【目的】量化山东省冬小麦产量差及氮肥利用效率差，分析产量差和效率差之间的关系，明确环境、栽培条件及生理因素对产量差的贡献，探讨协同缩差增效的可能途径，为冬小麦产量差缩减和资源利用效率提升提供理论依据。【方法】本试验于2016—2020年在山东济宁、德州、烟台和淄博4市进行，综合肥料投入、播种密度和灌溉水平等管理措施，设置了超高产水平（SH）、高产高效水平（HH）、农户水平（FP）和基础产量水平（ISP）4种模式，定量分析不同产量水平冬小麦产量差和氮肥利用效率差，分析产量差和效率差之间关系，讨论产量差和效率差形成的影响因素及缩差增效的可能途径。【结果】当前山东冬小麦高产纪录与SH、SH与HH、HH与FP以及FP与ISP之间的产量差分别为2 729.1、674.3、1 042.9和4 349.8 kg·hm-2,SH与HH、HH与FP之间的氮肥偏生产力差分别为-13.54和15.67 kg·kg-1；产量和氮肥偏生产力之间存在着二次抛物线关系。当前降水、光温等不可控因素和肥水投入等可控因素对产量差的贡献率分别为31.16%和68.84%。结果显示，平均叶面积指数（MLAI）、平均净同化率（MNAR）、单位面积穗数（EN）和粒重（GW）差与SH和HH之间的产量差呈显著正相关关系；而收获指数（HI）、穗粒数（GN）和粒重（GW）差与HH和FP之间的产量差呈显著正相关。SH和HH处理较FP处理有更高的地上部生物量、单株分蘖数以及分蘖成穗率。【结论】当前山东省冬小麦农户产量只实现了最高纪录产量的64.34%，通过优化水肥投入量、提高追肥比例、增施有机肥和锌肥等栽培措施可使冬小麦产量差缩减23.46%，氮肥偏生产力提高56.99%。花后物质生产能力仍然是小麦产量提升的限制因素，在保证花后光合同化的同时，提高花前物质的再转运以提高收获指数是农户模式向高产高效发展的有效途径。

【目的】在陕西关中小麦-玉米轮作区通过连续7年田间定位试验,探索秸秆还田配施化学氮肥对冬小麦产量、籽粒蛋白质含量、地上部吸氮量、收获期土壤硝态氮残留量及土壤氮素平衡的影响,为小麦增产及氮素高效利用提供科学依据。【方法】试验采用裂区设计,主处理为玉米秸秆还田和不还田,副处理设置5个施氮水平,分别为0(N0,不施用氮肥)、84 kg·hm~(-2)(N84,当地推荐氮肥用量的一半)、168 kg·hm~(-2)(N168,当地推荐氮肥用量)、252 kg·hm~(-2)(N252,高氮肥用量)、336 kg·hm~(-2)(N336,超高氮肥用量)。【结果】与秸秆不还田处理相比秸秆还田未提高冬小麦籽粒产量,施用氮肥较不施氮肥小麦增产18%—29%,而超高氮肥用量较推荐氮肥用量有减产风险。秸秆还田和氮肥用量对小麦产量有交互效应。与秸秆不还田处理相比,秸秆还田在氮肥用量为252和336 kg·hm~(-2)时,公顷小麦穗数增加5%—7%,产量平均增加5%—6%。秸秆还田对小麦籽粒蛋白质含量无显著影响,施用氮肥的籽粒蛋白质含量较不施用氮肥增加16%—33%。秸秆还田对小麦地上部吸氮量无显著影响,施用氮肥的地上部吸氮量较不施用氮肥增加36%—72%。秸秆还田和氮肥用量对小麦地上部吸氮量有交互效应。与秸秆不还田处理相比,秸秆还田在氮肥用量为252和336 kg·hm~(-2)时地上部吸氮量平均增加5%—8%。与秸秆不还田相比,秸秆还田使土壤硝态氮残留量平均增加18%,增加的硝态氮含量主要分布在70—170 cm土层。N168处理在秸秆不还田条件下土壤氮处于亏损状态,秸秆还田后有效地弥补了氮亏缺,进一步增加氮肥用量,将大幅增加土壤氮盈余量。相对于秸秆还田,氮肥用量对土壤氮盈余量的影响更大。【结论】秸秆还田配施高氮肥用量能增加小麦产量和地上部吸氮量,但同时增加了土壤硝态氮残留量和氮盈余量。综合考虑小麦籽粒产量、土壤硝态氮残留和土壤表观氮平衡等,秸秆还田配施168 kg·hm~(-2)氮肥更利于维持小麦产量和保护生态环境。

为给小麦氮肥合理运筹提供依据,2009-2011年在典型高产区研究了不同氮肥运筹方式对冬小麦干物质积累、分配、产量、氮素利用效率的影响。结果表明,在施氮240 kg/hm2条件下,小麦产量均以T4(基肥∶返青∶拔节∶孕穗肥为1∶0∶1∶1)处理最高,分别达到8 433.3,8 866.3 kg/hm2,比T7处理(氮肥全部基施)增加10.6%和4.61%,比生产中推荐使用的T1处理(基肥∶拔节肥为1∶1)增加5.97%和2.90%。从小麦干物质累积来看,T4处理最大增长速率和持续时间不是最高,但花后的转运量及转运干物质对籽粒的贡献率均高于其他处理。从肥料利用率来看,T4处理的农学效率、生理效率...

采用田间小区试验方法,研究了不同类型土壤施用包膜控释尿素对冬小麦产量和氮肥利用率的影响。结果表明,30%普通尿素+35%控释期90 d包膜尿素+35%控释期120 d包膜尿素配合施用(F1)冬小麦籽粒产量最高,氮肥利用率也达到最高,比40%尿素底施+60%尿素拔节期追施(F2)增产5.36%~7.16%,氮肥利用率也提高了13.03%~16.73%。在0~40 cm土层中,30%控释期30 d包膜尿素+35%控释期90 d包膜尿素+35%控释期120 d包膜尿素一次性底施(F3)土壤残留氮最高,土壤表观损失最少。

为确定高产冬小麦生产过程中氮肥的合理施用时期及比例,实现氮肥资源高效利用。采用田间试验方法,研究了豫北超高产田总施氮量240kg/hm2条件下,不同氮肥运筹模式对冬小麦产量、地上部氮素吸收与积累及氮素效率的影响。结果表明,同一施氮量下,与氮肥全部基施处理相比,氮肥分次施用可增加冬小麦产量、氮素积累量,提高氮素回收率、农学效率、吸收效率和收获指数,降低土壤氮素依存率,其中N3处理最佳。冬小麦返青期前对氮的积累量约占总积累量的9.4%～11.2%,返青期后对氮的需求量大,返青至灌浆期可吸收氮素63.3%～66.6%,灌浆期后可吸收氮素23.5%～25.9%;N3处理植株各生育阶段氮积累量较高。氮肥...

　对农业废弃物采用生物发酵腐解,进行无害化、矿化和腐殖化处理,经干燥后添加一定比例的化肥以调节养分,加入成粒剂制成颗粒状有机无机复混肥。对获得的有机无机复混肥进行冬小麦田间试验,结果表明,有机无机复混肥可以促进冬小麦分蘖,改善冬小麦产量结构,提高冬小麦产量756.0～901.5kg/hm2;还可降低冬小麦耗水系数,提高冬小麦水分利用效率1.311～1.675kg/(mm·hm2)。

为探究冬小麦微喷水肥一体化适宜的氮肥施用方式，于2018—2019年在微喷水肥一体化条件下，以‘济麦22’为材料，设置120(N_1)、210(N_2)和300 kg/hm~2(N_3)3个施氮量处理，每个施氮量下设置拔节期一次性追氮(JS)和拔节期、孕穗期、开花期和灌浆期等量分次追氮(4T)2种追氮方式，测定冬小麦产量、蛋白质组分含量、面团品质、氮素积累和土壤硝态氮含量。结果表明：微喷灌条件下，氮肥分施(4T)显著促进冬小麦花后干物质积累，显著提高千粒重，进而显著提高籽粒产量，N_3-4T处理的产量最高，为9 951.2 kg/hm~2。在相同追氮方式下，随着施氮量的增加，JS处理显著提高了球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量，显著延长了面团稳定时间；4T处理随着施氮量增加，籽粒总蛋白含量无显著变化，清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量均呈下降趋势，高氮处理下(N_3)湿面筋含量和面团形成时间均显著下降。在相同施氮量下，相较于JS处理，4T处理可显著提高花后干物质积累、收获指数、千粒重和籽粒产量，但是4T处理显著降低了谷醇比，面团形成时间和稳定时间显著低于JS处理。4T处理显著提高了氮肥偏生产力，显著降低了深层土壤硝态氮含量，可降低硝态氮向深层土壤淋洗和迁移的风险。综上，微喷水肥一体化条件下增加施氮量可显著提高籽粒产量和蛋白质含量，分次追氮可进一步提高冬小麦籽粒产量和蛋白质含量，有效提高氮肥偏生产力，降低土壤硝态氮向深层土壤淋洗的风险。

为了确定旱地小麦秸秆还田量与氮肥的施用量,在青岛农业大学胶州试验站设不同的秸秆还田量与氮肥处理。研究了精量秸秆还田与施氮量对冬小麦光合特性以及产量的影响。结果表明,与单施N肥处理相比较,适量的秸秆还田能明显提高冬小麦叶绿素SPAD值,延缓旗叶衰老,改善旗叶光合性能,提高小麦千粒质量,但明显降低有效穗数。在同一秸秆还田下高水平氮比低水平氮处理的冬小麦旗叶衰老速度要慢、光合时间更长、产量也明显增多。在施氮225 kg/hm2(N2)下秸秆还田9 000 kg/hm2(J3)比其余处理可明显延缓旗叶衰老、提高光合速率、降低气孔导度、提高蒸腾速率,增加千粒质量。在该地区最具优势的氮肥与秸秆还田量是N2...

【目的】探寻江汉平原晚播小麦减少氮肥施用量的可行性及合理的减氮模式。【方法】在大田试验条件下，以郑麦9023为供试材料，设置正常播和晚播2个播期，并在2个播期下分别设置3个施氮量处理，每个施氮量下设置2个基追比处理，比较了不同处理间小麦产量及其构成因素、氮素相关指标的变化。【结果】①同一施氮量及底追比例条件下，播期推迟，籽粒产量显著降低，其产量构成因素穗数、千粒重均显著降低。进一步分析表明，播期推迟，开花期和成熟期总干物质积累量降低；其中开花期总干物质量的变化主要归因于叶片和茎鞘干物质积累量显著减少，而穗干物质积累量无显著变化；成熟期干物质积累量的变化则与叶片、茎鞘和穗轴与颖壳有关。同一施氮量及底追比例条件下，播期推迟，植株开花期和成熟期氮素积累量降低，其中晚播小麦开花期叶片含氮量增加，开花期茎鞘、成熟期茎鞘和穗轴与颖壳的含氮量减少；同一施氮量及底追比例条件下，播期推迟，成穗率和氮素利用效率均显著降低。②同一播期不同氮肥处理间比较，晚播条件下，可减少氮肥施用量：在本试验条件下，施氮量由180 kg/hm~(2)减少至150 kg/hm~(2)，晚播小麦产量差异不显著，在2019—2020年分别降低3.33 （M_(1)）、293.34 kg/hm~(2)（M_(2)），在2020—2021年分别降低158.67 M_(1)）、13.50 kg/hm~(2)（M_(2)），均远低于正常播期降低幅度；究其原因晚播小麦在减氮至150 kg·hm~(-2)时，穗数和穗粒数更为稳定，而千粒重在一定程度上有所增加。进一步减少施氮量，两个播期下产量变化均未达到显著水平。同一底追比例条件下，减氮，开花期茎鞘和穗含氮量显著降低，干物质积累量无显著变化，成熟期穗轴与颖壳含氮量显著降低，干物质积累量无显著变化；同一播期和底追比例条件下，减氮，成穗率均显著上升，M_(1)氮素利用效率显著上升，M_(2)氮素利用效率保持稳定。【结论】江汉平原地区，在氮肥运筹模式不断优化条件下，晚播小麦减氮处理产量与正常氮量产量相比降低不显著，但成穗率和氮素利用效率显著提高；播期推迟20 d内，推荐氮肥运筹模式为：基追比例为底肥:冬前追肥:拔节期追肥=1:1:1，施氮量可由正常施氮量降为150 kg/hm~(2)。

【目的】研究包膜控释氮肥与尿素配施对冬小麦氮素积累、分配、利用率和产量的影响,为筛选控释氮肥配施尿素的适宜比例提供参考。【方法】在成都平原,2014和2015年采用冬小麦大田试验,设置不施氮处理(CK)及普通尿素与控释氮肥不同配比(0(T1),10%(T2),20%(T3),40%(T4),80%(T5),100%(T6))处理,肥料均一次性基施,研究控释氮肥不同配施比例对冬小麦产量及其构成因素、经济效益和氮素利用率的影响。【结果】两年田间试验结果表明,小麦产量均以T4处理最优,较单施尿素T1处理增产69

为探明不同微喷灌施氮方式对冬小麦产量及水分利用效率的影响,以‘济麦22’为材料,在底施纯氮105kg/hm~2条件下,2016年春季设置追施纯氮45(N1)、90(N2)和135kg/hm~2(N3),每个追氮量采用微喷灌拔节期一次性追施(JS)和分别在拔节、孕穗、开花和灌浆期4次等量追施(4T)2种方式,测定冬小麦的产量和水分利用效率。结果表明:1)微喷灌条件下,随施氮量的增加,冬小麦产量先增加后降低,以N2处理产量最高;相同施氮量下,分次施氮处理产量显著高于拔节期一次性施氮,产量的增加主要由于显著提高千粒重;2)拔节期一次性施氮提高冬小麦开花期群体叶面积指数,而分次施氮处理灌浆期的叶面积指数显著高于拔节期一次性施氮,相同施氮量下分次施氮延缓灌浆中后期旗叶的衰老,从而有利于花后干物质积累和粒重的提高,但过多施氮导致粒重下降,总干物质积累量减少;3)不同施氮量处理间水分利用效率以N2处理最高,相同施氮量下分次施氮处理水分利用效率显著高于拔节期一次性施氮处理。综上所述,与拔节期一次性施氮相比,微喷灌采用分次施氮显著提高冬小麦的产量和水分利用效率,微喷水肥一体化N2处理下分次施氮为最佳的高产高效氮肥运筹模式。

【目的】探究近15—20年我国小麦和玉米相对产量差的时空变异特征、影响因素以及不同地力水平下相对产量差对氮肥的响应，为氮肥的合理施用及实现小麦和玉米的高产稳产提供理论依据。【方法】基于农业农村部耕地土壤质量监测数据，用施肥区与无肥区作物产量之差代表由肥料投入和由此引起的土壤性质改变所贡献的相对产量（RY），利用高产农户统计法获取最高相对产量（HRY）、平均相对产量（ARY）和相对产量差（G_(RY)），根据无肥区产量划分低、中、高基础地力水平，量化不同基础地力水平下小麦、玉米相对产量差与氮肥用量的关系，并结合随机森林模型探讨施肥和土壤因素对相对产量差影响的重要程度。【结果】全国小麦的HRY为3.83—6.75 t·hm~(-2),ARY为2.10—3.42 t·hm~(-2),G_(RY)为1.73—3.33 t·hm~(-2)，相对产量差占最高相对产量的44.64%—49.06%。小麦HRY、ARY和G_(RY)均是华北区>长江中下游区>西北区>西南区。玉米的HRY为6.53—8.20 t·hm~(-2),ARY为3.37—4.12 t·hm~(-2),G_(RY)为3.16—4.08 t·hm~(-2)，相对产量差占最高相对产量的44.78%—50.52%。玉米HRY、ARY和G_(RY)均是东北区>华北区>西南区>西北区。除华北区外，各个区域HRY和G_(RY)均随监测时间的延长呈上升趋势。除西北区外，在低、中地力土壤上G_(RY)随着氮肥施用量的增加而降低，而在高地力土壤上，下降不显著。华北区小麦和玉米、长江中下游区小麦和东北区玉米在低、中地力土壤均出现了氮肥施用平衡点。整体而言，在低、中地力土壤上，氮肥施用量和土壤有机质含量是影响小麦和玉米G_(RY)相对重要的因子；高地力土壤上，钾肥用量对长江中下游和华北区的G_(RY)影响较大，有机质含量对西北和西南区的G_(RY)影响显著。【结论】土壤地力水平越高，施用氮肥降低相对产量差的效应越低，高地力土壤应适当减施氮肥。为保证作物增产的同时避免氮肥的浪费和环境风险，建议氮肥施用量不宜超过其平衡点，即华北平原低、中地力土壤上小麦氮肥推荐施用量分别为260.6和159.2 kg·hm~(-2)，玉米分别为262.6和246.0 kg·hm~(-2)；长江中下游区低、中地力土壤上小麦分别为199.5和187.5 kg·hm~(-2)；东北区低、中地力水平土壤上玉米分别为259.5和228.0 kg·hm~(-2)。西南区低、中地力和西北区低地力土壤，应适当增加氮肥投入。此外，长江中下游和华北区高地力土壤上还应注重施用钾肥，西北、西南区应当将提升土壤有机质作为增产的主要措施。

大田试验研究了限水灌溉 (于拔节、开花期各灌 750 m3 .hm-2 )条件下冬小麦对氮素的吸收利用。结果表明 :在 N0～ 375kg.hm-2范围内 ,随氮肥用量加大 ,小麦产量提高 ,每平方百米施 2 2 5kg纯氮的处理达到最高产量 (6 4 6 6 .5kg.hm-2 ) ,在此基础上增施氮肥产量不再增加 ;氮素生理效率随氮肥量的递增而降低 ;限水灌溉下冬小麦对氮素的吸收集中在开花期以前 ,并且增加氮肥量降低了开花—成熟期的氮素吸收量 ;随着施氮量的增加 ,分配于营养器官的氮素比例增加 ,其中以叶片占的比例最大 ,而收获指数则随施氮量增加而降低

针对华北平原冬小麦生产中氮肥及灌水存在严重浪费,进而引起环境污染问题进行了研究。在传统灌溉-优化施肥、优化灌溉-传统施肥、优化水肥、秸秆还田优化水肥及传统水肥条件下,冬小麦单位面积收获穗数和子粒产量无显著性差异。优化水肥和秸秆还田优化水肥冬小麦穗粒数显著减少,千粒重显著提高。所有处理间冬小麦水分利用效率无显著性差异。传统灌溉-优化施肥、优化水肥及秸秆还田优化水肥氮肥当季利用率显著提高,因此达到了挖掘冬小麦的节肥潜力,提高优化灌溉条件下氮肥利用效率的目的。

【目的】针对不同的土壤类型,筛选适宜的控释氮肥类型,为控释氮肥的高效施用以及冬小麦一次性施肥提供科学依据与技术支撑。【方法】基于2013—2016年多点的大田试验,设置对照(CON)、优化施肥处理(OPT)和6种不同类型的控释氮肥(A1、A2、B、C、D和E)处理,研究控释氮肥在不同地区(泰安、驻马店、德州、菏泽和石家庄)的应用效果,从作物养分吸收与土壤养分供应两方面研究和分析不同控释氮肥对小麦的增产效应。【结果】泰安砂姜黑土试验点A2、C、E的氮素释放规律与小麦生长需求较为吻合,且与OPT处理相比,3年平均冬前分蘖、最大分蘖和有效分蘖分别增加5.7%—14.7%、10.9%—22.2%和4.5%—6.0%,产量增加2.6%—4.6%。驻马店砂姜黑土3年平均结果表明,A2、C和E较OPT处理提高了氮肥表观回收率和氮素吸收,分别提高7.7%—11%和4.3%—5.3%。石家庄褐土上的结果发现,控释氮肥A2、D可以实现养分释放与小麦生长需求相同步,相比OPT处理,3年平均氮肥表观回收率、氮素吸收分别提高6.4%—26%、2.8%—12%,产量增加1.7%—5.6%。潮土(德州、菏泽)上的结果表明,与OPT处理相比,A2连续3年均能维持小麦高产;其他控释氮肥处理的应用效果年际间差异较大,随着试验的进行逐年稳定,2015—2016年,A2、C处理使德州和菏泽的小麦分别增产1.4%—8.3%和1.5%—4.8%;综合3年的结果,与OPT处理相比,A2、C具有比较稳定的增产趋势。【结论】控释氮肥的应用效果因土壤类型不同而不同,控释氮肥田间氮素释放与小麦氮素需求相匹配是促进小麦产量增加的关键。