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摘 要：在大田条件下，以大穗型品种泰农18和中穗型品种山农15为试材，分别设置三个种植密度、两个播期研究播期和播量对不同类型小麦品种产量构成因素及其氮素利用效率的影响。结果表明：两个品种花前营养器官中贮存的氮素向籽粒中的转运量、转运率和贡献率均随种植密度的增大而增大，随播期的延迟而降低。随种植密度增大，穗粒数、千粒重相应降低，单位面积穗数升高；随播期延迟穗粒数、千粒重则相应升高，单位面积穗数降低。在延迟播期和增加密度的最终影响下籽粒产量显著提高。两个品种的籽粒含氮量随播期的延迟和种植密度的增加而降低，地上部氮素积累量随播期的延迟和种植密度的增加而增加，结果氮素吸收效率和氮素利用效率同步提高。因此，通过适当延迟播期和增加种植密度可以实现籽粒产量和氮素利用效率的协同提高。本试验条件下，泰农18和山农15兼顾高产和氮素利用效率的最适宜播期为10月14日，种植密度（基本苗）分别为405.0、517.5万株/hm2。
关键词：冬小麦；播期延迟；种植密度；产量；氮素利用效率
中图分类号：S512.104.2文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）09-0065-05
小麦是我国北方重要的粮食作物，在农业生产和国民经济中占有重要地位。通过不断改进栽培措施提高单产、增加总产是保证粮食安全的重要手段[1]。小麦产量不但受品种、土壤条件、气候影响，播期和播量与其也有密切联系[2，3]。施用氮肥可以增加小麦产量，但不合理施用也带来一系列负面影响，如土壤酸化、环境污染、氮素利用效率降低等[4～6]。近年经常出现暖冬，按以前的适宜播期播种小麦冬前旺长，受冻减产。应对气候变化，相应调整播期、播量成为当前北方冬小麦高产高效生产的必要措施[7]。播期和播量对单位面积穗数具有调节作用，对穗粒数和千粒重也有一定影响，从而影响最终产量[8]。小麦生产上，采取比传统播期延后5 d左右播种，再结合相应播量，可以避免群体过大、个体发育不良，从而保证产量[7]。以往该方面研究多集中于播期和播量对产量构成要素的影响[9～12]，鲜有其对氮素利用效率影响的报道。因此，本试验在大田条件下设置不同播期和播量处理，研究其对小麦产量及氮素利用效率的影响，旨在寻求适宜的播期与播量以达到产量和氮素利用效率的协同提高。
1 材料与方法
1.1 试验地基本情况
试验于2011～2012年在山东农业大学试验农场（东经117°9′，北纬36°9′）进行，前茬作物为玉米。该地区年均气温13℃，≥10℃年均积温4 213℃，年日照时数为2 627 h，年无霜期195 d；本年度小麦整个生育期降水量为197.9 mm。供试土壤为棕壤土，播种前0～20 cm土层土壤有机质12.42 g/kg，全氮1.23 g/kg，碱解氮114.82 mg/kg，速效磷33.92 mg/kg，速效钾86.67 mg/kg。
1.2 试验设计
本试验采取裂区设计，主区两个品种为大穗型泰农18（T18）和中穗型山农15（S15），裂区为两个播期2011年10月9日（D1）、2011年10月14日（D2）。裂区内根据主茎成穗占适宜成穗数的1/4、2/4、3/4设置三个密度，T18基本苗：135.0（T1）、270.0（T2）、405.0（T3）万株/hm2；S15 基本苗：172.5（S1）、345.0（S2）、517.5（S3）万株/hm2。小区面积45 m2（30 m×1.5 m），重复3次。
前茬玉米秸秆粉碎后于播种前翻压还田。氮肥为尿素（含N 46%），施N量240 kg/hm2，分别于播前和拔节期按1∶1施用；磷肥用过磷酸钙（含P2O5 12%），P2O5用量120 kg/hm2；钾肥用氯化钾（含K2O 60%），K2O用量120 kg/hm2；磷钾肥做基肥一次施入。基施尿素于播种前均匀撒施于各小区后耕翻，拔节期开沟施肥，其余管理措施同高产田。早晚播期分别于2012年6月6日、2012年6月8日收获。
1.3 测定项目及方法
1.3.1 籽粒产量的测定 每小区收获3 m2，重复3次，晒干后计产并进行室内考种。
1.3.2 植株氮含量的测定 开花期各处理选开花时间、穗型、茎高相近的50个单茎挂牌标记。成熟后每处理收取30个单茎，按叶、茎鞘、穗轴（含颖壳）、籽粒分样，105℃下杀青30 min，80℃烘干至恒重，称取干重，后用微型植株粉粹机（FZ102型）粉碎，测定各器官的全氮含量。用浓硫酸和催化剂（CuSO4·5H2O∶K2SO4=1∶5）消煮，半微量凯氏定氮法测定氮含量（KJeltecTM 8200）。
1.4 计算方法
地上部氮素积累量（AGN）=∑4k=0成熟期单株组分干重×组分含氮量×密度
氮素收获指数（NHI）= 籽粒氮素积累量/植株地上部氮素积累量×100%
氮素利用效率（NUE）= 籽粒产量/（土壤当季可供氮量+施肥量）×100%
氮素吸收效率（UPE）= 植株地上部氮素积累量/（土壤当季可供氮量+施肥量）×100%
氮素转化效率（UTE）= 籽粒产量/植株地上部氮素积累量×100%
1.5 数据处理与分析
采用DPS 7.05软件进行数据统计分析，采用LSD法进行显著性测验（α=0.05）。
2 结果与分析
2.1 不同处理对小麦籽粒产量及产量构成因素的影响
如表1所示，泰农18和山农15的产量构成因素中，同一播期内，单位面积穗数为T1T2>T3，S1>S2>S3；籽粒产量表现为T1T2>T3，S1>S2>S3。这表明籽粒产量的增加，是由穗数的增加而实现的。种植密度增加后，穗数显著增多，且弥补了穗粒数和千粒重降低的影响，保证了籽粒产量。
不同播期同一密度的产量构成因素中，单位面积穗数表现为D1>D2，穗粒数和千粒重均为D1D2。这表明延迟播期后产量的增加是由穗粒数和千粒重共同引起的。通过播期和播量的共同作用产量以D2T3、D2S3最高。
2.2 不同处理对小麦氮素利用率的影响
如表2所示，同一播期内，泰农18的氮素收获指数T1>T2>T3， D1播期中T1与T3差异显著，但T2与T1、T3差异均不显著； D2播期中差异均不显著。山农15的氮素收获指数D1播期中S1> S3> S2，S2、S3差异不显著，但均与S1差异显著；D2播期中S1>S3>S2、S2、S3差异不显著，但均与S1差异显著。泰农18和山农15的地上部氮素积累量、氮素利用效率、氮素吸收效率均为T1 不同播期同一密度中氮素收获指数泰农18差异不显著，山农15则D1S2 2.3 不同处理对小麦植株氮素运转分配的影响
如表3所示，同一播期内籽粒氮素积累量泰农18和山农15均为T1T2>T3，S1>S2>S3，以上各生理指标均差异显著。花后吸收氮素量和贡献率均表现为T1>T2>T3，S1>S2>S3，且差异显著。以上数据表明，增大种植密度后有利于群体在花前形成足够多的干物质量和氮素积累量，从而可以保证吸收的氮素能够更多地向籽粒中转运。
同一密度不同播期条件下，籽粒氮素积累量表现为D1D2，差异显著。花后吸收氮素的转运量和对籽粒氮的贡献率为D1 3 结论与讨论
杨春玲等（2009）[13]、李爱国等（2012）[14]研究表明，延迟播期后适当增加密度仍可形成高产群体，保证产量不降低或稍微降低。小麦的播期和产量回归分析符合二次曲线关系，即随播期推迟小麦产量呈先升高趋势，当达到临界值后开始下降[8]。刘万代等（2009）[15]研究显示，成穗率随播期推迟而增加，不同播期内的成穗数随着密度的增大而增加，产量随着播期延迟和密度增加而增加，适当延迟播期配以合适密度可以发挥小麦的高产潜力。播期推迟与密度增加对产量要素的影响前人研究结果有所不同。代维清（2012）[16]认为，播期推迟千粒重降低、穗粒数增加。早播以分蘖形成群体，晚播主要以主茎形成群体。郝有明等（2011）[7]研究表明，穗粒数随播量增加而减少，随播期推迟而减少。本试验结果显示，同一播期内随密度增加穗粒数、千粒重均降低，并与最低密度均呈显著性差异；随播期延迟穗粒数、千粒重均升高，并且差异显著。在播期和密度的共同影响下泰农18和山农15的产量均为晚播、最大密度最高。因此，延迟播期后增加密度可以弥补群体偏小的问题，同时晚播后穗粒数和千粒重均增大，最终保证小麦的产量。
Barraclough等（2010）[17]曾指出，四个决定小麦氮素利用效率的关键因素是籽粒产量、籽粒含氮量、地上部总氮素积累量和氮素收获指数，但这四个因素之间却最终受到质量守恒定律的制约。曹倩等（2011）[18]研究显示，适当增加密度有利于产量提高，并可显著提高氮素利用效率，再继续增加密度产量会降低。在本试验条件下，同一播期内随种植密度的增加，泰农18和山农15的籽粒含氮量降低，氮素利用效率、氮素吸收效率、地上部氮素积累量、籽粒产量都升高。据分析，氮素利用效率升高主要与种植密度增大和播期延迟后籽粒含氮量下降、地上部群体干物质总量和根系量的增加有关。增加种植密度，根系显著增加，特别是深层次的根长密度增加比例显著升高。深层次的氮素吸收明显增加，满足了地上部群体增大后的氮素需求；延迟播期后小麦群体减少了无效分蘖，主茎成穗率升高，并且灌浆后期的持续灌浆能力强，持续时间长。因此，在延迟播期增加密度的前提下保证了籽粒产量升高的同时氮素利用效率也显著升高。
晚播可以保持花后高速的灌浆速率，增加粒重，并且晚播还会提高穗粒数，从而可以增加产量[20]。籽粒灌浆期间，如果根吸收的氮素无法满足需要时，此时花前营养器官贮藏的氮素就成为重要补给[19]。花前营养器官贮藏的氮素对籽粒氮素积累量贡献较大，并且主要依靠花前积累[21，22]。与正常播期相比，晚播提高了小麦各器官开花期和成熟期干物质和氮素积累量，并促进了花后营养器官贮藏氮素向籽粒中的转运[21]。关于花前氮素转运贡献率与密度的研究不尽一致，有的研究表明随着种植密度的增大贡献率降低[22]；有人研究表明随着种植密度的增大贡献率升高[24]。本试验条件下，随种植密度增大，花前营养器官贮藏氮素的转运量、转运率和对籽粒氮素的贡献率均增大；播期延迟后花前氮素转运量、转运率和对籽粒氮素的贡献率均降低，但花后吸收转运量增大，从而最终保证了籽粒中的氮素积累和产量。
综上，在当前气候变暖、冬前积温偏高条件下，可以通过合理延迟播期、增加种植密度来提高主茎成穗率，保有合理群体，最终实现产量和氮素利用效率的协同提高。 参 考 文 献：
[1] 赵广才.北方冬麦区小麦高产高效栽培技术[J].作物杂志，2008，5：91-92.
[2] 杨 兵，孔德友，周红兵.不同播量对小麦产量的影响[J].安徽农学通报，2000，6（3）：40-41.
[3] 王 东，于振文，贾效成，等.播期对优质冬小麦籽粒产量和品质的影响[J].山东农业科学，2004，2：25-26.
[4] 巨晓棠，刘学军，张福锁.冬小麦与夏玉米轮作体系中氮肥效应及氮素平衡研究[J].中国农业科学，2002，35（11）：1361-1368.
[5] 魏建林，崔荣宗，杨 果，等.不同氮肥运筹对小麦产量及氮肥利用率的影响[J].山东农业科学，2010，9：53-55，59.
[6] 苏诗杰，付清勇，朱思海，等.农田氮肥的动态变化及施氮对小麦产量与品质影响的研究进展[J].山东农业科学，2009，9：80-83.
[7] 郝有明，李岩华，霍成斌. 播期、播量对冬小麦产量及产量构成因素的影响[J]. 山西农业科学，2011，39（5）：422-424，473.
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关键词：冬小麦；播期延迟；种植密度；产量；氮素利用效率
中图分类号：S512.104.2文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）09-0065-05
小麦是我国北方重要的粮食作物，在农业生产和国民经济中占有重要地位。通过不断改进栽培措施提高单产、增加总产是保证粮食安全的重要手段[1]。小麦产量不但受品种、土壤条件、气候影响，播期和播量与其也有密切联系[2，3]。施用氮肥可以增加小麦产量，但不合理施用也带来一系列负面影响，如土壤酸化、环境污染、氮素利用效率降低等[4～6]。近年经常出现暖冬，按以前的适宜播期播种小麦冬前旺长，受冻减产。应对气候变化，相应调整播期、播量成为当前北方冬小麦高产高效生产的必要措施[7]。播期和播量对单位面积穗数具有调节作用，对穗粒数和千粒重也有一定影响，从而影响最终产量[8]。小麦生产上，采取比传统播期延后5 d左右播种，再结合相应播量，可以避免群体过大、个体发育不良，从而保证产量[7]。以往该方面研究多集中于播期和播量对产量构成要素的影响[9～12]，鲜有其对氮素利用效率影响的报道。因此，本试验在大田条件下设置不同播期和播量处理，研究其对小麦产量及氮素利用效率的影响，旨在寻求适宜的播期与播量以达到产量和氮素利用效率的协同提高。
1 材料与方法
1.1 试验地基本情况
试验于2011～2012年在山东农业大学试验农场（东经117°9′，北纬36°9′）进行，前茬作物为玉米。该地区年均气温13℃，≥10℃年均积温4 213℃，年日照时数为2 627 h，年无霜期195 d；本年度小麦整个生育期降水量为197.9 mm。供试土壤为棕壤土，播种前0～20 cm土层土壤有机质12.42 g/kg，全氮1.23 g/kg，碱解氮114.82 mg/kg，速效磷33.92 mg/kg，速效钾86.67 mg/kg。
1.2 试验设计
本试验采取裂区设计，主区两个品种为大穗型泰农18（T18）和中穗型山农15（S15），裂区为两个播期2011年10月9日（D1）、2011年10月14日（D2）。裂区内根据主茎成穗占适宜成穗数的1/4、2/4、3/4设置三个密度，T18基本苗：135.0（T1）、270.0（T2）、405.0（T3）万株/hm2；S15 基本苗：172.5（S1）、345.0（S2）、517.5（S3）万株/hm2。小区面积45 m2（30 m×1.5 m），重复3次。
前茬玉米秸秆粉碎后于播种前翻压还田。氮肥为尿素（含N 46%），施N量240 kg/hm2，分别于播前和拔节期按1∶1施用；磷肥用过磷酸钙（含P2O5 12%），P2O5用量120 kg/hm2；钾肥用氯化钾（含K2O 60%），K2O用量120 kg/hm2；磷钾肥做基肥一次施入。基施尿素于播种前均匀撒施于各小区后耕翻，拔节期开沟施肥，其余管理措施同高产田。早晚播期分别于2012年6月6日、2012年6月8日收获。
1.3 测定项目及方法
1.3.1 籽粒产量的测定 每小区收获3 m2，重复3次，晒干后计产并进行室内考种。
1.3.2 植株氮含量的测定 开花期各处理选开花时间、穗型、茎高相近的50个单茎挂牌标记。成熟后每处理收取30个单茎，按叶、茎鞘、穗轴（含颖壳）、籽粒分样，105℃下杀青30 min，80℃烘干至恒重，称取干重，后用微型植株粉粹机（FZ102型）粉碎，测定各器官的全氮含量。用浓硫酸和催化剂（CuSO4·5H2O∶K2SO4=1∶5）消煮，半微量凯氏定氮法测定氮含量（KJeltecTM 8200）。
1.4 计算方法
地上部氮素积累量（AGN）=∑4k=0成熟期单株组分干重×组分含氮量×密度
氮素收获指数（NHI）= 籽粒氮素积累量/植株地上部氮素积累量×100%
氮素利用效率（NUE）= 籽粒产量/（土壤当季可供氮量+施肥量）×100%
氮素吸收效率（UPE）= 植株地上部氮素积累量/（土壤当季可供氮量+施肥量）×100%
氮素转化效率（UTE）= 籽粒产量/植株地上部氮素积累量×100%
1.5 数据处理与分析
采用DPS 7.05软件进行数据统计分析，采用LSD法进行显著性测验（α=0.05）。
2 结果与分析
2.1 不同处理对小麦籽粒产量及产量构成因素的影响
如表1所示，泰农18和山农15的产量构成因素中，同一播期内，单位面积穗数为T1
2.2 不同处理对小麦氮素利用率的影响
如表2所示，同一播期内，泰农18的氮素收获指数T1>T2>T3， D1播期中T1与T3差异显著，但T2与T1、T3差异均不显著； D2播期中差异均不显著。山农15的氮素收获指数D1播期中S1> S3> S2，S2、S3差异不显著，但均与S1差异显著；D2播期中S1>S3>S2、S2、S3差异不显著，但均与S1差异显著。泰农18和山农15的地上部氮素积累量、氮素利用效率、氮素吸收效率均为T1
如表3所示，同一播期内籽粒氮素积累量泰农18和山农15均为T1
同一密度不同播期条件下，籽粒氮素积累量表现为D1
杨春玲等（2009）[13]、李爱国等（2012）[14]研究表明，延迟播期后适当增加密度仍可形成高产群体，保证产量不降低或稍微降低。小麦的播期和产量回归分析符合二次曲线关系，即随播期推迟小麦产量呈先升高趋势，当达到临界值后开始下降[8]。刘万代等（2009）[15]研究显示，成穗率随播期推迟而增加，不同播期内的成穗数随着密度的增大而增加，产量随着播期延迟和密度增加而增加，适当延迟播期配以合适密度可以发挥小麦的高产潜力。播期推迟与密度增加对产量要素的影响前人研究结果有所不同。代维清（2012）[16]认为，播期推迟千粒重降低、穗粒数增加。早播以分蘖形成群体，晚播主要以主茎形成群体。郝有明等（2011）[7]研究表明，穗粒数随播量增加而减少，随播期推迟而减少。本试验结果显示，同一播期内随密度增加穗粒数、千粒重均降低，并与最低密度均呈显著性差异；随播期延迟穗粒数、千粒重均升高，并且差异显著。在播期和密度的共同影响下泰农18和山农15的产量均为晚播、最大密度最高。因此，延迟播期后增加密度可以弥补群体偏小的问题，同时晚播后穗粒数和千粒重均增大，最终保证小麦的产量。
Barraclough等（2010）[17]曾指出，四个决定小麦氮素利用效率的关键因素是籽粒产量、籽粒含氮量、地上部总氮素积累量和氮素收获指数，但这四个因素之间却最终受到质量守恒定律的制约。曹倩等（2011）[18]研究显示，适当增加密度有利于产量提高，并可显著提高氮素利用效率，再继续增加密度产量会降低。在本试验条件下，同一播期内随种植密度的增加，泰农18和山农15的籽粒含氮量降低，氮素利用效率、氮素吸收效率、地上部氮素积累量、籽粒产量都升高。据分析，氮素利用效率升高主要与种植密度增大和播期延迟后籽粒含氮量下降、地上部群体干物质总量和根系量的增加有关。增加种植密度，根系显著增加，特别是深层次的根长密度增加比例显著升高。深层次的氮素吸收明显增加，满足了地上部群体增大后的氮素需求；延迟播期后小麦群体减少了无效分蘖，主茎成穗率升高，并且灌浆后期的持续灌浆能力强，持续时间长。因此，在延迟播期增加密度的前提下保证了籽粒产量升高的同时氮素利用效率也显著升高。
晚播可以保持花后高速的灌浆速率，增加粒重，并且晚播还会提高穗粒数，从而可以增加产量[20]。籽粒灌浆期间，如果根吸收的氮素无法满足需要时，此时花前营养器官贮藏的氮素就成为重要补给[19]。花前营养器官贮藏的氮素对籽粒氮素积累量贡献较大，并且主要依靠花前积累[21，22]。与正常播期相比，晚播提高了小麦各器官开花期和成熟期干物质和氮素积累量，并促进了花后营养器官贮藏氮素向籽粒中的转运[21]。关于花前氮素转运贡献率与密度的研究不尽一致，有的研究表明随着种植密度的增大贡献率降低[22]；有人研究表明随着种植密度的增大贡献率升高[24]。本试验条件下，随种植密度增大，花前营养器官贮藏氮素的转运量、转运率和对籽粒氮素的贡献率均增大；播期延迟后花前氮素转运量、转运率和对籽粒氮素的贡献率均降低，但花后吸收转运量增大，从而最终保证了籽粒中的氮素积累和产量。
综上，在当前气候变暖、冬前积温偏高条件下，可以通过合理延迟播期、增加种植密度来提高主茎成穗率，保有合理群体，最终实现产量和氮素利用效率的协同提高。 参 考 文 献：
[1] 赵广才.北方冬麦区小麦高产高效栽培技术[J].作物杂志，2008，5：91-92.
[2] 杨 兵，孔德友，周红兵.不同播量对小麦产量的影响[J].安徽农学通报，2000，6（3）：40-41.
[3] 王 东，于振文，贾效成，等.播期对优质冬小麦籽粒产量和品质的影响[J].山东农业科学，2004，2：25-26.
[4] 巨晓棠，刘学军，张福锁.冬小麦与夏玉米轮作体系中氮肥效应及氮素平衡研究[J].中国农业科学，2002，35（11）：1361-1368.
[5] 魏建林，崔荣宗，杨 果，等.不同氮肥运筹对小麦产量及氮肥利用率的影响[J].山东农业科学，2010，9：53-55，59.
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