全 文 ：中国生态农业学报 2011年 3月 第 19卷 第 2期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, March 2011, 19(2): 293299


* 中国科学院知识创新工程重大项目(KSCX1-YW-09-05)和河北省科技支撑项目(06220112D)资助
** 通讯作者: 陈素英(1964~), 女, 副研究员, 主要从事农田节水机理与技术研究。E-mail: csy@sjziam.ac.cn
苗文芳(1983~), 女, 在读硕士, 主要从事农田节水机理研究。E-mail: miaowenfangly@163.com
收稿日期: 2010-12-12 接受日期: 2011-01-19
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2011.00293
不同灌溉处理对夏玉米氮素吸收及转移的影响*
苗文芳 1,2 陈素英 1** 邵立威 1 孙宏勇 1 张喜英 1
(1. 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心 石家庄 050022; 2. 中国科学院研究生院 北京 100049)
摘 要 通过田间试验, 研究了两个生长季夏玉米 4个不同水分处理(灌溉 1水、灌溉 2水、灌溉 3水、灌溉
4 水)对其各个生育阶段氮素吸收、分配、转移的影响。结果表明, 拔节抽雄期灌水可以增加夏玉米茎叶的氮
素积累量和氮分配比, 生育后期灌水各处理之间单株氮素积累量无显著差异; 穗部的氮素积累 75%来源于扬
花后期氮素同化吸收, 25%来自营养器官茎叶的氮素转移, 说明灌浆至成熟期穗部氮素主要吸收利用土壤中的
氮, 充足的水分可以保证营养器官积累更多的氮素, 但后期同化氮素比率随着灌水的增加而减小。因此, 灌浆
至成熟期需要维持适中的水分条件, 在保证吸收利用土壤氮素的同时, 增加储存在茎叶中的氮素向籽粒的转
移, 从而提高氮素利用效率。
关键词 夏玉米 灌溉次数 氮素吸收 氮素转移 氮素贡献率
中图分类号: S274.1; S513 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2011)02-0293-07
Effect of irrigation on nitrogen uptake and translocation in summer maize
MIAO Wen-Fang1,2, CHEN Su-Ying1, SHAO Li-Wei1, SUN Hong-Yong1, ZHANG Xi-Ying1
(1. Center for Agricultural Resources Research, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences,
Shijiazhuang 050022, China; 2. Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
Abstract A 2-year field experiment consisting of four irrigation treatments (i.e., 1~4 irrigations during maize growth period) was
carried out to study the effects of irrigation amount on the uptake, distribution and translocation of nitrogen in maize plants. The re-
sults showed that increased irrigation amount enhanced nitrogen accumulation and distribution in maize stems and leaves at jointing
and tasseling stages. However, no significant differences were noted at late grain-filling stage among the different treatments. About
75% of accumulated nitrogen in maize spikes was from post-anthesis assimilation and 25% from translocated nitrogen in stems and
leaves. This implied that spikes mainly absorbed N from soil during the stages of grain-filling and maturity. While abundant water
supply increased N uptake in vegetative organs, it decreased post-anthesis assimilation rate. It was therefore necessary to maintain
moderate water conditions to ensure not only optimum nitrogen absorption, but also increase nitrogen store in stems and leaves. The
stored nitrogen would be translocated to grains, which could improve nitrogen use efficiency.
Key words Summer maize, Irrigation times, Nitrogen uptake, Nitrogen translocation, Nitrogen contribution proportion
(Received Dec. 12, 2010; accepted Jan. 19, 2011)
夏玉米是华北平原的主要粮食作物之一, 具有
食用、饲用价值和多种工业用途, 在国民经济中占
有重要地位[12]。水分是影响玉米产量形成的主要限
制因子, 不仅影响干物质的积累和干物质向籽粒的
转移速率, 而且影响土壤中的氮素有效性和氮素的
吸收、运转和同化, 干旱胁迫和过量灌溉均不利于
作物植株氮素的积累, 过量灌溉还使土壤剖面中积
累的硝态氮不断向下淋溶[35], 适量灌溉可以促进氮
素吸收, 提高氮素利用效率[34,6]。Brevé 等[711]的研
究结果表明, 在严重水分胁迫下, 玉米叶片可溶性
蛋白质含量和硝酸还原酶活性逐渐下降, 正在生长
中的新叶比已停止生长的老叶下降幅度更大, 从而
抑制营养生长阶段氮素吸收; 前人[46,1215]研究证明,
随灌水量增加, 土壤硝态氮有向深层土壤淋溶的趋
势, 会造成肥料浪费和对地下水质量安全带来极大
威胁。因此, 合理灌溉对提高夏玉米产量和水分利
294 中国生态农业学报 2011 第 19卷


用效率, 减少氮肥损失具有重要意义。关于影响玉
米氮素吸收和转化方面的研究多集中在氮肥类型、
氮肥施用时期、氮肥施用量和水氮互作等方面, 而
不同灌溉时间和灌溉次数对玉米氮素吸收转移方面
的影响尚少见报道。为此, 在前人研究的基础上, 通
过田间试验研究了不同灌溉处理对夏玉米产量、氮
素吸收、分配和利用规律及积累的影响, 以期为夏
玉米的水氮高效利用提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 试验设计
试验于 2007 年和 2010 年在中国科学院栾城农
业生态系统试验站进行。该站位于太行山前平原
(37°53′N, 114°41′E, 海拔 50.1 m), 是华北平原地区
冬小麦高产的典型代表区域。属暖温带半湿润半干
旱季风气候, 平均气温 12.3 ℃, 雨热同期。土壤类
型为壤质潮褐土, 耕层(0~30 cm)土壤有机质含量为
14.0~19.0 g·kg1, 土层平均容重为 1.46 g·m3, 全
氮 0.8~1.0 g·kg1, 碱解氮 60~80 mg·kg1, 速效磷
15~20 mg·kg1, 速效钾 150~170 mg·kg1, 平均田
间持水量 34%(v/v)。多年平均降水量 480.7 mm, 月
降雨分布不均, 70%的降水集中在 7~9月份。冬小麦
和夏玉米一年两熟为该区域的主要种植模式, 即冬
小麦于 10月初或中旬播种, 翌年 6月中旬收获, 小麦
收获前套种夏玉米或者小麦收获后接茬播种夏玉米。
试验设 4 个灌溉处理, 分别为全生育期灌 1 水
(T1)、灌 2水(T2)、灌 3水(T3)、灌 4水(T4), 各处理灌
溉时期和灌溉量见表 1。灌溉通过地下管道输水, 用水
表计量灌溉水量, 每次灌水量为 75 mm。夏玉米品种
为“郑单 958”。田间处理采用随机区组设计, 每个处
理设4次重复, 小区面积5 m×8 m, 各小区之间有2 m
宽的保护行不进行灌溉, 以减少小区间的相互影响。
本试验中夏玉米套种, 即小麦收获前 1 周将夏
玉米人工套种在冬小麦田, 冬小麦收获后小麦秸秆
覆盖到夏玉米田间。2007 年和 2010 年的夏玉米播
种时间分别为 6月 8日和 6月 15日, 夏玉米收获时
间分别为 2007 年 9 月 26日和 2010 年 10 月 4 日。
夏玉米拔节期追施氮 270 kg·hm2, 2007年和 2010
年玉米生长季的降雨量分别为 232.4 mm 和 286.5
mm, 两个年份都为较干旱年份。

表 1 不同灌溉处理灌水时期和灌水量
Tab. 1 Irrigation time and amount of different irrigation treatments mm
灌溉时期 Irrigation time 年度
Year
处理
Treatment 出苗
Seedling stage
大喇叭口
Floret stage
抽雄
Tasseling stage
扬花
Flowering stage
灌浆
Filling stage
总灌溉量
Total irrigation
灌溉 1水 Irrigation one time (T1) 75 75
灌溉 2水 Irrigation two times (T2) 75 75 150
灌溉 3水 Irrigation three times (T3) 75 75 75 225
2007



灌溉 4水 Irrigation four times (T4) 75 75 75 75 300
灌溉 1水 Irrigation one time (T1) 75 75
灌溉 2水 Irrigation two times (T2) 75 75 150
灌溉 3水 Irrigation three times (T3) 75 75 75 225
2010



灌溉 4水 Irrigation four times (T4) 75 75 75 75 300

1.2 测定内容及方法
土壤含水量: 每个小区安装中子仪管至 2 m深,
每 20 cm测定 1个层次, 7~10 d测定 1次。
生物量: 夏玉米主要生育期在每小区取 3 株有
代表性的植株, 按叶片、茎秆、穗 3部分分开, 样品
80℃杀青, 烘干称重, 测定干物质量。
植株全氮含量: 采用凯氏定氮仪测定, 计算公
式如下[1619]:
植株吸收的总氮量=植株干重×植株全氮含量 (1)
营养器官氮素转移量=开花期营养器官氮素积累
量成熟期营养器官氮素积累量 (2)
氮素转移效率=营养器官氮素转移量/开花期营
养器官氮素积累量 (3)
贡献率=营养器官氮素转移量 (或花后同化氮
量)/成熟期穗中氮积累量 (4)
收获时每小区单独收获测产。
水分利用效率(WUE)=产量/生育期耗水量 (5)
生育期耗水量(ET)=P+I+ΔWR+CRD (6)
式中, P为降雨量(mm); I为灌溉量(mm); ΔW为播种
时 2 m土层储水量减去收获时 2 m土层储水量(mm);
R 为径流量(mm); CR 为毛管水上升到根区的水量
(mm); D 为土壤水分渗透量, 计算根据 Zhang 等[20]
的方法; 两个试验期的径流量为零; 试验地地下水
埋深 34 m, 毛管上升水忽略不计。
玉米生长期降水、温度、光照等数据来自栾城
试验站的标准气象站观测数据。
第 2期 苗文芳等: 不同灌溉处理对夏玉米氮素吸收及转移的影响 295


1.3 数据处理
试验数据基于 SPSS Ver.16.0 软件和 Microsoft
Excel 进行计算和作图分析。
2 结果与分析
2.1 不同灌水处理夏玉米产量及其产量构成
从图 1 看出 2007 年和 2010 年玉米生育期的降
雨情况, 2007 年降雨主要集中在抽雄前期, 2010 年
则分布于整个生育期。
从图 2可以看出，2007年玉米生育后期降雨量
减少, 土壤含水量不同处理之间差异较大。2010 年
8 月中旬以后降雨比较频繁, 后期处理间土壤含水
量变化不大。
从表 2 可以看出, 2007 年玉米产量以灌 4 水处
理(T4)最高, 灌 1 水处理(T1)产量最低, 且两处理间
差异显著(P<5%), 这可能与不同灌溉处理后期土壤
含水量差异大有关。吐絮灌浆期是玉米对水分敏感
时期, 图 2显示, 2007年 T1、灌 2水处理(T2)土壤含
水量明显降低, 灌溉 3 水(T3)次之, 而 T4 处理根层
水分整个生育期都保持在较高水平, 产量最高。从
产量构成看, T1 处理的穗粒数最低, 造成其产量降
低。2010年不同灌溉处理的玉米产量之间没有显著
差异, 产量构成因素之间也没有显著差异, 可能与
降水主要分布在玉米需水旺盛的中后期、不同灌
溉处理后期根层土壤水分差异小有关。2007 年和
2010年各处理的平均产量基本相等, 但产量构成上,
2010年的平均穗数比 2007年低 24.4%, 2010年的平
均穗粒数比 2007年高 28.5%, 2010年的收获指数显
著高于 2007年。
分析 2007年和 2010年的气象因素(表 3)可以看
出, 2007年和 2010年玉米生育期>10 ℃的积温基本
相同, 而光照时数 2010年比 2007年高 43.7 h, 尤其
是拔节期至抽雄期, 2010年比 2007年高 88.2 h，此
期正是玉米的穗分化时期。2010年良好的光照和适
宜的温度促进了穗粒数的发育, 使每行玉米的粒数
比 2007 年增加 8~9 粒, 而 2007 年的寡照使玉米的
穗粒数较低。
2.2 不同灌水处理夏玉米单株氮素积累量随时间
的变化
2007年氮素在玉米植株中的积累量随生育期的
进程逐渐增加(图 3a)。拔节(7 月 19 日)前各处理分
别灌水 1次, 植株氮素积累无显著差异; 2007年 7月
24 日 T2、T3、T4 处理分别灌水，此时光照增强和
温度增加, 使之前的灌水作用得到发挥, 土壤含水
量 T4 处理明显高于其他处理 , 但可能受前期影



图 1 2007年(a)和 2010年(b)夏玉米生育期降雨分布
Fig. 1 Rainfall during the whole maize growth phase in 2007 (a) and 2010 (b)



图 2 2007年(a)和 2010年(b)0~50 cm土层土壤体积含水量
Fig. 2 Moisture content in 0~50 cm soil in 2007 (a) and 2010 (b)
296 中国生态农业学报 2011 第 19卷


表 2 不同灌水处理夏玉米产量及其构成
Tab. 2 Yield and it components of maize under different irrigation treatments
年份
Year
处理
Treatment
产量
Yield (kg·hm2)
穗数
Spike number (spikes·hm2)
穗粒数
Kernels per spike
千粒重
1000-kernel weight (g)
收获指数
Harvest index
T1 5 959.0a 64 818.1a 394.0a 271.1a 0.47a
T2 6 485.0ab 70 142.4b 399.4a 273.6a 0.46a
T3 6 472.5ab 64 818.1a 405.8a 267.6a 0.49a
T4 7 167.0b 63 776.3a 409.8a 270.6a 0.48a
2007
平均 Average 6 520.9 65 888.7 402.3 270.2 0.47
T1 6 426.4a 48 787.2a 530.4a 280.3a 0.57a
T2 6 553.2a 51 391.5a 524.1a 269.7a 0.57a
T3 6 604.0a 49 742.1a 510.6a 282.1a 0.58a
T4 6 489.3a 49 308.0a 541.2a 279.5a 0.59a
2010
平均 Average 6 518.2 49 807.2 526.6 277.9 0.58
同列数据后不同字母表示差异显著(P<0.05),下同。Different small letters in the same column mean significant difference (P<0.05). The same
below.

表 3 2007年和 2010年玉米生长期间的气象条件
Tab. 3 Meteorological conditions during growth period of corn in 2007 and 2010
>10 ℃积温 Accumulated temperature higher than 10 ℃ (℃) 光照时间 Sunshine hours (h) 生育期
Growth stage 2007 2010 2007 2010
播种~拔节期 Sowing to jointing 537.0 483.9 157.4 124.2
拔节~抽雄期 Jointing to tasseling 326.7 354.1 41.7 129.9
抽雄~成熟期 Tasseling to maturing 620.8 637.0 288.5 277.2
全生育期 Whole growth period 1 484.5 1 475.0 487.6 531.3



图 3 2007年(a)和 2010年(b)不同灌水处理夏玉米单株氮素积累量的变化
Fig. 3 Dynamics of nitrogen accumulation in maize plant under different irrigation treatments in 2007 (a) and 2010 (b)

响，此时不同处理间氮素积累并无显著差异。随着
生育期的进行, 因各处理灌水次数以及灌水时间不
同, 土壤含水量差异显著, 故对氮素积累产生了显
著影响。至抽雄初期(8 月 8 日)T3、T4 处理氮素积
累量显著高于 T1处理, 但 T1、T2之间差异不显著。
随着 T3、T4 处理灌水次数的增加, 土壤含水量也
随之增大, 至乳熟期(9 月 10 日)玉米植株中氮素积
累量没有相应的大幅度增加, 相反比 T1 和 T2 处理
第 2期 苗文芳等: 不同灌溉处理对夏玉米氮素吸收及转移的影响 297


的氮素积累量低。T2、T3 处理在成熟时期(9 月 26
日)单株的氮素积累量较高。
从图 3b可以看出, 2010年玉米单株氮素积累量
变化趋势和 2007 年大致相同。灌浆期(9 月 18 日)
和成熟期(10月 4日)T2、T3处理氮素积累量明显高
于 T4 处理, T2 和 T3 处理间没有明显差异; 收获期
(10月 4日)T1、T2、T3处理间无显著差异, 均明显
高于 T4处理。整体来看, 抽雄期灌水可以提高玉米
单株氮素积累量, 但生育后期灌水过多, 不会明显
促进植株对氮素的吸收, 可能会导致氮肥淋失, 造
成水肥的浪费。
2.3 不同灌水处理氮素在夏玉米各器官中的分配
从表 4 可以看出, 拔节期氮素积累主要集中在
叶片中, 分配比最高达到 61%, 茎中的分配比最高
为 41%, 而后叶中分配比逐渐下降。拔节期在各处
理灌水完全相同的情况下, 茎的氮素含量各处理间
差异显著, 这可能与当时的低温阴雨天气有密切关
系。抽雄期茎叶的氮分配比均较高 , 平均分别为
46.5%、53.5%; T1处理的茎氮含量明显低于 T3、T4
处理, T4处理明显低于 T3处理, 叶氮素积累量也是
T4 处理明显偏高, 这与 T4 处理在此期间灌水有直
接关系, 说明抽雄期灌水可以增加植株对氮素的吸
收。随着生育期的进行茎中氮素开始向穗部转移 ,
茎氮分配比逐渐下降。灌浆期氮素在茎中的积累量
T1高于 T3、T4处理。成熟期叶氮含量 T4最低，且
各处理间差异显著。收获时茎叶中氮的分配比分别
降低为 16.8%、31.5%, 穗中分配比为 51.7%, 各处
理穗的氮素积累量、氮分配比和氮含量无显著差异,
说明生育后期灌水能促进夏玉米对氮素养分的吸收
和向籽粒的转移, 但不能显著提高穗中的氮素含量
和氮分配比。
2010年从灌浆期(9月 18日)到成熟期穗的氮素
积累均以 T2处理高于 T1处理, 而 T2和 T3、T4间
差别不大, 成熟期各处理(T1、T2、T3、T4)穗的氮
素积累量分别为 1.77 g·plant1、2.17 g·plant1、2.21
g·plant1、1.94 g·plant1, 氮分配比分别为 59%、
62%、65%、63%, 氮含量分别为 1.21%、1.55%、
1.43%、1.25%。

表 4 不同灌水处理夏玉米氮素积累及其在茎、叶、穗中的分配比(2007年)
Tab. 4 Nitrogen accumulation and distribution in stem, leaf and spike of maize under different irrigation treatments in 2007
茎 Stem 叶 Leaf 穗 Spike
生育期
Growth
stage
处理
Treatment
氮积累量
NAA
(g·plant1)
氮分配比
NPR
(%)
氮含量
NC
(g·kg1)
氮积累量
NAA
(g·plant1)
氮分配比
NPR
(%)
氮含量
NC
(g·kg1)
氮积累量
NAA
(g·plant1)
氮分配比
NPR
(%)
氮含量
NC
(g·kg1)
拔节 T1 0.31a 41a 21.7b 0.44a 59a 24.7a
Jointing T2 0.33a 41a 22.8a 0.47a 59a 26.4a
T3 0.31a 39a 19.8c 0.48a 61a 25.6a
T4 0.24a 35a 16.4d 0.46a 65a 24.1a
抽雄 T1 0.48c 43a 12.5c 0.65b 57a 25.5a
Tasseling T2 0.48c 46a 11.6d 0.57c 54ab 22.5a
T3 0.64b 48a 14.5a 0.65b 52b 23.8a
T4 0.76a 49a 13.8b 0.78a 51b 25.4a
吐丝 T1 0.52a 34a 5.2d 0.83a 54a 8.3a 0.20a 13a 2.0a
Silking T2 0.59a 33a 5.9b 0.97a 55a 9.7a 0.22a 12a 2.2a
T3 0.61a 36a 6.1a 0.84a 49a 8.4a 0.25a 14a 2.5a
T4 0.56a 31a 5.6c 0.95a 52a 9.5a 0.32a 17a 3.2a
灌浆 T1 0.56a 29a 11.2a 0.82a 43a 21.6a 0.55a 28a 14.7a
Filling T2 0.48b 28a 11.6a 0.78a 45a 22.7a 0.48a 28a 16.0a
T3 0.47b 25a 10.1a 0.85a 46a 22.3a 0.53a 29a 14.8a
T4 0.51b 28a 11.4a 0.77a 43a 20.1a 0.53a 29a 13.5a
乳熟 T1 0.51ab 23a 10.6b 0.90a 41a 24.2a 0.78a 36a 12.2a
Milk T2 0.57a 25a 12.1a 0.84a 37a 22.5b 0.85a 38a 12.6a
T3 0.39b 20a 9.4d 0.77a 38a 21.5c 0.84a 42a 12.3a
T4 0.42b 21a 9.5c 0.79a 39a 21.2d 0.81a 40a 12.3a
收获 T1 0.41a 17a 8.6a 0.56a 36a 19.7a 1.12a 47a 11.5a
Maturity T2 0.42a 16a 8.1d 0.49ab 30b 17.8a 1.38a 54a 11.5a
T3 0.44a 17a 8.3b 0.53ab 32ab 18.9a 1.32a 51a 11.1a
T4 0.40a 17a 8.2c 0.45b 28b 18.1a 1.35a 55a 11.8a
NAA: Nitrogen accumulation amount; NPR: Nitrogen distribution rate; NC: Nitrogen content.
298 中国生态农业学报 2011 第 19卷


综合 2007 年和 2010 年单株玉米各器官氮素含
量、分配和转移的情况看, 适量增加灌水量可以增
强植株对氮素的吸收并有助于营养器官向籽粒转移
氮素 , 但灌水过多并不能显著增加籽粒的氮含量 ,
因此适度水分管理对玉米的氮素吸收分配更有利。
2.4 不同灌水处理夏玉米营养器官氮素向穗部的
转移
夏玉米抽雄吐丝后, 穗部逐渐膨大, 储存在营
养器官茎叶中的氮素开始向穗部转移。表 5是 2007
年不同水分处理对夏玉米茎叶氮转移率及花后同化
吸收氮比率的影响。从表中可以看出, 茎的转移率
随灌水次数的增加而增大, 叶亦有此趋势, 茎的转
移率在 0.14~0.48 之间, 叶的转移率在 0.13~0.43 之
间, 茎的转移率高于叶转移率。氮素对穗部的贡献
率有随灌水量增加而增加的趋势, 但穗部氮吸收主
要来源于扬花后同化氮吸收, 比例占 75%左右, 只
有大约 25%来自茎叶的转化。从表中可以看出 T4
处理花后同化氮素贡献率 0.48, 明显低于 T1、T2、
T3处理的 0.86、0.89、0.76。综合考虑, 花期之前应
该保证适宜的水分条件, 以使茎叶更好地吸收氮素,
为向籽粒转移做好氮素供应, 在成熟后期, 应该适
度干旱, 以促进氮素花后同化。
2.5 灌溉处理对夏玉米水分利用效率的影响
从表 6可以看出, 2007年各处理的渗漏量和蒸散
量随着灌水次数的增加而增加, 水分利用效率随着灌
溉次数增加而有所降低; T2和T3处理产量差异不明显,
T4处理产量高于其他灌溉处理, 不同水分处理对产量
的影响与生育期降水分配有关; 在较干旱年型, 只灌
溉 1水(出苗水), 不利于夏玉米高产, 需要中后期根据
降水情况适度增加灌溉, 但灌溉次数少, 有利于水分
利用效率的提高。2010年各处理的渗漏量、蒸散量和
水分利用效率表现出和 2007年相同的规律, 随着灌水
次数的增加水分利用效率有所下降, 但各处理产量差
异不明显, 可能与后期降水量较多、不同处理间水分
差异不大有关; 而且 2010年由于小麦收割晚, 玉米生
育期相对缩短, 生长潜力未能充分发挥。表 6 也显示
随着玉米生育期灌溉水量的增加, 从根层渗漏的水量
增加, 将导致养分淋失增多, 增加环境风险。

表 5 2007年不同灌水处理夏玉米茎叶中氮素及花后同化氮素向穗部的转移
Tab. 5 Translocation of nitrogen from foliage leaf, stem and nitrogen assimilated post-anthesis spike of maize in 2007
茎 Stem 叶 Leaf 穗 Spike 处理
Treatment 氮转化率 NTP 氮贡献率 NCP 氮转化率 NTP 氮贡献率 NCP 花后同化氮贡献率 PNCP
T1 0.14 0.06 0.14 0.08 0.86
T2 0.14 0.05 0.13 0.06 0.89
T3 0.31 0.15 0.19 0.09 0.76
T4 0.48 0.27 0.43 0.25 0.48
NTP: Nitrogen translocation proportion; NCP: Nitrogen contribution proportion; PNCP: Post-anthesis nitrogen contribution proportion.

表 6 不同灌溉处理对夏玉米水分利用效率的影响
Tab. 6 Water use efficiency (WUE) of maize under different irrigation treatments
年度
Year
处理
Treatment
降雨量
Rainfall (mm)
灌溉量
Irrigation (mm)
渗漏量
Leakage (mm)
ΔW
(mm)
ET
(mm)
产量
Yield (kg·hm2)
WUE
(kg·m3)
T1 232.4 75 2.2 9.2 295.0. 5 959.0a 2.02a
T2 232.4 150 16.5 9.7 356.2 6 485.0ab 1.82ab
T3 232.4 225 27.6 26.6 403.3 6 472.5ab 1.60b
2007


T4 232.4 300 41.4 50.4 440.6 7 167.0b 1.63b
T1 286.2 75 0.6 42.1 318.5 6 426.4a 2.02a
T2 286.2 150 1.9 69.4 364.9 6 553.2a 1.80a
T3 286.2 225 23.3 95.2 392.7 6 604.0a 1.68b
2010

T4 286.2 300 57.4 125.9 402.9 6 489.3a 1.61c

3 讨论与结论
夏玉米植株主要吸收根际土体中以硝态氮形式
存在的氮素, 营养生长阶段玉米通过根系吸收氮素
并储存于茎叶中, 随着生育期的进行逐渐转移到穗
部。已有试验证明玉米营养生长期水分胁迫对硝酸
还原酶活性具有抑制作用[911], 在此期缺水会阻碍
硝态氮的吸收, 不利于作物氮素的积累, 从而影响
到后期向籽粒的氮素转移; 在玉米成熟后期, 应适
当控水, 防止硝态氮向深层土壤淋溶。本试验结果
表明, 在抽雄期 T3、T4 处理氮素积累量显著高于
T1 处理, 氮素积累出现显著差异与之前 T3、T4 处
理在 7月 24的灌水关系密切; 随着灌浆成熟期的到
来, 灌水量的增加并没有显著增加植株氮素积累量,
反而略低于不灌水处理, 这与前人研究结果一致。
氮素在玉米器官中的积累和分配比随着生育期的
进行不断发生变化, 拔节期氮素积累主要集中在叶片
中, 分配比最高达 61%, 茎中的分配比约为 39%; 而
后茎叶中分配比逐渐下降, 收获时茎叶中氮的分配比
第 2期 苗文芳等: 不同灌溉处理对夏玉米氮素吸收及转移的影响 299


分别降低为 16.8%、31.5%, 穗中分配比为 51.7%; T1、
T2、T3、T4 处理之间波动不大, T4 处理在灌浆期的
灌水没有提高穗的氮分配比和氮含量, 因此在成熟后
期适度干旱对穗部氮素的积累没有抑制作用。
有研究结果显示, 开花至成熟阶段是植株氮素
吸收分配的关键时期, 含水量高促进叶中氮向穗部
的转移, 而适度干旱有利于茎中氮的转移[2125]。从
本研究结果看, 茎、叶向穗部的转移率都随灌水的
增加而增大, 主要是灌水延长了营养器官氮素向穗
部转移的时期, 但穗部氮吸收主要来源于扬花后同
化氮吸收, 比例占 75%左右, 只有大约 25%来自茎
叶的转化。T4 处理中茎叶向穗部转化率较高, 但严
重影响了花后氮素同化吸收, 因此花后应适度干旱,
以促进氮素花后同化。
研究证明, 随着灌水次数的增多, 总耗水量增大,
水分利用率有降低的趋势, 灌浆期适度水分胁迫有利
于提高水分利用效率和产量[2630], 本试验结果与以前
研究结果一致。T4处理渗漏和蒸散耗水都较大, 水分
利用效率最低, 增产作用并不明显。因此, 应根据玉米
生育期降水量及其在不同生育阶段的分布, 适当减少
灌水量, 提高水分利用效率, 减少氮素淋溶损失, 提
高氮素的吸收利用效率, 最终达到高产高效。
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