全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(3): 464477 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2009CB118603), 国家自然科学基金重大国际合作交流项目(31061140457), 国家
自然科学基金项目(31071360, 31271641), 江苏省基础研究计划项目(BK2009005), 中央级科研院所基本科研(农业)业务费专项基金项
目(201103003; 201203079), 国家“十二五”科技支撑计划项目(2011BAD16B14)和江苏高校优势学科建设工程专项经费资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 杨建昌, E-mail: jcyang@yzu.edu.cn, Tel: 0514-87979317
Received(收稿日期): 2012-07-02; Accepted(接受日期): 2012-10-05; Published online(网络出版日期): 2013-01-04.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20130104.1734.012.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.00464
稻麦连作中超高产栽培小麦和水稻的养分吸收与积累特征
李鸿伟 杨凯鹏 曹转勤 王志琴 杨建昌*
扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州 225009
摘 要: 以 2个小麦品种和 2个水稻品种为材料, 大田种植, 稻麦连作, 重复 2年, 设置超高产栽培和当地高产栽培
两种栽培模式, 旨在探明超高产栽培小麦和水稻养分吸收与积累特征。超高产栽培中, 采用实地氮肥管理及水稻轻干
湿交替灌溉和小麦控制土壤水分灌溉等关键技术。与当地高产栽培(小麦产量< 8 t hm2, 水稻产量< 10 t hm2)相比,
超高产栽培(小麦产量> 9 t hm2, 水稻产量> 12 t hm2)小麦和水稻的氮(N)、磷(P)、钾(K)总吸收量显著增加, 并表现
为拔节前的吸收和积累量显著降低, 拔节至开花、开花至成熟的吸收积累量显著提高。超高产栽培的 N、P、K的总
吸收量, 小麦分别为 265、58和 256 kg hm2, 水稻分别为 256、79和 321 kg hm2。上述 3种元素于生育中后期(拔节
至成熟)的吸收量占总吸收量的比例, 小麦为 50%~60%, 水稻为 60%~70%。超高产栽培显著提高了 N、P、K偏生产
力(产量/N、P、K 施用量)、养分吸收的养分籽粒生产率(籽粒产量/成熟期植株 N、P、K 吸收量)和养分收获指数(籽
粒 N、P、K吸收量/成熟期植株 N、P、K吸收量), 降低了生产单位籽粒产量的养分吸收量(成熟期植株 N、P、K吸
收量/籽粒产量)。本研究结果显示, 超高产栽培小麦和水稻养分吸收与积累具有生育前期较低、生育中期和后期较高
的特点, 且养分吸收利用效率提高。
关键词: 超高产栽培; 养分吸收; 实地氮肥管理; 轻干湿交替灌溉; 控制土壤水分
Characteristics of Nutrient Uptake and Accumulation in Wheat and Rice with
Continuous Cropping under Super-High-Yielding Cultivation
LI Hong-Wei, YANG Kai-Peng, CAO Zhuan-Qin, WANG Zhi-Qin, and YANG Jian-Chang*
Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China
Abstract: Understanding characteristics of nutrient uptake and accumulation in plants would be highly significant in the realiza-
tion of high-yielding and high efficiency of resource use in rice and wheat. This study aimed at investigating uptake and accumu-
lation characteristics of nitrogen (N), phosphorous (P), and potassium (K) in rice and wheat plants under super-high-yielding cul-
tivation in the wheat-rice planting system in the lower reaches of Yangtze River of China. Two high-yielding wheat varieties and
two rice varieties were field-grown for two years. Two cultivation patterns, the local farmers’ practice and super-high-yielding
cultivation, were used. The super-high-yielding cultivation adopted two new key techniques, i.e., site-specific nitrogen manage-
ment and alternate wetting and moderate drying irrigation in rice and controlled soil drying irrigation in wheat. In comparison
with those under the local farmers’ practice (wheat yield < 8 t ha1 and rice yield < 9 t ha1), the total uptake of N, P, or K in plants
was significantly increased, and the accumulation of N, P, or K was significantly decreased before stem elongation, whereas it was
significantly increased in the durations from the stem elongation to flowering and from flowering to maturity under the su-
per-high-yielding cultivation (wheat yield > 9 t ha1 and rice yield > 12 t ha1). The total uptake of N, P, and K under the su-
per-high-yielding cultivation was 265, 58, and 256 kg ha1 for wheat and 256, 79, and 321 kg ha1 for rice, respectively. The pro-
portion of N, P, or K accumulated in plants during the mid and late growth period (from stem elongation to maturity) to the total
uptake of nutrients was 50–60% for wheat and 60–70% for rice. The super-high-yielding cultivation significantly increased partial
factor productivity of N, P, or K (grain yield/amount of N, P, or K applied), internal nutrient efficiency (grain yield/total uptake of
N, P, or K at maturity), and harvest index of nutrients (uptake of N, P, or K in grains/ the total uptake of N, P, or K in plants at
maturity), and significantly decreased the absorption amount of nutrients for grain production (total uptake of N, P, or K in plants
第 3期 李鸿伟等: 稻麦连作中超高产栽培小麦和水稻的养分吸收与积累特征 465


at maturity/grain yield). The results suggest that both wheat and rice absorb relatively smaller nutrients at early growth stages and
more nutrients during the mid and late growth period, and the uptake and use efficiency of nutrients could be increased under the
super-high-yielding cultivation.
Keywords: Super-high-yielding cultivation; Nutrient uptake; Site-specific nitrogen management; Alternate wetting and moderate
drying irrigation; Controlled soil drying
粮食生产在我国国民经济和社会发展中占有十
分重要的战略地位。然而 , 进一步发展粮食生产面
临着新的挑战。我国人多地少、农业资源短缺、人
增地减的趋势在相当长的时期内还难以遏制[1-2]。据
预测, 到 2030年我国人口将达到 16亿, 要实现 2030
年中国粮食安全, 总产必须在现有基础上提高 40%
以上, 单产增加 45%以上[1]。因此, 依靠科技进步,
进一步大幅度提高单产是实现安邦定国、粮丰民富
的战略抉择。水稻和小麦是我国两大主要粮食作
物 , 其播种面积和总产量占全国粮食总产的 60%以
上[3-4]。稻-麦一年两熟种植方式是我国作物的主要种
植体系, 目前稻-麦一年两熟种植面积达 530 多万公
顷, 且随着农村劳动力的转移和种植业结构的变化,
这种种植制度还将扩大[5-6]。因此, 实现稻麦周年超
高产 , 对于保证我国粮食安全具有十分重大的意
义。近年来, 我国多个单位开展水稻或小麦超高产
栽培的研究, 基本明确了超高产栽培水稻和小麦的
产量形成特点、群体质量指标和生理特征[7-11]。但有
关水稻和小麦在周年超高产栽培条件下植株养分吸
收和积累特点的研究鲜有报道。本研究系统分析了
稻麦周年轮作体系超高产栽培水稻和小麦的氮(N)、
磷(P)、钾(K)吸收与累积特点, 旨在为稻麦周年超高
产和养分高效利用栽培管理提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与种植
试验于 2010 年和 2011 年在江苏省东海农场
(34°50N, 119°10E)进行, 试验地土壤类型为黏质壤
土, 含有机质 20.2 g kg1、速效氮 103 mg kg1、速效
磷 28.5 mg kg1、速效钾 165 mg kg1。供试小麦品种
为连麦 1号和淮麦 23、水稻品种为连粳 6号和连粳
7号。2009年 10月 19日和 2010年 10月 20日播种
小麦, 行距 20 cm (三叶期苗密度为 155~168苗 m2),
2010 年 6 月 12 日和 2011 年 6 月 14 日收获。2010
和 2011 年 5月 25~26 日播种水稻, 6 月 18~19 日移
栽, 株行距为 20 cm × 20 cm, 每穴双本栽插, 当年
10月 14~15日收获。
1.2 处理设置
设置当地高产栽培(LFP)和超高产栽培(SHC)两
种栽培方法处理, 3次重复, 小区面积为 10 m × 8 m。
各小区间作埂, 埂宽 1.0 m, 用塑料薄膜包埂。周年
稻麦轮作, 即水稻收获后种植小麦, 小麦收获后种
植水稻。第 1 年试验用随机区组设计, 第 2 年试验
的同一品种、同一栽培方式处理在前年相同田块、
相同小区内进行。
1.2.1 当地高产栽培 施肥和灌溉等措施同当地
高产栽培。小麦总施氮量为 270 kg hm2, 其中基肥
(播种前 1 d施) 135 kg hm2 (尿素折合成纯氮, 下同),
苗肥(三叶期施用) 40.5 kg hm2, 拔节肥(拔节始期
施用) 94.5 kg hm2, 磷肥 60 kg hm2(施过磷酸钙折
算成 P)和钾肥 90 kg hm2 (施 KCl折算成 K)作为基
肥 1 次施入。小麦在分蘖期、拔节期和开花期视墒
情(中午顶部叶片出现卷叶)进行灌溉, 总灌溉水量
为 1800~2250 m3 hm2。水稻的总施氮量为 315 kg
hm2, 分别于移栽前 1 d (基肥, 180 kg hm2)、移栽后
8~10 d (分蘖肥, 60 kg hm2)和移栽后 34~36 d (促花
肥, 75 kg hm2)施用。磷肥(P) 60 kg hm2和钾肥(K)
90 kg hm2作为基肥 1次施用。除生育中期搁田外, 其
余时间田间保持 2~3 cm 浅水层, 直到收获前 1 周断
水。水稻整个生育期的灌水量为 7545~8130 m3 hm2。
1.2.2 超高产栽培 主要采用两种新技术, 在水
稻上使用实地氮肥管理(SSNM)和轻干湿交替灌溉
技术, 在小麦上使用 SSNM 和控制土壤水分灌溉技
术。水稻和小麦的 SSNM 技术参照 Peng 等[12]和杨
建昌等[6]方法, 施肥时期和施肥量见表 1, 总施氮量
小麦为 240 kg hm2, 水稻为 280 kg hm2 (表 1)。小
麦基施 P 60 kg hm2。K 90 kg hm2分别作为基肥和
拔节肥两次施用, 基肥与拔节肥的比例为 6∶4。参
照杨建昌等 [6]方法, 小麦采用控制土壤水分灌溉方
法, 即在小区内安装土壤负压计(中国科学院南京土
壤研究所生产), 负压计埋设深度离地表 15~20 cm,
当分蘖期、拔节期和开花期离地表 15~20 cm深处的
土壤水势达到40 kPa时灌溉, 总灌溉水量为 1200~
1500 m3 hm2。水稻在移栽前施 P 60 kg hm2和 K 60
kg hm2, 在拔节期追施 K 30 kg hm2; 采用轻干湿
交替灌溉方法, 即在返青期、孕穗期和开花期田间
保持 2~3 cm水层, 其他生育时期当离地表 15~20 cm
深处的土壤水势达到10 kPa 时灌溉 , 总灌溉水
466 作 物 学 报 第 39卷

表 1 超高产栽培的氮肥施用方法
Table 1 Rate of N application in super-high-yielding cultivation
实际施用量 Actual N rate (kg hm2)N分配
N split
生育期
Growth stage
SPAD值
SPAD reading
氮肥设计量
Designed N rate (kg hm2) 2010 2011
小麦Wheat
第 1次施用
1st application
播种前
Pre-sowing
90 90 90
第 2次施用
2nd application
拔节期
Stem elongation
≥46
44≤44
60
90
120
90 90
第 3次施用
3rd application
旗叶露尖
Flag leaf visible
≥45
43≤43
60
90
120
60 60
总量 Total 210–340 240 240
水稻 Rice
第 1次施用
1st application
移栽前
Pre-transplanting
100 100 100
第 2次施用
2nd application
分蘖早期
Early tillering
≥42
40≤40
30
45
60
45 45
第 3次施用
3rd application
穗分化始期
Panicle initiation
≥40
38≤38
60
75
90
60 75
第 4次施用
4th application
颖花分化期
Spikelet differentiation
≥40
38≤38
60
75
90
75 60
总量 Total 250–360 280 280
SPAD: 叶绿素测定仪; SPAD值与施肥量的确定参照杨建昌等[6]方法。
SPAD: Soil and Plant Analysis Department (chlorophyll meter). The determination of N rates by the SPAD reading was based on the
methods described by Yang et al. [6]

量为 6135~6750 m3 hm2。用土壤负压计监测土壤水
势。灌溉水量由安装在灌溉水管口的水表(LXSG- 50
流量计, 上海水分测量制造公司生产)测定。当地高
产栽培和超高产栽培两种栽培方式均严格控制病虫
草害。
1.3 取样与测定
分别于水稻移栽期和小麦幼苗期(一叶一心期)、
小麦越冬前(播后 45 d)和水稻分蘖中期(移栽后 20
d)、拔节期、开花期和成熟期(收割前 1 d), 取各小
区水稻 10 穴、小麦 40 株为 1 个样本, 将每样本分
解为绿叶、枯叶、茎、鞘、穗(开花期和成熟期)和籽
粒(成熟期), 测定干物质重; 分别用凯氏定氮法、钒
钼黄比色法和火焰分光光度法测定植株中的 N、P、
K含量[13]。
在成熟期各小区取 0.5 m2 用于考种(不包括边
行), 考察每平方穗数、每穗粒数或颖花数、结实率
(水稻)和千粒重。于各小区中心实收 30 m2用于计产,
小麦按含水率 13%、水稻按含水率 14%计算产量。
1.4 计算与统计方法
干物质重乘以 N、P、K 含量为 N、P、K 吸收
量, 某一生育时期的吸收总量减去前一个生育时期
的吸收量为这 2 个生育时期之间的累积量。成熟期
籽粒产量除以成熟期植株 N、P、K吸收量为 N、P、
K吸收籽粒生产率(internal nutrient efficiency, 籽粒
产量/成熟期植株 N、P、K 吸收量), 其倒数为生产
单位籽粒的养分吸收量(成熟期籽粒 N、P、K 吸收
量/籽粒产量) [14]。成熟期籽粒 N、P、K吸收量除以
成熟期植株 N、P、K吸收量为 N、P、K收获指数(籽
粒 N、P、K吸收量/成熟期植株 N、P、K吸收量)。
产量除以Ｎ、Ｐ、Ｋ施用量为N、P、K偏生产力(partial
factor productivity, 产量/N、P、K施用量)。
用 SAS/STAT 统计软件(Version6.12, SAS Ins-
titute, Cary, NC, USA)进行方差分析。用最小显著差
法(LSD)检验平均数的差异显著性。
2 结果与分析
2.1 产量、干物质生产与收获指数
从表 2可以看出, 超高产栽培(SHC)各作物、各
品种的产量均显著高于当地高产栽培(LFP)。两年、
两小麦品种超高产栽培的产量平均为 9.41 t hm2,
较当地高产栽培的平均产量(7.80 t hm2)高出 20.6%;
两水稻品种超高产栽培的产量平均为 12.21 t hm2,
较当地高产栽培的平均产量(9.44 t hm2)高出 29.3%;
稻麦周年产量, 超高产栽培平均为 21.62 t hm2, 较
第 3期 李鸿伟等: 稻麦连作中超高产栽培小麦和水稻的养分吸收与积累特征 467


当地高产栽培(17.24 t hm2)高出 25.4%。从产量构成
因素分析, 超高产栽培小麦产量的提高主要在于每
穗粒数和千粒重的显著增加; 超高产栽培水稻产量
的增加主要在于每穗颖花数和结实率的显著提高。
在相同栽培模式下, 同一作物的两品种及两年间的
产量差异均不显著(表 2)。
无论是小麦还是水稻, 在拔节期或以前的干物
质重均为当地高产栽培显著高于超高产栽培(表 3)。
小麦开花期的干物质重在两栽培方式间无显著差异,
成熟期的干物质重则表现为超高产栽培显著高于当
地高产栽培。水稻开花期和成熟期的干物质重均为
超高产栽培显著高于当地高产栽培。两作物的收获
指数, 超高产栽培显著高于当地高产栽培(表 3)。说
明超高产栽培具有生育中后期特别是花后干物质生
产能力强、物质生产效率(物质生产转化为经济产量)
高的特点。
2.2 养分吸收与累积特性
2.2.1 氮含量与吸收积累 在拔节期及以前, 小
麦或水稻植株含氮量(%)以及氮吸收量(kg hm2), 均
表现为当地高产栽培显著高于超高产栽培, 在成熟
期则表现为超高产栽培显著高于当地高产栽培(图
1-A~H)。在开花期, 小麦或水稻植株含氮量在 2 种
栽培方式间无显著差异, 但植株氮吸收量超高产栽
培显著高于当地高产栽培。
与植株氮含量和吸收相类似, 各生育阶段氮累
积量, 表现为在拔节前超高产栽培显著低于当地高
产栽培; 自拔节到开花、开花到成熟, 超高产栽培显
著高于当地高产栽培(表 4)。生育前(拔节前)、中(拔
节至开花)、后期(开花至成熟)植株中氮的累积量占
总吸氮量的比例, 超高产栽培小麦分别为 50.7%、
36.2%、13.1%, 总吸氮量为 265.2 kg hm2; 当地高产
栽培小麦分别为 64.0%、29.9%和 6.1%, 总吸氮量为
234.2 kg hm2; 超高产栽培水稻分别为 42.7%、
40.6%和 16.7%, 总吸氮量为 255.6 kg hm2; 当地高
产栽培水稻分别为 75.3%、13.8%和 10.9%, 总吸氮
量为 213.0 kg hm2 (表 4)。

表 2 超高产栽培小麦和水稻产量及其构成因素
Table 2 Grain yields and yield components of wheat and rice under super-high-yielding cultivation
年份
Year
品种
Variety
处理
Treatment
实收产量
Actual grain
yield (t hm2)
穗数
No. of panicles
(×104 hm2)
每穗粒数/颖花数
Kernels per spike/
spikelets per panicle
结实率
Seed-setting rate
(%)
千粒重
1000-grain
weight (g)
小麦Wheat
LFP 8.05 b 653 a 31.1 c 40.7 c 连麦 1号
Lianmai 1 SHC 9.88 a 659 a 35.7 a 43.8 a
LFP 7.64 b 676 a 29.6 d 40.3 c
2010
淮麦 23
Huaimai 23 SHC 9.15 a 687 a 32.8 b 43.5 a
LFP 7.85 b 625 a 33.5 b 39.3 d 连麦 1号
Lianmai 1 SHC 9.33 a 627 a 36.8 a 42.6 b
LFP 7.67 b 672 a 30.5 c 39.4 d
2011
淮麦 23
Huaimai 23 SHC 9.27 a 662 a 33.6 b 42.8 b
水稻 Rice
LFP 9.28 b 283 c 152 b 84.8 b 26.7 a 连粳 6号
Lianjing 6 SHC 12.06 a 291 bc 169 a 92.1 a 27.0 a
LFP 9.45 b 320 a 136 c 85.7 b 26.6 a
2010
连粳 7号
Lianjing 7 SHC 12.15 a 326 a 157 b 93.8 a 26.8 a
LFP 9.37 b 291 bc 151 b 83.5 b 26.9 a 连粳 6号
Lianjing 6 SHC 12.11 a 298 b 170 a 92.7 a 27.1 a
LFP 9.69 b 315 a 137 c 84.9 b 26.7 a
2011
连粳 7号
Lianjing 7 SHC 12.52 a 323 a 158 b 92.6 a 26.9 a
LFP: 当地高产栽培; SHC: 超高产栽培; 同一栏、同一作物不同字母表示在 0.05水平上差异显著。
LFP: local farmers’ practice; SHC: super-high-yielding cultivation. Values followed by different letters are significantly different at
P< 0.05 within the same column and the same crop.

468 作 物 学 报 第 39卷

表 3 超高产栽培小麦和水稻干物质生产与收获指数
Table 3 Dry matter production and harvest index of wheat and rice under super-high-yielding cultivation
年份
Year
品种
Variety
处理
Treatment
越冬前/分蘖中期
Pre-winter/
mid-tillering (t hm2)
拔节期
Stem elongation
(t hm2)
开花期
Anthesis
(t hm2)
成熟期
Maturity
(t hm2)
收获指数
Harvest index
小麦 Wheat
LFP 2.07 a 4.56 a 12.59 a 19.07 b 0.401 b 连麦 1号
Lianmai 1 SHC 1.76 b 4.03 b 12.92 a 21.19 a 0.443 a
LFP 2.08 a 4.61 a 11.70 a 17.92 c 0.405 b
2010
淮麦 23
Huaimai 23 SHC 1.75 b 4.08 b 12.19 a 19.53 b 0.445 a
LFP 2.12 a 4.72 a 11.95 a 18.28 c 0.408 b 连麦 1号
Lianmai 1 SHC 1.81 b 4.14 b 12.10 a 19.61 b 0.452 a
LFP 2.04 a 4.68 a 11.53 a 17.77 c 0.410 b
2011
淮麦 23
Huaimai 23 SHC 1.73 b 4.15 b 11.99 a 19.88 b 0.443 a
水稻 Rice
LFP 1.82 a 5.96 a 12.02 b 18.72 b 0.471 b 连粳 6号
Lianjing 6 SHC 1.61 b 5.25 b 13.31 a 22.29 a 0.514 a
LFP 1.85 a 6.25 a 12.21 b 19.14 b 0.469 b
2010
连粳 7号
Lianjing 7 SHC 1.56 b 5.35 b 13.02 a 22.19 a 0.513 a
LFP 1.87 a 6.14 a 11.64 b 18.74 b 0.475 b 连粳 6号
Lianjing 6 SHC 1.64 b 5.21 b 12.99 a 22.21 a 0.518 a
LFP 1.79 a 6.13 a 12.01 b 19.46 b 0.473 b
2011
连粳 7号
Lianjing 7 SHC 1.54 b 5.27 b 13.30 a 23.01 a 0.517 a
LFP: 当地高产栽培; SHC: 超高产栽培; 同一栏、同一作物不同字母表示在 0.05水平上差异显著。
LFP: local farmers’ practice; SHC: super-high-yielding cultivation. Values followed by different letters are significantly different at
P< 0.05 within the same column and the same crop.

2.2.2 磷含量与吸收积累 无论是小麦还是水稻,
各生育期植株含磷量(%)在超高产栽培与当地高产
栽培两种栽培方式间均无显著差异 (图 2-A, B, E,
F)。植株磷吸收量(kg hm2)因生育期不同而有较大
差异: 在越冬前(小麦)或分蘖中期(水稻), 在两种栽
培方式间无显著差异; 在拔节期, 超高产栽培显著
低于当地高产栽培; 在开花期和成熟期, 超高产栽
培显著高于当地高产栽培, 两作物的结果趋势一致
(图 2-C, D, G, H)。
各生育阶段磷累积量的结果与植株氮累积量的
结果趋势一致, 即在拔节前, 植株磷累积量超高产
栽培显著低于当地高产栽培, 自拔节到开花、开花
到成熟, 植株磷累积量超高产栽培显著高于当地高
产栽培(表 5)。生育前、中、后期植株中磷累积量占
总吸磷量的比例, 超高产栽培小麦分别为 37.4%、
52.9%和 9.7%, 总吸磷量为 57.85 kg hm2; 当地高
产栽培小麦分别为 46.9%、46.4%、6.7%, 总吸磷量
为 51.99 kg hm2; 超高产栽培水稻分别为 21.7%、
51.7%和 26.6%, 总吸磷量为 78.82 kg hm2; 当地高
产栽培水稻分别为 28.7%、48.5%和 22.8%, 总吸磷
量为 66.88 kg hm2 (表 5)。
2.2.3 钾含量与吸收积累 小麦植株钾含量(%),
越冬前超高产栽培显著低于当地高产栽培, 开花期
超高产栽培显著高于当地高产栽培, 拔节期和成熟
期在两种栽培方式间无显著差异(图 3-A, B)。小麦植
株钾吸收量(kg hm2), 越冬前和拔节期超高产栽培
显著低于当地高产栽培, 开花期和成熟期超高产栽
培显著高于当地高产栽培(图 3-C, D)。水稻植株钾
含量, 分蘖中期、拔节期和成熟期在两种栽培方式
间无显著差异, 开花期则超高产栽培显著高于当地
高产栽培(图 3-E, F)。水稻植株钾吸收量, 分蘖中期
和拔节期超高产栽培显著低于当地高产栽培, 开花
期和成熟期超高产栽培显著高于当地高产栽培
(图 3-G, H)。
各生育阶段钾累积量状况与植株氮、磷累积量
状况的趋势一致, 即在拔节前, 植株钾累积量超高
产栽培显著低于当地高产栽培, 自拔节到开花、开
花到成熟, 植株钾累积量超高产栽培显著高于当地
高产栽培(表 6)。生育前、中、后期植株中钾累积量
总吸钾量的比例, 超高产栽培小麦分别为 35.6%、
第 3期 李鸿伟等: 稻麦连作中超高产栽培小麦和水稻的养分吸收与积累特征 469




图 1 小麦(A~D)和水稻(E~H)植株中氮含量(A, B, E, F)与吸收量(C, D, G, H)
Fig. 1 Nitrogen content (A, B, E, F) and uptake (C, D, G, H) in wheat (A–D) and rice (E–H) plants
LFP: 当地高产栽培; SHC: 超高产栽培; PW: 越冬前; MT: 分蘖中期; SE/JO: 节间伸长/拔节期; FL: 开花期; MA: 成熟期。
同一测定时期不同字母表示在 0.05水平上差异显著。
LFP: local farmers’ practice; SHC: super-high-yielding cultivation; PW: pre-winter; MT: mid-tillering; SE/JO: stem elongation/jointing;
FL: flowering; MA: maturity. Values followed by different letters are significantly different at P< 0.05 within the same determination stage.

59.9%和 4.5%, 总吸钾量为 255.7 kg hm2; 当地高产
栽培小麦分别为 45.5%、49.8%和 4.7%, 总吸钾量为
229.7 kg hm2; 超高产栽培水稻分别为 40.1%、
57.9%和 2.0%, 总吸钾量为 321. 2 kg hm2; 当地高
产栽培水稻分别为 57.6%、44.4%和 1.0%, 总吸钾量
为 269.1 kg hm2 (表 6)。
从以上结果可以看出 , 在超高产栽培模式下 ,
植株 N、P、K累积量具有生育前期较低、生育中后
期较高的特点; 随产量的增加, N、P、K吸收量也增
加。植株吸收氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)之间的比例,
小麦约为 1.0∶0.5∶1.3; 水稻约为 1.0∶0.7∶1.5,
在 2种栽培模式间无显著差异。

470 作 物 学 报 第 39卷

表 4 超高产栽培小麦和水稻不同生育阶段氮累积量及占吸收总量的比例
Table 4 Accumulation of N at different growth stages and its proportions to the total N uptake of wheat and rice under
super-high-yielding cultivation
拔节前
Before stem elongation
拔节–开花
Stem elongation to flowering
开花–成熟
Flowering to maturity 年份
Year
品种
Variety
处理
Treatment
总量
Total uptake
(kg hm2) kg hm2 % kg hm2 % kg hm2 %
小麦Wheat
LFP 246.0 c 148.2 a 60.2 85.9 b 34.9 11.9 4.8 连麦 1号
Lianmai 1 SHC 279.7 a 133.4 b 47.7 113.5 a 40.6 32.8 11.7
LFP 227.6 d 145.7 a 64.0 67.3 c 29.6 14.6 6.4
2010
淮麦 23
Huaimai 23 SHC 252.0 c 131.8 b 52.3 92.5 b 36.7 27.7 11.0
LFP 234.0 d 156.7 a 67.0 63.2 c 27.0 14.0 6.0 连麦 1号
Lianmai 1 SHC 264.7 b 136.2 b 51.5 88.8 b 33.6 39.7 15.0
LFP 229.3 d 148.8 a 64.9 64.6 c 28.2 15.9 6.9
2011
淮麦 23
Huaimai 23 SHC 264.4 b 135.7 b 51.3 89.7 b 33.9 39.0 14.8
水稻 Rice
LFP 207.8 c 152.6 a 73.4 37.3 c 17.9 17.9 c 8.6 连粳 6号
Lianjing 6 SHC 249.6 b 106.6 b 42.7 109.0 a 43.7 34.1 b 13.6
LFP 216.3 c 164.4 a 76.0 26.1 d 12.1 25.8 c 11.9
2010
连粳 7号
Lianjing 7 SHC 252.9 ab 111.8 b 44.2 94.9 b 37.5 46.2 a 18.3
LFP 211.8 c 158.4 a 74.8 29.0 d 13.7 24.4 c 11.5 连粳 6号
Lianjing 6 SHC 255.4 ab 106.8 b 41.8 106.3 a 41.6 42.3 ab 16.6
LFP 216.0 c 166.1 a 76.9 24.8 d 11.5 25.1 c 11.6
2011
连粳 7号
Lianjing 7 SHC 264.6 a 111.7 b 42.2 105.0 a 39.7 47.8 a 18.1
LFP: 当地高产栽培; SHC: 超高产栽培; 同一栏、同一作物不同字母表示在 0.05水平上差异显著。
LFP: local farmers’ practice; SHC: super-high-yielding cultivation; values followed by different letters are significantly different at
P<0.05 within the same column and the same crop.

2.3 养分利用效率与收获指数
由表 7 可知, 超高产栽培小麦和水稻 N、P、K
吸收的籽粒生产率(吸收 1 kg养分所生产的籽粒)显
著高于当地高产栽培, 生产单位籽粒的养分吸收量
(每生产 1000 kg籽粒所吸收养分的量), 超高产栽培
则显著低于当地高产栽培。生产每吨籽粒吸收的 N、
P、K, 超高产栽培小麦分别为 27.5~28.5、5.97~6.24
和 27.5~27.7 kg, 当地高产栽培小麦分别为 29.8~
30.6、6.47~6.75和 28.5~30.1 kg; 超高产栽培水稻分
别为 20.7~21.1、6.19~6.62和 25.9~26.8 kg, 当地高
产栽培水稻分别为 22.3~22.9、7.01~7.19和 28.3~28.6
kg (表 7)。
超高产栽培小麦 N、P、K的偏生产力(产量/N、
P、K施用量)分别为 38、157和 105 kg kg1, 较当地
高产栽培分别高出 30.1%、20.6%和 20.5%。超高产
栽培水稻 N、P、K的平均偏生产力分别为 41、204
和 136 kg kg1, 较当地高产栽培分别高出 35.9%、
29.9%和 29.5% (表 8)。与当地高产栽培相比, 超高
产栽培显著提高了小麦和水稻 N、P、K收获指数(籽
粒 N、P、K吸收量/植株 N、P、K吸收量) (表 8)。
说明超高产栽培促进了 N、P、K元素向籽粒的分配。
3 讨论
3.1 超高产栽培小麦和水稻养分吸收特性
以往虽有超高产栽培水稻或小麦养分吸收特性
的研究[10,15-16], 但有关稻麦周年超高产栽培(小麦产
量> 9 t hm2、水稻产量>12 t hm2)的作物养分吸收
与积累规律的研究鲜有报道。本研究观察到, 与当
地高产栽培(稻麦周年产量<18 t hm2)相比, 超高产
栽培(稻麦周年产量>21 t hm2) 水稻和小麦 N、P、
K的吸收和积累均表现出生育前期(拔节前)较低、生
育中期(拔节至开花)和后期(开花至成熟)高的特点。
第 3期 李鸿伟等: 稻麦连作中超高产栽培小麦和水稻的养分吸收与积累特征 471



图 2 小麦(A~D)和水稻(E~H)植株中磷含量(A, B, E, F) 与吸收量(C, D, G, H)
Fig. 2 Phosphorous content (A, B, E, F) and uptake (C, D, G, H) in wheat (A–D) and rice (E–H) plants
LFP: 当地高产栽培; SHC: 超高产栽培; PW: 越冬前; MT: 分蘖中期; SE/JO: 节间伸长/拔节期; FL: 开花期; MA: 成熟期。
同一测定时期不同字母表示在 0.05水平上差异显著。
LFP: local farmers’ practice; SHC: super-high-yielding cultivation; PW: pre-winter; MT: mid-tillering; SE/JO: stem elongation/jointing;
FL: flowering; MA: maturity. Values followed by different letters are significantly different at P< 0.05 within the same determination stage.

有研究认为, 稻麦生育中期 N、P、K养分吸收量多,
有利于幼穗发育并形成大穗, 有利于形成壮秆, 可
以促进抽穗前干物质特别是茎鞘中非结构性碳水化
合物的积累, 协调源库关系, 提高灌浆初期籽粒库
生理活性[17-19]; 而生育后期养分吸收量多, 有利于
花后的干物质生产, 可以提高结实率和粒重[20-22]。
本研究超高产栽培的养分吸收特性、物质生产和产
量形成特性(生育中期和后期干物质积累高, 每穗粒
数或颖花数多、结实率高、粒重大), 再次证明了上
述观点。根据本研究结果, 在江苏北部或黄淮南部
472 作 物 学 报 第 39卷

表 5 超高产栽培小麦和水稻不同生育阶段磷累积量及占吸收总量的比例
Table 5 Accumulation of P at different growth stages and its proportions to the total P uptake of wheat and rice
under super-high-yielding cultivation
拔节前
Before stem elongation
拔节–开花
Stem elongation to flowering
开花–成熟
Flowering to maturity 年份
Year
品种
Variety
处理
Treatment
总量
Total uptake
(kg hm2) kg hm2 % kg hm2 % kg hm2 %
小麦Wheat
LFP 54.35 cd 24.17 a 44.5 27.44 b 50.5 2.75 ef 5.1 连麦 1号
Lianmai 1 SHC 61.02 a 21.76 b 35.7 33.81 a 55.4 5.45 c 8.9
LFP 51.79 de 23.97 a 46.3 22.25 c 43.0 5.57 bc 10.7
2010
淮麦 23
Huaimai 23 SHC 56.84 bc 20.81 b 36.6 29.90 b 52.6 6.14 a 10.8
LFP 50.81 de 25.49 a 50.2 22.93 c 45.1 2.40 f 4.7 连麦 1号
Lianmai 1 SHC 55.69 bc 21.94 b 39.4 29.00 b 52.1 4.75 d 8.5
LFP 51.01 e 23.87 a 46.8 24.00 c 47.0 3.14 e 6.2
2011
淮麦 23
Huaimai 23 SHC 57.85 b 22.00 b 38.0 29.79 b 51.5 6.06 ab 10.5
水稻 Rice
LFP 65.89 b 18.00 a 27.3 34.27 c 52.0 13.61 e 20.7 连粳 6号
Lianjing 6 SHC 79.80 a 16.91 b 21.2 42.71 a 53.5 20.18 b 25.3
LFP 67.95 b 19.63 a 28.9 32.77 c 48.2 15.56 d 22.9
2010
连粳 7号
Lianjing 7 SHC 75.21 a 17.28 b 23.0 39.53 b 52.6 18.40 c 24.5
LFP 65.78 b 19.71 a 30.0 30.10 d 45.8 15.97 d 24.3 连粳 6号
Lianjing 6 SHC 79.07 a 17.30 b 21.9 38.83 b 49.1 22.94 a 29.0
LFP 67.92 b 19.49 a 28.7 32.50 c 47.9 15.93 d 23.4
2011
连粳 7号
Lianjing 7 SHC 81.21 a 16.81 b 20.7 41.83 a 51.5 22.57 a 27.8
LFP: 当地高产栽培; SHC: 超高产栽培; 同一栏、同一作物不同字母表示在 0.05水平上差异显著。
LFP: local farmers’ practice; SHC: super-high-yielding cultivation. Values followed by different letters are significantly different at
P< 0.05 within the same column and the same crop.

的周年稻麦两熟区, 当小麦产量>9 t hm2、水稻产量
> 12 t hm2时, N、P、K的总吸收量, 小麦分别为 265、
58 和 256 kg hm2, 水稻分别为 256、79 和 321 kg
hm2。上述 3种元素于生育中后期(拔节至成熟)的吸
收量占总吸收量的比例, 小麦约为 50%~60%, 水稻
约为 60%~70%, 分别较当地高产栽培模式高出
10~15 和 20~30 个百分点。在不同栽培模式下水稻
和小麦养分吸收的不同特点可能与其生育前、后期
施肥的比例有关。在当地高产栽培模式下, 生育前
期的氮肥施用量(基肥和分蘖肥)占总施氮量的比例,
小麦为 65%, 水稻为 76%; 在超高产栽培模式下 ,
生育前期氮肥施用量占总施氮量的比例 , 小麦为
37.5%, 水稻为 52%。说明增加生育中后期氮肥的
施用比例 , 有利于进一步提高产量和养分吸收利
用效率。
3.2 作物超高产与养分高效利用的协同
近年来全国各地开展了作物超高产栽培的研究
与示范, 获得了一些超高产的记录[8-11,23-24]。但这些
记录仅在小面积或在特定的年份或气候和地理条件下
取得, 大多以高额的肥、水和人工投入为代价[24-25]。
持续提高作物产量是否必须依赖于水肥资源的大量
投入, 作物高产与资源高效能否协同, 这是长期以
来国内外关注的一个热点, 也是学术界仍在争论的
重大科学命题[26-27]。本研究表明, 与当地高产栽培
相比 , 超高产栽培的稻麦周年产量高出了 25.4%;
N、P、K 肥的偏生产力分别高出了 35.9%、29.9%
和 29.5%。说明通过改进栽培技术, 可以实现产量与
养分利用大幅度同步提高。
有研究者认为, 随产量水平的提高, 生产单位
籽粒产量的养分吸收量也随之提高[22]。但本研究结
果则显示, 超高产栽培小麦和水稻 N、P、K吸收的
籽粒生产率(吸收 1 kg N、P、K所生产的籽粒)显著
高于当地高产栽培; 每吨籽粒 N、P、K的吸收量 (每
生产 1000 kg 籽粒所吸收养分的量), 超高产栽培则

第 3期 李鸿伟等: 稻麦连作中超高产栽培小麦和水稻的养分吸收与积累特征 473




图 3 小麦(A~D)和水稻(E~H)植株中钾含量(A, B, E, F) 与吸收量(C, D, G, H)
Fig. 3 Potassium content (A, B, E, F) and uptake (C, D, G, H) in wheat (A–D) and rice (E–H) plants
LFP: 当地高产栽培; SHC: 超高产栽培; PW: 越冬前; MT: 分蘖中期; SE/JO: 节间伸长/拔节期; FL: 开花期; MA: 成熟期;
同一测定时期不同字母表示在 0.05水平上差异显著。
LFP: local farmers’ practice; SHC: super-high-yielding cultivation; PW: pre-winter; MT: mid-tillering; SE/JO: stem elongation/jointing;
FL: flowering; MA: maturity. Values followed by different letters are significantly different at P< 0.05 within the same determination stage.

显著低于当地高产栽培。说明在超高产栽培条件下,
小麦和水稻生产单位籽粒产量的养分吸收量并非必
然增加, 不仅如此, 超高产栽培还可以提高单位养
分吸收的籽粒生产效率。关于在超高产栽培条件下
单位籽粒产量的养分吸收量降低的机制, 目前尚不
清楚。本研究观察到, 超高产栽培的物质生产收获
指数(籽粒干重/成熟期地上部分植株干重)和 N、P、
K收获指数(籽粒 N、P、K吸收量/成熟期植株 N、P、
K 吸收量)均显著高于当地高产栽培。由此推测, 物
质生产效率和 N、P、K元素向籽粒分配的增加是超
高产栽培产量和养分吸收利用效率同步提高的重要
原因。
3.3 作物超高产与养分高效利用的关键栽培技术
本试验中超高产栽培技术与当地高产栽培技术
的主要区别, 是前者采用了实地氮肥管理模式和水
稻轻干湿交替灌溉或小麦控制土壤水分灌溉 2 个新
474 作 物 学 报 第 39卷

表 6 超高产栽培小麦和水稻不同生育阶段钾累积量及占吸收总量的比例
Table 6 Accumulation of K at different growth stages and its proportions to the total K uptake of wheat and rice under
super-high-yielding cultivation
拔节前
Before stem elongation
拔节–开花
Stem elongation to flowering
开花–成熟
Flowering to maturity年份
Year
品种
Variety
处理
Treatment
总量
Total uptake
(kg hm2) kg hm2 % kg hm2 % kg hm2 %
小麦Wheat
LFP 242.2 b 102.6 b 42.4 130.3 d 53.8 9.34 d 3.9 连麦 1号
Lianmai 1 SHC 273.3 a 89.5 d 32.7 176.8 a 64.7 7.08 e 2.6
LFP 227.6 cd 104.2 b 45.8 113.5 e 49.9 9.93 d 4.4
2010
淮麦 23
Huaimai 23 SHC 252.0 b 90.2 d 35.8 151.2 b 60.0 10.64 c 4.2
LFP 230.3 c 109.0 a 47.3 110.9 e 48.2 10.35 c 4.5 连麦 1号
Lianmai 1 SHC 249.0 b 94.8 c 38.1 141.1 c 56.7 13.11 b 5.3
LFP 218.6 d 102.0 b 46.7 103.3 f 47.2 13.29 b 6.1
2011
淮麦 23
Huaimai 23 SHC 248.5 b 89.2 d 35.9 144.5 c 58.2 14.74 a 5.9
水稻 Rice
LFP 265.8 b 152.6 a 57.4 113.0 c 42.5 0.22 f 0.1 连粳 6号
Lianjing 6 SHC 323.2 a 127.6 b 39.5 189.1 a 58.5 6.50 c 2.0
LFP 269.9 b 160.6 a 59.5 109.3 c 40.5 0.00 f 0.0
2010
连粳 7号
Lianjing 7 SHC 315.0 a 132.7 b 42.1 176.7 b 56.1 5.62 c 1.8
LFP 266.1 b 151.7 a 57.0 112.5 c 42.3 1.94 e 0.7 连粳 6号
Lianjing 6 SHC 317.6 a 124.5 b 39.2 189.9 a 59.8 3.18 d 1.0
LFP 274.4 b 155.1 a 56.5 110.3 c 40.2 9.04 b 3.3
2011
连粳 7号
Lianjing 7 SHC 329.0 a 129.6 b 39.4 188.2 a 57.2 11.18 a 3.4
LFP: 当地高产栽培; SHC: 超高产栽培; 同一栏、同一作物不同字母表示在 0.05水平上差异显著。
LFP: local farmers’ practice; SHC: super-high-yielding cultivation. Values followed by different letters are significantly different at
P< 0.05 within the same column and the same crop.

的关键技术。实地氮肥管理模式的要点是, 依据作
物目标产量、土壤养分有效供给量、氮肥利用效率
等因素确定总施氮量; 依据叶色与叶片含氮量的关
系确定作物叶片含氮量的施肥阈值, 在主要生育期
利用叶绿素测定仪(SPAD)或叶色卡(LCC)观测叶片
氮素情况并依此指导施肥, 获得施肥时间和氮肥施
用量与作物对氮素需求的协调一致[12,28-29]。这一模
式在东南亚国家和我国部分地区水稻生产上示范推
广, 产量可增加 4%~12%, 氮肥农学利用率可提高
50%以上[28-29]。实地氮肥管理能增加产量和氮肥利
用效率的原因, 主要得益于病虫危害减轻、倒伏减
少、分蘖成穗率和灌浆期叶片光合作用的提高[29-30]。
本研究结果表明 , 实地氮肥管理不仅适用于水稻 ,
而且也适用于小麦 , 这与作者等 [6,19]较早的研究结
果一致。说明实地氮肥管理是实现水稻和小麦高产
或超高产、氮肥高效利用的一个关键技术。
值得注意的是, 本试验超高产栽培的 N、P、K
偏生产力和 N、P、K吸收的产籽利用率虽较当地高
产栽培有显著提高, 但超高产栽培小麦的氮肥偏生
产力还不到 40 kg kg1, 水稻的氮肥偏生产力和氮吸
收的产籽利用率仅为 40 kg kg1左右。通常认为, 在
灌溉条件良好的条件下, 氮肥利用效率较高的小麦
和水稻, 氮肥偏生产力应大于 50 kg kg1, 水稻氮吸
收的产籽利用率应为 68 kg kg1 [14,31]。说明本试验的
养分管理模式尚需进一步改进。
水稻干湿交替灌溉技术在亚洲得到普遍应
用[32-33]。它被认为是水稻生产上一个有效的节水灌
溉技术。但是干湿交替灌溉对产量的影响, 有的报道
增产, 有的报道减产, 因品种、土壤水分条件和灌溉方
式而异[32-34]。为了取得高产与水分高效利用的效果,
Yang等[35]和 Zhang等[36-38]对干湿交替灌溉技术进行
改进, 提出轻干湿交替灌溉技术(alternate wetting
第 3期 李鸿伟等: 稻麦连作中超高产栽培小麦和水稻的养分吸收与积累特征 475


表 7 超高产栽培小麦和水稻 N、P、K吸收的籽粒生产率和生产每吨籽粒的吸收量
Table 7 Internal nutrient efficiency (INE) of N, P, and K and the absorption amount for grain production (AAGP) of wheat and rice
under super-high-yielding cultivation
籽粒生产率 INE (kg Grain kg1) 每吨籽粒吸收量 AAGP (kg t1 Grain) 年份
Year
品种
Variety
处理
Treatment N P K N P K
小麦 Wheat
LFP 32.72 b 148.1 d 33.24 d 30.56 a 6.75 a 30.09 a 连麦 1号
Lianmai 1 SHC 35.33 a 161.9 b 36.15 ab 28.31 b 6.18 b 27.66 bc
LFP 33.57 b 147.5 d 33.57 d 29.79 a 6.78 a 29.79 a
2010
淮麦 23
Huaimai 23 SHC 36.31 a 161.0 b 36.31 a 27.54 b 6.21 b 27.54 bc
LFP 33.55 b 154.5 c 34.09 cd 29.80 a 6.47 a 29.34 a 连麦 1号
Lianmai 1 SHC 35.24 a 167.5 a 37.46 a 28.37 b 5.97 b 26.69 c
LFP 33.46 b 150.4 cd 35.09 bc 29.89 a 6.65 a 28.50 b
2011
淮麦 23
Huaimai 23 SHC 35.06 a 160.2 b 37.31 a 28.52 b 6.24 b 26.81 c
水稻 Rice
LFP 44.67 b 140.8 c 34.91 b 22.39 a 7.10 a 28.64 a 连粳 6号
Lianjing 6 SHC 48.31 a 151.1 b 37.31 a 20.70 b 6.62 b 26.80 b
LFP 43.69 b 139.1 c 35.01 b 22.89 a 7.19 a 28.56 a
2010
连粳 7号
Lianjing 7 SHC 48.04 a 161.6 a 38.57 a 20.82 b 6.19 c 25.93 b
LFP 44.25 b 142.5 c 35.21 b 22.60 a 7.02 a 28.40 a 连粳 6号
Lianjing 6 SHC 47.41 a 153.2 b 38.13 a 21.09 b 6.53 b 26.23 b
LFP 44.86 b 142.7 c 35.31 b 22.29 a 7.01 a 28.32 a
2011
连粳 7号
Lianjing 7 SHC 47.32 a 154.2 b 38.06 a 21.13 b 6.49 b 26.28 b
LFP: 当地高产栽培; SHC: 超高产栽培; 同一栏、同一作物不同字母表示在 0.05水平上差异显著。
LFP: local farmers’ practice; SHC: super-high-yielding cultivation. Values followed by different letters are significantly different at
P< 0.05 within the same column and the same crop.

表 8 超高产栽培小麦和水稻 N、P、K偏生产力和 N、P、K收获指数
Table 8 Partial factor productivity (PFP) and harvest index of N, P, and K for wheat and rice under super-high-yielding cultivation
偏生产力 PFP (kg kg1) 收获指数 Harvest index 年份
Year
品种
Variety
处理
Treatment N P K N P K
小麦 Wheat
LFP 29.8 b 134.2 b 89.4 b 0.699 b 0.577 b 0.152 c 连麦 1号
Lianmai 1 SHC 39.5 a 164.7 a 109.8 a 0.762 a 0.677 a 0.189 ab
LFP 28.3 b 127.3 b 84.9 b 0.702 b 0.589 b 0.150 c
2010
淮麦 23
Huaimai 23 SHC 36.6 a 152.5 a 101.7 a 0.755 a 0.688 a 0.179 b
LFP 29.1 b 130.8 b 87.2 b 0.685 b 0.602 b 0.159 c 连麦 1号
Lianmai 1 SHC 37.3 a 155.5 a 103.7 a 0.767 a 0.684 a 0.196 a
LFP 28.4 b 127.8 b 85.2 b 0.687 b 0.593 b 0.160 c
2011
淮麦 23
Huaimai 23 SHC 37.1 a 154.5 a 103.0 a 0.749 a 0.670 a 0.198 a
水稻 Rice
LFP 29.5 b 154.7 b 103.1 b 0.620 b 0.676 b 0.168 b 连粳 6号
Lianjing 6 SHC 40.2 a 201.0 a 134.0 a 0.702 a 0.757 a 0.187 a
LFP 30.0 b 157.5 b 105.0 b 0.610 b 0.682 b 0.172 b
2010
连粳 7号
Lianjing 7 SHC 40.5 a 202.5 a 135.0 a 0.707 a 0.782 a 0.190 a
LFP 29.7 b 156.2 b 104.1 b 0.610 b 0.674 b 0.167 b 连粳 6号
Lianjing 6 SHC 40.4 a 201.8 a 134.6 a 0.671 a 0.749 a 0.187 a
LFP 30.8 b 161.5 b 107.7 b 0.622 b 0.672 b 0.166 b
2011
连粳 7号
Lianjing 7 SHC 41.7 a 208.7 a 139.1 a 0.683 a 0.763 a 0.190 a
LFP: 当地高产栽培; SHC: 超高产栽培; 同一栏、同一作物不同字母表示在 0.05 水平上差异显著。
LFP: local farmers’ practice; SHC: super-high-yielding cultivation. Values followed by different letters are significantly different at
P< 0.05 within the same column and the same crop.

476 作 物 学 报 第 39卷

and moderate drying irrigation), 既节约用水, 又明显
增加产量。本研究在超高产栽培中小麦采用了控制
土壤水分灌溉技术, 即在小麦关键生育期依据土壤
水势进行灌溉[6]。有研究表明, 与凭经验进行灌溉的
技术相比, 控制土壤水分灌溉技术可以显著增加小
麦产量和水分利用效率[6,39-40]。研究发现, 水稻轻干
湿交替灌溉技术或小麦控制土壤水分灌溉技术可以
促进根系生长(根量和细胞分裂素浓度的增加), 提
高地上部叶片光合速率、叶片和穗中细胞分裂素浓
度、籽粒蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性, 进而提高
产量[36-40]。
应当指出, 本研究主要分析了当地高产栽培和
超高产栽培这两种栽培体系对产量和养分吸收利用
效率的影响, 对各栽培体系特别是超高产栽培中实
地氮肥管理模式和水稻轻干湿交替灌溉或小麦控制
土壤水分灌溉的单个技术效应缺乏分析。对于超高
产栽培体系中各项技术的效应及其调控原理, 有待
深入研究。
4 结论
超高产栽培小麦和水稻 N、P、K的吸收和积累
均表现出生育前期(拔节前)较低、生育中期(拔节—
开花)和后期(开花—成熟)较高的特点, 这与生育前
期施氮量降低、后期氮肥施用比例增加密切有关。
当同地进行稻麦连作, 小麦产量>9 t hm2、水稻产量
> 12 t hm2时, N、P、K总吸收量, 小麦分别为 265、
58 和 256 kg hm2, 水稻分别为 255、79 和 321 kg
hm2。上述 3种元素于生育中后期(拔节至成熟)的吸
收量占总吸收量的比例, 小麦约为 50%~60%, 水稻
约为 60%~70%。超高产栽培在提高稻麦周年产量的
同时, 还可以提高 N、P、K的偏生产力和 N、P、K
吸收的籽粒生产率, 降低生产单位籽粒产量的养分
吸收量。水稻和小麦实地氮肥管理、水稻轻干湿交
替灌溉或小麦控制土壤水分灌溉是稻麦周年超高产
和提高养分利用效率的 2个关键栽培技术。
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