全 文 ：Vol. 29 , No. 4
pp. 491～495 　July , 2003
作 　物 　学 　报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 29 卷 第 4 期
2003 年 7 月 　491～495 页
高低土壤肥力下小麦基施和追施氮肥的利用效率和增产效应
王月福1 ,2 　姜　东1 　于振文2 　曹卫星1 Ξ
(1南京农业大学农业部作物生长调控重点开放实验室 ,江苏南京 210095 ; 2山东农业大学农业部小麦栽培生理和遗传改良重点实验室 ,山东泰
安 271018)
摘 　要 　利用土柱试验和15N 示踪技术 ,研究了高、低土壤肥力下小麦基施和追施氮肥的利用效率和增产效果。结果表
明 ,在高、低肥力土壤上增施氮肥均能显著提高小麦产量 ,但在低肥力土壤氮肥的增产效果较高肥力土壤高。小麦对基
施和追施氮肥的吸收利用效率均表现为高肥力土壤高于低肥力土壤 ,而土壤残留率和损失率则为低肥力土壤高于高肥
力土壤。在高肥力土壤追施氮肥的利用率大于基施 ,而在低肥力土壤则为基施氮肥大于追施。
关键词 　土壤肥力 ;基施氮肥 ;追施氮肥 ;氮肥利用率 ;籽粒产量
中图分类号 : S143 ,S512 　　　文献标识码 : A
Nitrogen Use Efficiency and Yield of Wheat with Basal and Top2dressed Nitrogen
Fertilizers in Soils with Different Fertility
WANG Yue2Fu1 ,2 　J IANG Dong1 　YU Zhen2Wen2 　CAO Wei2Xing1
(1 Key Laboratory of Crop Growth Regulation , Ministry of Agriculture , Nanjing Agricultural University , Nanjing Jiangsu 210095 ; 2 Key Laboratory of Wheat Physiol2
ogy and Genetics Improvement , Ministry of Agricultural , Shandong Agricultural University , Tai’an , Shandong 271018 , China)
Abstract 　Pots filled with different fertility soils and 15N labeling technique were used to study nitrogen use efficiency and
yield of wheat with basal and top2dressed nitrogen fertilizers. The results indicated that nitrogen improved wheat yield in soil
with high or low fertility , but the effect of nitrogen on yield increasing was greater in the soil with low fertility than high fer2
tility. The absorption efficiency of basal or top2dressed nitrogen by wheat plants was higher in the soil with high fertility than
low fertility. In contrast , the remainder and the loss of nitrogen were higher in the soil with low fertility than high fertility.
In the soil with high fertility , the use efficiency of top2dressed nitrogen was higher than that of basal nitrogen , while in the
soil with low fertility , it showed a reversed tendency , i . e. the use efficiency of basal nitrogen was higher than that of top2
dressed nitrogen.
Key words 　Soil fertility ; Basal nitrogen ; Top2dressed nitrogen ; Nitrogen use efficiency ; Grain yield
　　施用氮肥是提高小麦产量的主要措施之一。但
过多或不合理地施用氮肥不仅难以达到提高小麦产
量的目的 ,而且往往导致氮肥利用效率降低、成本增
加、环境污染等。因此 ,多年来 ,许多研究者对氮肥
的合理运筹以及麦田的氮肥利用率进行了研
究[1～9 ] ,对合理施用氮肥 ,实现小麦优质、高产、高效
和减轻或避免氮肥对环境的污染发挥了重要指导作
用。高、中、低产田条件下小麦栽培技术明显不同 ,
而以往的结果多是研究某一种土壤肥力条件下的氮
肥利用效率及施用效果 ,关于不同土壤肥力麦田的
氮肥利用效率和增产效应的比较研究报道较少。本
文在前人研究的基础上 ,应用15N 示踪技术在高、低
两种肥力土壤上 ,研究了冬小麦对基施和追施氮肥
的利用效率、在土壤中的残留率及其增产效应 ,旨在
为小麦生产中科学施用氮肥提供理论依据和技术
指导。Ξ基金项目 :国家自然科学基金项目 (39970425) 。
作者简介 :王月福 (1963 - ) ,副教授 ,博士 ,主要从事小麦优质高产栽培生理研究。
Received(收稿日期) :2002206225 ;Accepted(接受日期) :2003201212.

1 　材料与方法
在山东农业大学实验农场 (山东泰安) 高、低两
种肥力地块取土进行土柱栽培试验。试验土壤为中
壤土 ,高肥力土壤 0～20 cm 土层理化性质为 :有机
质 1211 g·kg - 1 ,全氮 0189 g·kg - 1 ,水解氮 114174 mg
·kg - 1 ,速效磷 45137 mg·kg - 1 ,速效钾 80134 mg·
kg - 1 ,土壤容重 1132 g·cm - 3。低肥力土壤 0～20 cm
土层理化性质为 :有机质 9140 g·kg - 1 ,全氮 0155 g·
kg - 1 ,水解氮 61135 mg·kg - 1 ,速效磷 41124 mg·kg - 1 ,
速效钾 76113 mg·kg - 1 ,土壤容重 1135 g·cm - 3。选
用产量水平相近 (7500 kg·hm - 2) 、籽粒蛋白质含量
相差较大的济南 17 (高蛋白) 和鲁麦 21 (低蛋白) 进
行试验。
分别在上述高、低肥力地块取土 ,先将地表 0～
30 cm 土取出 ,再将 30～100 cm 土取出。以直径 25
cm、高 100 cm 的铁皮筒作模 ,先包一层防渗膜 ,再包
一层厚油毡纸 ,最后用订书机订好 ,铁丝扎紧 ,然后
抽出铁筒 ,并置于提前挖好的土坑中 ,按取土层先填
30～100 cm 土层的土到 70 cm 处 ,用水沉实 ,0～30
cm 土层的土按每公顷施有机肥 45000 kg、过磷酸钙
1050 kg ( 折 P2O517215 kg) 、氯化钾 225 kg ( 折
K2O14219 kg)混匀肥料后填入并用水沉实。
试验设施纯氮 0、120、240 kg·hm - 2 3 个处理 ,分
别以 N0、N120、N240 表示。氮肥为硫酸铵 (含氮量
为 21 %) 。N120 处理设基施15N 标记硫酸铵 (每柱
114 g) + 追施普通硫酸铵 (每柱 114 g)和基施普通硫
酸铵 (每柱 114 g) + 追施15N 标记硫酸铵 (每柱 114
g)两个处理 ;N240 处理设基施15N 标记硫酸铵 (每柱
218 g) + 追施普通硫酸铵 (每柱 218 g)和基施普通硫
酸铵 (每柱 218 g) + 追施15N 标记硫酸铵 (每柱 218
g)两个处理。基施氮肥于制作土柱时混于 0～30 cm
土层 ,追施氮肥于小麦拔节期结合浇水施入土壤。
每柱播种 10 粒 ,于三叶期定苗 5 株。每处理重复 3
次 ,共 30 个土柱。按一般大田栽培进行管理。15N 标
记硫酸铵由化工部上海化工研究所生产 ,丰度为
10125 %。
收获期起出土柱 ,按 0～20 cm、20～40 cm、40～
60 cm、60～80 cm、80～100 cm将土柱切开称重 ,并在
每层取土样后 ,用水冲洗将根系捡出。地上部按茎
鞘、叶片、穗、籽粒 4 部分分样。土样风干磨细后全
部过 100 目筛 ,植株样于 70 ℃烘干、称重后磨细。
凯氏定氮法测定植株各部分的全氮含量 ,用瑞
士产自动定氮仪进行。采用 ZHT2O2 型质谱仪分
析15N 丰度 ,由河北省农林科学院理化所分析。
2 　结果与分析
211 　不同肥力土壤施用氮肥的增产效应
　　由表 1 可以看出 ,高、低肥力土壤上施用氮肥处
理的产量均显著高于对照。高肥土壤 N120 和 N240
处理与 N0 处理相比 ,济南 17 分别增产 7172 g/ 柱和
13180 g/ 柱 ,鲁麦 21 分别增产 7119 g/ 柱和 14189 g/
柱。低肥土壤N120 和N240 处理与N0 处理相比 ,济
南 17 分别增产 9154 g/ 柱和 14136 g/ 柱 ,鲁麦 21 分
别增产 9115 g/ 柱和 15122 g/ 柱。高肥力土壤条件下
小麦产量显著高于低肥力土壤 ,但在低肥力土壤施
氮肥的增产效果高于高肥力土壤。
表 1 不同肥力土壤施氮肥的增产效应
Table 1 Effects of nitrogen on wheat yield in soils with
different fertility
品种
Cultivar
土壤肥力
Soil fertility
施氮量
N application
amount (kg/ hm2)
籽粒产量
Grain yield
(g/ 柱)
增产
Increasing yield
(g/ 柱)
济南 17
高肥
High fertility
0
120
240
46157C
54129B
60137A 717213180
Jinan 17 低肥
Low fertility
0
120
240
38137Bc
47191Ab
52173Aa 915414136
鲁麦 21
高肥
High fertility
0
120
240
51149C
58168B
66138A 711914189
Lumai 21 低肥
Low fertility
0
120
240
41148C
50167B
56170A 911915122
212 　不同肥力土壤基施和追施氮肥的利用率、土壤
残留率和损失率
表 2 表明 ,在高肥力土壤氮肥作基肥时其利用
率为 3914 %～ 5414 % , 土壤残留率为 2116 %～
2419 % ,损失率为 2411 %～3518 % ;在低肥力土壤氮
肥作基肥时其利用率为 3811 %～5014 % ,土壤残留
率为 2219 %～2517 % ,损失率为 2514 %～3519 %。
在高肥力土壤氮肥作追肥时其利用率为 5119 %～
5419 % ,土壤残留率为 2513 %～2814 % ,损失率为
294 　　　作 　　物 　　学 　　报 29 卷 　

1819 %～2010 % ;在低肥力土壤氮肥作追肥时其利
用率为 3215 %～5115 % ,土壤残留率为 2816 %～
3812 % ,损失率为 1919 %～2816 %。表明在高肥力
土壤氮肥无论是作基肥还是作追肥的利用率均比在
低肥力土壤高 ,而土壤残留率和损失率低。
基施氮肥和追施氮肥比较 ,在高肥力土壤小麦
对追施氮肥的吸收利用率显著大于基施氮肥 ,而在
低肥力土壤小麦对基施氮肥的吸收利用率高于追
施 ,表明在高肥力土壤氮肥应以追施为主 ,在低肥力
土壤则应以基施氮肥为主。
213 　不同肥力土壤基施和追施氮肥在不同土层中
的残留
对不同肥力土壤基施和追施氮肥在不同土层中
的残留情况分析表明 (表 3、表 4) ,高、低肥力土壤基
施和追施氮肥在土壤中的残留量均随土层的加深而
逐渐降低。0～20 cm 和 20～40 cm 土层基施和追施
氮肥的残留量占总残留量的百分比分别在3819 %～
4714 %和 2117 %～2617 %之间 ,而 80～100 cm 土层
的残留量仅在 411 %～718 %之间 ,表明氮肥的残留
量主要分布在 80 cm 以上的土层中。
表 2 不同肥力土壤基施和追施氮肥的利用率、土壤残留率和损失率
Table 2 Use efficiency , remainder and loss of basal and topdressing nitrogen in soils with different fertility ( %)
品种
Cultivars
土壤肥力
Soil fertility
施氮量 N
Nitrogen rate
(kg/ hm2)
小麦吸收
Uptake
土壤残留
Remainer
损失
Loss
基施
Basal
追施
Topdressed
基施
Basal
追施
Topdressed
基施
Basal
追施
Topdressed
济南 17
Jinan 17
高肥
High fertility
120
240
5017 ±112
39. 4 ±2. 5
5413 ±019
5119 ±111 2317 ±01724. 9 ±0. 2 2618 ±1112814 ±015 2517 ±1103518 ±114 1819 ±1101917 ±018
低肥
Low fertility
120
240
4914 ±114
3811 ±211 4710 ±0173215 ±117 2513 ±1112517 ±013 3116 ±0133812 ±011 2514 ±1133612 ±114 2114 ±0152913 ±019
鲁麦 21
Lumai 21
高肥
High fertility
120
240
5414 ±018
4415 ±112 5419 ±0145411 ±018 2116 ±0152311 ±115 2513 ±1122519 ±014 2411 ±0173214 ±019 1918 ±0182010 ±016
低肥
Low fertility
120
240
5014 ±015
3914 ±114 4915 ±1123511 ±016 2219 ±1102418 ±010 3016 ±0163613 ±018 2618 ±0183519 ±110 1919 ±0192816 ±017
表 3 不同肥力土壤条件下追施氮肥在不同土层中的残留
Table 3 Remainer nitrogen in different soil layers of topdressing nitrogen in soils with different fertility
品种
Cultivars
土壤肥力
Soil fertility
施氮量
Application amount
(kg/ hm2)
0～20 cm 20～40 cm 40～60 cm 60～80 cm 80～100 cm
(mg/ pot) ( %) (mg/ pot) ( %) (mg/ pot) ( %) (mg/ pot) ( %) (mg/ pot) ( %)
合计
Total
(mg)
济南 17 高肥 120 3617 4516 1813 2217 1216 1517 911 1113 318 417 8014
Jinan 17 High fertility 240 7612 4417 4016 2318 2412 1412 2116 1217 718 416 17014
低肥 120 4318 4612 2016 2117 1513 1611 1013 1019 418 511 9418
Low fertility 240 10014 4318 5517 2413 3319 1418 2715 1210 1117 511 22912
鲁麦 21 高肥 120 3610 4714 1617 22 1012 1315 817 1114 413 517 7519
Lumai 21 High fertility 240 7014 4513 3516 2219 2312 1419 2014 1311 519 318 15514
低肥 120 3817 4511 1919 2312 1311 1513 918 1114 413 5 8518
Low fertility 240 10119 4618 5316 2416 2918 1317 2315 1018 819 411 21718
394　4 期 王月福等 : 高低土壤肥力下小麦基施和追施氮肥的利用效率和增产效应 　　　

表 4 不同肥力土壤条件下基施氮肥在不同土层中的残留
Table 4 Remainer nitrogen in different soil layers of basal nitrogen in soils with different fertility
品种
Cultivars
土壤肥力
Soil fertility
施氮量
Application amount
(kg/ hm2)
0～20 cm 20～40 cm 40～60 cm 60～80 cm 80～100 cm
(mg/ pot) ( %) (mg/ pot) ( %) (mg/ pot) ( %) (mg/ pot) ( %) (mg/ pot) ( %)
合计
Total
(mg)
济南 17 高肥 120 2913 4112 1717 2419 1119 1618 810 1113 411 518 7111
Jinan 17 High fertility 240 5915 3918 3719 2514 2310 1514 1910 1217 1010 617 14914
低肥 120 3210 4212 1918 2611 1212 1611 813 1019 316 417 75185
Low fertility 240 6310 4018 3813 2418 2415 1519 1815 12 1010 615 15414
鲁麦 21 高肥 120 2518 3918 1614 2513 1017 1615 811 1215 318 519 6418
Lumai 21 High fertility 240 5710 4111 3415 2419 2210 1519 1712 1214 719 517 13816
低肥 120 2713 3918 1716 2517 1015 1513 818 1114 513 718 68155
Low fertility 240 6210 4117 3616 2416 2414 1614 1911 1218 616 415 14817
　　高、低肥力土壤比较 ,低肥力土壤下各土层氮素
残留量大于高肥力土壤 ,但各土层残留量占总残留
量的比例差异不显著。基施和追施氮肥比较 ,基施
氮肥在土壤各土层中的残留量小于追施氮肥 ,基施
氮肥在上层土壤的残留量占的比例较追施处理小 ,
在深层土壤中的残留量占的比例较追施处理大。如
基施氮肥在 0～20 cm 土层占的比例为 3918 %～
4212 % ,80～100 cm 土层占的比例为 417 %～718 % ,
追施氮肥在 0～20 cm 土层中占的比例为 4318 %～
4714 % ,在 80～100 cm 土层占的比例为 318 %～
517 %。 214 　不同肥力土壤小麦吸收不同来源氮素的比较对小麦吸收追施氮、基施氮和土壤氮的分析表明 (表 5) ,在高、低肥力条件下 ,小麦对追施氮和基施氮的吸收量及占总吸收氮量的比例均表现为N240 大于N120 ,虽对土壤氮的吸收量占总吸收氮量的比例为 N0 > N120 > N240 ,但对土壤氮的吸收量却表现为 N240 > N120 > N0 ,表明增施氮肥不仅促进了小麦植株对肥料氮的吸收 ,而且也促进了对土壤氮的吸收 ,因而总吸氮量显著增加。这可能与增施氮肥促进了小麦根系生长发育有关。
表 5 不同肥力土壤不同处理对小麦吸收不同来源氮素的影响
Table 5 Effects of different treatments on N uptake sources by plant in soils with different fertility
肥力基础
Soil fertility
品种
Cultivar
处理
Treatment
来自追肥氮 Ndftf 来自基肥氮 Ndfbf 合计 Total 来自土壤氮 Ndfs
(mg/ plant) ( %) (mg/ plant) ( %) (mg/ plant) ( %) (mg/ plant) ( %)
高肥
High fertility
N0 010C 0C 010C 0C 010C 0C 25918B 100A
济南 17 N120 3215B 10105B 3014B 9139B 6219B 19144B 26018B 80156B
Jinan 17 N240 6213A 16124A 4712A 12130A 10914A 28155A 27319A 71145C
N0 010C 0C 010C 0C 010C 0C 26219B 100A
鲁麦 21 N120 3219B 9193B 3216B 9182B 6515B 19176B 26519B 80124B
Lumai 21 N240 6419A 16145A 5314A 13155A 11813A 30100A 27611A 70100C
低肥
Low fertility
N0 010C 0C 010C 0C 010C 0C 17314B 100A
济南 17 N120 2812B 11181B 2916B 12142B 5718B 24123B 18017B 75177B
Jinan 17 N240 3910A 1317A 4517A 16116A 8417A 29195A 19812A 70105C
N0 010C 0C 010C 0C 010C 0C 18210B 100A
鲁麦 21 N120 3019B 12162B 3012B 12134B 6111B 24196B 18316B 75104B
Lumai 21 N240 4211A 14147A 4712A 16119A 8913A 30166A 20119A 69134C
　　注 :来自追肥氮 (Ndftf) = 吸收追施氮肥的氮量 ;来自基肥氮 (Ndfbf) = 吸收基施氮肥的氮量 ;来自土壤氮 (Ndfs) = 吸收土壤氮的量。
Note :Ndftf = N derived from topdressing fertilizer ;Ndfbf = N derived from basal fertilizer ;Ndfs = N derived from soil。
494 　　　作 　　物 　　学 　　报 29 卷 　

　　高、低肥力条件下比较 ,在低肥力条件下小麦植
株吸收肥料氮和土壤氮的量降低 ,但吸收肥料氮的
量占总氮量的比例增大。
追施氮肥和基施氮肥比较 ,在高肥力条件下 ,小
麦植株对追施氮的吸收量及占总氮量的比例大于基
施氮 ,在低肥力条件下 ,小麦植株对基施氮的吸收量
及占总氮量的比例大于追施氮。进一步说明在高肥
力条件下 ,氮肥应以追施为主 ,而在低肥力条件下应
以基施氮肥为主。
3 　小结
在不同肥力土壤上施用氮肥的增产效应不同。
虽在高、低肥力土壤上施用氮肥均能够显著提高小
麦产量 ,但在低肥力土壤上增施氮肥的增产效果较
高肥力土壤高。
在不同肥力土壤上小麦对氮肥的利用情况不
同。高肥力土壤氮肥的吸收利用率比低肥力土壤
高 ,在低肥力土壤氮肥的土壤残留率和损失率较高
肥力土壤高 ,高肥力土壤小麦吸收土壤氮的量也比
低肥力土壤多 ,但在低肥力土壤小麦吸收肥料氮占
总吸收氮量的比例较高肥力土壤大。表明在高肥力
土壤小麦对土壤氮的依存率相对较高 ,而在低肥力
土壤小麦对肥料氮的依存率相对较高。
在不同肥力土壤上小麦对基施和追施氮肥的利
用情况也不同。高肥力土壤小麦对追施氮肥的利用
率大于基施 ,而在低肥力土壤小麦则对基施氮肥的
利用率大于追施。表明在高肥力土壤氮肥应以追施
为主 ,在低肥力土壤则应以基施氮肥为主。
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