全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2015, 41(8): 12461256 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家公益性行业(农业)科研专项(201203079, 201203100), 安徽省农业科学院院长青年创新基金项目(14B0944), 国家科技支
撑计划项目(2012BAD20B02)和江苏省现代作物生产协同创新中心项目资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 李金才, E-mail: ljc5122423@126.com
第一作者联系方式: E-mail: wuwm1126@163.com
Received(收稿日期): 2015-03-04; Accepted(接受日期): 2015-06-01; Published online(网络出版日期): 2015-06-03.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20150603.1609.014.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2015.01246
氮肥运筹对苗期受渍夏玉米干物质和氮素积累与转运的影响
武文明 1 陈洪俭 1 王世济 1 魏凤珍 2 李金才 2,*
1安徽省农业科学院烟草研究所 / 玉米研究中心, 安徽合肥 230031; 2安徽农业大学农学院, 安徽合肥 230036
摘 要: 以玉米品种郑单 958为试验材料, 研究不同氮肥运筹方式[氮肥全部基施(N1)、基肥 70%+拔节肥 30% (N2)、
基肥 50%+拔节肥 50% (N3)和基肥 30%+拔节肥 50%+大喇叭口肥 20% (N4)]对苗期受渍夏玉米叶面积指数(LAI)、干
物质积累、氮素吸收积累及产量的影响, 以期为苗期受渍夏玉米合理施肥提供理论依据。结果表明, 苗期渍水 7 d降
低夏玉米产量, 降幅达 24.2%~25.7%, 氮肥后移能够减轻苗期渍害对产量的影响。玉米产量与穗粒数的相关性大于与
千粒重的相关性; 吐丝期最大 LAI 和收获指数与产量存在极显著相关性, 但粒叶比与产量间无显著相关性。苗期渍
水 7 d降低群体 LAI, 氮肥后移能增大穗位层和穗上层叶片的 LAI 以弥补穗下层 LAI 降低导致的群体 LAI 下降, 且
弥补的效应大于渍害导致穗下层 LAI降低的效应, 进而使得苗期渍水 7 d下氮肥后移的群体 LAI较氮肥前移增大。
苗期渍水 7 d显著降低吐丝后干物质积累量, 渍水使营养器官干物质积累转运量增大; 氮肥前移处理使营养器官干物
质向籽粒的转运量增大, 但不利于吐丝后籽粒干物质积累, 氮肥后移处理则显著提高了吐丝后籽粒干物质积累量及
其对籽粒产量的贡献率。苗期渍水 7 d使夏玉米各器官氮素积累量下降, 吐丝后营养器官贮藏氮素向籽粒的转运量和
吐丝后籽粒氮素积累量低于对照, 表明苗期渍水 7 d处理不利于籽粒中氮素的积累。氮肥后移能够提高成熟期籽粒及
营养器官氮素积累量。渍水 7 d 处理使氮素吸收效率和偏生产力显著低于对照, 随着氮肥后移, 氮素吸收效率提高
0.9%~18.2%、偏生产力提高 1.0%~17.5%。
关键词: 夏玉米; 渍水; 氮肥后移; 叶面积指数; 干物质; 氮素吸收
Effects of Nitrogen Fertilization Application Regime on Dry Matter, Nitrogen
Accumulation and Transportation in Summer Maize under Waterlogging at the
Seedling Stage
WU Wen-Ming1, CHEN Hong-Jian1, WANG Shi-Ji1, WEI Feng-Zhen2, and LI Jin-Cai2,*
1 Tobacco Research Institute, Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei 230031, China; 2 College of Agronomy, Anhui Agricultural University,
Hefei 230036, China
Abstract: Field experiments were carried out from 2011 to 2012 to clarify the leaf area index, dry matter accumulation, nitrogen
assimilation, nitrogen use efficiency and grain yield under waterlogging at the seedling stage in summer maize cultivar “Zheng-
dan958”. Under both waterlogging and control (normal watering) conditions, we implemented four treatments with total N
amount of 240 kg ha–1 in all treatments and different N application ratios at land preparation, jointing, and big trumpet stages
(10:0:0 for N1, 7:3:0 for N2, 5:5:0 for N3, and 3:5:2 for N4). The results showed that waterlogging stress in the seedling stage
significantly decreased grain yield by 24.2%–25.7%, postponement of nitrogen application was able to alleviate the effect of wa-
terlogging on grain yield. The grain yield was affected more by kernel number per ear than by 1000-kernel weight, and grain yield
was positively correlated to the maximum LAI at silking stage and harvest index, while not to grain-leaf ratio. Waterlogging stress
in the seedling stage significantly decreased leaf area index (LAI), especially LAI of under-ear layer. Postponed nitrogen applica-
tion increased the LAI of ear layer and above-ear layer to compensate the LAI decrease of under-ear layer, and the compensation
effect was higher than the decrease effect of waterlogging stress, which resulted in higher LAI compared to the nitrogen applica-
第 8期 武文明等: 氮肥运筹对苗期受渍夏玉米干物质和氮素积累与转运的影响 1247


tion in advance. Waterlogging stress in the seedling stage significantly decreased dry matter accumulation, and increased the
transportation amount after silking stage. Postponed nitrogen application enhanced the accumulation of dry matter and laid the
foundation for increasing grain yield. Waterlogging stress in the seedling stage also significantly decreased nitrogen accumulation
of different organs, and decreased nitrogen translocation from vegetative organs to the grain, and nitrogen accumulation amount
after silking stage. Compared with nitrogen applied in advance, postponed nitrogen application significantly increased the nitro-
gen content of different organs, and nitrogen accumulation amount after silking stage. Waterlogging stress decreased nitrogen
uptake efficiency and partial factor productivity from applied nitrogen, postponed nitrogen application increased the nitrogen up-
take efficiency by 0.9% to 18.2%, and partial factor productivity from applied nitrogen by 1.0% to 17.5%.
Keywords: Summer maize; Waterlogging; Postponed nitrogen application; Leaf area index; Dry matter; Nitrogen uptake
玉米是我国主要粮食作物之一, 提高单产是增
加玉米总产量、保障粮食安全的重要途径。玉米苗
期遇到连续降雨或洪涝灾害, 造成土壤渍水, 往往
影响植株的正常生长发育[1-3]。陈国平等[4]研究表明
三叶期、拔节期和雌穗小花分化期淹水3 d使得单株
产量下降7.9%~16.2%, 而开花期和乳熟初期淹水3 d
则未造成减产。杨京平等[5]通过计算机模拟分析表
明, 在土壤水分及自然降雨的影响下, 春玉米四、六
叶期为渍害敏感时期。玉米苗期不同程度淹水, 均
会导致产量下降, 其下降幅度与受淹时期、受淹程
度及受淹时间长短有关[4-8]。
氮素对玉米器官建成具有重要作用, 合理施肥
在玉米增产诸因素中起28%~30%的作用[9]。前人曾
就氮肥用量[10-13]、施氮时期[14]、氮肥种类[15-17]和土
壤肥力[18]对玉米氮素吸收利用、产量、品质、碳氮
代谢的影响, 以及水氮配合[19]对玉米产量、土壤硝
态氮和氮平衡的影响研究报道。王宜伦等[14]研究表
明氮肥后移比习惯施氮增产2.3%~5.3%。目前尚不太
清楚苗期渍水逆境条件下如何合理运筹氮肥缓解受
渍夏玉米灾害损失, 为此, 本文研究了不同氮肥施
用时期对苗期渍水夏玉米物质生产和氮素吸收利用
的影响, 以明确氮肥对苗期受渍夏玉米生长发育的
调控效应, 以期为逆境条件下稳定产量的氮素营养
调控提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验区基本情况
试验于 2011—2012年在安徽省五河县龙潭湖农
场进行(33°14′ N, 117°87′ E)。全年平均气温 15.5℃;
降雨量 952 mm。供试土壤为河流冲积潮土。0~20 cm
土层含有机质 23.6 g kg–1、水解氮 118.4 mg kg–1、速
效钾 269.6 mg kg–1和速效磷 25.4 mg kg–1。
1.2 试验设计
供试品种为郑单958 , 种植密度为67 500株
hm–2。设置玉米苗期四至五叶期渍水7 d处理, 其间
保持田面 1~2 cm的水层; 正常条件(未渍水)为对照。
渍水处理和对照中又设 4个氮肥运筹方式, 分别为
氮肥全部基施(N1)、基肥 70%+拔节肥 30% (N2)、
基肥 50%+拔节肥 50% (N3)和基肥 30%+拔节肥
50%+大喇叭口肥 20% (N4)。全生育期纯氮总施用量为
240 kg hm–2, 氮肥种类为尿素。于播种前各小区撒施
P2O5 112.5 kg hm–2、K2O 112.5 kg hm–2, 耕翻入土。
采用裂区设计, 渍水处理为主区, 氮肥处理为
副区, 重复 4次, 小区面积 3.6 m × 6.0 m, 各小区间
隔 50 cm。渍水处理时, 深挖 50 cm埋不透水塑料布
阻止各小区水分的流动。其余栽培管理同高产大田。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 产量与群体质量指标测定 采用小区计产
的方法, 每个小区连续收获40个果穗, 重复4次, 折
算单产(按照14%标准含水量)。根据产量结果, 采用
均穗法从收获的160个果穗中选取接近平均值的40
个果穗调查穗部性状, 测定产量构成要素。
在苗期、拔节期、大喇叭口期、吐丝期、灌浆
中期和成熟期取植株样品, 分为叶片、叶鞘、茎秆、
苞叶、穗轴、籽粒六部分, 在 105℃杀青 30 min, 80℃
烘干至恒重, 测定其干重, 重复 3次。
营养器官吐丝前贮藏干物质转运量(kg hm–2)=
吐丝期干重–成熟期干重;
吐丝后干物质输入籽粒量(kg hm–2)=成熟期籽
粒干重–营养器官吐丝前贮藏干物质转运量;
粒叶比=籽粒产量/吐丝期叶面积指数;
收获指数=籽粒产量/成熟期干物质量;
不同生育时期从每小区随机取样 3 株, 测定叶
面积, 展开叶叶面积=叶片最大长度×最大宽度×0.75;
未展开叶叶面积=叶片最大长度×最大宽度×0.5。穗
位层叶面积指数为棒三叶叶面积指数; 穗位层以上
为穗上层, 穗位层以下为穗下层。
1.3.2 含氮量的测定 采用 H2SO4–H2O2 混合催
化消煮, 靛酚蓝比色法测定含氮量。
营养器官氮素转运量(kg hm–2) = 吐丝期营养器
1248 作 物 学 报 第 41卷

官氮素积累量－成熟期营养器官氮素积累量;
氮素吸收效率(kg kg–1) = 地上部总氮量/施氮
量;
氮偏生产力 = 植株籽粒干重产量/施氮量。
RIR (相对受害率)(%) = (对照区测定值－处理
区测定值)/对照区测定值×100。
1.4 数据处理及统计分析
采用Microsoft Excel 2003计算数据; 采用 SPSS
13.0 对渍水和氮肥运筹方式进行单因素、双因素方
差分析; 采用 SigmaPlot 10.0作图。
2 结果与分析
2.1 氮肥运筹方式对苗期受渍夏玉米产量的影
响
2.1.1 苗期渍害对玉米产量的影响 2年对照产
量达 9000 kg hm–2 以上; 而渍水处理产量均低于
8000 kg hm–2 (表 1)。2年渍水各处理平均产量较对
照分别降低 24.2%和 25.7%。对年度、渍水和不同氮
肥运筹方式进行三因素方差分析表明, 年度、渍水
处理和不同氮肥运筹方式间产量存在极显著差异
(P<0.01), 渍水与氮肥处理间无交互作用。苗期渍水
处理产量显著降低与其穗粒数显著减少有关
(P<0.01)。
2.1.2 氮肥运筹方式对产量的影响 氮肥后移提
高玉米籽粒产量, 2年渍水与对照的 N4处理产量较
N1分别提高 6.6%和 9.8%、12.3%和 10.7%。分别对
渍水处理和对照下不同氮肥处理进行单因素方差分
析, 结果表明, 2011年苗期渍水条件下, 不同氮肥处
理间产量无显著差异; 对照处理 N4和 N3显著高于
N1(P<0.05)(表 1)。2012年渍水和对照的 N1处理产
量显著低于 N2、N3和 N4处理(P<0.05)。玉米产量
RIR为 N1(25.3%)>N2(24.6%)>N3(23.8%)>N4(23.1%)

表 1 氮肥运筹方式对苗期受渍夏玉米产量、粒叶比和收获指数的影响
Table 1 Effects of different nitrogen treatments on grain yield, grain/leaf ratio and harvest index under waterlogging at the seedling stage
处理
Treatment
产量
Yield (kg hm–2)
有效穗数
Effective-ear
hm–2
穗粒数
Kernel per ear
千粒重
1000-kernel weight
(g)
粒叶比
Grain/leaf
ratio
收获指数
Harvest index
2011 渍水处理 Waterlogging
N1 7013.1±491.7 a 67163 496.7±7.2 a 297.5±25.7 0.21±0.01 0.41±0.01
N2 7247.9±399.2 a 67458 499.2±18.3 a 317.8±22.2 0.22±0.02 0.42±0.03
N3 7551.1±810.0 a 67247 507.2±12.0 a 329.5±16.2 0.23±0.01 0.44±0.01
N4 7698.7±342.9 a 67500 532.9±19.0 a 330.1±6.1 0.24±0.01 0.47±0.04
2011 对照 Control
N1 9388.2±192.3 b 72563 540.6±6.2 a 300.6±33.8 0.22±0.02 0.47±0.01
N2 9611.5±639.8 ab 70748 548.1±10.7 a 327.6±12.1 0.23±0.01 0.48±0.02
N3 9915.5±233.2 a 71719 558.8±13.9 a 351.0±27.6 0.23±0.01 0.50±0.01
N4 10009.6±96.6 a 70791 564.6±5.5 a 358.5±14.7 0.24±0.03 0.52±0.04
2012 渍水处理 Waterlogging
N1 6537.9±321.5 b 63240 460.7±4.1 b 289.9±3.8 0.18±0.01 0.40±0.03
N2 6894.0±357.8 a 65031 489.2±5.9 b 298.3±5.0 0.18±0.02 0.40±0.01
N3 7276.3±401.8 a 66813 495.1±7.6 a 306.7±1.5 0.23±0.03 0.45±0.01
N4 7458.6±178.3 a 66809 509.5±4.0 a 319.3±6.4 0.24±0.01 0.47±0.04
2012 对照 Control
N1 8902.1±278.4 b 69478 525.5±3.3 a 300.1±3.0 0.20±0.01 0.46±0.07
N2 9343.6±267.4 a 69998 532.5±5.0 a 311.9±7.6 0.21±0.01 0.47±0.03
N3 9703.6±461.4 a 70500 548.2±6.3 a 328.6±8.1 0.22±0.02 0.51±0.01
N4 9964.7±246.1 a 71899 558.1±10.8 a 339.8±4.6 0.23±0.01 0.52±0.04
小写字母不同表示不同氮肥运筹方式在 P<0.05 的水平上差异显著。N1: 氮肥全部基施; N2: 基肥 70%+拔节肥 30%; N3: 基肥
50%+拔节肥 50%; N4: 基肥 30%+拔节肥 50%+大喇叭口肥 20%。
Values followed by different letters are significantly different (P<0.05) between different nitrogen treatments. N1: 100% N applied at
land preparation; N2: 70% N applied at land preparation and 30% N applied at jointing stage; N3: 50% N applied at land preparation and 50%
N applied at jointing stage; N4: 30% N applied at land preparation, 50% N applied at jointing stage and 20% N at big trumpet stage.
第 8期 武文明等: 氮肥运筹对苗期受渍夏玉米干物质和氮素积累与转运的影响 1249


(2011年 )和 N1(26.6%)>N2(26.2%)>N3(25.0%)>N4
(25.1%) (2012年), 表明氮肥后移能够减轻苗期渍害
对玉米产量的影响。
相关分析表明穗粒数(r=0.944, P<0.01)、千粒重
(r=0.634, P<0.01)和收获指数(r=0.893, P<0.01)与籽粒
产量间呈极显著正相关; 粒叶比与籽粒产量不相关。
2.2 氮肥运筹方式对苗期受渍夏玉米叶面积指
数的影响
2.2.1 苗期渍害对叶面积指数的影响 拔节期前
LAI 较低, 拔节至大喇叭口期迅速增加, 吐丝期达
到最高值, 之后逐渐降低(图 1)。方差分析表明, 渍
水处理 LAI显著低于对照(P<0.05)。吐丝期, 渍水处
理 N1、N2、N3 和 N4 的 LAI 较对照相应处理分别
下降 16.6%、17.6%、26.2%和 28.4%, 表明苗期渍水
影响玉米植株叶片生长, 降低群体绿叶面积, 不利
于玉米光合生产。
吐丝期群体 LAI均表现为穗下层>穗位层>穗上
层 (图2)。2年渍水处理穗下层 LAI 较对照下降
31.1%~60.4%和25.5%~69.4%; 穗位层降低5.7%~
13.5%和1.7%~8.0%; 穗上层降低14.7%~27.0%和

图 1 氮肥运筹方式对苗期受渍夏玉米群体 LAI的影响(2011年)
Fig. 1 Effects of different nitrogen treatments on leaf area index (LAI) in maize under waterlogging at the seedling stage in 2011
缩写同表 1。Abbreviations are the same as those given in Table 1.

图 2 氮肥运筹方式对苗期受渍夏玉米吐丝期不同部位群体 LAI的影响
Fig. 2 Effects of different nitrogen treatments on LAI of different layers in silking stage under waterlogging at the seedling stage
柱上小写字母不同表示不同氮肥运筹方式 LAI存在显著差异(P<0.05); 缩写同表 1。
Different letters above bars indicate significant difference among different nitrogen treatments at P<0.05.
Abbreviations are the same as those given in Table 1.
1250 作 物 学 报 第 41卷

4.4%~10.7%; 其中穗下层叶片 LAI 降幅最大, 其次
是穗上层, 穗位层降幅最小, 表明苗期渍水条件使
玉米生长发育受阻, 穗下层叶片较早衰老使得群体
LAI降低。
2.2.2 氮肥运筹方式对叶面积指数的影响 不同
氮肥运筹方式间, 自玉米出苗至出苗后 60 d, LAI无
显著差异; 但出苗后 70 d, 不同氮肥处理间 LAI 存
在显著差异, 其中 N4 处理显著高于其他氮肥处理
(P<0.05)。
渍水处理穗下层 LAI 表现为 N1>N2>N3>N4;
对照穗下层 LAI 表现为 N4>N3>N2>N1; 穗位层和
穗上层 LAI 都表现为 N4>N3>N2>N1。表明苗期渍
水处理导致穗下层叶片衰老, LAI降低, 特别是渍水
处理下氮肥后移的穗下层叶片 LAI 降幅增大, 但是
氮肥后移能够通过增大穗位层和穗上层叶片的 LAI
来弥补穗下层 LAI降低导致的群体 LAI降低的趋势,
且弥补的效应大于穗下层 LAI 降低的效应, 进而使
得渍水条件下氮肥后移的群体 LAI 较氮肥前移处理
增大。
相关分析表明吐丝期最大 LAI 与籽粒产量呈极
显著正相关关系(r=0.885, P<0.01)。
2.3 氮肥运筹方式对苗期受渍夏玉米地上部干
物质积累与分配的影响
2.3.1 苗期渍害对地上部干物质积累与分配的影响
渍水处理干物质积累低于对照。吐丝期前渍水
处理和对照干物质积累无显著差异; 吐丝期后, 渍
水处理干物质积累显著低于对照(P<0.05), 表明干
物质积累的差异主要是吐丝期后光合产物积累造成
的。2011年和 2012年渍水处理玉米吐丝期后干物质
生产分别占整个生育期积累量的 54.2%~58.5%和
51.4%~55.3%, 对照分别占 55.3%~61.3%和 53.6%~
60.0% (图 3)。玉米吐丝期后的干物质积累量与最终
籽粒产量关系密切 , 渍水降低玉米群体的生长量 ,
导致玉米产量下降。渍水处理营养器官干物质的转
运量及其对籽粒干物质积累的贡献率高于对照, 但
其吐丝期后籽粒干物质积累量及其贡献率低于对照
(表 2), 表明苗期渍水促进了营养器官积累干物质和
向籽粒的转运, 但不利于吐丝后籽粒干物质积累。
2.3.2 氮肥运筹方式对地上部干物质积累与分配的
影响 玉米干物质积累量表现为 N4>N3>N2>N1,
N4 处理吐丝期后干物质积累量显著高于其他氮肥
处理(P<0.05)(图 3), 表明氮肥后移促进吐丝期后干

图 3 氮肥运筹方式对苗期受渍夏玉米地上部干物质吐丝前后分配的影响
Fig. 3 Above ground biomass distribution under waterlogging at the seedling stage of different nitrogen treatments
图柱上小写字母不同表示吐丝后不同氮肥运筹方式在 P<0.05的水平上差异显著; 缩写同表 1。
Different letters above bars indicate significant difference (P<0.05) between different nitrogen treatments.
Abbreviations are the same as those given in Table 1.
第 8期 武文明等: 氮肥运筹对苗期受渍夏玉米干物质和氮素积累与转运的影响 1251


表 2 吐丝期后营养器官贮藏干物质的转运和干物质积累
Table 2 Dry matter translocation amount from vegetative organ to grain and accumulation amount after silking stage
渍水处理 Waterlogging 对照 Control
处理
Treatment
吐丝前贮藏
干物质转运量
ATASS
(kg hm–2)
吐丝前贮藏干
物质转运量对
籽粒的贡献率
CATASG (%)
吐丝后籽粒干
物质积累量
AAASS
(kg hm–2)
吐丝后干物质
积累量对籽粒
的贡献率
CAAASK (%)
吐丝前贮藏
干物质转运
量 ATASS
(kg hm–2)
吐丝前贮藏干
物质转运量对
籽粒的贡献率
CATASG (%)
吐丝后籽粒
干物质积累量
AAASS
(kg hm–2)
吐丝后干物质
积累量对籽粒
的贡献率
CAAASK (%)
2011
N1 3035.7 a 38.0 4963.0 a 62.0 2537.8 a 25.4 7471.8 a 74.6
N2 2128.5 b 28.2 5422.6 a 71.8 2007.6 a 20.2 7907.9 a 79.8
N3 1954.2 bc 27.0 5293.7 a 73.0 1615.7 b 16.8 7995.8 a 83.2
N4 1688.4 c 24.1 5324.7 a 75.9 1671.9 b 17.8 7716.3 a 82.2
2012
N1 3438.5 a 48.4 3668.6 a 51.6 2289.5 a 23.1 7609.6 a 76.9
N2 2826.5 b 41.0 4073.5 a 59.0 1876.0 ab 19.4 7773.2 a 80.6
N3 2340.3 bc 35.2 4309.1 a 64.8 1375.4 b 14.8 7911.4 a 85.2
N4 1839.8 c 29.1 4473.4 a 70.9 886.3 c 10.0 8003.8 a 90.0
小写字母不同表示氮肥运筹方式在 P<0.05的水平上差异显著; 缩写同表 1。
Values followed by different letters are significantly different (P<0.05) between different nitrogen treatments. ATASS: assimilates
transportation amount after silking stage; CATASG: contribution of assimilates transportation amount after silking to grain; AAASS: assimi-
lates accumulation amount after silking stage; CAAASK: contribution of assimilates accumulation amount after silking to kernel. Other ab-
breviations are the same as those given in Table 1.

物质积累, 为提高玉米产量奠定生物量基础。营养
器官干物质转运量的贡献率表现为 N1>N2>N3>N4,
吐丝期后干物质积累量及对籽粒干物质积累的贡献
率表现为 N4>N3>N2>N1 (表 2), 表明氮肥前移处理
促进了营养器官干物质向籽粒的转运, 但不利于吐
丝期后籽粒干物质积累, 氮肥后移处理则显著提高
了吐丝后籽粒干物质积累量。
2.4 氮肥运筹方式对苗期受渍夏玉米氮素积累
与分配的影响
2.4.1 苗期渍害对氮素积累与分配的影响 夏玉
米各器官氮素积累量随生长发育进程而变化。从大
喇叭口至吐丝期, 叶片是氮素的分配中心; 吐丝期
以后, 随着生殖器官的生长发育, 在茎和叶片中分
配的比例逐渐减少, 开始向果穗转运。成熟期, 茎和
叶片中的氮素积累量减少, 籽粒中氮素积累量增大,
占氮总积累量的 62.6%~74.9% (表 3)。
苗期渍水处理使不同器官氮素积累量显著低于
对照(P<0.05)。2011年各时期茎部氮素积累量较对照
降低 32.4%~47.9%; 叶片氮素积累量降低 22.3%~
39.7%; 籽粒氮素降低31.1%。2012年茎部、叶片和
籽粒氮素积累量较对照分别降低20.2%~53.0%、
14.7%~37.1%和31.6% (表4)。苗期渍水处理吐丝期后
营养器官贮藏氮素向籽粒的转运量和花后籽粒氮素
积累量低于对照, 表明苗期渍水处理不利于提高籽
粒中氮素的积累(图4)。
渍水处理氮素吸收利用效率和氮肥偏生产力
均显著低于对照 (P<0.05)。苗期渍水与对照相比 ,
两年氮素吸收利用效率分别下降 28.8%~31.9%
(2011 年)和 28.1%~30.5% (2012 年); 氮肥偏生产
力下降 23.1%~25.3% (2011 年 )和 23.1%~26.6%
(2012 年)。
2.4.2 氮肥运筹方式对氮素积累与分配的影响
苗期渍水条件下大喇叭口期茎和叶片氮素积累
量表现为 N1>N2>N3>N4, N4 处理显著低于其他氮
肥处理; 吐丝期和成熟期, 不同氮肥处理茎、叶片的
氮素积累量无显著差异; 成熟期, 籽粒氮素积累量
表现为 N4>N3>N2>N1。对照大喇叭口期茎、叶片
氮素积累量表现为 N1>N2>N3>N4, N4 处理显著低
于其他氮肥处理 ; 成熟期叶片氮素积累量表现为
N4>N3>N2>N1, N4显著高于其他处理, 其他各时期
茎、叶片和籽粒氮素积累量无显著差异(表 4)。
不同氮肥处理, 渍水条件下, 营养器官贮藏氮
素转运量无差异, 转运氮素的贡献率为N1>N2>N3>
N4, 表明苗期渍水使营养器官贮藏氮素向籽粒转运
量增大; 花后籽粒氮素积累量及贡献率表现为 N4>
N3>N2>N1, 表明氮肥后移有利于提高花后籽粒氮
素积累量。对照氮素转运量和花后籽粒氮素积累量
及贡献率表现相同趋势(图 4)。
1252 作 物 学 报 第 41卷

表 3 不同氮肥运筹方式苗期受渍夏玉米植株不同器官的氮素积累量
Table 3 Nitrogen accumulation amount of different nitrogen treatments on nitrogen concentration in different organs of summer
maize under waterlogging at seedling stage (kg hm–2)
2011 2012 生育期
Growth stage 渍水处理
Waterlogging
对照
Control
渍水处理
Waterlogging
对照
Control
大喇叭口期 BTS 28.65±2.96 b 47.49±2.07 a 23.13±1.00 b 36.78±0.78 a
吐丝期 SS 36.93±1.73 b 59.18±1.11 a 35.43±1.45 b 50.12±1.01 a
叶 Leaf
成熟期 MS 19.62±0.74 b 25.24±2.16 a 23.98±1.78 b 28.10±0.91 a
大喇叭口期 BTS 10.41±0.98 b 19.96±1.86 a 11.34±0.57 b 24.10±0.75 a
吐丝期 SS 15.57±2.17 b 24.85±1.41 a 17.12±0.76 b 25.18±1.34 a
茎 Stem
成熟期 MS 11.87±0.57 b 17.55±1.13 a 12.13±0.79 b 15.20±1.00 a
籽粒 Grain 成熟期 MS 82.06±3.89 b 119.03±3.43 a 74.09±2.45 b 108.31±4.03 a
大喇叭口期 BTS 39.06 67.45 34.47 60.88
吐丝期 SS 52.50 84.03 52.55 75.30
合计 Total
成熟期 MS 113.55 161.82 110.20 151.61
小写字母不同表示渍水处理和对照在 P<0.05的水平上差异显著。
Values followed by different letters are significantly different (P<0.05) in nitrogen accumulation amount between waterlogging treat-
ment and control. BTS: big trumpet stage; SS: silking stage; MS: maturity stage.

表 4 氮肥运筹方式对苗期受渍夏玉米各器官氮素积累与分配的影响(2011年)
Table 4 Effects of different nitrogen treatments on accumulation, distribution, and translocation of nitrogen in various organs of
summer maize under waterlogging at the seedling stage in 2011
茎 Stem 叶 Leaf 籽粒 Grain 生育期
Growth
stage
处理
Treatment 积累量
NA (kg hm–2)
占总量比例
NP (%)
积累量
NA (kg hm–2)
占总量比例
NP (%)
积累量
NA (kg hm–2)
占总量比例
NP (%)
总积累量
Total N
(kg hm–2)
渍水处理 Waterlogging
N1 12.84±1.32 a 27.18 34.40±3.34 a 72.82 47.24
N2 10.95±0.81 a 26.08 31.03±1.28 a 73.92 41.98
N3 9.59±0.02 a 25.06 28.68±1.30 a 74.94 38.27
大喇叭
口期
BTS
N4 8.25±1.24 b 28.70 20.50±1.76 b 71.30 28.75
N1 18.12±1.06 a 32.83 37.08±0.16 a 67.17 55.20
N2 18.38±0.30 a 34.38 35.08±1.55 a 65.62 53.46
N3 19.38±0.28 a 36.42 33.83±1.67 a 63.58 53.21
吐丝期
SS
N4 21.37±1.28 a 33.87 41.72±2.49 a 66.13 63.09
N1 11.91±0.03 a 11.30 18.25±1.67 a 17.31 75.24±1.57 b 71.39 105.40
N2 13.42±1.91 a 12.07 18.48±0.37 a 16.62 79.26±3.40 ab 71.30 111.16
N3 11.48±1.15 a 10.19 20.64±2.94 a 18.33 80.50±3.06 a 71.48 112.62
成熟期
MS
N4 10.69±0.18 a 8.55 21.12±2.74 a 16.89 93.22±4.71 a 74.56 125.03
对照 Control
N1 24.08±1.82 a 31.70 51.89±2.98 a 68.30 75.97
N2 21.10±1.77 a 30.80 47.41±1.17 a 69.20 68.51
N3 19.46±2.93 a 28.55 48.70±6.08 a 71.45 68.16
大喇叭口期
BTS
N4 15.19±0.34 b 26.57 41.97±1.76 a 73.43 57.16
N1 22.43±1.20 a 27.02 60.59±5.36 a 72.98 83.02
N2 23.24±1.62 a 27.45 61.41±7.61 a 72.55 84.65
N3 24.98±4.20 a 30.05 58.16±5.09 a 69.95 83.14
吐丝期
SS
N4 28.76±4.45 a 33.70 56.57±10.23 a 66.30 85.33
N1 16.28±1.39 a 10.77 21.69±0.95 b 14.34 113.25±3.77 a 74.89 151.22
N2 19.27±0.71 a 12.30 23.64±0.94 ab 15.09 113.80±1.39 a 72.62 156.71
N3 19.65±4.10 a 11.90 24.09±1.35 ab 14.59 121.38±2.40 a 73.51 165.12
成熟期
MS
N4 15.01±2.84 a 8.62 31.53±2.20 a 18.10 127.69±2.70 a 73.29 174.23
小写字母不同表示不同氮肥运筹方式在 P<0.05的水平上存在差异; 缩写同表 1。
Values followed by different letters are significantly different (P<0.05) in nitrogen accumulation amount between different nitrogen
treatments. BTS: big trumpet stage; SS: silking stage; MS: maturity stage; NA: nitrogen accumulation; NP: nitrogen proportion. Other abbre-
viations are the same as those given in Table 1.
第 8期 武文明等: 氮肥运筹对苗期受渍夏玉米干物质和氮素积累与转运的影响 1253



图 4 开花前营养器官积累氮素向籽粒的转运和吐丝后籽粒氮素的积累
Fig. 4 Nitrogen translocation from vegetative organ to grain and nitrogen accumulation after silking stage
缩写同表 1。Abbreviations are the same as those given in Table 1.

渍水条件下, N4处理较 N1、N2和 N3处理氮素
吸收效率分别提高了 18.2%、13.0%和 10.6% (2011
年), 17.1%、17.1%和 6.7% (2012年)。氮肥偏生产力
分别提高 9.8%、6.2%和 2.0% (2011年), 17.5%、13.6%
和 4.7% (2012 年)。对照 N4 处理较 N1、N2 和 N3
处理氮素吸收效率分别提高了 9.5%、6.2%和 5.8%
(2011年), 8.5%、10.1%和 0.9% (2012年)。氮肥偏生
产力分别提高 5.6%、3.1%和 1.0% (2011年), 10.5%
和 7.0% (2012 年)(表 5)。氮肥适当后移可提高氮肥
吸收效率和氮肥偏生产力。

表 5 氮肥运筹方式对苗期受渍夏玉米氮素利用的影响
Table 5 Effects of different nitrogen treatments on nitrogenous fertilizer use efficiency under waterlogging at seedling stage
2011 2012 处理
Treatment 氮素吸收效率
NUPE (kg kg–1)
氮肥偏生产
PFPN (kg kg–1)
氮素吸收效率
NUPE (kg kg –1)
氮肥偏生产
PFPN (kg kg–1)
渍水处理 Waterlogging
N1 0.44 b 29.22 b 0.41 a 28.56 b
N2 0.46 ab 30.20 ab 0.41 a 28.16 ab
N3 0.47 a 31.46 a 0.45 a 30.73 a
N4 0.52 a 32.08 a 0.48 a 31.00 a
对照 Control
N1 0.63 b 39.12 b 0.57 b 37.13 b
N2 0.65 b 40.05 ab 0.59 a 38.34 b
N3 0.69 a 41.31 a 0.64 a 41.10 a
N4 0.73 a 41.71 a 0.67 a 41.03 a
小写字母不同氮肥运筹方式在 P<0.05的水平上差异显著; 缩写同表 1。
Values followed by different letters are significantly different (P<0.05) between different nitrogen treatments. NUPE: nitrogen uptake
efficiency; PFPN: partial factor productivity of nitrogen. Other abbreviations are the same as those given in Table 1.

3 讨论
干物质和养分积累是作物器官分化、产量形成
的前提, 养分吸收是干物质形成和累积的基础[20]。
适宜的群体叶面积指数(LAI)是群体物质生产的基
础。玉米植株叶片可分为穗上层、穗位层和穗下层
三组, 其功能有所不同。穗上层叶片光合产物供应
雄穗和籽粒, 穗位层叶片光合产物主要供应籽粒灌
浆, 穗下层叶片光合产物主要供给根系生长。籽粒
干物质主要来自吐丝后的光合作用和花前贮藏在营
养器官的碳水化合物的再转运[21]。土壤渍水条件下,
叶片气孔关闭, 蒸腾速率下降, CO2扩散的气孔阻力
增加, 光合速率降低[7]; 随着渍水时间的延长, 羧化
酶活性逐渐降低, 叶绿素含量下降, 叶片早衰和脱
落, PSII光化学效率降低。土壤淹水不仅降低光合速
率, 光合产物的运输也有所减慢[22-23]。苗期渍害下
营养优先供应穗位叶片的生长以保证光合产物向籽
粒的供应和转运, 苗期渍水 7 d 降低吐丝后干物质
1254 作 物 学 报 第 41卷

的积累量, 但提高营养器官干物质的转运量及其对
籽粒干物质的贡献率; 吐丝后籽粒干物质积累量降
低 , 可能是由于苗期渍害造成玉米生长发育受阻 ,
穗下层叶片较早衰老使得群体 LAI 降低。氮肥后移
通过提高土壤中矿质态氮含量, 增加根部的细胞分
裂素合成和向叶的运输[24], 增大穗位层和穗上层叶
片的 LAI来弥补穗下层 LAI降低导致的群体 LAI降
低的趋势, 且弥补的效应大于渍害导致穗下层 LAI
降低的效应, 进而使得苗期渍害下氮肥后移的群体
LAI较氮肥前移增大。氮肥后移使群体 LAI增大, 进
而提高吐丝后干物质的积累量, 使得干物质积累较
氮肥前移处理增大。这与戴明宏等[25]研究不同生态
区及不同品种吐丝期后的干物质量与籽粒产量表现
一致。苗期渍水 7 d导致玉米地上部分生长受阻, 光
合能力下降, 空秆数增大, 从而导致源的供应能力
下降; 同时渍水胁迫显著降低了夏玉米籽粒最大灌
浆速率及灌浆速率最大时的生长量, 抑制了籽粒灌
浆, 严重影响籽粒干物质的积累, 导致夏玉米产量
显著下降[8]。
作物实际产量与最大产量潜力之间的差距除了
水分这一重要限制因子外, 养分是所有农艺措施中
最重要的影响因素[26]。氮素对玉米器官建成具有重
要作用。玉米对氮肥较为敏感, 施氮后增产效果明
显。张起君[9]报道, 合理施肥在玉米增产诸因素中起
28%~30%的作用, 因此了解氮素吸收积累特性是合
理施用氮肥的重要依据[27-28]。苗期渍水, 土壤氮素
以NO3-N形式淋溶至土壤深处, 土壤中可供利用的
矿质态氮浓度降低, 根系吸收利用的养分减少[11]。氮
肥用量不足导致穗叶叶肉细胞叶绿体结构性差、细
胞碳水化合物积累少、营养体氮素再分配比率失衡,
加速了叶片后期生长进程 , 使叶片提早衰老 [ 29 ]。
Osaki等[30]认为, 营养体过量的氮素转移将导致叶片
早衰及光合能力的下降。王宜伦等[14,31]研究表明氮
肥后移能够降低夏玉米茎和叶片氮素转运率, 维持
夏玉米茎和叶片中较高氮素积累, 防止叶片过早衰
老而有利于生育后期物质的合成, 氮肥后移比习惯
施氮增产2.3%~5.3%。赵士诚等研究表明氮肥减量后
移下氮肥利用率显著增加, 而且可使耕层无机氮供
应较好地与作物吸收同步, 降低收获期0~100 cm土
层NO3-N积累、减少氮素的田间表观损失[32]。本研
究表明苗期渍水处理玉米叶片、茎秆和籽粒中的氮
素积累量下降, 降低营养器官氮素向籽粒的转运和
吐丝后籽粒氮素的积累量。氮肥后移降低营养器官
氮素的转运量, 提高吐丝后籽粒氮素的积累量, 表
明氮肥后移使得生育后期氮素优先供应给营养器
官, 以利于更好地利用光能, 防止营养器官过早衰
老不利于生育后期干物质的积累。苗期渍水条件下,
氮肥后移较全部基施能够提高玉米的光合物质生产
和转化效率, 对苗期渍水夏玉米生长能力的恢复有
一定的补偿效应。氮肥吸收效率和氮肥偏生产力是
表征氮肥利用效率的重要指标, 本研究表明以“30%
苗肥+50%拔节肥+20%大喇叭口肥”施肥方式的氮素
吸收效率最高, 苗期渍水使得氮素吸收利用效率下
降28.1%~31.9%, 氮肥偏生产力下降23.1%~26.6%;
氮肥后移使得氮素吸收效率提高0.9%~18.2%, 氮肥
适当后移可提高氮肥吸收效率和氮肥偏生产力, 且
渍水条件下氮肥后移提高的比例高于对照。因此 ,
渍水条件下氮肥施用量和追肥时期应适当后移, 以
保证生育后期土壤有效氮的充足供应, 这是实现高
产的重要技术。
本试验区气候条件特殊, 经常出现夏玉米苗期
渍水。众所周知, 降水或灌水过多会造成大量氮素
以 NO3-N 形式淋溶到土壤深处, 且夏玉米前期生长
较慢, 因此生育前期若投入过多氮肥, 容易导致严
重的氮素淋洗。在苗期易导致渍害的地区, 基肥比
例不宜过大以避免因雨水造成的氮素损失, 适当的
氮素后移至拔节期和大喇叭口期, 不仅能够对苗期
受渍夏玉米起到较好的补偿生长作用, 同时也能保
证夏玉米生育后期充足的氮素利用, 以达到高产的
目的。
4 结论
苗期渍水降低夏玉米群体叶面积指数, 穗下层
叶面积指数降低较多; 苗期渍水降低吐丝后干物质
和氮素积累量, 降低吐丝后营养器官贮藏氮素向籽
粒的转运量和籽粒氮素积累量; 氮肥后移能够提高
吐丝后干物质积累量和氮素积累量。氮肥后移使氮
素吸收效率提高 0.9%~18.2%, 偏生产力提高 1.0%~
17.5%, 减轻苗期渍害对产量的影响。在苗期易导
致渍害的地区适当地后移氮素至拔节期和大喇叭
口期, 以“30%+拔节肥 50%+大喇叭口肥 20%”方式
施肥, 能保证夏玉米生育后期充足氮素利用, 达到
高产目的。
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