郭 瑤，陳桂平，王巧梅，殷 文，樊志龍，胡發(fā)龍，范 虹，趙 財(cái)，于愛(ài)忠，柴 強(qiáng)

（甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，蘭州 730070）

春小麥?zhǔn)俏覈?guó)重要的糧食作物之一[1]，其生產(chǎn)與氮素的吸收、累積及轉(zhuǎn)運(yùn)密切相關(guān)[2-3]，提高春小麥氮素吸收并優(yōu)化其分配的主要措施有前茬管理、水分管理、施氮制度管理等[1-2]。已有研究表明，休閑期地膜覆蓋對(duì)春小麥氮素吸收具有較大的調(diào)控作用，通過(guò)改善土壤水分環(huán)境，促進(jìn)各生育期植株氮素累積，尤其是促進(jìn)春小麥花后氮素的累積及營(yíng)養(yǎng)器官向穗部的轉(zhuǎn)運(yùn)[1-2]。水分是調(diào)控春小麥氮素吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)的重要影響因子[3]，土壤干旱促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)，提高氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率[4]，但是隨著土壤水分的增加，其生育后期氮素累積與轉(zhuǎn)運(yùn)呈先增加后降低[3]。春小麥氮素的累積隨施氮量的增加而增加，但是開花后營(yíng)養(yǎng)器官中氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)卻與之相反[5]。此外，合理的水氮供應(yīng)在一定程度上能增強(qiáng)作物葉片光合性能，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)器官氮素向籽粒中的轉(zhuǎn)移[6-7]。另有研究證實(shí)，作物合理輪作倒茬通過(guò)影響土壤結(jié)構(gòu)、平衡土壤養(yǎng)分，提高農(nóng)業(yè)資源利用而影響春小麥氮素累積與轉(zhuǎn)運(yùn)[8-9]。因而，優(yōu)化前茬及水氮管理是提高春小麥氮素累積與轉(zhuǎn)運(yùn)的重要措施。目前，我國(guó)西北綠洲灌區(qū)作物生產(chǎn)中地膜覆蓋技術(shù)應(yīng)用普遍，傳統(tǒng)生產(chǎn)模式以一年一膜連作為主[10]，水氮作為影響作物氮素累積與轉(zhuǎn)運(yùn)的重要因素[11]，因此，能否將輪作模式、地膜覆蓋循環(huán)利用措施集成到同一生產(chǎn)系統(tǒng)，通過(guò)配置合理的水氮管理制度提高春小麥氮素累積與有效轉(zhuǎn)移。本研究提出輪作春小麥休閑期茬口管理集成水氮耦合技術(shù)，探究該集成技術(shù)對(duì)春小麥氮素累積與分配的影響，以期為區(qū)域內(nèi)發(fā)展高產(chǎn)高效春小麥栽培技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

圖1 2016與2017年春小麥生育期內(nèi)平均氣溫與降水量Fig. 1 Average air temperature and precipitation of wheat growth period in 2016 and 2017

本研究在甘肅省武威市涼州區(qū)黃羊鎮(zhèn)“甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)綠洲農(nóng)業(yè)科研教學(xué)基地 (37°30′N、103°5′E)”進(jìn)行，試區(qū)位于河西走廊東端，屬寒溫帶干旱氣候區(qū)。天然降水少，年均降水約156 mm，年蒸發(fā)量約2000 mm，2016與2017年試驗(yàn)期間降水分別為111.8與101.4 mm (圖1)。該區(qū)資源性缺水嚴(yán)重，種植模式單一，春小麥、玉米作為主栽糧食作物，玉米生產(chǎn)存在“非膜不植”的生產(chǎn)現(xiàn)狀，且連作普遍，春小麥露地播種。覆膜玉米灌水、施肥等田間管理措施保持一致。試驗(yàn)區(qū)土壤為典型的灌淤土，傳統(tǒng)翻耕處理播前0—120 cm土層土壤含水量為18.4%，土壤有機(jī)質(zhì)含量為13.8 g/kg、全氮含量為0.811 g/kg、堿解氮含量為106.5 mg/kg；免耕地膜覆蓋處理播前0—120 cm土層土壤含水量為19.6%，土壤有機(jī)質(zhì)含量為14.0 g/kg、全氮含量為0.907 g/kg、堿解氮含量為108 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015—2017年進(jìn)行，2015年與2016年在兩塊試驗(yàn)田分別進(jìn)行覆膜種植玉米預(yù)備試驗(yàn)，地膜采用寬120 cm，厚0.01 mm的白色農(nóng)用地膜，平作全膜覆蓋。2015年4月24日播種玉米，9月28日玉米收獲后，免耕留膜處理小區(qū)地膜的完整度保持在70%以上，傳統(tǒng)耕作處理則在玉米收獲后進(jìn)行舊膜回收再深翻耕。2016年3月28日采用簡(jiǎn)易滾動(dòng)播種器免耕直接穴播春小麥。同時(shí)，2016年4月20日在相鄰田塊布置2017年免耕種植春小麥的預(yù)備試驗(yàn)，覆膜玉米灌水、施肥等田間管理措施與2015年保持一致，2016年9月20日玉米收獲后茬口處理與2015年相同，2017年3月26日免耕直接穴播春小麥。

試驗(yàn)為三因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)設(shè)前茬地膜覆蓋玉米收獲后的2種不同耕作方式：免耕留膜 (NT)、傳統(tǒng)耕作 (CT)。第一副區(qū)為2個(gè)灌水水平：傳統(tǒng)灌水 (2400 m3/hm2)、傳統(tǒng)灌水減量20% (1920 m3/hm2)。第二副區(qū)為3個(gè)施純氮水平：傳統(tǒng)施氮(225 kg/hm2)、傳統(tǒng)施氮減量20% (180 kg/hm2)、傳統(tǒng)施氮減量40% (135 kg/hm2)，共組成12個(gè)處理，3次重復(fù)，36個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積52 m2(5.2 m × 10 m)。具體田間處理代碼如表1。

供試春小麥品種為甘春30號(hào)，播種密度465萬(wàn)粒/hm2。2016、2017年春小麥?zhǔn)斋@日期分別為7月21日、7月20日。另外，采用地方同一灌水習(xí)慣，2015年與2016年分別于12月10日與12月15日進(jìn)行冬儲(chǔ)灌1200 m3/hm2，春小麥生育期內(nèi)，傳統(tǒng)灌水按苗期、孕穗期、灌漿期分別灌水750、900、750 m3/hm2，減量灌水20%按以上生育時(shí)期分別灌水600、720、600 m3/hm2，并用水表控制灌水量?；拾戳追?50 kg/hm2和全部氮肥于播前施入，氮肥為尿素，磷肥為過(guò)磷酸鈣。

1.3 測(cè)定指標(biāo)和計(jì)算方法

從春小麥出苗20 d后，每15 d采集植株樣，抽穗前按葉、莖分開，抽穗后按葉、莖、穗各器官分開，在105℃烘箱內(nèi)殺青30 min，85℃烘干至恒重后粉碎。樣品經(jīng)H2SO4-H2O2消化后采用半微量凱氏定氮法測(cè)定各器官全氮含量，然后計(jì)算營(yíng)養(yǎng)器官的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量 (DTA)、轉(zhuǎn)運(yùn)率 (DTR)、營(yíng)養(yǎng)器官氮素對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率 (GCR) 及氮素收獲指數(shù) (NHI)。計(jì)算方法如下：

表1 試驗(yàn)處理前茬玉米耕作方法、灌溉量、施氮量及處理代碼Table 1 Detail of tillage practice, irrigation amount, nitrogen fertilizer rate in previous maize in each treatment and the experimental code

各時(shí)期不同器官氮素累積量=全氮含量 (%) × 干物質(zhì)質(zhì)量

營(yíng)養(yǎng)器官的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量 (DTA，kg/hm2) = 該器官最大氮素累積量 - 該器官成熟時(shí)氮素累積量；

營(yíng)養(yǎng)器官的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率 (DTR) = (該器官最大氮素累積量 - 該器官成熟時(shí)氮素累積量) /該器官最大氮素累積量 × 100%；

營(yíng)養(yǎng)器官氮素對(duì)籽粒貢獻(xiàn)率 (GCR) = (該器官最大氮素累積量 - 該器官成熟時(shí)氮素累積量) /籽粒產(chǎn)量 × 100%；

氮素收獲指數(shù) (NHI) = 籽粒吸氮量/植株吸氮量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用EXCEL 2016進(jìn)行整理及相關(guān)圖表制作，利用SPSS 19.0進(jìn)行顯著性分析 (Duncan’s multiple range tests)、主效應(yīng)檢驗(yàn)、互作效應(yīng)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理春小麥地上部氮素累積及分配特性

2.1.1 春小麥地上部氮素累積動(dòng)態(tài) 前茬地膜覆蓋玉米免耕留膜、減量灌水與施氮均可提高輪作春小麥地上部氮素累積，灌水與施氮對(duì)春小麥地上部氮素累積互作效應(yīng)顯著 (圖2)。前茬地膜覆蓋玉米免耕留膜較傳統(tǒng)耕作春小麥地上部氮素累積提高10.9%～14.2%，其中播種至灌漿期、灌漿至完熟期提高比例分別為9.7%～15.2%、10.2%～15.6%。減量灌溉水平下，地膜覆蓋玉米免耕留膜較傳統(tǒng)耕作提高了春小麥拔節(jié)前、孕穗至完熟期的地上部氮素累積，提高比例分別為21.8%～28.4%、15.2%～17.2%。減量40%施氮較減量20%及傳統(tǒng)施氮春小麥灌漿至完熟期地上部氮素累積分別降低11.8%～12.3%、14.4%～14.7%，但減量20%施氮與傳統(tǒng)施氮處理間差異并不顯著。將減量灌水與施氮同步集成于地膜覆蓋玉米免耕留膜輪作春小麥生產(chǎn)模式，增強(qiáng)了春小麥地上部氮素累積，減量20%灌水與施氮完熟期提高氮素累積作用最顯著，較傳統(tǒng)耕作傳統(tǒng)灌水施氮處理提高5.0%～16.1%。因此，前茬地膜覆蓋玉米免耕留膜結(jié)合減量20%灌水與施氮可提高后茬春小麥地上部的氮素累積。

2.1.2 春小麥地上部各器官氮素分配特性 拔節(jié)期前葉片累積了春小麥植株地上部49%～65%的氮素(圖3)，前茬地膜覆蓋免耕留膜較傳統(tǒng)耕作增加了春小麥拔節(jié)期之前葉、莖氮素分配，分別提高7.9%～14.2%、20.1%～29.0%，但是降低了完熟期葉、莖氮素分配，降幅分別為6.7%～16.1%、8.8%～13.8%，且前茬地膜覆蓋免耕留膜完熟期穗部氮素分配高于傳統(tǒng)耕作。減量灌水較傳統(tǒng)灌水降低了收獲期葉、莖的氮素分配，降幅分別為7.2%～7.5%、14.3%～15.2%。減量施氮20%明顯降低了完熟期葉、莖氮素的殘留，較傳統(tǒng)施氮分別降低11.1%～9.0%與14.3%～13.8%。綜合三因素，前茬地膜覆蓋免耕留膜集成傳統(tǒng)灌水與施氮均減量20%處理春小麥穗部氮素分配比例最大，較傳統(tǒng)耕作傳統(tǒng)灌水與施氮提高7.6%～10.0%。說(shuō)明前茬地膜覆蓋玉米免耕留膜配套減量灌水及施氮可調(diào)控氮素在營(yíng)養(yǎng)器官與生殖器官之間的分配。

圖2 2016年和2017年不同處理春小麥氮素動(dòng)態(tài)累積Fig. 2 Dynamic of nitrogen accumulation of wheat under different treatments in 2016 and 2017[注（Note）：NT—免耕留膜No tillage and keeping mulched plastic film in previous crop；CT—傳統(tǒng)耕作Conventional tillage in previous crop and buried the mulched plastic films into soil；I1、I2 代表灌水量 1920、2400 m3/hm2，N1、N2、N3 代表施氮量 225、180、135 kg/hm2；誤差線表示標(biāo)準(zhǔn)差 The irrigation amount in I1 and I2 are 1920，2400 m3/hm2，and the nitrogen application amount in N1，N2 and N3 are 225, 180 and 135 kg/hm2；the error bar indicates standard error (n = 3).]

2.1.3 不同營(yíng)養(yǎng)器官中氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn) 春小麥葉與莖氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量及對(duì)穗部的貢獻(xiàn)率受耕作方式影響顯著，灌水量與施氮量對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)率影響顯著，耕作方式、灌水水平與施氮量三者間的交互作用對(duì)春小麥莖向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量影響顯著 (表2)。前茬地膜覆蓋玉米免耕留膜較傳統(tǒng)耕作提高葉、莖氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量分別為16.1%～27.4%、12.2%～25.9%。減量灌水促進(jìn)葉、莖氮素向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)，其轉(zhuǎn)運(yùn)量較傳統(tǒng)灌水分別提高3.2%～8.1%、11.1%～13.5%。營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量隨施氮量的降低而下降，但氮素的轉(zhuǎn)運(yùn)率與之相反，其中減量20%施氮較傳統(tǒng)施氮處理葉、莖氮素轉(zhuǎn)運(yùn)率分別提高3.1%～4.3%、4.8%～6.5%。以前茬地膜覆蓋玉米免耕留膜集成傳統(tǒng)灌水與施氮均減量20%處理葉、莖營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)穗部的氮素貢獻(xiàn)作用最顯著，較傳統(tǒng)耕作傳統(tǒng)灌水與施氮處理氮素轉(zhuǎn)移對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率分別提高13.3%～29.0%與26.4%～36.7%。說(shuō)明前茬地膜覆蓋玉米免耕留膜配套減量灌水與施氮通過(guò)提高營(yíng)養(yǎng)器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)量與轉(zhuǎn)運(yùn)率而增大營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)穗部氮素累積的貢獻(xiàn)率。

2.2 不同處理下春小麥籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)

耕作措施、灌水水平、施氮量和灌水與施氮量交互作用對(duì)春小麥籽粒產(chǎn)量影響顯著 (表3)。前茬地膜覆蓋玉米免耕留膜顯著提高了輪作春小麥籽粒產(chǎn)量，與傳統(tǒng)耕作相比，增產(chǎn)10.1%～10.4%。減量灌水比傳統(tǒng)灌水增產(chǎn)2.4%～4.3%，傳統(tǒng)與減量灌水水平下，地膜覆蓋玉米免耕留膜較傳統(tǒng)耕作分別增產(chǎn)13.0%～14.8%與9.4%～10.1%。減量20%施氮與傳統(tǒng)施氮處理間春小麥籽粒產(chǎn)量差異不顯著。減量灌水與施氮促進(jìn)了地膜覆蓋玉米免耕留膜對(duì)輪作春小麥的增產(chǎn)作用，以灌水與施氮均減量20%增產(chǎn)作用最顯著，籽粒產(chǎn)量達(dá)到8851～9046 kg/hm2，較傳統(tǒng)耕作及傳統(tǒng)灌水與施氮增產(chǎn)15.2%～22.0%。前茬地膜覆蓋玉米免耕留膜集成傳統(tǒng)灌水與施氮均減量20%可達(dá)到較高的籽粒產(chǎn)量，較傳統(tǒng)耕作傳統(tǒng)灌水與施氮具有增產(chǎn)效應(yīng)，說(shuō)明在地膜覆蓋玉米免耕留膜措施下，集成減量20%灌水及減量20%施氮具有實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的可行性。

2.3 不同處理春小麥的氮素收獲指數(shù)

圖3 2016年和2017年不同處理春小麥各器官氮素分配比率Fig. 3 Nitrogen distribution ratio in different organs of spring wheat under different treatments in 2016 and 2017[注（Note）：NT—免耕留膜No tillage and keeping mulched plastic film in previous crop；CT—傳統(tǒng)耕作Conventional tillage in previous crop and buried the mulched plastic films into soil；I1、I2代表灌水量1920、2400 m3/hm2，N1、N2、N3代表施氮量225、180、135 kg/hm2 The irrigation amount in I1 and I2 are 1920，2400 m3/hm2，and the nitrogen application amount in N1，N2 and N3 are 225，180 and 135 kg/hm2.]

耕作措施、灌水水平、施氮量和耕作措施與施氮量交互作用對(duì)春小麥氮素收獲指數(shù)影響顯著 (表3)。耕作措施對(duì)春小麥氮素收獲指數(shù)的影響受灌水與施氮的影響年際間有差異，但減量灌水提高了地膜覆蓋玉米免耕留膜春小麥氮素收獲指數(shù)。地膜覆蓋玉米免耕留膜措施下，減量灌水較傳統(tǒng)灌水提高氮素收獲指數(shù)4.0%～4.5%。施氮對(duì)收獲指數(shù)影響年際間存在差異，地膜覆蓋玉米免耕留膜措施下，減量40%、減量20%施氮較傳統(tǒng)施氮處理2016年分別提高5.1%、4.8%，2017年則差異不顯著。綜合三因素，兩年研究中均以地膜覆蓋玉米免耕留膜配套灌水與施氮均減量20%處理春小麥氮素收獲指數(shù)最高，較傳統(tǒng)耕作傳統(tǒng)灌水減量20%施氮、傳統(tǒng)耕作傳統(tǒng)灌水傳統(tǒng)施氮處理氮素收獲指數(shù)分別提高4.8%～5.6%、7.6%～10.0%。說(shuō)明前茬地膜覆蓋玉米免耕留膜結(jié)合減量灌水及施氮有利于營(yíng)養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)。

3 討論

3.1 春小麥地上部氮素累積、分配及轉(zhuǎn)運(yùn)

春小麥籽粒氮素來(lái)源于生育前期營(yíng)養(yǎng)器官積累的氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)與植株后期根系對(duì)土壤氮的吸收利用[12]。營(yíng)養(yǎng)器官中氮素的分配隨生長(zhǎng)發(fā)育中心的轉(zhuǎn)變而變化，生育前期氮素主要分配在葉、莖營(yíng)養(yǎng)器官中，生育后期穗部器官成為氮素的主要貯存場(chǎng)所，并且穗部氮素53.0%～80.8%來(lái)自于開花期之前營(yíng)養(yǎng)器官積累氮素的轉(zhuǎn)運(yùn)[13-14]。因此，提高生育前期葉、莖氮素累積與分配的同時(shí)，促進(jìn)后期植株直接從土壤吸收氮素至關(guān)重要。免耕有利于促進(jìn)作物對(duì)氮素的吸收[15]，但是過(guò)量灌水與施氮并不利于春小麥籽粒氮素的累積[12,16]。眾多研究認(rèn)為，春小麥對(duì)氮素的吸收利用必須以水為媒介，土壤水分影響氮素的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)[11,17]，合理減少灌水量并不會(huì)降低作物吸氮量，甚至對(duì)作物氮素吸收有一定的促進(jìn)作用[18]。施氮促進(jìn)春小麥地上部氮素累積量，并且在一定程度上能夠緩解水分不足對(duì)產(chǎn)量的影響[7,19]。而過(guò)量施氮?jiǎng)t造成作物營(yíng)養(yǎng)器官貪青晚熟，籽粒氮素累積與分配和營(yíng)養(yǎng)器官向籽粒氮素的轉(zhuǎn)運(yùn)下降[7]。

表2 不同處理春小麥各器官氮素轉(zhuǎn)運(yùn)及對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率Table 2 Translocation of nitrogen from the organs to grain and the contribution rate to yield of spring wheat in different treatments

表3 不同處理春小麥籽粒產(chǎn)量與氮素收獲指數(shù)Table 3 Grain yield and nitrogen harvest index of wheat under different treatments

通過(guò)農(nóng)藝措施的改良，如耕作方式、灌水水平、施氮量等優(yōu)化植株氮素累積、分配及營(yíng)養(yǎng)器官氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)律是作物獲得高產(chǎn)的重要途徑之一[5,20]。本研究表明，前茬地膜覆蓋玉米免耕留膜措施下，植株氮素累積量、分配與不同營(yíng)養(yǎng)器官中氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)高于傳統(tǒng)耕作處理，特別是地膜覆蓋玉米免耕留膜及傳統(tǒng)灌水與施氮均減量20%處理尤為突出。這主要是由于免耕通過(guò)降低氮素?fù)p失而增加土壤氮素含量[21]，為后期春小麥從土壤中直接吸收氮素供穗部分配提供了適宜的土壤氮環(huán)境。此外，春小麥生育前期，地膜覆蓋玉米免耕留膜較傳統(tǒng)耕作土壤表層保持較高含水量和土壤溫度，增加葉面積指數(shù)、提高光合勢(shì)，降低作物葉片水分飽和虧，增加植株葉片光合速率和蒸騰速率，提高植株莖稈傷流量，促進(jìn)葉片、莖稈對(duì)氮素的吸收與累積[22-23]，為穗部氮素分配[15]與營(yíng)養(yǎng)器官向穗部的轉(zhuǎn)運(yùn)儲(chǔ)存豐富的氮源。從而避免灌水與施氮過(guò)多造成土壤氮隨水向深層土壤遷移，不利于春小麥根系對(duì)氮素的吸收而影響穗部氮素的分配[23-24]。傳統(tǒng)耕作傳統(tǒng)灌水與施氮處理各營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)穗部的轉(zhuǎn)運(yùn)率有所下降，這是因?yàn)椋旱谝?，傳統(tǒng)施氮不利于葉、莖等營(yíng)養(yǎng)器官氮素向穗部的轉(zhuǎn)運(yùn)，導(dǎo)致收獲時(shí)期營(yíng)養(yǎng)器官的氮素殘留量較高[12]，因而降低轉(zhuǎn)運(yùn)率；第二，免耕有利于提高土壤含氮量，傳統(tǒng)耕作相對(duì)于免耕可能造成土壤氮源不足，影響作物根系氮素吸收，導(dǎo)致“源”和“庫(kù)”關(guān)系不協(xié)調(diào)[25]，最終表現(xiàn)為“源”向“庫(kù)”轉(zhuǎn)運(yùn)的氮素較少，進(jìn)而降低轉(zhuǎn)運(yùn)率。因此，地膜覆蓋玉米免耕留膜配套傳統(tǒng)灌水與施氮均減量20%為作物提供適宜的土壤環(huán)境，提高了春小麥植株氮素累積、分配與轉(zhuǎn)運(yùn)。

3.2 春小麥產(chǎn)量與氮素收獲指數(shù)

作物產(chǎn)量是眾多因素相互影響的結(jié)果，光合作用同化的氮素向籽粒的分配、轉(zhuǎn)移、累積也是提高產(chǎn)量的重要途徑之一[26]。土壤氮素的淋失隨灌水量的增加而加劇，并不利于作物的吸收利用[24]；在適宜施氮量的基礎(chǔ)上增施氮肥使?fàn)I養(yǎng)器官氮素代謝旺盛，導(dǎo)致氮素向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)量下降，不利于籽粒灌漿導(dǎo)致減產(chǎn)[26]。免耕地膜覆蓋具有較好的土壤水分、養(yǎng)分環(huán)境[27]，優(yōu)化土壤理化特性，為春小麥后期生長(zhǎng)提供了良好的土壤環(huán)境[28]，加之土壤水氮適宜，利于營(yíng)養(yǎng)器官氮素的累積，同時(shí)提高營(yíng)養(yǎng)器官向穗部轉(zhuǎn)運(yùn)量、轉(zhuǎn)運(yùn)率，籽粒大而飽滿，最終實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)[17]。因而，本研究中前茬地膜玉米免耕留膜集成傳統(tǒng)灌水與施氮均減量20%處理獲得較高的籽粒產(chǎn)量。說(shuō)明合理的耕作措施及水氮供應(yīng)可提高生育后期春小麥氮素的有效利用，提高籽粒產(chǎn)量。因此，在河西綠洲灌區(qū)，保證春小麥需氮量 (180 kg/hm2) 的同時(shí)，舊膜再利用集成減量20%灌水措施能夠較好的協(xié)調(diào)氮素的累積與分配規(guī)律，為春小麥氮素高效利用生產(chǎn)模式提供實(shí)踐依據(jù)。

前茬地膜玉米免耕留膜為減量灌水及施氮提供前提保障，在減量灌溉及施氮水平下，有利于營(yíng)養(yǎng)器官的氮素累積，同時(shí)促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)器官向穗部的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)。本研究中前茬地膜玉米免耕留膜集成傳統(tǒng)灌水與施氮均減量20%處理提高了春小麥氮素收獲指數(shù)，源于前茬地膜玉米免耕留膜促進(jìn)春小麥氮素累積，加強(qiáng)生育后期植株對(duì)氮素的吸收及營(yíng)養(yǎng)器官向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)[22]。春小麥生育后期氮素匱缺，其吸收或貯存在營(yíng)養(yǎng)器官的氮素優(yōu)先滿足穗部所需，并且營(yíng)養(yǎng)器官向籽粒較高的氮素轉(zhuǎn)運(yùn)所導(dǎo)致完熟期葉、莖氮素殘留量的降低，因而提高氮素收獲指數(shù)。

4 結(jié)論

前茬地膜覆蓋玉米免耕留膜配套傳統(tǒng)灌水與施氮均減量20%處理可優(yōu)化輪作春小麥地上部氮素的累積與分配特性，提高葉、莖氮素對(duì)穗的貢獻(xiàn)率。該處理能有效促進(jìn)春小麥生育期氮素累積及生殖生長(zhǎng)期葉、莖氮素向穗部轉(zhuǎn)移，最終提高籽粒產(chǎn)量。較傳統(tǒng)耕作傳統(tǒng)灌水傳統(tǒng)施氮處理春小麥氮素累積提高4.3%～6.1%，葉、莖氮素轉(zhuǎn)移對(duì)籽粒的貢獻(xiàn)率分別提高13.3%～29.0%、26.4%～36.7%，最終籽粒產(chǎn)量與氮素收獲指數(shù)分別提高15.2%～22.0%與7.6%～10.0%。因此，前茬地膜覆蓋玉米免耕留膜集成傳統(tǒng)灌水減量20% (1920 m3/hm2) 與傳統(tǒng)施氮減量20% (180 kg/hm2) 是綠洲灌區(qū)優(yōu)化春小麥氮素累積與分配動(dòng)態(tài)規(guī)律的適宜農(nóng)藝措施之一。