竇曉靜，張彥紅，耿慶龍，賴寧，陳署晃

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所/新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院新疆農(nóng)業(yè)遙感中心，烏魯木齊 830091；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院拜城農(nóng)業(yè)試驗站，新疆拜城 842300)

施氮量對春小麥生長及土壤養(yǎng)分積累的影響

竇曉靜1，張彥紅2，耿慶龍1，賴寧1，陳署晃1

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所/新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院新疆農(nóng)業(yè)遙感中心，烏魯木齊 830091；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院拜城農(nóng)業(yè)試驗站，新疆拜城 842300)

【目的】研究不同施氮量對拜城滴灌春小麥生長及土壤養(yǎng)分空間分布的影響規(guī)律，尋找適宜生長及土壤養(yǎng)分積累的施氮量，為科學(xué)合理、高效施用氮肥、保護麥田生態(tài)環(huán)境提供理論依據(jù)?！痉椒ā?016年，在拜城農(nóng)業(yè)試驗站試驗田進行，以春小麥(寧春44號)為研究對象，設(shè)置對照(0 kg/hm2，CK)、低氮(105 kg/hm2，N1)、中氮(210 kg/hm2，N2)和高氮(315 kg/hm2，N3)4個施氮量水平，分析各處理對春小麥生長(SPAD值、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子和不同器官氮、磷和鉀的吸收和分配)和土壤養(yǎng)分(有機質(zhì)、全氮、速效氮)積累的影響差異?！窘Y(jié)果】(1)春小麥在拔節(jié)、抽穗、開花和灌漿期的SPAD值隨著施氮量的增加而增加，施氮量315 kg/hm2較利于春小麥SPDA值的積累。(2)春小麥產(chǎn)量與穗長、總小穗數(shù)、結(jié)實小穗數(shù)、不育小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和籽粒產(chǎn)量均有顯著性相關(guān)性(P<0.05)，施氮量105、210和315 kg/hm2的產(chǎn)量分別較對照增產(chǎn)7.2%、27.6%和42.1%，其中，施氮量315 kg/hm2增產(chǎn)約114.08 kg/667 m2。(3)不同施氮量春小麥籽粒、莖的氮、磷素分配量為籽粒>莖(P<0.05)，而鉀素的分配表現(xiàn)為莖>籽粒(P<0.05)；施氮量的增加促進了春小麥對氮、磷和鉀素的吸收，施氮量315 kg/hm2較有利于氮素的吸收，施氮量210 kg/hm2較有利于磷、鉀吸收。(4)垂直方向上，各處理土壤養(yǎng)分隨著土壤層深度的增加而逐漸降低。水平方向上，距滴管帶0 cm，施氮量315 kg/hm2較有利于土壤養(yǎng)分(有機質(zhì)、全氮、速效氮)積累；距滴管帶15、30 cm，施氮量315 kg/hm2較有利于土壤速效氮的積累，施氮量210 kg/hm2較有利于土壤有機質(zhì)、全氮的積累。【結(jié)論】綜上所述，315kg/hm2可作為新疆適宜小麥生長的施氮量，為小麥滴灌施肥技術(shù)提供科學(xué)、理論依據(jù)。

春小麥；施氮量；生長；土壤養(yǎng)分

0 引 言

【研究意義】小麥?zhǔn)俏覈诙蠹Z食作物，在新疆的種植面積約80×104hm2，其中春小麥約24×104hm2。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，施肥是調(diào)控生物產(chǎn)量及其組分動態(tài)轉(zhuǎn)化的重要手段[1]，其中，化肥氮的施用量一直居高不下。氮素是影響作物生長發(fā)育和產(chǎn)量最敏感的因素[2, 3]，合理施肥對糧食產(chǎn)量增加的重要措施(貢獻率達40%左右)[4-6]，盲目用量施肥會造成減產(chǎn)[2]，甚至環(huán)境污染等。因此探究不同施氮量對作物生長及土壤養(yǎng)分積累的影響，找到適宜的施氮量，是農(nóng)業(yè)高產(chǎn)高效和可持續(xù)發(fā)展的必然要求?！厩叭搜芯窟M展】近年來，關(guān)于施氮量對作物氮素、磷、鉀積累的動態(tài)變化[7]、SPAD值氮素實時管理[8]、產(chǎn)量[9-15]等的影響文獻很多。研究發(fā)現(xiàn)，施用氮肥可顯著提高作物產(chǎn)量，對小麥產(chǎn)量的貢獻率可達20.96%以上[9]。找到能增產(chǎn)增質(zhì)的適宜施氮量是現(xiàn)今研究的熱點，不同地區(qū)的適宜施氮量有很大差異。在淮北地區(qū)高產(chǎn)麥田施純氮量應(yīng)在150～225 kg/hm2[10]，地中海氣候區(qū)適宜施氮量為60 kg/hm2[11]，黃土高原南部施氮量為80 kg/hm2時小麥增產(chǎn)幅度最大[12]，渭北旱塬區(qū)施氮量120～180 kg/hm2為當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)施氮量[13]，豫西黃土丘陵區(qū)小麥適宜施氮量為138 kg/hm2[14]，華北平原冬小麥氮素需求量為[15]174 kg/hm2?！颈狙芯壳腥朦c】科學(xué)合理的調(diào)整氮肥施用量，提高小麥生長及土壤養(yǎng)分積累，成為小麥農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中亟待解決的問題。研究不同施氮量對滴灌春小麥生長及土壤養(yǎng)分空間分布的影響規(guī)律?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究不同施氮量對新疆拜城春小麥葉綠素SPAD值、產(chǎn)量和構(gòu)成因子、植株氮磷鉀素的分配和吸收以及土壤養(yǎng)分的差異，分析不同施氮量對小麥生長以及土壤養(yǎng)分積累的影響規(guī)律，找到適宜春小麥生長和土壤養(yǎng)分積累的施氮量，為春小麥合理施用氮肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2016年在阿克蘇拜城農(nóng)業(yè)試驗站(81°54′E，41°24′-42°51′N)進行，位于新疆南部天山山脈中段南麓，渭干河上游區(qū)的山間帶形盆地。屬中溫帶大陸性干旱氣候區(qū)，年均氣溫7.6℃，極端最高氣溫38.3℃，極端最低氣溫-28℃，無霜期133～163 d，年均日照系數(shù)為2 789.7 h，年均降水量171.13 mm。土壤層(壤土)厚度≥60 cm，列出土壤層基本養(yǎng)分狀況。表1

表1 供試土壤基本養(yǎng)分狀況

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

選用參試小麥品種為寧春44號，2016年3月28日等行距播種(15 cm)，播種量為375 kg/hm2，灌溉方式為井水滴灌，滴灌帶布設(shè)方式為一管4行。實驗共設(shè)對照、低氮、中氮和高氮4個處理，氮肥用量分別設(shè)為0、105、210和315 kg/hm2，分別記為CK、N1、N2和N3，各施肥處理中的30%氮肥在翻地時施入，70%氮肥作為追肥隨水滴施，其中20%在拔節(jié)期追施，20%在孕穗期追施，15%在揚花期追施，15%在灌漿期追施。

1.2.2 生理特性參數(shù)及產(chǎn)量測定

葉綠素：2016年5月10日、5月20日、6月3日及6月20日，選用SPDA儀測定各處理春小麥旗葉葉綠素值，在各施氮處理下確定測量區(qū)(固定標(biāo)記)，每區(qū)選10株，求平均值。

產(chǎn)量及構(gòu)成因子：產(chǎn)量為每個處理實測產(chǎn)量。每個處理取10株樣，主要測定穗長、小穗數(shù)、結(jié)實小穗數(shù)、不育小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、籽粒產(chǎn)量等參數(shù)。

植株氮、磷和鉀素的：收獲期，取每個處理代表性植株，取樣后按籽粒、莖分開，用小型粉碎機粉碎過篩，樣品采用濃H2SO4-H2O2消煮，奈氏比色法測定全氮，鉬銻抗比色法測定全磷，火焰光度計法測定全鉀。

1.2.3 土壤取樣

依據(jù)春小麥滴灌帶布設(shè)的1管4行種植方式，以滴灌帶毛管為取樣中心，按兩邊各15 cm設(shè)置取樣間距，兩邊對稱共取5個點土樣，每個點土樣按0～10、10～20、20～30、30～40和40～60 cm取樣(施肥灌水后第5 d)。

室內(nèi)測試包括土壤有機質(zhì)(OM)、全氮(TN)和速效氮(AN)測定。土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱氧化法測定，全氮采用凱氏蒸餾法測定，速效氮采用堿解擴散法測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2007(Microsoft公司，美國)進行預(yù)處理，Origin 8.0(Origin Lab公司，美國)制圖，SPSS17.0(IBM公司，美國)進行單因素方差分析(One-way ANOVA)、最小顯著差數(shù)法(LSD)多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮量對春小麥生長的影響

2.1.1 施氮量對春小麥SPAD值的影響

研究表明，4個氮水平下春小麥在4個時期(拔節(jié)、抽穗、開花和灌漿期)SPAD值差異為，4個時期，春小麥SPAD值均隨著施氮量的增加呈現(xiàn)一致的上升趨勢，即N3>N2>N1>CK。單因素方差分析結(jié)果表明，4個時期，春小麥SPAD的平均值差異均極顯著(P<0.05)，說明施氮量對春小麥的SPAD值均產(chǎn)生一定的影響。進一步進行多重比較，拔節(jié)期，N1和N2處理對春小麥SPAD影響不顯著，N3處理顯著影響春小麥SPAD值，施氮量315 kg/hm2最有利于春小麥SPAD值的積累；抽穗期，N1、N2和N3處理均較CK顯著影響春小麥SPAD值積累，施氮量315 kg/hm2為最優(yōu)；開花期和灌漿期，N1處理對春小麥SPAD值影響不顯著，N2和N3處理較CK和N1顯著影響春小麥SPAD值，施氮量210和315 kg/hm2最有利于春小麥SPAD值的積累；綜合說明，春小麥在拔節(jié)、抽穗、開花和灌漿期，最優(yōu)施氮量分別為315、315、210和315 kg/hm2及210和315 kg/hm2。圖1

圖1 不同施氮量下滴灌春小麥SPAD值變化

2.1.2 施氮量對春小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

研究表明，在施用磷、鉀肥基礎(chǔ)上，不同施氮處理對春小麥的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成(千粒重除外，P=0.332>0.05)的影響差異顯著(P<0.05)，并且，產(chǎn)量與穗長、總小穗數(shù)、結(jié)實小穗數(shù)、不育小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和籽粒產(chǎn)量均有顯著性相關(guān)性(Pearson系數(shù)分別為0.698*、0.647*、0.736**、0.814**、0.795**、0.763**和0.598*)。不同施氮處理對產(chǎn)量形成因子具有一定的影響，與空白對照處理(CK)相比較，穗長、總小穗數(shù)、穗粒數(shù)、籽粒產(chǎn)量都是隨著施氮量增加呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，表現(xiàn)為：N3>N2>N1>CK。結(jié)實小穗數(shù)在N2處理下的值最大，但N2和N3處理的差異不顯著，均顯著高于其他處理，不育小穗數(shù)隨施氮量增加呈現(xiàn)顯著下降的趨勢，施氮量對春小麥千粒重的影響不顯著。

N1處理春小麥產(chǎn)量不顯著低于CK，N2和N3處理小麥顯著高于不施氮處理，各處理的產(chǎn)量大小依次為：N3>N2>CK>N1，N1、N2和N3處理分別較CK增產(chǎn)7.2%、27.6%和42.1%。從肥料增產(chǎn)效益看，合理施用氮肥在增產(chǎn)中的作用是巨大的，最高增產(chǎn)可達114.08 kg/667 m2(施氮量315 kg/hm2)，但施氮量(施氮量105 kg/hm2)不足又會造成減產(chǎn)。合理施氮肥有利于春小麥的增產(chǎn)，施氮量315 kg/hm2較有利于春小麥的產(chǎn)量積累。表2

2.1.3 施氮量下春小麥不同器官氮、磷和鉀的吸收和分配

研究表明，春小麥籽粒、莖的氮、磷和鉀素吸收和分配，不同施氮處理下成熟期籽粒、莖的氮、磷素分配量為籽粒>莖(P<0.05)，而鉀素的分配表現(xiàn)為莖>籽粒(P<0.05)。與對照相比較，春小麥籽粒中全N和K的吸收量，隨著施氮量的增加呈現(xiàn)增加的趨勢，全P的吸收隨著施氮量的增加呈現(xiàn)下降趨勢，但增減程度均不顯著(P>0.05，圖中字母)。春小麥莖中全N、P和K的吸收量，隨著施氮量的增加，分別呈現(xiàn)顯著性(P<0.05)逐漸增加、“余弦曲線狀”和先增后減的趨勢。其中，N2和N3處理全N含量顯著高于CK和N1，CK和N2處理顯著高于N1和N3，N2處理的全K含量顯著高于其他處理。隨著施氮量的增加，促進了春小麥對氮素的奢侈吸收，尤其是施氮量為315 kg/hm2時，氮素的吸收量最大。施氮量的增加也促進了小麥對磷、鉀的吸收，但施氮過量(超過210 kg/hm2)抑制對磷、鉀在莖葉中的積累，施氮量210 kg/hm2最有利于磷、鉀吸收。圖2

表2 不同施氮量下小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因子變化

注：a,b,c表示不同施氮量對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因子差異顯著(P<0.05)

Note: The letter a, b and c indicate the difference of different nitrogen rate on grain yield and its components of rice of drip irrigated spring wheat is significant at the 0.05 level

圖2 不同施氮量下滴灌春小麥各器官氮、磷和鉀分配

2.2 施氮量的土壤養(yǎng)分積累空間變化規(guī)律

2.2.1 施氮量土壤有機質(zhì)含量的空間變化規(guī)律

研究表明，距滴管帶0 cm(圖3A)，各土壤層下N3處理的有機質(zhì)含量高于其他處理，其中，土壤層0～20 cm的有機質(zhì)含量隨著施氮量的增加而逐漸增加，土壤層20～40 cm有機質(zhì)含量隨著施氮量增加波動較大，呈現(xiàn)“正弦曲線”狀；距滴管帶15 cm(圖3B)，土壤層0～40 cm，N2處理的有機質(zhì)含量高于其他處理，土壤層40～60 cm，N3處理有機質(zhì)含量最高；距滴管帶30 cm(圖3C)，土壤層0～20 cm，N2處理的有機質(zhì)含量高于其他處理，土壤層20～60 cm，N3處理有機質(zhì)含量最高。綜上所述，距滴管帶0 cm，施氮量315 kg/hm2最有利于土壤有機質(zhì)含量積累，水平距離增加到15 cm，施氮量210 kg/hm2有利于土壤層0～40 cm中有機質(zhì)含量的積累，施氮量315 kg/hm2有利于土壤層40～60 cm中有機質(zhì)含量的積累，水平距離增加到30 cm，施氮量210 kg/hm2有利于淺層土壤(0～20 cm)中有機質(zhì)含量的積累，施氮量315 kg/hm2有利于深層土壤(20～60 cm)中有機質(zhì)含量的積累。圖3

注：A、B、C分別表示距滴灌帶0、15和30 cm土壤有機質(zhì)含量，下同

Note: A, B and C represents the distance OM of 0,15,30 cm from the dropper belt center respectively， the same as below

圖3 不同施氮量滴灌春小麥土壤有機質(zhì)的空間分布

Fig.3 The temporal and spatial distribution of soil organic content of drip irrigated spring wheat

2.2.2 施氮量土壤全氮含量的空間變化規(guī)律

研究表明，距滴管帶0 cm(圖4A)，各土壤層下N3處理的全氮含量高于其他處理；距滴管帶15 cm(圖4B)，土壤層0～40 cm，N2處理的全氮含量高于其他處理，土壤層40～60 cm，N3處理全氮含量最高；距滴管帶30 cm(圖4C)，土壤層0～20 cm，N2處理的全氮含量高于其他處理，土壤層20～60 cm，N3處理全氮含量最高。綜上所述，距滴管帶0 cm，施氮量315 kg/hm2最有利于土壤全氮含量積累，水平距離增加到15 cm，施氮量210 kg/hm2有利于土壤層0～40 cm中全氮含量的積累，施氮量315 kg/hm2有利于土壤層40～60 cm中全氮含量的積累，水平距離增加到30 cm，施氮量210 kg/hm2有利于淺層土壤(0～20 cm)中全氮含量的積累，施氮量315 kg/hm2有利于深層土壤(20～60 cm)中全氮含量的積累。圖4

圖4 不同施氮量下滴灌春小麥土壤全氮空間分布

2.2.3 施氮量土壤速效氮含量的空間變化規(guī)律

研究表明，距滴管帶0、15和30 cm(圖5A、B和C)，各處理土壤速效氮含量均隨著土壤深度的增加而降低，且N3處理的土壤速效氮含量均高于其他處理。土壤層0～10 cm，各水平距離上土壤速效氮含量隨著施氮量的增加而逐漸增加，表現(xiàn)為N3>N2>N1>CK；土壤層10～20 cm，距滴管帶0和150 cm，表現(xiàn)為N3>N1>N2>CK；土壤層20～40 cm，N3處理的土壤速效氮含量均高于其他處理，特別是距離滴管帶30 cm的N3處理土壤速效氮含量明顯高于其他水平距離的值；土壤層40～60 cm，N3處理明顯高于其他處理的值。說明，施氮量315 kg/hm2最有利于土壤速效氮含量積累，且隨著距滴管帶、垂直距離的增加，施氮量315 kg/hm2的土壤速效氮含量明顯高。圖5

圖5 不同施氮量下滴灌春小麥土壤速效氮空間分布

3 討 論

春小麥在拔節(jié)、抽穗、開花和灌漿期春小麥SPAD值均隨著施氮量的增加呈現(xiàn)一致的上升趨勢，即315 kg/hm2>210 kg/hm2>105 kg/hm2>0 kg/hm2。拔節(jié)和抽穗期，施氮量105和210 kg/hm2處理對春小麥SPAD值影響不顯著，只有高氮(315 kg/hm2)處理才顯著影響SPAD值。開花和灌漿期，210 kg/hm2施氮量已經(jīng)顯著增加春小麥SPAD值的積累，當(dāng)施氮量增加到315 kg/hm2，更有利于春小麥SPAD值的積累。葉綠素直接參與光合作用，是進行光合作用的重要物質(zhì)，與氮代謝密切相關(guān)，反映了作物光合作用能力、生長情況，葉綠素含量對生長發(fā)育具有十分重要的意義。有研究得出，葉綠素含量能反映土壤的供氮水平[1]。說明拔節(jié)和抽穗期需要施高氮含量的肥料，后期可適當(dāng)減少施氮量，當(dāng)施氮量為210～315 kg/hm2的供氮水平更高。

不同施氮量對春小麥的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響差異顯著，各處理的產(chǎn)量大小依次為：315 kg/hm2>210 kg/hm2>0 kg/hm2>105 kg/hm2，105、210和315 kg/hm2分別較對照增產(chǎn)7.2%、27.6%和42.1%。說明施氮量315 kg/hm2最有利于春小麥的產(chǎn)量積累，合理施氮肥有利于春小麥的增產(chǎn)。有研究表明，施用氮肥可顯著提高小麥產(chǎn)量，在一定范圍內(nèi)隨著氮肥施用量的增加，有效小穗數(shù)、穗長都不斷增長，產(chǎn)量也明顯提高[16-18]，超過范圍則產(chǎn)量增加不顯著，甚至降低[19, 20]。研究發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)適宜小麥生長的施氮量不同(60～300 kg/hm2)[8-15]，如林琪等[21]研究得出，關(guān)于小麥?zhǔn)┑康母呦薮笾略?50～225 kg/hm2，超過300 kg/hm2產(chǎn)量下降，這與研究的結(jié)論(315 kg/hm2)不一致，可能是由于地域、氣候、品種等的差異所致，后期會增加>315 kg/hm2施氮量的處理的密度和區(qū)間，更進一步探尋適宜新疆春小麥生長等的施氮量。

收獲期不同施氮量對小麥籽粒、莖的氮、磷、鉀吸收量有不同的影響，春小麥籽粒、莖的氮、磷素分配量為籽粒>莖(P<0.05)，而鉀素的分配表現(xiàn)為莖>籽粒(P<0.05)，結(jié)論與侯云鵬等[2]的分配結(jié)果相似。過量氮肥增加了氮、磷素在籽粒、莖中的積累，卻減少了鉀素在莖葉中的積累。說明隨著施氮量的增加，小麥對氮素進行奢侈吸收，施用氮肥促進了小麥對磷、鉀的吸收，但施氮過量時，則抑制了小麥對磷、鉀的吸收，此分配方式與張殿順等[1]的研究結(jié)論相似。

垂直方向上，土壤養(yǎng)分分布表現(xiàn)出一定的規(guī)律，各處理土壤有機質(zhì)、全氮和速效氮含量隨著土壤層深度的增加而逐漸降低，即0～5 cm>5～10 cm>10～20 cm>20～40 cm>40～60 cm，這與姜益娟等[22]的研究的部分結(jié)論一致。水平方向上，土壤養(yǎng)分積累表現(xiàn)出明顯的時空變異特征，距滴管帶0 cm，施氮量315 kg/hm2最有利于各處理土壤養(yǎng)分的積累；距滴管帶15、30 cm，施氮量315 kg/hm2最有利于各處理土壤速效氮積累，施氮量210 kg/hm2最有利于淺層土壤(0～20 cm)土壤有機質(zhì)、全氮的積累，施氮量315 kg/hm2最有利于深層土壤(20～40 cm)土壤有機質(zhì)、全氮的積累。

4 結(jié) 論

4.1 不同生育期(拔節(jié)、抽穗、開花和灌漿期)的SPAD值均隨著施氮量的增加而增加，表現(xiàn)為：N3>N2>N1>CK，施氮量315 kg/hm2較利于春小麥SPDA值的積累。

4.2 春小麥產(chǎn)量與穗長、總小穗數(shù)、結(jié)實小穗數(shù)、不育小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和籽粒產(chǎn)量均有顯著性相關(guān)性(P<0.05，Pearson系數(shù)分別為0.698*、0.647*、0.736**、0.814**、0.795**、0.763**和0.598*)，各處理的產(chǎn)量大小依次為：N3>N2>CK>N1，施氮量315 kg/hm2較有利于春小麥產(chǎn)量的積累。

4.3 施氮量的增加促進了春小麥對氮、磷和鉀素的吸收，施氮量315 kg/hm2較有利于氮素的吸收，施氮量210 kg/hm2較有利于磷、鉀吸收。

4.4 土壤養(yǎng)分在垂直方向的分布表現(xiàn)出一定的規(guī)律，各處理土壤養(yǎng)分含量隨著土壤層深度的增加而逐漸降低。

4.5 土壤各養(yǎng)分在水平方向上表現(xiàn)出的規(guī)律不一致。距滴管帶0 cm，施氮量315 kg/hm2較有利于各處理土壤養(yǎng)分的積累。距滴管帶15、30 cm，施氮量315 kg/hm2較有利于各處理土壤速效氮積累，施氮量210 kg/hm2較有利于淺層土壤(0～20 cm)土壤有機質(zhì)、全氮的積累，施氮量315 kg/hm2較有利于深層土壤(20～60 cm)土壤有機質(zhì)、全氮的積累。

References)

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Effects of Nitrogen Application Amount on the Growth and Soil Nutrient Accumulation of Spring Wheat

DOU Xiao-jing1, ZHANG Yan-hong2, GENG Qing-long1, LAI Ning1, CHEN Shu-huang1

(1. Research Institute of Soil, Fertilizer and Agricultural Water Conservation, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences / Xinjiang Agricultural Remote Sensing Center，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi, 830091, China; 2. Baicheng Agricultural Experiment Station, Baicheng Xinjiang 842300, China)

【Objective】 This project aims to study the influence law of effects of different amounts of nitrogen fertilizer on the growth of spring wheat and temporal and spatial distribution of soil nutrients in Baicheng in the hope of finding suitable amount of nitrogen applied for growth and soil nutrient accumulation, thus achieving scientific, rational and efficient application of nitrogen fertilizer and providing theoretical basis for the protection of ecological environment in the wheat fields.【Method】In the year 2016, the test field in Baicheng Agricultural Experimental Station was chosen, and the test subject was drip irrigation spring wheat (Ninchun 44). The four nitrogen levels: control (0 kg/hm2, CK), low nitrogen (105 kg/hm2, N1), middle nitrogen (210 kg/hm2, N2) and high nitrogen (315 kg/hm2, N3) were set to analyze the differences in the growth of spring wheat (SPAD value and the factor of nitrogen in different organs, yield and yield components of phosphorus and potassium absorption and distribution) and difference of soil nutrient accumulation (organic matter, total nitrogen, available nitrogen).【Result】(1) The SPAD value was increasing with the increase of nitrogen application amount in jointing, heading, flowering and grain filling stages of spring wheat. And the suitable nitrogen amount was 315 kg/hm2. (2) There was significant correlation between yield and panicle length, total spikelet number, seedling spikelet number, sterile spikelet number, spikelet number, grain weight and grain yield(P<0.05). The yield of nitrogen fertilizer 105, 210 and 315 kg/hm2increased by 7.2%, 27.6% and 42.1% respectively, compared with CK, among which, the amount of nitrogen fertilizer 315 kg/hm2increased by about 114.08 kg/667 m2. (3) Different nitrogen and phosphorus allocation amount in grain and stem of spring wheat was: grain > stem (P<0.05), while the distribution of K was expressed as stem > grain (P< 0.05). The increase of nitrogen amount promoted the uptake of nitrogen, phosphorus and potassium by spring wheat. The most beneficial nitrogen amount of absorbing N was 315 kg/hm2, and it was 210 kg/hm2for P and K uptake. (4) In vertical direction, soil nutrients gradually decreased with the increase of soil layer depth. In horizontal direction, the nitrogen amount 315 kg/hm2was more favorable to soil nutrient (organic matter, total nitrogen and available nitrogen) at the distance 0cm to the dropper belt. At the distance of 15, 30 cm to the dropper belt, 315 kg/hm2was favorable to the accumulation of soil available nitrogen, and 210 kg/hm2was favorable to the accumulation of organic matter and total nitrogen.【Conclusion】In summary, it can serve as a suitable nitrogen fertilizer for the growth of wheat in Xinjiang, and provide a scientific and theoretical basis for wheat drip fertigation

spring wheat; nitrogen application amount; growth; soil nutrient

CHEN Shu-huang(1973-), female, native place: Hunan, researcher. Research field: Soil fertilizer and agricultural information technology applications. (E-mail) chensh66@163.com

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.07.003

2017-04-18

國家自然科學(xué)基金項目“滴灌土壤養(yǎng)分的空間變異及其對春小麥生長特性和產(chǎn)量的影響機制”(41461047)；世界銀行貸款項目“小麥滴灌節(jié)水豐產(chǎn)技術(shù)研究與應(yīng)用”(XJ00Z13002)；自治區(qū)水利專項項目“小麥滴灌水肥一體化集成示范”(2015T25)；中國-挪威國際合作項目“減少環(huán)境影響和保障可持續(xù)食品安全和糧食安全的創(chuàng)新技術(shù)合作研究”(CHN-2152，14-0039)

竇曉靜(1989-)，女，新疆人，研究實習(xí)員，碩士，研究方向為干旱區(qū)植物生理生態(tài)學(xué)，(E-mail)douxiaojing0805@163.com

陳署晃(1973-)，女，湖南人，研究員，研究方向為土壤肥料與農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用，(E-mail)chensh66@163.com

S512

A

1001-4330(2017)07-1191-09

Supported by: the National Natural Science Foundation of China "Drip Irrigation Soil Nutrient Spatial Variation and Its Mechanism of Effects on Growth Characteristics and Yield of Spring Wheat"(41461047);The World Bank Loan Project"Water Saving and High Yield Technology of Wheat Drip Irrigation Research and Application"(XJ00Z13002); Water Conservancy Special Project of Xinjiang "Integrated Demonstration of Water and Fertilizer Integration for Wheat Drip Irrigation" (2015T25); International Cooperation Project between China and Norway "Research on Innovative Technology Cooperation to Reduce Environmental Impact and Safeguard Sustainable Food Safety and Food Security."(CHN-2152,14-0039)