施氮对高产小麦根层土壤碳氮变化、植株氮素吸收利用的影响

摘要

本文以河南温县和兰考为试验地点，选用多穗型小麦品种豫麦49-198和大穗型小麦品种兰考矮早八为供试材料，通过两年的大田试验，探讨了施氮对高产小麦根层土壤碳氮变化及植株氮素吸收和产量的影响。主要结果如下：
　　 1.土壤无机氮含量在不同氮水平和小麦不同生育时期差异显著，但在施氮量超过180kg/hm2或者270kg/hm2后，不同氮水平之间土壤无机氮含量无显著差异。在≤180kg/hm2的氮水平下，氮素表观损失并没有随施氮量增加而显著增加，但在施氮量超过270kg/hm2后，氮素的表观损失则急剧增加。在本试验条件下，施氮量180kg/hm2-270kg/hm2氮素表观损失较低。
　　 2.施氮可以提高土壤全氮、酸解性氮、非酸解性氮的含量。小麦拔节期温县点的施氮量在270kg/hm2或360kg/hm2时豫麦49-198和兰考矮早八0-30cm土壤全氮、酸解性氮和非酸解性氮含量分别达到最高，兰考点则是在施氮量为180kg/hm2或270kg/hm2时分别达到最高。小麦收获期温县和兰考试验点在施氮180kg/hm2或270kg/hm2时，土壤全氮、酸解性氮、非酸解性氮含量达到最高。施氮可以提高温县点兰考矮早八的氨态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮的含量，兰考点豫麦49-198氨基酸态氮和氨基糖态氮的含量，但在施氮量超过180kg/hm2后含量随施氮量增加而下降。
　　 3.与N0相比，施氮可以降低全碳对土壤全氮、酸解性氮、非酸解性氮的C/N。温县拔节期施氮处理土壤全氮、酸解性氮、非酸解性氮C/N平均为9.95，15.07，29.61；兰考点分别为7.79，10.20，32.99。收获期温县为9.49，13.54，32.45，兰考点为8.67，11.31，37.27。全碳对有机氮各组分的C/N不同施氮水平下差异不显著，施氮处理的C/N维持在一个相对稳定的范围内。
　　 4.豫麦49-198和兰考矮早八在施氮180kg/hm2或270kg/hm2时氮素累积达到最高。2007-2008年氮素吸收有两个高峰，一个是越冬前，当施氮量超过90kg/hm2后不同氮水平氮素累积差异不显著；另一个高峰是拔节-开花，当施氮量在180kg/hm2或270kg/hm2时植株氮素累积达到最大；2008-2009年植株氮素累积在拔节-开花期增加最迅速，温县点在90-180kg/hm2的施水平下，兰考点在180-270kg/hm2的施氮水平下氮素累积达到最大。豫麦49-198在收获期施氮量大于90kg/hm2之后不同施氮水平之间籽粒和植株吸氮量差异不显著；兰考矮早八在温县点的籽粒和植株吸氮量在N180和N270之间差异不显著，在兰考点施氮量超过180kg/hm2不同施氮水平之间差异不显著。
　　 5.豫麦49-198和兰考矮早八在施氮量为180kg/hm2或270kg/hm2时干物质累积量达到最高，但施氮180kg/hm2或270kg/hm2之间时干物质累积差异不显著。2007-2008年，施氮90-270kg/hm2施氮之间花后不同部位干物质分配没有显著差异，超过270kg/hm2之后，干物质累积有所下降；2008-2009年，豫麦49-198和兰考矮早八分别在270kg/hm2和180kg/hm2的施氮水平下花后不同部位的干物质累积可以达到最大。
　　 6.豫麦49-198和兰考矮早八都是从小麦出苗开始群体数量不断增加，到拔节期达到最大，然后开始下降。满足群体的最佳的施氮量应在90-180kg/hm2之间，温县点拔节期的土壤无机氮含量在100-130kg/hm2，开花期在140-160kg/hm2之间可以满足群体的需要，兰考点拔节期土壤无机氮供应在110-130kg/hm2，开花期在120-150kg/hm2之间可以满足群体需要。
　　 7.2007-2008年豫麦49-198在温县点和兰考点最高产量分别为9523kg/hm2和9866kg/hm2，兰考矮早八分别是9258kg/hm2和9831kg/hm2，2008-2009年豫麦49-198分别是7949kg/hm2和8404kg/hm2，兰考矮早八分别是8712kg/hm2和6857kg/hm2。豫麦49-198最高产量施氮量为270kg/hm2，兰考矮早八最高产量施氮量为180kg/hm2。对施氮量与产量进行一元二次方程拟合结果表明，2007-2008年豫麦49-198和兰考矮早八在温县和兰考试验点的产量分别达到最高的施氮量为220-250kg/hm2；2008-2009年达到最高产量施氮量为200-250kg/hm2。两年的结果显示达到最佳产量并且兼顾环境的最佳施氮量温县为90-200kg/hm2，此时收获后的无机氮含量以不超过100-130kg/hm2，兰考点最佳施氮量为140-200kg/hm2，收获后的无机氮以不超过70-130kg/hm2为宜。