质形成的影响［Ｊ］．中国农业科学，２００６，３９
（４）：６８６－６９２
ＺｏｕＴＸ，ＤａｉＴＢ，ＪｉａｎｇＤｅｔａｌ．Ｐｏｔａｓｓｉｕｍｓｕｐｐｌｙａｆｅｃｔｅｄｐｌａｎｔ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｎｓｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｒａｉｎ ｐｒｏｔｅｉｎ
ｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔ［Ｊ］．ＳｃｉｅｎｔｉａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａＳｉｎｉｃａ，２００６，
３９（４）：６８６－６９２
［１２］　齐华，于贵瑞，程一松，等．钾肥对灌浆期冬小麦群体内叶片
光合特性的影响［Ｊ］．应用生态学报，２００３，１４（５）：６９０
－６９４
ＱｉＨ，ＹｕＧＲ，ＣｈｅｎｇＹＳｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｏｆｐｏｔａｓｓｉｕｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ｏｎｔｈｅｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｌｅａｆｏｆｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔ
ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｉｔｓｇｒａｉｎｆｉｌｉｎｇｓｔａｇｅ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆ
ＡｐｐｌｉｅｄＥｃｏｌｏｇｙ，２００３，１４（５）：６９０－６９４
［１３］　黄绍敏，宝德俊，皇甫湘荣，等．长期定位施肥小麦的肥料
利用率研究［Ｊ］．麦类作物学报，２００６，２６（２）：１２１－１２６
ＨｕａｎｇＳＭ，ＢａｏＤＪ，ＨｕａｎｇｐｕＸＲｅｔａｌ．Ｌｏｎｇｔｅｒｍｅｆｅｃｔｏｆ
ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｗｈｅａｔ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ
ＴｒｉｔｉｃｅａｅＣｒｏｐｓ，２００６，２６（２）：１２１－１２６
［１４］　ＺｈａｎｇＨＭ，ＷａｎｇＢＲ，ＸｕＭＧｅｔａｌ．Ｃｒｏｐｙｉｅｌｄａｎｄｓｏｉｌ
ｒｅｓｐｏｎｓｅｓｔｏｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｎａｒｅｄｓｏｉｌｉｎＳｏｕｔｈｅｒｎＣｈｉｎａ
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植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ２１卷
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［３２］　潘根兴，周萍，张旭辉，等．不同施肥对水稻土作物碳同化
与土壤碳固定的影响———以太湖地区黄泥土肥料长期试验
为例［Ｊ］．生态学报，２００６，２６（１１）：３７０４－３７１０
ＰａｎＧ Ｘ，ＺｈｏｕＰ，ＺｈａｎｇＸ Ｈ ｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｏｆｄｉｆｅｒｅｎｔ
ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｐｒａｃｔｉｃｅｓｏｎｃｒｏｐｃａｒｂｏｎａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｃａｒｂｏｎ
ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ：Ａｃａｓｅｏｆａｐａｄｄｙｕｎｄｅｒａｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ｔｒｉａｌｆｒｏｍｔｈｅＴａｉＬａｋｅｒｅｇｉｏｎ，Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，
２００６，２６（１１）：３７０４－３７１０
［３３］　ＭａｎｎａＭＣ，ＳｗａｒｕｐＡ，ＷａｎｊａｒｉＲＨｅｔａｌ．Ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｅｒ
ｉｎａｗｅｓｔＢｅｎｇａｌｉｎｃｅｐｔｉｓｏｌａｆｔｅｒ３０ｙｅａｒｓｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｃｒｏｐｐｉｎｇａｎｄ
ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａＪｏｕｒｎａｌ，２００６，
７０（１）：１２１－１２９
［３４］　ＺｈａｎｇＷ Ｊ，ＷａｎｇＸＪ，ＸｕＭＧｅｔａｌ．Ｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ
ｄｙｎａｍｉｃｓｕｎｄｅｒｌｏｎｇｔｅｒｍｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｓｉｎａｒａｂｌｅｌａｎｄｏｆｎｏｒｔｈｅｒｎ
Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ｂｉｏｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，２０１０，７（２）：４０９－４２５
［３５］　ＭｏｈａｍｍａｄＷ，ＳｈａｈＳＭ，ＳｈｅｈｚａｄｉＳｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｏｆｔｉｌａｇｅ，
ｒｏｔａｔｉｏｎａｎｄｃｒｏｐｒｅｓｉｄｕｅｓｏｎｗｈｅａｔｃｒｏｐｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｗａｔｅｒｕｓｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎｓｔａｔｕｓｉｎ
ｄｒｙａｒｅａ（ｒａｉｎｆｅｄ）ｏｆｎｏｒｔｈｗｅｓｔＰａｋｉｓｔａｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｉｌ
ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎ，２０１２，１２（４）：７１５－７２７
０８