全 文 :收稿日期:!""#$%"$%& 接受日期:!""&$"’$"( E@5912 25/91 D900912[6]B H11B 8[#] 89E91245 J I,K@:25/S4 I 8,J9:345 I HB R<1A59Q@A9<1 B .414A9; S/59/A9<1 D<5 E5O P/AA45 /1E 19A5<241
基金项目:国家自然基金重点项目()"!)"!)");面上项目(’"(#%%"#和 )")#"&’));农业部“*’&”重大研究项目(!""($+(")资助。
作者简介:李华(%*#&—),女,陕西蒲城人,博士,主要从事氮素营养与生态效应研究。,-./01:1023/4#&!"")56/2774 87.4 89
! 通讯作者 :;1:"!*$"&""<),,-./01:=->2/72305!()?9;@
地表覆盖和施氮对冬小麦干物质和
氮素积累与转移的影响
李 华,王朝辉!,李生秀
(西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌 #%!%"")
摘要:在黄土高原南部旱区,通过田间试验研究了地表覆盖在不同氮水平下对冬小麦生长和氮素累积及转移的影
响。结果表明,覆膜显著增加冬小麦各生育期干物质的积累,提高干物质转移量或花后干物质累积量;覆草显著增
加生长后期干物质累积量,随种植年限的增加,覆草能显著增加冬小麦生物产量和子粒产量,其增产作用与覆膜无
显著差异。覆膜亦能显著增加冬小麦各生育期氮素的积累,提高氮素转移量;覆草显著增加了生长后期氮的累积,
随种植年限的增加,覆草对地上部吸氮量和子粒吸氮量的影响与覆膜无显著差异。施用氮肥显著增加了各生育期
干物质和氮素的累积,促进花后干物质的累积和花前累积氮的再转移,显著提高了冬小麦地上部和子粒吸氮量及
生物产量和子粒产量。
关键词:覆膜;覆草;干物质;氮素;累积;转移
中图分类号:A<%!?%?"< 文献标识码:B 文章编号:%""&$<"
,$$*-*),%(&/ ,/1 %+,/’)&$,%(&/ &" 4(/%#+ 4.#,%
DE F3/,GBH+ I2/7-230!,DE A2;9J-K03
(!"##$%$ "& ’$(")*+$( ,-. /-01*"-2$-3,# 4+1$-+$(,5"*367$(3 8 9 : ;-10$*(13<,=,-%#1-%,46,-->1 ?@A@BB,!61-,)
56’%+,$%:L0;1M ;KN;O0.;9@ =/P 8/OO0;M 73@ /@ @2; P73@2 N/O@ 7Q @2; D7;PP R1/@;/3,@7 P@3M6 @2; ;QQ;8@P 7Q M0QQ;O;9@ P701
P3OQ/8; .318209J .;@27MP /9M H O/@; 79 =09@;O =2;/@ JO7=@2 /9M 90@O7J;9 /883.31/@079 /9M @O/9P178/@079 09 N1/9@ 09 M0Q-
Q;O;9@ 6;/OP 4 :2; O;P31@P P27=;M @2/@ .318209J P701 P3OQ/8; =0@2 N1/P@08 Q01. 098O;/P;M MO6 ./@@;O /883.31/@079 09 @2;
JO7=@2 N;O07M QO7. O;S0S09J P@/J; @7 2/OS;P@09J P@/J;,0.NO7S;M MO6 ./@@;O @O/9P178/@079 7O MO6 ./@@;O /883.31/@079 /Q@;O
/9@2;P0P4 T318209J =0@2 =2;/@ P@O/= NO7.7@;M MO6 ./@@;O /883.31/@079 09 O;NO7M38@0S; P@/J;,/9M =0@2 @2; ;K@;9P079 7Q
8O7NN09J 6;/OP,=2;/@ P@O/= .318209J 098O;/P;M U07./PP /9M JO/09 60;1M /9M P27=;M 97 P0J90Q08/9@ M0QQ;O;98; 87.N/O;M
=0@2 @2; N1/P@08 Q01. .318209J4 :2; O;P31@P /1P7 P27=;M @2/@ N1/P@08 Q01. .318209J 098O;/P;M H /883.31/@079 QO7. O;S0S09J
P@/J; @7 2/OS;P@09J P@/J; /9M H @O/9P178/@079 M3O09J O;NO7M38@0S; P@/J; 4 G2;/@ P@O/= .318209J NO7.7@;M H /883.31/@079
/Q@;O /9@2;P0P,/9M P27=;M 97 P0J90Q08/9@ M0QQ;O;98; 09 098O;/P09J H 3N@/V; 09 N1/9@ /9M JO/09 87.N/O;M =0@2 @2; N1/P@08
Q01. .318209J =0@2 @2; ;K@;9P079 7Q 8O7NN09J 6;/OP 4 H0@O7J;9 Q;O@010>/@079 P0J90Q08/9@16 098O;/P;M MO6 ./@@;O /9M H /883.3-
1/@079 09 =09@;O =2;/@ /@ ;/82 JO7=@2 N;O07M,NO7.7@;M N7P@-/9@2;P0P MO6 ./@@;O /883.31/@079 /9M O;M0P@O0U3@079 7Q H /883-
.31/@;M U;Q7O; Q17=;O09J,/9M P0J90Q08/9@16 098O;/P;M U07./PP /9M JO/09 60;1M,/P =;11 /P @2;0O H 3N@/V;4
7#3 4&+1’:N1/P@08 Q01. .318209J;=2;/@ P@O/= .318209J;MO6 ./@@;O;90@O7J;9;/883.31/@079;@O/9P178/@079
小麦从开花期到成熟期,营养器官中累积的干
物质向子粒转移,其转移量及花前、花后累积量均随
气候、土壤、品种和田间管理的不同而异。研究表
明,作物花前累积干物质的转移对子粒贡献率为
植物营养与肥料学报 !""&,%’(():%"!#$%")’
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
R1/9@ H3@O0@079 /9M L;O@010>;O A80;98;
!"!#!",花后新合成的碳水化合物虽然对子粒产
量形成有重要作用,但花前累积干物质的转移亦很
重要,特别当灌浆期间遇逆境时作用更大[$%#]。&’()’
等[*]研究发现,后期逆境条件下,开花前储存的碳水
化合物对子粒的贡献率占 *+"。,’- ./01’’02/-
等[!]也认为,后期干旱的田间条件下,开花前储存的
同化物对子粒的贡献率高达 !#"!$33",而在高降
水条件时仅占 4!"!45"。&0’6(7 和 89:;<(9=<;[>]研
究结果表明,前期适宜气候条件下,花前地上部干物
质累积量占收获期地上部总干重的 #>",而在不适
宜条件下,仅占 +>";在营养生长期气候条件不适
宜作物生长的年份,开花后子粒灌浆期间植株会累
积更多的干物质。环境条件对干物质和氮的累积、
转移影响不同。转移氮对子粒氮的贡献介于 #$"
!5$"[5%$$]。&’()’ 等[*]研究表明,逆境条件储存的
氮对子粒贡献率高达 >$"。因此,对于养分来说,
子粒中的氮主要来源于花前累积氮素的再转移,但
花后吸收的氮素对子粒氮素积累亦有重要的作用。
在西北干旱地区,提高小麦产量的栽培措施中,
地表覆盖和施用氮肥是行之有效的途径。地表覆盖
对土壤水、肥、气、热和作物产量的影响已进行了不
少研究[$?%$+],取得了许多重要进展;但对不同地表
覆盖下干物质和氮素累积、转移的研究颇少,而氮素
的累积与转移直接影响着作物产量形成和子粒氮的
累积。为此,本试验通过研究不同氮素供应条件下
地表覆盖干物质和氮素的累积、转移特性,以期为黄
土高原旱区优质、高产、高效和可持续的粮食生产提
供理论依据。
! 材料与方法
!"! 试验地概况
试验地位于陕西杨凌西北农林科技大学农作一
站。该站位于黄土高原南部,海拔 #?3 :左右,年均
气温 $?@5A,年均降水量 *4? ::,主要集中在 !!5
月,年均蒸发量 $+33 ::,属半湿润易旱地区。?33?
年和 ?33+ 年 !! 5 月降雨量分别为 $*!@> :: 和
4$>@5 ::;在 ?33?!?334年和 ?33+!?33# 年冬小
麦生长季降水量分别为 $!# 和 $!$ ::。降水分布
和气温见图 $。
供试田块耕层(3—?3 ;:)土壤的基本理化性状
为:土壤容重 $@4# B C ;:4,有机质含量 $4@!5 B C DB,
全氮 $@3! B C DB,硝态氮 #@+4 :B C DB,铵态氮 ?@+$
:B C DB,有效磷(E(F/-G&)$#@3 :B C DB,速效钾 $>?@+
:B C DB,H. >@?#。
图 ! 不同年度冬小麦生长期降水及气温变化
#$%&! ’()*%+, -. /0+1$/$2)2$-* )*3 )$0 2+4/+0)250+ 350$*% 2(+ %0-62( /+0$-3 -. 6$*2+0 6(+)2 $* 3$..+0+*2 7+)0,
!"8 试验设计
本试验为长期定位试验,始于 ?33? 年 $3 月。
设地表覆盖和施氮量两个因素,采用裂区设计,地表
覆盖为主区,施氮量为副区。主区包括常规栽培(裸
地无覆盖,当地农民常用方式)、覆草(出苗后,作物
行间覆盖麦秸,+#33 DB C I:?)和覆膜(出苗后小麦行
间覆盖地膜);副区施氮水平分别为 J 3、$?3和 ?+3
DB C I:?。所施氮肥品种为尿素,以基肥一次施入,同
时基施磷肥,施用量为 &?E# $33 DB C I:?。试验 + 次
重复,小区面积 ?>@> :?。
冬小麦品种为当地农民广泛种植的小偃 ??,两
年播种时间分别为 ?33?年 $3月 $?日和 ?33+年 $3
月 $3日,收获时间 ?334年 *月 !日和 ?33#年 *月 4
日,播量 $4# DB C I:?,行距 ?3 ;:。整个生育期无灌
溉,除地表覆盖外,其余田间管理与当地栽培一致。
!"9 样品的采集及测定
?33?年 $3月至 ?334 年 * 月为生长季,分别于
小麦返青期(4 月 $$ 日)、拔节期(4 月 4$ 日)、抽穗
>?3$ 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 $+卷
开花期(!月 "#日)、灌浆期($月 "%日)和成熟期(&
月 ’日)采集样品。"((! 年 )( 月至 "(($ 年 & 月生
长季,在越冬期()月 %)日)、返青期(% 月 # 日)、拔
节期(%月 %(日)、抽穗开花期(!月 "$日)和成熟期
(&月 %日)采集样品。每小区分别随机在 "行采集
两段 "$ *+的植株,剪去根。因生长时期不同,将地
上部植株分为茎叶、穗,分别称量鲜重,然后取部分
样品在 #(,下杀青 %( +-.,&$,烘干,称量干重。穗
在子粒形成后分子粒和颖壳,并分别称量其干重。
植物样品粉碎后,称取 (/"!#)!(/"$(# 0,用 1"23!
41"3"法消煮,凯氏定氮仪测定全氮。
!"# 干物质和氮素累积、转移的计算方法
假定冬小麦生殖生长期干物质和氮素没有损
失,营养器官(茎叶、颖壳)生物产量和氮素累积量减
少部分均转移到子粒中,则营养器官干物质、氮素向
子粒转移指标可通过以下公式计算[)),)$4)&]。
干物质向子粒转移指标的计算:
))干物质转移量 5花期地上部干物质累积量 4
收获期地上部营养器官(茎叶 6 颖壳)干物质累积
量;
")花后干物质累积量 5收获期地上部干物质累
积量 4花期地上部干物质累积量;
%)转移干物质贡献率7 5(干物质转移量 8子粒
产量)9 )((;
!)干物质转移效率7 5(干物质转移量 8花期地
上部干物质累积量)9 )((。
氮素向子粒转移指标的计算:
))氮转移量 5花期地上部氮累积量 4收获期地
上部营养器官(茎叶 6颖壳)氮累积量;
")花后氮累积量 5收获期地上部氮累积量 4花
期地上部氮累积量;
%)转移氮贡献率7 5(氮转移量 8子粒氮累积
量)9 )((;
!)氮转移效率7 5(氮转移量 8花期地上部氮累
积量)9 )((。
试验数据用 :;2软件进行统计分析。
$ 结果分析
$"! 地表覆盖和施氮量对冬小麦生物产量和子粒
产量的影响
"(("!"((%年覆膜处理冬小麦的生物产量和子
粒产量显著高于覆草和常规栽培,分别比覆草栽培
高 )!/<7 和 ))/#7,比常规栽培高 ")/<7 和
)(7,而覆草处理与常规栽培间无差异;"((!!
"(($年覆膜和覆草处理的生物产量和子粒产量均
显著高于常规栽培,生物产量分别比常规栽培高
)$/%7和 )!/%7,子粒产量高 )$/&7和 )$/(7,覆膜
和覆草处理间无显著差异(表 ))。
表 ! 地表覆盖和施氮量对冬小麦生物产量和子粒产量的影响
%&’() ! *++),- .+ /.0( /12+&,) 31(,4056 &57 8 2&-) .5 ’0.3&// &57 62&05 90)(7 .+ :05-)2 :4)&-
处理
=>?@A+?.AB
"(("!"((% C> "((!!"(($ C>
产量 D-?EF(G0 8 H+") 收获指数
1@>I?BA -.F?J
(7)
产量 D-?EF(G0 8 H+") 收获指数
1@>I?BA -.F?J
(7)
生物产量
K-L+@BB
子粒产量
M>@-.
生物产量
K-L+@BB
子粒产量
M>@-.
地表覆盖 ;NO )$’") @ ’<$’ @ $(/( P )$")’ @ &(&< @ %#/< @
2L-E BQ>R@*? S2O )%# P ’(") P $(/# @P )$(#% @ &(%’ @ %#/! @
+QE*H-.0 TL.U )"#(& P &&$# P $)/! @ )%"(% P $"$) P %#/’ @
施氮量 V >@A? ( )"&(" P &""% P !#/! P )"$!( P !<$& P %$ P
(G0 8 H+") "!( 8 )"(! )$&)’ @ <)%$ @ $"/) @ )&! @ &’)! @ !(/’ @
注(VLA?):;NO—覆膜 ;E@BA-* R-E+ +QE*H-.0;S2O—覆草 SH?@A BA>@W +QE*H-.0;TL.U—常规 TL.I?.A-L.@E;"!( 8 )"(!—"(("!"((%、"((!!"(($施
氮量分别为 "!(、)"( G0 8 H+" V @XXE-*@A-L. >@A?B -. "(("!"((% @.F "((!!"(($ W?>? "!( @.F )"( 0 8 H@,>?BX?A-AEC;各列中数据后不同字母表示差异达到
$7显著水平,下同。Y@EQ?B RLEELW?F PC F-RR?>?.A E?AA?>B -. ?@*H *LEQ+. -.F-*@A? B-0.-R-*@.AEC F-RR?>?.A @A $7 E?I?E U =H? B@+? P?ELWU
施用氮肥均能显著提高冬小麦生物产量、子粒
产量和收获指数(表 ))。与不施氮相比,"(("!"((%
年施氮 "!( G0 8 H+"时生物产量、子粒产量和收获指
数分别提高 "%/#7、%(/’7和 $/$7;"((!!"(($年
施氮 )"( G0 8 H+" 时分别提高 %)/%7、%%7 和
$/’7。
可见,覆膜处理提高了冬小麦生物产量和子粒
产量;随种植年限的增加,覆草处理亦能显著增加
冬小麦生物产量和子粒产量,其增产作用与覆膜处
理无显著差异。氮肥增产作用显著。
#"()&期 李华,等:地表覆盖和施氮对冬小麦干物质和氮素积累与转移的影响
!"! 地表覆盖和施氮量对冬小麦不同生育期干物
质累积的影响
不同地表覆盖下、冬小麦地上部干物质累积量
存在显著差异(图 !"、#)。在各测定生育期,覆膜处
理的干物质累积量显著高于常规栽培,从返青期到
收获期 ! 个年度分别比常规栽培高 !$%$&!
’(%!&和 $)%*&!!+%$&。覆草处理对冬小麦干物
质累积的影响随年度不同而异,在 !((!!!((* 年,
覆草处理冬小麦地上部干物质累积量灌浆期之前低
于常规栽培;从灌浆期到收获期,累积量比常规高
!$*%(&;收获期仍呈高于常规栽培的趋势。!((,
!!(()年,抽穗开花期前覆草处理地上部干物质累
积量就比常规栽培高了 ,-%’&;收获期显著高于常
规栽培。可见,覆膜处理显著增加了各生育期干物
质的累积;覆草处理在冬小麦生长后期干物质累积
量大,且随种植年限的增加,各生育期干物质累积量
有高于常规栽培的趋势。
与不施氮相比,施用氮肥增加了冬小麦各生育
期地上部干物质的累积,且随施肥年限的增加,地上
部干物质累积量增加的幅度增大(图 !.、/)。! 个
年度抽穗开花期地上部干物质累积量分别比不施氮
高 +%+&和 !!%+&;收获期分别高 !*%0&和 *$%*&。
图 ! 地表覆盖和施氮对冬小麦各生育期干物质累积的影响(#、$:!%%!!!%%&年;’、(:!%%)!!%%*年)
+,-.! /00123 40 5,0016173 84,9 8:60;21 <:92=,7- ;75 > 6;31 47 56? <;3316 ;22:<:9;3,47 40 @,7316 @=1;3
,7 !%%!A!%%&(#,$);75 !%%)A!%%*(’,()
!"& 地表覆盖和施氮量对冬小麦花后干物质转移
和累积的影响
地表覆盖对冬小麦花后干物质转移和累积影响
显著,且在不同年度间影响不同(表 !)。在 !((!!
!((*年,覆膜处理冬小麦干物质转移量与常规栽培
无显著差异,累积量比常规栽培高 $-%,&;而 !((,
!!(() 年,干物质转移量比常规栽培显著高出
,)%*&,累积量却无差异。覆草处理在 !((!!!((*
年,营养器官累积的干物质不但没有向子粒转移,还
将花后累积干物质的一部分用于营养器官建成;花
后累积的干物质显著高于常规栽培 !*%0&;!((,
!!(()年,覆草处理转移量与常规栽培间无显著差
异,花后累积量比常规栽培显著高出 ,-%)&。
施用氮肥促进了花后干物质的累积,两个年度
施氮比不施氮肥分别高 *0%)&和 ’*%,&,差异达显
著水平(表 !)。
覆草处理冬小麦干物质转移贡献率和转移效率
均低于覆膜处理和常规栽培;而覆膜处理和常规栽
培间无显著差异。与不施氮肥相比,施用氮肥亦明
显降低了干物质转移贡献率和转移效率。说明覆草
处理和施用氮肥增加了花后茎叶中干物质累积,促
进后期光合产物的形成,故花后有较高的干物质累
积量。
!") 地表覆盖和施氮量对冬小麦地上部和子粒吸
氮量的影响
表 *看出,!((!!!((*年覆膜处理冬小麦地上
部和子粒吸氮量分别比覆草处理显著高出 $)%(&
和 $,%(&,比常规栽培高 !*%*&和 !*%-&;覆草与
常规处理间无显著差异。!((,!!(()年覆膜处理地
上部和子粒吸氮量都显著高于常规栽培 $-%!&;覆
草处理地上部和子粒吸氮量有明显高于常规栽培的
趋势。地表覆盖对氮收获指数无影响。可见,覆膜
处理能显著提高冬小麦地上部和子粒吸氮量;随种
植年限的增加,覆草处理明显增加了冬小麦地上部
和子粒吸氮量。
施用氮肥显著提高了冬小麦地上部和子粒吸氮
(*($ 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 $,卷
表 ! 地表覆盖和施氮量对冬小麦花后干物质转移和累积的影响
"#$%& ! ’((&)* +( ,+-% ,./(#)& 0.%)1-23 #24 5 /#*& +2 4/6 0#**&/ */#2,%+)#*-+2 #24 #)).0.%#*-+2 #(*&/ #2*1&,-, +( 7-2*&/ 71*
处理
!"#$%’%
())(!())* +" ()),!())- +"
./! ./0 ./1 ./2 ./! ./0 ./1 ./2
(34 5 6&() (7) (34 5 6&() (7)
地表覆盖 18/ 9:) $ ;<<; $ *=; $ 9=: $ *(9; $ (>-9 ? -,=- $ (-=9 $
@ABC DE"F$G# H@/ I 9);( ? >):( $ — — 9--< ? ,,>9 $ *(=( ? 9-=) ?
&ECG6B’4 JA’K 9*) $ <-(: ? *=* $ )=; $ ((9, ? *)*; ? ,-=> $? (9=> $
施氮量 L) 9: $ <()- ? 9=< $ )=* $ ((*( $ (<(, ? -9=) $ ((=9 $
L "$%#(34 5 6&() L(,) 5 9()! I -9: $ ><-, $ — — (,(< $ ,(>> $ *;=, $ 9:=( $
./!—转移量 !6# $&AE’% AF M"+ &$%%#" %"$’DCAG$%BA’;./0—花后累积量 !6# $&AE’% AF M"+ &$%%#" $GGE&EC$%BA’ $F%#" $’%6#DBD;./1—转移贡献率
."+ &$%%#" %"$’DCAG$%BA’ N"ANA"%BA’;./2—转移效率 ."+ &$%%#" %"$’DCAG$%BA’ #FFBGB#’G+K
表 8 地表覆盖对冬小麦地上部吸氮量和子粒吸氮量的影响
"#$%& 8 5-*/+3&2 .9*#:& -2 ,1++* #24 3/#-2 +( 7-2*&/ 71* #, #((&)*&4 $6 4-((&/&2* ,+-% ,./(#)& 0.%)1-23
处理
!"#$%’%
())(!())* +" ()),!())- +"
吸氮量 L EN%$3#
(34 5 6&()
氮收获指数
L 6$"O#D% B’M#P
(7)
吸氮量 L EN%$3#
(34 5 6&()
氮收获指数
L 6$"O#D% B’M#P
(7)地上部 @6AA% 子粒 Q"$B’ 地上部 @6AA% 子粒 Q"$B’
地表覆盖 18/ (*<=> $ 9:)=< $ >)=* $ 9;-=> $ 9(-=< $ ;(=, $
@ABC DE"F$G# H@/ ()-=: ? 9<;=( ? >9=- $ 9;)=- $? 9(9=< $? ;9=, $
&ECG6B’4 JA’K 9:(=) ? 9-,=9 ? >)=) $ 9-)=) ? 9);=( ? ;9=: $
施氮量 L) 9<>=< ? 9*<=, ? >)=: $ 9()=; ? >>=> ? ;*=* $
L "$%#(34 5 6&()L(,) 5 9()! (-,=- $ (),=: $ >)=< $ (9)=( $ 9,;=; $ ;)=- ?
量(表 *)。与不施氮相比,())(!())* 年施氮分别
提高 -)=:7和 -)=(7;()),!())-年提高 ;,=(7和
<<=*7。
!;< 地表覆盖和施氮量对冬小麦不同生育期氮累
积的影响
地表覆盖对冬小麦地上部各生育期氮素累积的
影响与对干物质累积的影响相似(图 *0、R)。覆膜处
理从返青期到收获期的各生育期氮累积量显著高于
常规栽培。覆草处理对冬小麦氮素累积的影响随年
度不同而变化。在 ())(!())*年,覆草处理氮素累积
量在灌浆期之前有低于常规栽培的趋势;从灌浆期
到收获期氮累积量比常规栽培高出 -;=-7;收获期
氮累积量亦高于常规栽培。()),!())-年氮素累积
量在抽穗开花期之前就有高于常规栽培的趋势;从
抽穗开花期到收获期累积量比常规栽培高出 ,*=;7;
在收获期显著高于常规栽培,与覆膜处理接近。
图 8 地表覆盖和施氮对冬小麦各生育期氮素累积的影响(=、>:!??!!!??8年;@、A:!??B!!??<年)
C-3D8 ’((&)* +( 4-((&/&2* ,+-% ,./(#)& 0.%)1-23 #24 5 /#*& +2 5 #)).0.%#*-+2 +( 7-2*&/ 71*
-2 !??!E!??8(=,>)#24 !??BE!??<(@,A)
9*)9<期 李华,等:地表覆盖和施氮对冬小麦干物质和氮素积累与转移的影响
由图 !中 "和 #可知,施用氮肥显著增加了返
青期到收获期各生育期的氮累积量,随施肥年限的
增加,幅度增大。与不施氮相比,$%%$!$%%!年,施
氮 $&% ’( ) *+$ 的处理各生育期氮累积量增加
!$,$-、!.,/-、&/,/-、!/,0-和 /%,1-;$%%&!
$%%/ 年,施氮 2$% ’( ) *+$ 的处理氮累积量增加
.!,$-、00,$-、0/,&-和 .&,$-。
!"# 地表覆盖和施氮量对冬小麦花后氮素转移和
累积的影响
覆膜处理氮转移量显著高于覆草处理和常规栽
培。$%%$!$%%!年,氮转移量分别比覆草处理和常
规栽培高 !/,1- 和 $&,/-;$%%&! $%%/ 年,高
22,.-和 23,3-。$%%$!$%%!年,覆膜处理亦能显
著增加花后氮累积量,比常规栽培高 $$,/-。与常
规栽培相比,覆草处理能显著增加花后氮累积量,两
个年度分别增加 $1,/-和 &!,2-。地表覆盖对转
移氮贡献率和氮转移效率的影响随年度而变化(表
&)。总的来看,$%%$!$%%!年覆草处理转移氮贡献
率显著低于常规处理,$%%&!$%%/年转移氮贡献率
和氮转移效率各处理间无差异。
施用氮肥显著增加了氮转移量,$ 个年度氮转
移量分别比不施氮高 !1,/-和 02,2-;施氮对转移
氮贡献率和氮转移效率的影响亦随年度而变化(表
&)。$%%$!$%%!年施氮肥处理小麦生长后期氮转移
效率显著低于不施氮处理,$%%&!$%%/年转移氮贡
献率和氮转移效率施氮水平间无差异。
表 $ 地表覆盖和施氮量对冬小麦花后氮转移和氮累积的影响
%&’() $ * +,&-.(/0&+1/- &-2 &00343(&+1/- &5+), &-+6).1. /5 71-+), 76)&+ &. &55)0+)2 ’8
2155),)-+ ./1( .3,5&0) 43(061-9 &-2 * ,&+).
处理
45678+698
$%%$!$%%! :5 $%%&!$%%/ :5
;4 ;< ;= ;> ;4 ;< ;= ;>
(’( ) *+$) (-) (’( ) *+$) (-)
地表覆盖 =?@ 2%3,0 7 0!,0 7 //,% 7A 3.,$ 7 13,$ 7 $1,& 7A ..,$ 7 3/,. 7
BCDE FG5H7I6 JB@ .0,3 A 00,3 7 /%,% A 3.,3 7 03,2 A !/,/ 7 .$,/ 7 3!,. 7
+GEI*D9( "C9K 0/,0 A 30,& A /1,% 7 30,. 7 0$,/ A $&,0 A .1,& 7 33,2 7
施氮量 ;% .3,. A /1,. A /0,. 7 .%,! 7 3$,0 A $/,. 7 .&,. 7 3/,. 7
; 5786(’( ) *+$) ;$&% ) 2$%! 2%&,$ 7 2%%,0 7 /%,3 7 3/,& A 22!,. 7 !&,% 7 .0,% 7 3&,3 7
;4—氮转移量 4*6 7+CG98 CH ; 8579FECI78DC9;;<—花后氮累积量 4*6 7+CG98 CH ; 7IIG+GE78DC9 7H865 798*6FDF;;=—转移氮贡献率;; 8579FECI78DC9
L5CLC58DC9;;>—氮转移效率 ; 8579FECI78DC9 6HHDID69I:K
: 讨论
作物产量高低的因素除了与作物本身的遗传特
性有关外,光照、气温等气候条件和土壤类型,特别
是土壤的水、肥、气、热因素对其有着强烈影响。土
壤水、肥、气、热可通过灌溉、施肥、耕翻、地面覆盖等
途径进行调控。覆膜和覆草可显著影响土壤水、肥、
气、热。以往的研究表明,覆膜和覆草对作物产量影
响显著[2.M$2]。本研究经过 $ 个年度的田间试验可
以看出,覆膜可以显著提高冬小麦产量,随种植年限
的增加覆草亦能显著提高产量,其增产作用与覆膜
无显著差异。
据报道,覆膜栽培能显著增加前期小麦生长,花
前和花期干物质累积量显著高于常规栽培,但对覆
膜栽培下作物生长后期干物质的累积、转移的研究
结果不相一致。郭大勇等[$$]认为,在春小麦生长期
全程覆膜对后期生长不利,导致灌浆期缩短,千粒重
下降,抑制同化产物向根部分配,使更多的光合产物
流向茎叶,降低收获指数。李凤民等[20]认为,覆膜
条件下,春小麦生育后期根系发育受到抑制,且在后
期降水不足的情况下,中下部丰富的根系不能发挥
作用;地上部干物质在后期基本上没有增加,子粒
产量主要依靠营养体内干物质的再分配。郭志利
等[$!]在谷子上的研究表明,覆膜能显著增加干物
质累积和体内干物质向穗部的转移。但乔安福
等[$&]对地膜覆盖下小麦干物质变化的研究显示,覆
膜花后干物质累积量、各营养器官干物质转移率和
对子粒的贡献率均高于常规栽培。本试验对冬小麦
生长期干物质累积和生殖生长期干物质的转移、累
积分析表明,覆膜栽培能显著增加前期冬小麦的生
长,但从干物质转移贡献率来看,$个年度与常规栽
培无差异。说明在本试验条件下,覆膜能促进营养
体干物质向子粒转移,但子粒产量并非主要依靠干
物质的转移。另外,覆膜处理对花后干物质转移量
$!%2 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 2&卷
和累积量的影响受后期降雨影响较大。从气象资料
看,!个年度在冬小麦生长季总的降雨量接近,但在
整个生育期的分配不同。!""# 年从拔节后到灌浆
前期有几次大的降雨,而 !""$年除在灌浆中期有一
次大的降雨外,降雨量、降雨次数均少于 !""# 年。
这可能是 !""#年降雨量能够满足后期作物生长需
要,故花后累积量显著高于常规栽培;而 !""$年由
于较大降雨量相对出现较晚,在抽穗、灌浆前期由于
缺少水分,根系活力下降,致使灌浆中期降雨利用率
较低,故干物质转移量显著高于常规栽培,花后累积
量覆膜处理与常规栽培间无差异。可见与常规栽培
相比,降雨量及分配情况对覆膜处理下花后干物质
的转移和累积影响较大。
覆草处理可减少冬小麦生长前期土壤表面的蒸
发损失,增加后期根层的储水量[!$]。沈裕琥等[!%]
发现,小麦生育后期覆草处理耕层土壤日均地温比
露地低 "’!"&$’,有利于防御干热风对小麦的
危害;随着生长期的延长,覆盖用的秸秆降解,可增
加土壤耕层养分[!(],这些因素为作物后期生长提供
了有利的条件。陈乐梅等[!)]对免耕秸秆覆盖下春
小麦的研究表明,免耕覆盖在花后地上部干物质累
积量及各器官(叶片、茎鞘和穗)干物质累积量均有
快速增加阶段;这与本研究覆草处理显著增加了花
后干物质的累积,! 个年度分别比常规栽培增加
!#&*+和 ,(&$+的结果相似,表明覆草处理时冬小
麦生长后期具有较强的光合优势,为子粒灌浆提供
充足的物质来源。但陈乐梅等[!)]发现,免耕秸秆覆
盖下春小麦灌浆期干物质累积量与子粒产量的比值
低于常规栽培,认为免耕秸秆覆盖产量增加主要依
赖于花前光合产物的累积。本试验条件下,! 个年
度覆草处理干物质转移贡献率和转移效率均低于常
规模式,这说明覆草栽培下子粒产量增加主要依赖
于花后干物质的累积。
地表覆盖对各生育期氮素累积的影响与对干物
质累积的影响相似;而对氮素转移和花后氮累积的
影响有所不同。!个年度覆膜处理均能显著增加氮
转移量,分别比常规栽培高 !,&$+和 -%&%+;比覆
草处理高 #$&*+和 --&(+;覆草处理显著增加了花
后氮累积量。降雨量及分布情况对覆膜处理花后氮
累积量的影响较大。!""!!!""#年显著高于常规栽
培;!"",!!""$年与常规栽培花后氮累积量无显著
差异。
因此,覆膜增产是有条件的,在极度干旱的情况
下,可能会导致减产[-)];而覆草受降雨影响较小,
随种植年限的增加,增产作用与覆膜相近,且覆草具
有简便易行、省工节能、成本低廉的优点,在生产实
践中有较大的推广应用价值。
参 考 文 献:
[-] ./00/12345 6 7,89:;<4 = >,?@1A45 8B CDD4;A
-*((,!(":,#-G,##&
[,] C3E/94 8,V/914: 6 .B W
R5
-)%&
[%] =/0A/ 6 H,[Q<1 /1E 19A5<241 91 F34/A /: 91D0@41;4E QO T<:A/1A34:9: F/A45 E4D9;9A
[6]B R5
?/O912U
[)] =5/@0] 7,K
/;;@P@0/A9<1 /1E A5/1:0<;/A9<1 91 AF
[*] R<^ K R,_@/0:4A R ‘,I/91: M VB .414A9; S/59/A9<1 D<5 19A5<241 /:U
:9P90/A9<1 /1E A5/1:0<;/A9<1 91 F34/A B ! B 79A5<241 /::9P90/A9<1 91 54U
0/A9<1 A< 2/91 O940E /1E T5
[--] =/T/L<:A/ M [,./29/1/: H HB 79A5<241 /1E E5O P/AA45 /;;@P@0/U
A9<1、54P
[-!] X9 J K,.@< H ?,V49 ?B CDD4;A:
[-,] K<3/T/A5/ 8 [,X41L/ M,7/9L MB CDD4;A
-**),-*:!-"G!--&
[-$] 范亚宁,李世清,伍维模,邵明安 B 施氮对半湿润农田生态系
统不同冬小麦品种灌浆期物质转移的影响[6]B 生态学杂志,
!""$,!,(-!):-,"!G-,")&
J/1 a 7,X9 W _,V@ V K,W3/< K HB CDD4;A:
!"#$ #$ %&!!’( !(&$)*#+&!"#$ #, -"$!’( -.’&! +/*!"0&() &! !.’"( 1(&"2,"**2
"$1 )!&1’ "$ )/32./%"4 ,&(%*&$4 ’+#)5)!’%[ 6]7 8."$7 67 9+#* 7,
:;;<,:=(>:):>=;:?>=;@A
[>B] 孙传范,戴延波,荆奇,等 7 小麦品种氮利用效率的评价指标
及其氮营养特性研究[6]7 应用生态学报,:;;=,><(B):C@D?
C@EA
F/$ 8 G,H&" I J,6"$1 K !" #$ % L"!(#1’$ /)’ ’,,"+"’$+5 &$4 "!) (’*&2
!"#$)."M -"!. $"!(#1’$ $/!("!"#$ +.&(&+!’(")!"+) #, -.’&! 0&("’!"’)[6]7
8."$7 67 NMM* 7 9+#* 7,:;;=,><(B):C@D?C@EA
[>E] 李世清,李凤民,宋秋华,王俊 7 半干旱地区地膜覆盖对作物
产量和氮效率的影响[6]7 应用生态学报,:;;>,>:(:)::;
:;CA
O" F K,O" G P,F#$1 K Q,R&$1 67 9,,’+! #, M*&)!"+ ,"*% %/*+."$1
#$ +(#M 5"’*4 &$4 $"!(#1’$ ’,,"+"’$+5 "$ )’%"&("4 &(’&)[6]7 8."$7 67
NMM* 7 9+#* 7,:;;>,>:(:)::;[>@] 李凤民,鄢珣,王俊,等 7 地膜覆盖导致春小麦产量下降的机
理[6]7 中国农业科学,:;;>,D=(D):DD;?DDDA
O" G P,S&$ T,R&$1 6 !" #$ % I.’ %’+.&$")% #, 5"’*4 4’+(’&)’ #,
)M("$1 -.’&! (’)/*!’4 ,(#% M*&)!"+ ,"*% %/*+."$1[ 6]7 F+" 7 N1("+7
F"$7,:;;>,D=(D):DD;?DDDA
[>C] 袁家富 7 麦田秸秆覆盖效应及增产作用[6]7 农业生态研究,
>CCB,=(D):B>?BS/&$ 6 G7 9,,’+!) #, )!(&- %/*+. "$ -.’&! ,"’*4 &$4 "!) ’,,’+!) #$
5"’*4 "$+(’&)’[6]7 9+#2N1("+7 U’)7,>CCB,=(D):B>?B[:;] 高亚军,李生秀 7 旱地秸秆覆盖条件下作物减产的原因及作
用机制分析[6]7 农业工程学报,:;;<,:>(E):>>CA
V S 6,O" F T7 8&/)’ &$4 %’+.&$")% #, +(#M 5"’*4 (’4/+!"#$ /$4’(
)!(&- %/*+. "$ 4(5 *&$4[6]7 I(&$)7 8FN97,:;;<,:>(E):>>CA
[:>] 王俊,李凤民,宋秋华,李世清 7 地膜覆盖对土壤水温和春小
麦产量形成的影响[6]7 应用生态学报,:;;D,>=(:)::;
:>;A
R&$1 6,O" G P,F#$1 K Q,O" F K7 9,,’+!) #, M*&)!"+ %/*+."$1 #$
)#"* !’%M’(&!/(’ &$4 %#")!/(’ &$4 #$ 5"’*4 ,#(%&!"#$ #, )M("$1 -.’&!
[6]7 8."$7 67 NMM* 7 9+#* 7,:;;D,>=(:)::;;A
[::] 郭大勇,黄思光,王俊,等 7 半干旱地区地膜覆盖和施氮对春
小麦生育进程和干物质累积的影响[6]7 西北农林科技大学
学报(自然科学版),:;;D,D>(:):E@;A
V/# H S,Q/&$1 F V,R&$1 6 !" #$ % 9,,’+!) #, M*&)!"+ ,"*% %/*+."$1
&$4 $"!(#1’$ ,’(!"*"W&!"#$ #$ )M("$1 -.’&! 1(#-!. M(#1(’)) &$4 4(5 %&!2
!’( &++/%/*&!"#$[ 6]7 6 7 L#(!.-’)! F+"2I’+. X$"07 N1("+7 G#( 7
(L&! 7 F+" 7 94)7,:;;D,D>(:):E@;A
[:D] 郭志利,古世禄 7 覆膜栽培方式对谷子(粟)产量及效益的影
响[6]7 干旱地区农业研究,:;;;,>@(:):DD?DCA
V/# Y O,V/ F O7 9,,’+! #, ,"*% %/*+."$1 +/*!"0&!"#$ %’!.#4) #$
5"’*4 &$4 ’+#$#%"+ ’,,"+"’$+5 #, %"**’![6]7 N1("+7 U’)7 N("4 N(’&),
:;;;,>@(:):DD?DCA
[:=] 乔安福,王熙琛,林怀玉,等 7 地膜覆盖对小麦干物质变化及
产量构成的影响[6]7 莱阳农学院学报,:;;:,>C(>):D=?DBA
K" N G,R&$1 T 8,O"$ Q S !" #$ % I.’ "$,*/’$+’ #, ,"’*4 +#0’("$1
#$ 4(5 %&!!’( +.&$1’) &$4 5"’*4 +#%M#$’$!)[6]7 6 7 O&"5&$1 N1("+7
8#** 7,:;;:,>C(>):D=?DBA
[:<] 杜尧东,刘作新,赵国强,王丽娟 7 冬小麦秸秆覆盖的小气候
效应[6]7 生态学杂志,:;;;,>C(D)::;?:DA
H/ S H,O"/ Y T,Y. V K,R&$1 O 67 P"+(#+*"%&!"+ ’,,’+!) #,
%/*+."$1 -"$!’( -.’&! ,"’*4 -"!. )!(&-[6]7 8."$7 67 9+#* 7,:;;;,
>C(D)::;?:DA
[:B] 沈裕琥,黄相国,王海庆 7 秸秆覆盖的农田效应[6]7 干旱地区
农业研究,>CC@,>B(>):=<;A
F.’$ S Q,Q/&$1 T V,R&$1 Q K7 G"’*4 ’,,’+!) #, )!(&- %/*+."$1
[6]7 N1("+7 U’)7 N("4 N(’&),>CC@,>B(>):=<;A
[:E] 赵凤霞,温晓霞,杜世平,等 7 渭北地区残茬(秸秆)覆盖农田
生态效应及应用技术实例[6]7 干旱地区农业研究,:;;<,:D
(D):C;?CY. G T,R’$ T T,H/ F Z !" #$ % 9+#*#1"+&* ’,,’+!) &$4 &MM*"’4
!’+.$"[/’) #, )!/33*’ %/*+."$1 "$ !.’ R’"3’" &(’&[6]7 N1("+7 U’)7
N("4 N(’&),:;;<,:D(D):C;?C[:@] 陈乐梅,马林,刘建喜,等 7 免耕覆盖对春小麦灌浆期干物质
积累特性及最终产量的影响[6]7 干旱地区农业研究,:;;B,:=
(B)::>?:=A
8.’$ O P,P& O,O"/ 6 T !" #$ % I.’ ’,,’+! #, $#2!"**&1’ -"!. )!/33*’
#$ !.’ 45$&%"+ +.&$1’ #, 4(5 %&!!’( &++/%/*&!"#$ &$4 5"’*4 #, )M("$1
-.’&! 4/("$1 1(&"$ ,"**"$1[6]7 N1("+7 U’)7 N("4 N(’&),:;;B,:=
(B)::>?:=A
=D;> 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 >=卷