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摘要[目的]探究小麦/玉米一体化条件下，周年氮肥用量及分配比例关系下，冬小麦群体生长及产量变化规律。[方法]以周麦22为材料，小麦/玉米两熟制周年氮肥用量设300、450、600 kg/hm2 3个水平，小麦、玉米间的氮肥分配设4∶6、5∶5、6∶4 3个比例。[结果]随全年氮肥施用量及氮肥由玉米向小麦分配率的增加，群体生理指标呈现增加趋势，而产量呈先增后降低的变化趋势。[结论]冬小麦与夏玉米全年施氮肥（尿素）600 kg/hm2及5∶5的分配比例，有利于冬小麦及全年高产。
关键词 冬小麦/夏玉米；氮肥施用；生理特性；产量
中图分类号S143.1文献标识码A文章编号0517-6611（2014）29-10094-03
基金项目国家小麦产业技术体系十二五项目（CARS-3-2-34）。
作者简介邢永锋（1980- ），男，河南周口人，助理研究员，硕士，从事作物高产栽培方面的研究。*通讯作者，研究员，从事小麦育种方面的研究。
黄淮麦区是我国粮食的主产区之一。冬小麦/夏玉米轮作是该地区典型的种植模式[1]，常年种植面积稳定在9×106hm2，占全国小麦面积的58.5%。氮肥不合理施用是这一地区农业生产普遍存在的问题。氮肥用量不足，不利于高产；而过量施氮不仅不能大幅度增加作物产量，反而造成环境污染[2]。合理施氮不仅能增加小麦/玉米产量、改善品质、改良与培肥土壤，而且对发展高产、高效、生态农业，提高栽培技术和农民经济收入，有着重要的意义[3]。国内学者针对冬小麦或夏玉米单季作物的合理施肥量和方法开展了大量研究[4-5]，为冬小麦或夏玉米当季合理施氮提供了理论指导，但针对冬小麦/夏玉米轮作体系整体考虑的施肥管理研究相对较少，仍缺乏简单、实用的施肥管理技术。在黄淮麦区，面临着施肥过量、施肥不足或养分不平衡施用等方面问题，影响农业的可持续发展。因此，笔者借鉴前人研究成果，研究全年不同氮肥用量及在小麦、玉米间的分配条件对小麦群体生理特性、子粒产量及全年产量的影响，以期为小麦高产、高效、优质栽培和生产实践提供理论依据和技术。
1材料与方法
1.1试验地概况试验于2011～2013在河南西华县农科所进行。土质为潮土区壤土偏黏。供试品种为周麦22。试验用氮肥、磷肥、钾肥分别为尿素（N 46.3%）、磷酸二胺（P2O5 46%、N 18%）、氯化钾（K2O5 5%）。按试验要求，计算出每个小区所需底肥，称量后分别撒施。追肥于起身期施用，按小区分别称量条施。
试验设9个处理，小麦/玉米两熟制周年氮肥（尿素）用量设300、450、600 kg/hm2 3个水平，小麦、玉米作物间的氮肥分配比例设4∶6、5∶5、6∶4 3个比例，共9个处理，采取裂区试验设计（表1）。
1.2测定项目和方法随着小麦生育进程，在田间取样，测定各生理指标。在成熟期，取1 m行长样段于室内考种，实收小区30 m2，并且换算出产量。
1.3数据分析用Excel对所有数据进行初步处理，再用DPS进行系统分析。
2结果与分析
2.1氮肥运筹对小麦不同生育期生理特征的影响 从表2可以看出，随着全年氮肥施用量的增加，各生育时期叶龄、次生根条数均呈增加趋势，大小顺序为处理C9>处理C8>处理C7>处理C6>处理C5>处理C4>处理C3>处理C2>处理C1；叶龄在不同的氮肥分配条件下差异不显著，而次生根条数与小麦、玉米间的分配比例间存在0.05水平显著差异。这说明足量的氮肥供应是保证小麦苗期地上、地下正常生长的物质基础。
2.2氮肥运筹对群体生长动态的影响从表3可以看出，在基本苗一致的情况下，随着氮肥使用量的变化，冬小麦群体相应地发生改变，在越冬期、返青期、拔节期均以处理C9群体最大，高于处理C1（群体最小）近58%，处理间差异在0.05水平显著，而在成熟期，群体大小顺序为处理C8>处理C7>处理C6>处理C5>处理C9>处理C4>处理C3>处理C2>处理C1。由此可知，在高氮条件下在生长期一直处于群体领先的处理C9在成熟期群体却不高，说明适量的氮肥供应才是保证成熟期高群体从而高产的基础。
2.3氮肥运筹对不同生育期群体干物质的影响在整个生育期内，氮肥是影响小麦群体干物质量的重要因素之一。从表4可以看出，全年氮肥供应量大，群体干物质量也大，而氮肥供应少，干物质量低。在不同的氮肥水平下，干物质量的平均值在拔节前差异较大，说明拔节前重施氮肥小麦群、个体的生长状况差异较大。抽穗和灌浆后期的调查结果表明，干物质量之间差异仍与氮肥施用量的变化趋势一致，但是群体间干物质量差异明显缩小，说明在小麦特定的生育时期，适量的氮肥供应是促使群体充分生长的必要条件。
2.4氮肥运筹对产量因素的影响从表5可以看出，不同处理间产量因素差异明显，穗数以处理C8最高，达660万/hm2，高于处理C1（最低）30%；穗粒数大小顺序为处理C8>处理C7>处理C6>处理C5>处理C9>处理C4>处理C3>处理C2>处理C1，且处理间差异在0.05水平显著；各处理千粒重差异较大，其中以处理C1最低，低于其他处理5.0%～16.5%，说明适量的氮肥供应是保证灌浆速率的物质基础，在一定范围内氮肥供应与产量因素呈正相关，当氮肥量达到一定程度（600 kg/hm2、4∶6分配）时产量因素不再随氮肥供应量的增加而增加，说明适量的氮肥供应才是实现高产的物质保障。
2.5氮肥运筹对产量的影响从图1可以看出，在一定氮肥范围（0～600 kg/hm2）内，不同处理间冬小麦产量及全年产量均呈现先增加后降低的变化趋势，大小顺序为处理C8> 处理C7>处理C6>处理C5>处理C9>处理C4>处理C3>处理C2>处理C1，其中以处理C8产量最高（7 590 kg/hm2），高于处理C1（5 489.5 kg/hm2）38%；各处理全年总产量间差异较大，以处理C8（16 886.8 kg/hm2）为最高，高于其他处理3%～25%。这说明氮肥是高产的基础，施用量少造成会造成生长不充分，而供应过量造成营养生长过剩、群体过大，形成郁闭的田间小气候，造成贪青晚熟，从而影响产量。所以，适量的氮肥供应才是高产的基础。 2.6小麦产量与氮肥水平及分配比间的相关分析对冬小麦产量与当前麦季氮肥施用水平和全年氮肥分配比相关性分析，发现小麦产量与当前氮肥施用水平间存在极显著正相关性（R=0.867**），而与氮肥在玉米、小麦分配比例仍存在显著正相关性 （0.462*），所以产量的形成主要由当季小麦田的氮肥实际供应量决定，玉米的氮肥施用量对小麦产量影响也不容忽视。
3结论与讨论
研究表明，在一定氮肥施用范围（0～600 kg/hm2）内，冬小麦群体质量与氮素水平呈正相关，冬小麦产量与当前季实际氮肥施用量呈极显著正相关（R=0.867**），与在小麦、玉米间氮肥分配比例呈显著正相关（0.462*），全年施氮肥（尿素）600 kg/hm2，同时在小麦、玉米5∶5的分配比例有利于冬小麦高产（7 550 kg/hm2），也利于全年高产（16 886.8 kg/hm2）。
氮肥水平可影响作物生长和养分的积累与转运[6]。前人对此已经做了大量的研究。黄正来等[7]指出，随着氮肥用量的增加，小麦开花期干物质积累量也显著增加。陆增根等[8]研究认为，施氮量对花前转运量、转运率、花后同化量、花后贡献率均有较大的影响，但品种间有所不同，同时指出施氮量对冬小麦氮素吸收有显著影响。 氮素是作物需求最多的营养元素。增施氮肥，土壤耕层有效氮含量增加，有利于植株对氮素的吸收，有利于提高作物产量，但过量施氮，作物产量反而降低[9]。研究表明，小麦籽粒产量与施氮量呈二次曲线关系；在一定范围内，植株氮素吸收总量与施氮量呈正相关[10]。该研究结果也得出小麦各品种籽粒产量与施氮量呈二次曲线关系，与以上研究结果相符。目前，由于农村种养结构的调整，实际生产中越来越多的农户不再施用有机肥，原有的240 kg/hm2施氮量[11-12]可能无法满足冬小麦的氮素需求。该研究连续3年在同一试验地进行，发现全年氮肥需求量高于前人研究的240 kg/hm2，在同一氮素施水平下不同分配比例全年总产量存在差异。
作物氮营养的来源主要包括氮肥和土壤，而土壤氮素又可以分为前茬残留肥料氮和土壤当季矿化氮[13]。不施氮肥作物吸收的氮只能来自于土壤。由于生产上多年过量施氮，土壤中氮残留量大[14]，近年来常出现不施氮不减产或施氮增产不明显和氮肥利用率低的现象[15]。也有研究认为，作物对前茬施入氮肥的利用率较低[16]。这与该研究结果相似。这与以下原因有关：①这些研究都是在后茬作物正常施氮的前提下进行的，减少了对前茬残留氮的吸收；②由于微生物的固持和有机氮的矿化，肥料氮与土壤氮不断地进行置换，相当一部分残留氮素被固持为有机氮而不能直接被作物吸收利用，导致残留氮素的回收率偏低[17]；③黄淮地区夏季雨水偏多，整个夏季（夏玉米生长季）为全年降雨量的70%，大量的雨水造成水溶性氮大量的淋融，部分氮素随地下水下渗，从而减少了耕作层氮素的积累，也减弱了对下一季作物的后效。
参考文献
[1] 赵荣芳，陈新平，张福锁.华北地区冬小麦——夏玉米轮作体系的氮素循环平衡[J].土壤学报，2009，46（4）：684-687.
[2] 陆增根，戴廷波，姜东，等.不同施氮水平和基追比对弱筋小麦子粒产量和品质的影响[J].麦类作物学报，2006，26（6）：75-80.
[3] 吴永成.华北地区冬小麦-夏玉米节水种植体系氮肥高效利用机理研究[D].北京：中国农业大学，2005.
[4] 李虎， 王立刚， 邱建军. 传统施肥下农田土壤氮素累积特征研究[J].中国农学通报，2011，27（27）：141-147.
[5] 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.
[6] 刘新宇，巨晓棠，张丽娟，等.不同施氮水平对冬小麦季化肥氮去向及土壤氮素平衡的影响[J].植物营养与肥料学报，2010，16（2）：296-303.
[7] 黄正来，姚大年，马传喜，等. 氮素供应对不同类型小麦子粒产量和品质性状的影响[J].安徽农业大学学报，1999，26（4）：414-418.
[8] 陆增根，戴廷波，姜东，等.不同施氮水平和基追比对弱筋小麦子粒产量和品质的影响[J].麦类作物学报，2006，26（6）：75-80.
[9] 赵广才，常旭虹，刘利华，等.施氮量对不同强筋小麦产量和加工品质的影响[J].作物学报，2006，32（5）：723-727.
[10] 曹承富，孔令聪，汪建来，等.施氮量对强筋和中筋小麦产量和品质及养分吸收的影响[J].植物营养与肥料学报，2005，11（1）：462-470.
[11] 倪红山，郑钦玉，李锋.氮肥不同基追比对郑麦004生理生态特性的影响[J].安徽农业科学，2010，38（21）：11080-11083.
[12] 刘凤楼，宋美丽，冯毅，等.施肥量与氮肥基追比对西农979产量和品质的效应[J].麦类作物学报，2010，30（3）：482-483.
[13] 孙丽梅，李季，董章杭.冬小麦-夏玉米轮作系统化肥农药投入调查研究[J].农业环境科学学报，2005，24（5）：935-939.
[14]卜容燕，任涛，鲁剑巍，等.水稻-油菜轮作条件下氮肥效应及其后效[J].中国农业科学，2012，45（24）：5049-5056.
[15] 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.
[16] 李俊良，张瑞清，赵荣芳，等.华北地区冬小麦-夏玉米轮作体系的农田养分平衡模式[J].中国农业科技导报，2003，5（S1）：40-44.
[17] 高忠霞，杨学云，周建斌，等.小麦-玉米轮作期间不同施肥处理氮素的淋溶形态及数量[J].农业环境科学学报，2010，29（8）：1624-1632.
关键词 冬小麦/夏玉米；氮肥施用；生理特性；产量
中图分类号S143.1文献标识码A文章编号0517-6611（2014）29-10094-03
基金项目国家小麦产业技术体系十二五项目（CARS-3-2-34）。
作者简介邢永锋（1980- ），男，河南周口人，助理研究员，硕士，从事作物高产栽培方面的研究。*通讯作者，研究员，从事小麦育种方面的研究。
黄淮麦区是我国粮食的主产区之一。冬小麦/夏玉米轮作是该地区典型的种植模式[1]，常年种植面积稳定在9×106hm2，占全国小麦面积的58.5%。氮肥不合理施用是这一地区农业生产普遍存在的问题。氮肥用量不足，不利于高产；而过量施氮不仅不能大幅度增加作物产量，反而造成环境污染[2]。合理施氮不仅能增加小麦/玉米产量、改善品质、改良与培肥土壤，而且对发展高产、高效、生态农业，提高栽培技术和农民经济收入，有着重要的意义[3]。国内学者针对冬小麦或夏玉米单季作物的合理施肥量和方法开展了大量研究[4-5]，为冬小麦或夏玉米当季合理施氮提供了理论指导，但针对冬小麦/夏玉米轮作体系整体考虑的施肥管理研究相对较少，仍缺乏简单、实用的施肥管理技术。在黄淮麦区，面临着施肥过量、施肥不足或养分不平衡施用等方面问题，影响农业的可持续发展。因此，笔者借鉴前人研究成果，研究全年不同氮肥用量及在小麦、玉米间的分配条件对小麦群体生理特性、子粒产量及全年产量的影响，以期为小麦高产、高效、优质栽培和生产实践提供理论依据和技术。
1材料与方法
1.1试验地概况试验于2011～2013在河南西华县农科所进行。土质为潮土区壤土偏黏。供试品种为周麦22。试验用氮肥、磷肥、钾肥分别为尿素（N 46.3%）、磷酸二胺（P2O5 46%、N 18%）、氯化钾（K2O5 5%）。按试验要求，计算出每个小区所需底肥，称量后分别撒施。追肥于起身期施用，按小区分别称量条施。
试验设9个处理，小麦/玉米两熟制周年氮肥（尿素）用量设300、450、600 kg/hm2 3个水平，小麦、玉米作物间的氮肥分配比例设4∶6、5∶5、6∶4 3个比例，共9个处理，采取裂区试验设计（表1）。
1.2测定项目和方法随着小麦生育进程，在田间取样，测定各生理指标。在成熟期，取1 m行长样段于室内考种，实收小区30 m2，并且换算出产量。
1.3数据分析用Excel对所有数据进行初步处理，再用DPS进行系统分析。
2结果与分析
2.1氮肥运筹对小麦不同生育期生理特征的影响 从表2可以看出，随着全年氮肥施用量的增加，各生育时期叶龄、次生根条数均呈增加趋势，大小顺序为处理C9>处理C8>处理C7>处理C6>处理C5>处理C4>处理C3>处理C2>处理C1；叶龄在不同的氮肥分配条件下差异不显著，而次生根条数与小麦、玉米间的分配比例间存在0.05水平显著差异。这说明足量的氮肥供应是保证小麦苗期地上、地下正常生长的物质基础。
2.2氮肥运筹对群体生长动态的影响从表3可以看出，在基本苗一致的情况下，随着氮肥使用量的变化，冬小麦群体相应地发生改变，在越冬期、返青期、拔节期均以处理C9群体最大，高于处理C1（群体最小）近58%，处理间差异在0.05水平显著，而在成熟期，群体大小顺序为处理C8>处理C7>处理C6>处理C5>处理C9>处理C4>处理C3>处理C2>处理C1。由此可知，在高氮条件下在生长期一直处于群体领先的处理C9在成熟期群体却不高，说明适量的氮肥供应才是保证成熟期高群体从而高产的基础。
2.3氮肥运筹对不同生育期群体干物质的影响在整个生育期内，氮肥是影响小麦群体干物质量的重要因素之一。从表4可以看出，全年氮肥供应量大，群体干物质量也大，而氮肥供应少，干物质量低。在不同的氮肥水平下，干物质量的平均值在拔节前差异较大，说明拔节前重施氮肥小麦群、个体的生长状况差异较大。抽穗和灌浆后期的调查结果表明，干物质量之间差异仍与氮肥施用量的变化趋势一致，但是群体间干物质量差异明显缩小，说明在小麦特定的生育时期，适量的氮肥供应是促使群体充分生长的必要条件。
2.4氮肥运筹对产量因素的影响从表5可以看出，不同处理间产量因素差异明显，穗数以处理C8最高，达660万/hm2，高于处理C1（最低）30%；穗粒数大小顺序为处理C8>处理C7>处理C6>处理C5>处理C9>处理C4>处理C3>处理C2>处理C1，且处理间差异在0.05水平显著；各处理千粒重差异较大，其中以处理C1最低，低于其他处理5.0%～16.5%，说明适量的氮肥供应是保证灌浆速率的物质基础，在一定范围内氮肥供应与产量因素呈正相关，当氮肥量达到一定程度（600 kg/hm2、4∶6分配）时产量因素不再随氮肥供应量的增加而增加，说明适量的氮肥供应才是实现高产的物质保障。
2.5氮肥运筹对产量的影响从图1可以看出，在一定氮肥范围（0～600 kg/hm2）内，不同处理间冬小麦产量及全年产量均呈现先增加后降低的变化趋势，大小顺序为处理C8> 处理C7>处理C6>处理C5>处理C9>处理C4>处理C3>处理C2>处理C1，其中以处理C8产量最高（7 590 kg/hm2），高于处理C1（5 489.5 kg/hm2）38%；各处理全年总产量间差异较大，以处理C8（16 886.8 kg/hm2）为最高，高于其他处理3%～25%。这说明氮肥是高产的基础，施用量少造成会造成生长不充分，而供应过量造成营养生长过剩、群体过大，形成郁闭的田间小气候，造成贪青晚熟，从而影响产量。所以，适量的氮肥供应才是高产的基础。 2.6小麦产量与氮肥水平及分配比间的相关分析对冬小麦产量与当前麦季氮肥施用水平和全年氮肥分配比相关性分析，发现小麦产量与当前氮肥施用水平间存在极显著正相关性（R=0.867**），而与氮肥在玉米、小麦分配比例仍存在显著正相关性 （0.462*），所以产量的形成主要由当季小麦田的氮肥实际供应量决定，玉米的氮肥施用量对小麦产量影响也不容忽视。
3结论与讨论
研究表明，在一定氮肥施用范围（0～600 kg/hm2）内，冬小麦群体质量与氮素水平呈正相关，冬小麦产量与当前季实际氮肥施用量呈极显著正相关（R=0.867**），与在小麦、玉米间氮肥分配比例呈显著正相关（0.462*），全年施氮肥（尿素）600 kg/hm2，同时在小麦、玉米5∶5的分配比例有利于冬小麦高产（7 550 kg/hm2），也利于全年高产（16 886.8 kg/hm2）。
氮肥水平可影响作物生长和养分的积累与转运[6]。前人对此已经做了大量的研究。黄正来等[7]指出，随着氮肥用量的增加，小麦开花期干物质积累量也显著增加。陆增根等[8]研究认为，施氮量对花前转运量、转运率、花后同化量、花后贡献率均有较大的影响，但品种间有所不同，同时指出施氮量对冬小麦氮素吸收有显著影响。 氮素是作物需求最多的营养元素。增施氮肥，土壤耕层有效氮含量增加，有利于植株对氮素的吸收，有利于提高作物产量，但过量施氮，作物产量反而降低[9]。研究表明，小麦籽粒产量与施氮量呈二次曲线关系；在一定范围内，植株氮素吸收总量与施氮量呈正相关[10]。该研究结果也得出小麦各品种籽粒产量与施氮量呈二次曲线关系，与以上研究结果相符。目前，由于农村种养结构的调整，实际生产中越来越多的农户不再施用有机肥，原有的240 kg/hm2施氮量[11-12]可能无法满足冬小麦的氮素需求。该研究连续3年在同一试验地进行，发现全年氮肥需求量高于前人研究的240 kg/hm2，在同一氮素施水平下不同分配比例全年总产量存在差异。
作物氮营养的来源主要包括氮肥和土壤，而土壤氮素又可以分为前茬残留肥料氮和土壤当季矿化氮[13]。不施氮肥作物吸收的氮只能来自于土壤。由于生产上多年过量施氮，土壤中氮残留量大[14]，近年来常出现不施氮不减产或施氮增产不明显和氮肥利用率低的现象[15]。也有研究认为，作物对前茬施入氮肥的利用率较低[16]。这与该研究结果相似。这与以下原因有关：①这些研究都是在后茬作物正常施氮的前提下进行的，减少了对前茬残留氮的吸收；②由于微生物的固持和有机氮的矿化，肥料氮与土壤氮不断地进行置换，相当一部分残留氮素被固持为有机氮而不能直接被作物吸收利用，导致残留氮素的回收率偏低[17]；③黄淮地区夏季雨水偏多，整个夏季（夏玉米生长季）为全年降雨量的70%，大量的雨水造成水溶性氮大量的淋融，部分氮素随地下水下渗，从而减少了耕作层氮素的积累，也减弱了对下一季作物的后效。
参考文献
[1] 赵荣芳，陈新平，张福锁.华北地区冬小麦——夏玉米轮作体系的氮素循环平衡[J].土壤学报，2009，46（4）：684-687.
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[8] 陆增根，戴廷波，姜东，等.不同施氮水平和基追比对弱筋小麦子粒产量和品质的影响[J].麦类作物学报，2006，26（6）：75-80.
[9] 赵广才，常旭虹，刘利华，等.施氮量对不同强筋小麦产量和加工品质的影响[J].作物学报，2006，32（5）：723-727.
[10] 曹承富，孔令聪，汪建来，等.施氮量对强筋和中筋小麦产量和品质及养分吸收的影响[J].植物营养与肥料学报，2005，11（1）：462-470.
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[13] 孙丽梅，李季，董章杭.冬小麦-夏玉米轮作系统化肥农药投入调查研究[J].农业环境科学学报，2005，24（5）：935-939.
[14]卜容燕，任涛，鲁剑巍，等.水稻-油菜轮作条件下氮肥效应及其后效[J].中国农业科学，2012，45（24）：5049-5056.
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