全 文 ：中国生态农业学报 2012年 10月 第 20卷 第 10期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Oct. 2012, 20(10): 1282−1288


* 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2009CB1186006)、河南省高校科技创新人才支持计划(2010HASTIT034)和农业部公益性行
业科研专项(201103003)资助
** 通讯作者: 叶优良(1968—), 男, 博士, 教授, 主要研究方向为养分资源管理。E-mail: ylye2004@163.com
马迎辉(1985—), 女, 硕士研究生, 主要研究方向为养分资源管理。E-mail: mayinghui6@126.com
收稿日期: 2012-03-13 接受日期: 2012-07-09
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2012.01282
栽培管理模式对冬小麦干物质积累、
氮素吸收及产量的影响*
马迎辉 王玲敏 叶优良** 朱云集
(河南农业大学资源与环境学院 郑州 450002)
摘 要 为给小麦栽培管理提供指导, 连续两个小麦生长季在河南省温县通过大田试验研究了农民习惯栽培
(T1)、优化管理 1(T2)、高产栽培管理(T3)、优化管理 2(T4)4种栽培管理模式对冬小麦干物质积累、转运和氮
素吸收、分配以及产量的影响。结果表明, 与 T1相比, T2通过基肥和拔节期追肥 2次施肥, 提高了干物质快
速增长的时间和速率, 增加了籽粒中干物质的积累和茎叶氮素向籽粒的转运, 提高了穗粒数和粒重, 从而达
到产量和效率的提高; 与 T3相比, T4减少了氮磷钾用量, 通过提高花后叶片中氮素的转运量和对籽粒的贡献
率来增加粒重, 在不降低产量的同时提高了养分效率。T3、T4 模式与 T1、T2 模式相比, 提高了干物质快速
增长的时间和速率以及花后小麦茎叶贮存氮素向籽粒的转运量和对籽粒的贡献率。在本试验条件下, T2 模式
是目前生产情况下值得推广的优化栽培模式, T4 模式是在产量进一步提高, 达到高产条件下兼顾高产高效的
最优栽培管理模式。
关键词 栽培管理模式 冬小麦 干物质 氮素 产量
中图分类号: S512.1+1 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2012)10-1282-07
Effects of different cultivation management modes on dry matter
accumulation, nitrogen uptake and yield of winter wheat
MA Ying-Hui, WANG Ling-Min, YE You-Liang, ZHU Yun-Ji
(College of Resources and Environment, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)
Abstract The effects of different cultivation management modes on dry matter accumulation, distribution, nitrogen (N) uptake, N
use efficiency (NUE) and yield of winter wheat in Henan Province were investigated in a field experiment in Wenxian County in
2009—2011. The experiments aimed to provide theoretical basis for cultivation management mode of winter wheat in the Wenxian
region of Henan Province. The four different cultivation management modes used were conventional management (T1, conventional
management mode in the region), optimized management mode 1(T2), high-yield management (T3), optimized management mode
one the base of T3 (T4). Compared with T1, T2 with fertilizer applications at basal and jointing stages enhanced time and rate of
rapid dry matter accumulation, grain dry matter accumulation, stem and leaf N transport to grain and per-ear grain and kernel weight.
This resulted in higher output and efficiency. Also compared with T3, T4 reduced fertilizer dose, increased grain weight by improving
N translocation amount and contribution rate to grain of leaves after anthesis and maintained grain yield while improving nutrient
efficiency. Compared with treatments T1 and T2, T3 and T4 improved rapid dry matter accumulation and N translocation from stem
and leaf storage to grain after anthesis. Based on the results, T2 was worthy cultivation mode under the present production
management conditions. Treatment T4 was both the high-yield and high-efficiency cultivation management mode under high-yield
conditions.
Key words Cultivation management mode, Winter wheat, Dry matter, Nitrogen, Yield
(Received Mar. 13, 2012; accepted Jul. 9, 2012)
第 10期 马迎辉等: 栽培管理模式对冬小麦干物质积累、氮素吸收及产量的影响 1283


河南省是我国冬小麦主产区, 播种面积和产量
均占全国 1/4左右[1], 虽然近年来小麦单产记录不断
刷新, 6.7 hm2单产达 11 278.5 kg·hm−2, 667 hm2单产
达 10 359 kg·hm−2, 但河南省小麦平均单产仅为 5 838
kg·hm−2, 只有高产记录的一半[2]。在追求高产的同
时, 肥料用量也在骤增, 如山东省恒台县和河南省温
县, 小麦玉米轮作周期的施氮量分别为 652 kg·hm−2和
587 kg·hm−2, 远远高于根据已有试验结果和专家推
荐的肥料用量, 每年仅在小麦上造成的肥料浪费就
高达 40万 t[3], 因此提高小麦单产和肥料利用率对于
保障国家粮食安全具有非常重要的意义。水肥管理
和栽培技术是影响小麦产量的关键因素 [4], 而小麦
生产中农民习惯仍采用“大水大肥”的栽培管理方式,
氮肥全部用作基肥的占调查样本的 54.44%[5], 在习
惯施肥情况下, 氮肥利用率仅为 28.7%左右, 磷肥
当季利用率为 13.1%, 钾肥当季利用率也只有
27.3%[6]; 而超高产小麦栽培中的高化肥投入, 除其
增产效益越来越低外, 还产生了严重的环境问题[1],
导致肥料浪费和经济损失[7−9]。而前人关于不同栽培
模式对小麦的研究则集中在施肥、种植密度和品种
等单一因素的研究[10−11], 关于栽培模式集成的多因
素综合研究则鲜有报道。因此, 为了寻找理想的栽
培管理模式, 实现小麦产量和养分效率的协同提高,
本研究试图把当前普遍存在的农民习惯栽培管理模
式、高产栽培管理模式与两种在此基础上优化的水
肥管理模式进行比较, 探讨不同栽培管理模式下小
麦干物质、氮素积累分配及产量构成因素变化, 以
明确不同栽培模式的增产效应及机制 , 为实现优
质、高产、高效和可持续的小麦生产提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 供试材料与试验设计
试验于 2009—2011年在河南省温县祥云镇进行,
该区位于北纬 34°92′, 东经 112°99′, 属暖温带半湿
润季风气候(生育时期积温和降雨量见图 1)。土壤类
型为潮土, 质地为黏土, 播前 0~20 cm的土壤 pH为
7.8、全氮为 1.04 g·kg−1、有机质含量为 18.3 g·kg−1、
速效磷为 17.3 mg·kg−1、速效钾为 129.9 mg·kg−1,
0~90 cm土层无机氮为 169.3 kg·hm−2。种植方式为
小麦−玉米轮作, 秸秆全部还田。试验共设 4种栽培
管理模式(表 1), 分别为农民习惯栽培模式(T1)、相
对于农民习惯模式的优化管理 1 模式(T2)、高产模
式(T3)和相对于高产模式的优化管理 2模式(T4)。试
验小区面积为 200 m2, 重复 4 次。供试小麦品种为
“平安 8号”, 2009—2010年度 10月 15日播种, 2010—
2011 年度 10 月 11 日播种, 其中有机肥氮磷钾含量
分别为 0.9%、0.6%和 0.83%, 磷钾肥料全部底施。
农民习惯播种量、施肥量和灌水量以及栽培管理模
式通过区域内的农户调查来确定, 代表了该地区农
民平均施肥量和灌水量, 高产管理为国家粮食丰产
科技工程高产攻关管理模式。



图 1 2009—2011年试验区河南省温县小麦生育期间月
积温和降雨量
Fig. 1 Monthly rainfall and accumulated temperature during
wheat growing season from 2009 to 2011 in the experiment area
at Wenxian County, Henan Province

1.2 样品采集与处理
分别在苗期、返青期、拔节期、开花期、灌浆
期和成熟期采集植株样品, 在小区内随机选取 20株
均匀一致具有代表性的小麦植株, 在开花和成熟期
分茎秆、叶、籽粒、颖壳采样, 样品取回后分别装
入信封于 105 ℃杀青 30 min, 70 ℃烘干至恒重, 凯
氏定氮法测定全氮。成熟时各小区实收 10 m2计产,
每处理取 10株按常规考种分析。
1.3 计算方法
花后干物质转运量=开花期植株干物质/氮素−
成熟期植株干物质/氮素(不包括籽粒) (1)
花后氮素转运量=开花期植株氮素−成熟期植株氮素
(不包括籽粒) (2)
花后干物质转运率=(干物质转运量/
开花期植株干物质量)×100% (3)
花后转运干物质(氮素)对籽粒贡献率=
(干物质转运量/籽粒产量)×100% (4)
花后干物质(氮素)积累量=成熟期干物质积累量−
开花期干物质积累量 (5)
花后氮贡献率=(花后氮累积量/
籽粒氮累积量)×100% (6)
某营养器官氮素转运量=开花期该营养器官氮累积量−
成熟期该营养器官氮累积量 (7)
某营养器官转运氮对籽粒氮的贡献率=该营养器官
氮转运量/籽粒氮累积量×100% [12] (8)
1284 中国生态农业学报 2012 第 20卷


肥料偏生产力=施肥区产量/施肥量[13] (9)
1.4 数据处理
试验数据采用 Excel、SAS进行数据计算、绘图
与统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同施肥管理模式对小麦干物质累积和分配
的影响
2.1.1 干物质累积
从越冬(出苗后 59 d)到收获的干物质累积量用
Logistic 方程 Y=c/(1+ea+bt)(其中 c 为最大累积量上
限, a、b为常数)拟合表示(表 2), 不同生育期模型的
相关系数均达极显著水平。从干物质累积曲线相关
参数可以看出, T2、T3、T4模式的干物质增长速率
和干物质快速增长的持续时间都显著大于 T1 模式,
分别比 T1 模式增加 1.62%~76.7%、4~10 d(2009—
2010年)和 42.63%~72.60%、11~17 d(2010—2011年),
且 T3、T4模式也明显大于 T1、T2模式; T2模式施
肥量虽然小于 T1 模式, 但 T2 模式是分基肥和拔节
期追肥两次施肥, 其干物质增长速率显著高于 T1模
式, 且持续时间比 T1模式增长 4 d和 11 d, 避免了
T1模式由于一次性施肥导致的后期供肥不足、快速

表 1 试验处理及设置
Table 1 Experiment treatment and design
处理 Treatment
项目
Item
施肥及灌水
Fertilization
and irrigation
农民习惯
Conventional
management (T1)
优化管理 1
Optimized
management 1 (T2)
高产管理
High-yield
management (T3)
优化管理 2
Optimized
management 2 (T4)
耕作技术
Cultivation
technique
旋耕后耙压、播后不镇
压 Rotary tillage and
harrow pressure, not
compact after seeding
深耕 25 cm, 精细整地,
播后镇压 Deep plowing
to 25 cm, fine soil
preparation and compact
after seeding
深耕 25 cm, 精细整地,
播后镇压 Deep plowing
to 25 cm, fine soil
preparation and compact
after seeding
深耕 25 cm, 精细整地, 播
后镇压 Deep plowing to
25 cm, fine soil preparation
and compact after seeding
播量
Seeding rate (kg·hm −2) 187.5 150 120 120
N 225 180 300 240
P2O5 75 75 150 90
K2O 60 60 150 90
ZnSO4 0 0 15 15
施肥量
Fertilizing
amount
(kg·hm−2)
有机肥
Organic fertilizer 0 0 3 000 3 000
施肥技术
Fertilizing technique
N 全部底施
Basal fertilization
基追比为 1 1∶
1 1 of ∶ basal∶dressing at
jointing fertilizations
基追比为 1 1∶
1 1 of ∶ basal∶dressing at
jointing fertilizations
基追比为 1 1∶
1 1 of ∶ basal∶dressing at
jointing fertilizations
蒙头水
Irrigation after sowing 900 600 600 600
返青起身水
Irrigation at regreening 900 — — —
拔节水
Irrigation at jointing — 900 900 600
灌水量
Irrigation
amount
(m3·hm−2)
开花灌浆水
Irrigation at anthesis 900 900 900 600

表 2 不同栽培管理模式对小麦干物质积累方程及相关参数的影响
Table 2 Effects of cultivation management modes on Logistic equations and their parameters of wheat dry matter accumulation
年份 Year 处理 Treatment 方程 Equation t0 t1 t2 Vm R2 F ∆t
T1 y=6.18/[1+e(7.6−0.05t)] 154 127.0 179.9 3.09d 0.864 25.41** 53
T2 y=6.29/[1+e(7.50−0.047t)] 161 132.7 189.2 3.14c 0.869 26.53** 57
T3 y=10.92/[1+e(7.10−0.042t)] 169 137.7 200.4 5.46a 0.889 32.04** 63
2009—
2010
T4 y=10.35/[1+e(7.42−0.046t)] 162 133.5 191.2 5.17b 0.879 29.06** 58
T1 y=5.37/[1+e(4.35−0.03t)] 140 97.8 182.8 2.69c 0.839 20.84** 85
T2 y=7.66/[1+e(4.29−0.03t)] 156 108.1 203.9 3.83b 0.858 24.17** 96
T3 y=9.19/[1+e(4.27−0.03t)] 165 114.4 216.5 4.59a 0.844 21.64** 102
2010—
2011
T4 y=9.27/[1+e(4.27−0.03t)] 167 115.6 218.9 4.63a 0.860 24.57** 103
t为小麦出苗后的天数(d), y为小麦干物质积累量(g·株−1), t0为干物质积累最大速率出现的时间, t1和 t2分别为 Logistic生长曲线的两个拐
点, Vm为干物质最大增长速率, F(1, 4)0.05=7.71, ∆t为快速增长的持续期。t is days after emergence (d), y is wheat dry matter accumulation amount
(g·plant−1), t0 is days of the maximum dry matter accumulation rate occurred, t1 and t2 are two inflexion points of Logistic equation, Vm is the maximum
increase rate of dry matter accumulation. F(1, 4)0.05=7.71, ∆t is the duration of the fast growth.

第 10期 马迎辉等: 栽培管理模式对冬小麦干物质积累、氮素吸收及产量的影响 1285


增长时间开始和结束早、后期干物质生长受到抑制
等问题。T4模式虽然施肥量比 T3模式明显减少, 但
两年干物质快速增长的持续时间没有显著差异, 而
增长速率两年不一致。与 T1模式相比, T3、T4模式
施肥量增加, 施肥方式改为两次施肥, 干物质快速
增长的时间和速率均显著增大, 持续时间比 T1模式
增长 10~18 d。
2.1.2 花后干物质转运和对籽粒的贡献率
增加花前积累干物质花后向籽粒的转移, 有利
于获得较高的籽粒产量[14]。从表 3 可以看出, 两年
小麦花后转运量和转运率均表现为 T2、T3、T4 模
式显著大于 T1模式, 但 2009—2010年 T3、T4模式
转运量没有明显差异, 2010—2011年 T2、T3、T4模
式之间没有明显差异, 说明在 T3、T4 栽培模式下,
花后干物质转运量以及转运率已经没有明显差异。
2.1.3 成熟期干物质分配
从表 4 可以看出, 成熟期干物质的分配量比例
分别为籽粒>茎>颖壳>叶。4种模式比较来看, 以 T1
模式的籽粒分配率最低, 茎、叶、颖壳中的分配率
相对较高, 而 T4 模式籽粒分配率较高, 茎、叶中的
分配率较低。2009—2010年, 与 T1模式相比, T2模
式籽粒分配率增加 9.28%, 叶和颖壳中的分配率减
少 10.16%和 1.37%; 与 T3模式相比, T4模式籽粒和
颖壳中的分配率分别增加 1.68%和 15.56%, 茎和叶
中的分配率分别减少 6.74%和 2.67%。2010—2011
年, 与 T1模式相比, T2模式籽粒分配率增加 10.42%,
茎和叶中的分配率减少 13.01%和 14.44%; 与 T3 模
式相比 , T4 模式籽粒和颖壳中的分配率分别增加
2.47%和 6.43%, 茎和叶中的分配率分别减少 4.44%
和 8.84%。说明 T1模式下, 干物质更多地向茎叶运
输, 籽粒干物质转移较低, 导致穗重下降。T3、T4
模式茎秆与叶片干重比例相当, T4 模式籽粒生物量
积累稍占优势, 从而使得小麦个体生长稳健, 群体
分布合理, 有利于协调营养生长与生殖生长的矛盾,
在保证充足同化物合成与积累的前提下, 促进物质
向生殖器官转移, 构成产量优化, 产量和生产效率
提高。
2.2 不同管理模式对氮素累积和分配的影响
2.2.1 花后氮素转运量和对籽粒的贡献率
从表 5 可以看出, 两年的花后氮素转运量均表
现为 T3、T4模式茎秆、叶片转运量和对籽粒的贡献
率高于 T1、T2模式, 但 T3、T4模式之间没有显著
差异。2009—2010 年, 与 T1 模式相比, T2 模式的
茎秆、叶片和颖壳的氮素转运量增加 14%、25.1%和
29.3%, 叶片对籽粒的贡献率显著大于 T1 模式, 茎
秆和颖壳之间没有显著差异; 与 T3模式相比, T4模
式茎秆、叶片对籽粒的贡献率均提高。2010—2011
年, T3、T4模式茎秆、叶片、颖壳的氮素转运量和
贡献率均大于 T1、T2模式, 与 T1模式相比, T2模
式的茎秆、叶片和颖壳的氮素转运量增加 8.4%、

表 3 不同栽培管理模式对小麦花后干物质转运量及籽粒贡献率的影响
Table 3 Effects of different cultivation management modes on wheat dry matter translocation and contribution to grain after anthesis
2009—2010 2010—2011
处理
Treatment
转运量
Translocation
amount (kg·hm−2)
转运率
Translocation
rate (%)
转移干物质贡献率
Contribution of dry matter
translocation to grains (%)
转运量
Translocation
amount (kg·hm−2)
转运率
Translocation
rate (%)
转移干物质贡献率
Contribution of dry matter
translocation to grains (%)
T1 1 363.2c 10.0d 18.0c 2 613.9b 20.3b 31.6a
T2 2 191.4b 16.0c 25.9b 2 941.2a 23.3a 31.8a
T3 2 875.1a 20.3a 30.2a 2 813.5a 22.5a 29.8b
T4 2 569.1a 19.3b 27.3ab 2 983.7a 23.6a 31.2a

表 4 不同栽培管理模式对小麦收获后各器官干物质累积量及分配率的影响
Table 4 Effects of different cultivation management modes on dry matter accumulation and distribution rate of
different organs after harvest
累积量 Accumulation (kg·hm−2) 分配率 Distribution rate (%) 年份
Year
处理
Treatment 茎秆 Stem 叶片 Leaf 籽粒 Grain 颖壳 Glume 茎秆 Stem 叶片 Leaf 籽粒 Grain 颖壳 Glume
T1 7 813.2a 1 782.7a 7 566.2c 2 376.7a 39.99a 9.12a 38.72d 12.16b
T2 7 488.1b 1 602.3b 8 452.6b 2 396.2a 37.49a 8.20c 42.32c 12.00b
T3 7 186.9c 1 753.3a 9 519.9a 2 388.1a 34.47b 8.41b 45.66b 11.45b
2009—
2010
T4 6 521.2d 1 660.5b 9 416.0a 2 684.1a 32.15c 8.19bc 46.43a 13.24a
T1 5 956.7a 1 971.0a 8 268.8b 2 326.7a 32.16a 10.64a 44.64b 12.56c
T2 5 251.6b 1 709.6ab 9 252.0a 2 561.5a 27.96b 9.12b 49.28a 13.65ab
T3 5 655.5ab 1 790.4ab 9 435.4a 2 589.8a 29.08b 9.17b 48.48a 13.28b
2010—
2011
T4 5 341.6b 1 611.4b 9 552.8a 2 717.2a 27.80b 8.39b 49.69a 14.13a

1286 中国生态农业学报 2012 第 20卷


10.6%和 4.3%, 叶片对籽粒的贡献率显著提高, 茎秆
和颖壳之间没有显著差异; 与T3模式相比, T4模式的
茎秆、叶片、颖壳的氮素转运量和贡献率均提高。可
见, 栽培模式显著影响了氮素的吸收转运, 与T1模式
相比, T2模式通过提高花后各器官的氮素转运量和叶
片对籽粒的贡献率来提高产量, T3、T4模式通过提高
叶片和茎秆中的氮素转运量和对籽粒的贡献率来提
高产量。说明拔节期追肥能显著提高花后茎秆和叶片
中的氮素转运量和对籽粒的贡献率, T4模式有利于提
高叶片中氮素的转运量和对籽粒的贡献率。
2.2.2 收获期各器官中氮素累积量和分配率
合理施肥, 避免过量施肥造成的大量氮素在茎
秆中的残留, 对提高氮素利用率具有重要作用[8]。从
表 6 可以看出, 收获期各器官中的氮素累积分配比
率均表现为籽粒>茎秆>叶片>颖壳。2009—2010 年,
与 T1模式相比, T2模式降低了叶片和颖壳中的分配
比例, 提高了籽粒中的分配量和分配比例, 其中籽
粒中的分配率比 T1模式高 10.45%; 与 T3模式相比,
T4 模式籽粒和颖壳中的分配率分别提高 2.28%和
6.77%, 茎秆、叶片中的分配率降低, 且茎秆中的分
配率达到显著水平。2010—2011年, 与 T1模式相比,
T2 模式降低了茎秆和叶片中的分配量和分配比例,
提高了籽粒中的分配量和比例, 其中籽粒和颖壳中
的分配率分别比 T1 模式高 4.3%和 12.59%; 与 T3
模式相比, T4 模式籽粒和颖壳中的分配率分别提高
1.01%和 44.14%, 茎秆、叶片中的分配率降低, 且茎
秆中的分配率达到显著水平。因此, 与 T1 和 T3 模
式相比, T4 模式的小麦养分能够更多地从营养器官
向生殖器官转运, 有利于籽粒的形成。
2.3 不同管理模式对小麦产量和肥料利用率的影响
从表 7 可以看出, 不同施肥管理模式对产量和
产量三要素都有显著影响。与 T1 模式相比, 两年
T2、T3、T4模式的产量增加 11.72%~25.82%(2009—
2010年)和 11.89%~15.53%(2010—2011年)。从产量
三要素构成来看, 两年成穗数基本表现为 T1>T2>
T3>T4, 且 T1 模式显著高于其他模式, 穗粒数表现
为 T3>T4>T2>T1(2009—2010) 和 T4>T3>T2>T1
(2010—2011), 千粒重表现为 T3>T4>T2>T1。虽然
T1 模式穗数显著高于其他模式, 但穗粒数和千粒重
显著低于其他模式, 说明 T1 由于前期施肥较大、群
体大、穗数足, 但后期供肥不足、穗粒数减少、粒重
减轻、产量较低, 而 T2、T3、T4 模式由于改变了施
肥和栽培管理, 协调了穗数、穗粒数、千粒重三因素,
使得产量明显高于 T1模式, 从而达到高产水平。

表 5 不同栽培管理模式对小麦花后各器官氮素转运量和籽粒贡献率的影响
Table 5 Effects of different cultivation management modes on N translocation and contribution of different organs to grain after anthesis
氮素转运量 N translocation (kg·hm−2) 对籽粒的贡献率 Contribution to grain (%) 年份
Year
处理
Treatment 茎秆 Stem 颖壳 Glume 叶片 Leaf 茎秆 Stem 颖壳 Glume 叶片 Leaf
T1 39.52c 21.77ab 42.86c 23.74b 17.63a 27.08d
T2 45.04b 27.24a 55.42b 26.83ab 17.55a 33.20c
T3 55.47a 17.41ab 67.71a 30.60a 9.41b 37.09b
2009—
2010
T4 54.78a 12.96c 73.52a 30.87a 7.40b 41.98a
T1 47.62c 37.67b 49.63b 25.53b 20.69b 25.81d
T2 51.60b 41.65a 51.78b 26.24b 21.20b 26.34c
T3 55.06a 42.13a 57.21a 26.62ab 21.38b 26.94b
2010—
2011
T4 55.75a 44.78a 59.59a 27.99a 25.12a 28.77a

表 6 不同栽培管理模式对小麦收获期各器官中氮累积量和分配率的影响
Table 6 Effects of different cultivation management modes on N accumulation and distribution in different organs after harvest
氮累积量 N accumulation (kg·hm−2) 氮分配率 N distribution rate (%) 年份
Year
处理
Treatment 茎秆 Stem 叶片 Leaf 籽粒 Grain 颖壳 Glume 茎秆 Stem 叶片 Leaf 籽粒 Grain 颖壳 Glume
T1 25.09b 17.87a 134.07d 13.70a 13.39a 9.56a 69.86c 7.19a
T2 26.95b 13.92c 167.48c 8.58c 12.45a 6.43b 77.16ab 3.96d
T3 30.30a 16.26b 183.15a 10.61b 12.53a 6.80b 76.24b 4.43c
2009—
2010
T4 24.39b 14.54c 175.15b 10.61b 10.83b 6.46b 77.98a 4.73b
T1 31.45ab 25.37a 182.36b 14.50b 15.89a 6.51a 71.88b 5.72bc
T2 29.01c 19.71bc 196.54ab 16.91ab 13.95b 4.64b 74.97a 6.44ab
T3 35.62a 22.09ab 219.67a 14.63b 14.78b 5.05b 75.14a 5.03c
2010—
2011
T4 29.76c 16.26bc 207.17ab 19.77a 12.15c 4.70b 75.90a 7.25a

第 10期 马迎辉等: 栽培管理模式对冬小麦干物质积累、氮素吸收及产量的影响 1287


表 7 不同栽培管理模式对小麦产量和肥料利用率的影响
Table 7 Effects of different cultivation management modes on wheat grain yield and fertilizer utilization efficiency
年份
Year
处理
Treatment
成穗数
Spike number (104·hm−2)
穗粒数
Grain number per spike
千粒重
1000-kernel weight (g)
产量
Yield ( kg·hm−2)
PFPN
(kg·kg−1)
PFPP
(kg·kg−1)
PFPK
(kg·kg−1)
T1 643.50a 30.75c 45.04d 7 566.18c 33.63c 100.88c 126.10b
T2 621.30b 33.08b 46.79c 8 452.56b 46.96a 112.70a 140.88a
T3 598.20c 37.48a 47.90a 9 519.90a 31.73d 63.47d 63.47d
2009—
2010
T4 599.30c 36.73a 47.14b 9 416.04a 39.23b 104.62b 104.62c
T1 641.88a 37.03c 42.32d 8 268.85c 36.75c 110.25b 137.81b
T2 623.75b 38.71b 43.85c 9 251.97b 51.40a 123.36a 154.20a
T3 605.19c 38.73b 45.64a 9 453.37ab 31.45d 62.90d 62.90d
2010—
2011
T4 603.90c 38.84a 45.00b 9 552.80a 39.80b 106.14c 106.14c
PFPN: 氮肥偏生产力; PFPP: 磷肥偏生产力; PFPK: 钾肥偏生产力。PFPN: partial factor productivity of nitrogen fertilizer; PFPP: partial
factor productivity of phosphorus fertilizer; PFPK: partial factor productivity from potassium fertilizer.

从肥料利用率来看, 两年的氮、磷、钾偏生产
力结果均为 T2模式最高, T3模式最低。与 T1相比,
T2 模式虽然降低了肥料用量, 但随着施肥管理措施
的改变, 产量显著提高, 所以肥料利用率也显著提
高; 与 T3相比, T4虽然肥料用量明显减少, 但栽培
管理方式的改变满足了小麦不同时间对养分的需求,
实现了穗数、穗粒数和千粒重的协调, 因而产量没
有显著降低, 肥料利用率却显著提高。
3 讨论与结论
高产、高效和农田可持续性兼顾的科学养分管
理已成为养分资源管理研究的热点[1,6], 适宜的氮磷
钾配比及用量可提高小麦产量及品质[15]。大量研究
表明, 优化的养分管理能够克服常规栽培管理模式
的不足, 提高产量、增加养分利用效率[16−20]。本研
究表明, T1 模式“一炮轰”施肥方式干物质增长开始
和结束的时间都比较早, 后期养分供应不足, 成熟
期籽粒中氮素积累明显不足, 不利于产量提高, 同
时肥料利用率也很低。优化模式 T2与农民习惯模式
T1 相比, 满足了作物后期需肥量, 符合作物生长需
求, 通过延长干物质快速增长时间和花后各器官的
氮素转运量, 提高了千粒重和穗粒数。T3模式与 T4
模式相比, 在干物质积累和转运方面没有明显差异,
T4模式主要是通过减少肥料用量和灌水量来提高花
后叶片中氮素的转运量和对籽粒的贡献率来提高粒
重, 在产量不降低的同时大大提高肥料利用率, 这
也可能与这一模式改善了土壤水分条件, 促进了氮
素吸收有关。
小麦茎秆、叶片花后的氮素转运量和对籽粒的
贡献率均表现为 T3、T4模式大于 T1、T2模式, 说
明随着产量水平的提高, 花后茎秆、叶片中氮素向
籽粒的转运量也在提高, 可见, T3、T4 模式通过提
高了花后小麦叶片和茎秆贮存氮素向籽粒的转运量
和对籽粒的贡献率来获得高产和效率高效, 与 T3模
式相比, T4 模式茎秆与叶片干重比例与 T3 模式相
当, 但 T4 模式籽粒生物量积累稍占优势, 使得小麦
个体生长稳健, 群体分布合理, 有利于协调营养生
长与生殖生长的矛盾, 在保证充足的同化物合成与
积累的前提下, 能够更多地促进养分从营养器官向
生殖器官转运, 使得产量构成优化, 产量和生产效
率提高。这说明如何提高花后小麦叶片和茎秆贮存
的氮素向籽粒的转运是目前高产研究中应该重点关
注的问题, 而在目前试验条件下, 高产栽培中减少
20%~40%的肥料用量也可以达到预期目标。
参考文献
[1] Cui Z L, Zhang F S, Chen X P, et al. On-farm evaluation of an
in-season nitrogen management strategy based on soil Nmin
test[J]. Field Crops Res, 2008, 105(1/2): 48–55
[2] 国家统计局河南调查总队. 河南统计年鉴[M]. 北京: 中国
统计出版社, 2011
[3] 高旺盛, 黄进勇, 吴大付, 等. 黄淮海平原典型集约农区地
下水硝酸盐污染初探[J]. 生态农业研究, 1999, 7(4): 41–43
[4] 郑志松, 王晨阳, 张美微, 等. 水、氮磷肥及其互作对小麦
淀粉糊化特性的影响[J]. 中国生态农业学报, 2012, 20(3):
310–314
[5] 李欢欢, 黄玉芳, 王玲敏, 等. 河南省小麦生产与肥料施用
状况[J]. 中国农学通报, 2009, 25(18): 426–430
[6] 闫湘 , 金继运 , 何萍 , 等 . 提高肥料利用率技术研究进展
[J]. 中国农业科学, 2008, 4(2): 450–459
[7] Cui Z L, Chen X P, Miao Y X, et al. On-farm evaluation of the
improved soil Nmin-based nitrogen management for summer
maize in North China plain[J]. Agron J, 2008, 100(3): 517–525
[8] Zhao R F, Chen X P, Zhang F S, et al. Fertilization and nitro-
gen balance in a wheat-maize rotation system in north
China[J]. Agron J, 2006, 98(4): 936–944
[9] 汪军 , 王德建 , 张刚 . 太湖地区稻麦轮作体系下秸秆还田
配施氮肥对水稻产量及经济效益的影响[J]. 中国生态农业
学报, 2011, 19(2): 265–272
1288 中国生态农业学报 2012 第 20卷


[10] 刘淑君 . 北方潮土区冬小麦最佳测土配方施肥模式[J]. 天
津农业科学, 2011, 17(4): 21–24
[11] 谢瑞峰 , 贾世隆 . 灵台县旱塬冬小麦氮磷配方施肥效应及
施肥模式探讨[J]. 甘肃农业科技, 1999(9): 30–31
[12] 段敏, 同延安, 魏样. 不同施肥条件下冬小麦氮素吸收、转
运及累积的研究[J]. 麦类作物学报, 2010, 30(3): 464–468
[13] 赵士诚 , 沙之敏 , 何萍 . 不同氮肥管理措施在华北平原冬
小麦上的应用效果[J]. 植物营养与肥料学报, 2011, 17(3):
517–524
[14] 王春阳, 周建斌, 郑险峰, 等. 不同栽培模式及施氮量对半
旱地冬小麦氮素累积及分配的影响[J]. 西北农林科技大学
学报: 自然科学版, 2008, 36(1): 101–108
[15] 何萍 , 李玉影 , 金继运 . 氮钾营养对面包强筋小麦产量和
品质的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2002, 8(4): 395–398
[16] Sainz H R, Echeverria H E, Barbie A. Nitrogen balance as af-
fected by application time and nitrogen fertilizer rate in irri-
gated no-tillage maize[J]. Agron J, 2004, 96(6): 1622–1631
[17] 张福锁, 崔振岭, 王激清, 等. 中国土壤和植物养分管理现
状与改进策略[J]. 植物学通报, 2007, 24(6): 687–694
[18] 裴雪霞, 王秀斌, 何萍, 等. 氮肥后移对土壤氮素供应和冬
小麦氮素吸收利用的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2009,
15(1): 9–15
[19] 孔丽红 , 赵玉路 , 周福平 . 简述小麦干物质积累运转与高
产的关系[J]. 山西农业科学, 2007, 35(8): 6–8
[20] He P, Li S T, Jin J Y, et al. Performance of an optimized nu-
trient management system for double-cropped wheat-maize
rotations in North-central China[J]. Agron J, 2009, 101(6):
1489–1496

JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ
中国科学院遗传与发育生物学研究所
农业资源研究中心研究生教育简介

1 概况
中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心(以下简称中心)的前身为始建于 1978年的中国科学院石家
庄农业现代化研究所。中心拥有中国科学院院士 1人, 研究员 17人, 引进中国科学院“百人计划”人才 3名。在读硕士
和博士研究生 80人。
中心沿北纬 38度带分别在河北省元氏县、栾城县和南皮县建立了 3个野外试验台站, 形成了具有不同生态类型的
山地丘陵区—山前平原区—滨海平原区农业科学研究基地。其中栾城农业生态系统试验站已于 2005年晋升为国家野外
试验台站, 同时也是中国科学院生态网络台站成员和国际 GTOS成员。中心拥有中国科学院农业水资源重点实验室、
河北省节水农业重点实验室和中国科学院小麦转基因研究试验基地。
自 2002年进入中国科学院知识创新工程以来, 中心面向国家水安全、粮食安全、生态环境安全的重大战略需求和农
业资源与生态学前沿领域, 以农业水资源高效利用为重点, 在节水理论与技术、农业生物技术、生态系统及信息管理等领
域, 开展应用基础研究, 集成创新资源节约型现代农业模式, 为区域农业持续发展做出了基础性、战略性、前瞻性贡献。
2 招生与培养
2.1 招生
每年秋季招收 1次生态学博士、学术型硕士和生物工程全日制专业学位硕士研究生。每年 8月左右开展免试生接
收工作。通过中心复试并获得拟接收资格的免试生, 若最终未获所在校外推指标者, 只要统考成绩通过中心的复试线,
可免复试直接录取。
2.2 培养与就业
中心十分注重培养质量, 改善人才成长环境, 努力提高学生的综合素质。每年有多位学生荣获中国科学院和中国科
学院遗传与发育生物学研究所的各种冠名奖学金。学生毕业后赴国内外大学和科研院所等企事业单位就职或从事博士
后研究工作。近 5年毕业生就业率达 96.59%, 其中 2010年毕业生就业率达 100%, 按期毕业率达 96%。
2.3 学生待遇
学生在学期间不仅不收取任何学费, 还享有相应的研究助理薪金, 硕士生奖/助学金 25000 元/年左右, 博士生 35000
元/年左右。优秀学生每年除可获得中国科学院研究生院奖学金、冠名奖学金等奖励外, 还可享有研究所设立的“振声奖
学金”和“益海嘉里奖学金”等。
学生拥有宽敞明亮并备有单独卫生间的住宿(两人间)环境和价位适中的学生食堂。
热忱欢迎地球科学、生物学、农学和林学等相关专业有志青年踊跃报考及推免！
3 联系方式
单位网址: http://www.sjziam.ac.cn 电话: 0311-85801050 传真: 0311-85815093
联系人: 王老师 E-mail: yzb@sjziam.ac.cn 邮政编码: 050022