作物杂志,2021, 第1期: 143–149 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.01.020

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

种植密度和施氮量对小麦-玉米轮作体系下周年产量及氮肥利用率的影响

刘佳敏(), 汪洋, 褚旭, 齐欣, 王慢慢, 赵亚南, 叶优良, 黄玉芳()   

  1. 河南农业大学资源与环境学院,450002,河南郑州
  • 收稿日期:2020-05-03 修回日期:2020-12-25 出版日期:2021-02-15 发布日期:2021-02-23
  • 通讯作者: 黄玉芳
  • 作者简介:刘佳敏,主要从事作物养分资源管理研究,E-mail: 3030398322@qq.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划“肥料氮素迁移转化过程与损失阻控机制”(2017YFD0200100);国家重点研发计划“黄淮海夏玉米化肥农药减施技术集成研究与示范”(2017YFD0200600)

Effects of Planting Density and Nitrogen Application Rate on Annual Yield and Nitrogen Use Efficiency of Wheat-Maize Rotation System

Liu Jiamin(), Wang Yang, Chu Xu, Qi Xin, Wang Manman, Zhao Ya'nan, Ye Youliang, Huang Yufang()   

  1. College of Resources and Environment, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, Henan, China
  • Received:2020-05-03 Revised:2020-12-25 Online:2021-02-15 Published:2021-02-23
  • Contact: Huang Yufang

摘要:

小麦-玉米是河南省主要的轮作模式,其习惯种植密度与专家推荐种植密度间差距较大。本研究旨在为不同种植密度下小麦和玉米匹配适宜的氮肥用量,以达到最佳经济效益和氮素利用率。选用不同小麦品种(矮抗58和百农207)和不同玉米品种(北青340和登海605)为供试材料,设置农民习惯和专家推荐2个种植密度,0、180和360kg N/hm2 3个供氮水平,分析比较了不同处理下小麦和玉米的干物质、产量、氮素利用率和经济效益。结果表明,小麦的农户习惯种植密度比专家推荐高75kg/hm2,相比农户习惯处理,专家推荐种植密度处理下的小麦产量提高了10.0%~15.7%,提升了经济效益。小麦产量随穗粒数的增加而增加。农民习惯种植密度下,随施氮量的增加,小麦产量没有明显差异,氮肥农学效率降低。专家推荐种植密度下,百农207在N180处理下产量最高。玉米的农民习惯种植密度比专家推荐低22 500kg/hm2,相比农民习惯处理,专家推荐处理的玉米产量提高了17.8%~22.7%。玉米产量随种植密度的增加而增加。农民习惯种植密度下,随施氮量的增加,玉米产量呈降低趋势,氮肥农学效率降低。专家推荐种植密度下,玉米在N180处理下经济效益最高。

关键词: 种植密度, 施氮量, 小麦-玉米轮作, 产量, 氮肥利用率, 经济效益

Abstract:

The gap between the customary seeding rate of wheat-maize growers in Henan province and the recommended seeding rate by experts is large. This study aims to match the appropriate amount of nitrogen fertilizer for different seeding rates to achieve the best economic benefits and nitrogen use efficiency. Wheat varieties (Aikang 58 and Bainong 207) and maize varieties (Beiqing 340 and Denghai 605) were selected as test materials, and two seeding doses of farmers' habits and experts recommend were set, and the three nitrogen supply levels 0, 180, and 360kgN/ha were compared and analyzed. The dry matter amount, yield, nitrogen use efficiency and economic benefit of wheat and maize of different treatments were compared. The results showed that the habits of wheat farmers were 75kg/ha higher than those recommended by experts. Compared with the customary treatment of farmers, the wheat yield increased by 10.0% to 15.7%, and the economic benefit was improved. The yield of wheat increased with the increasing of the number of kernels. Under the habit seeding rate of farmers, with the increase of nitrogen application rate, there was no significant difference in wheat yield, and the agronomic efficiency of nitrogen fertilizer decreased. Under the recommendation of the experts, the output of Bainong 207 reached the highest under the treatment of N180. The amount of maize used by farmers is 22 500kg/hm2 lower than that of recommended by experts. Compared with farmers' customary treatment, the yield of maize recommended by experts increased from 17.8% to 22.7%. Maize production increased with seeding rate increasing. Under the habit seeding rate of farmers, with the increase of nitrogen application rate, the yield of maize decreased, and the efficiency of nitrogen fertilizer agronomy decreased. The economic benefit of N180 treatment was the highest under the planting density recommended by experts.

Key words: Planting density, Nitrogen application rate, Wheat-maize rotation, Yield, Nitrogen use efficiency, Economic benefit

图1

种植密度对不同施氮量下不同品种小麦和玉米产量的影响 不同小写字母表示同一密度下不同施氮水平间差异达5%显著水平

表1

种植密度对不同施氮量下不同品种小麦和玉米产量构成因子的影响

品种
Variety
种植密度
Planting density
氮水平
Nitrogen level
穗数
Spike number (×104/hm2)
穗粒数
Kernels per ear
千粒重
1000-grain weight (g)
小麦Wheat
矮抗58 187.5kg/hm2 N0 29.28c 35.78a 47.41a
Aikang 58 N180 42.78a 39.63a 43.74b
N360 37.78b 36.13a 42.03bc
112.5kg/hm2 N0 21.56d 38.43a 47.69a
N180 34.72b 37.10a 42.90bc
N360 37.06b 40.40a 41.87c
百农207 187.5kg/hm2 N0 28.78c 39.50b 49.35ab
Bainong 207 N180 32.28b 34.13c 48.50ab
N360 31.89b 40.60ab 46.80ab
112.5kg/hm2 N0 24.61d 39.60b 51.23a
N180 35.22a 38.90b 46.80ab
N360 30.94bc 44.57a 45.65b
玉米Maize
北青340 52 500株/hm2 N0 0.35 554.27a 307.20b
Beiqing 340 N180 0.35 592.60a 344.57a
N360 0.35 598.73a 326.83ab
75 000株/hm2 N0 0.50 550.07a 311.77b
N180 0.50 564.53a 312.23b
N360 0.50 539.80a 302.07b
登海605 52 500株/hm2 N0 0.35 580.73a 301.27ab
Denghai 605 N180 0.35 601.07a 299.60ab
N360 0.35 600.33a 267.27c
75 000株/hm2 N0 0.50 494.33b 291.00abc
N180 0.50 521.60b 306.13a
N360 0.50 496.73b 273.07bc

图2

种植密度对不同施氮量下不同品种小麦干物质的影响

图3

种植密度对不同施氮量下不同品种玉米干物质量的影响

表2

种植密度对不同施氮量下不同品种小麦和玉米氮素利用效率的影响

周年(小麦-玉米)Anniversary (wheat-maize) 种植密度
Planting density
氮水平
Nitrogen
level
氮肥农学效率
Nitrogen agronomic
efficiency (kg/kg)
氮肥偏生产力
Nitrogen partial factor
productivity (kg/kg)
氮肥回收利用率
Nitrogen recovery
rate (%)
矮抗58+北青340 187.5kg/hm2+52 500株/hm2 N0 - - -
Aikang 58+Beiqing 340 N180 11.03a 47.75b 41.14a
N360 4.94b 23.29d 12.37b
112.5kg/hm2+75 000株/hm2 N0 - - -
N180 10.85a 54.60a 41.16a
N360 5.51b 27.38c 17.68b
百农207+登海605 187.5kg/hm2+52 500株/hm2 N0 - - -
Bainong 207+Denghai 605 N180 4.27b 43.12a 29.96a
N360 0.59c 20.02d 10.78b
112.5kg/hm2+75 000株/hm2 N0 - - -
N180 10.25a 52.45a 32.81a
N360 2.44bc 23.54c 15.29b

表3

种植密度对不同施氮量下不同作物经济效益的影响

作物
Crop
种植密度
Planting density
氮水平
Nitrogen level
产值
Out value
肥料成本
Fertilizer cost
种子成本
Seed cost
其他生产成本
Other production cost
经济效益
Economic benefit
小麦Wheat 187.5kg/hm2 N0 2.86 0.20 0.15 0.90 1.61
N180 3.46 0.36 0.15 0.90 2.06
N360 3.48 0.52 0.15 0.90 1.91
112.5kg/hm2 N0 3.03 0.20 0.09 0.90 1.84
N180 3.94 0.36 0.09 0.90 2.59
N360 4.02 0.52 0.09 0.90 2.52
玉米Maize 52 500株/hm2 N0 2.72 0.20 0.138 0.90 1.48
N180 3.06 0.36 0.138 0.90 1.66
N360 2.98 0.52 0.138 0.90 1.42
75 000株/hm2 N0 3.38 0.20 0.196 0.90 2.08
N180 3.85 0.36 0.196 0.90 2.39
N360 3.49 0.52 0.196 0.90 1.87
[1] Bhuiyan N I, Crasswell E T, Bouldin D R. Yield and crop parameters of wetland rice as influenced by soil and fertilizer nitrogen. Plant and Soil, 1984,79(3):369-381.
[2] 张向前, 陈欢, 赵竹, 等. 密度和行距对早播小麦生长、光合及产量的影响. 麦类作物学报, 2015,35(1):86-92.
[3] 王力冬. 分蘖期冷水胁迫下施氮量对寒地粳稻生长特性和产质量形成的影响. 哈尔滨:东北农业大学, 2016.
[4] 朱兆良, 文启孝. 中国土壤氮素. 南京: 江苏科学技术出版社, 1992.
[5] 王建贺, 刘丹, 王从磊, 等. 种植密度和氮肥水平对小麦新品种‘津强7号’产量及农艺性状的影响. 中国农学通报, 2019,35(21):14-18.
[6] 曹胜彪, 张吉旺, 董树亭, 等. 施氮量和种植密度对高产夏玉米产量和氮素利用效率的影响. 植物营养与肥料学报, 2012,18(6):1343-1353.
[7] 曹彩云, 李伟, 党红凯, 等. 不同种植密度对夏玉米产量、产量性状及群体光合特性的影响研究. 华北农学报, 2013,28(S1):161-166.
[8] 曹倩, 贺明荣, 代兴龙, 等. 密度、氮肥互作对小麦产量及氮素利用效率的影响. 植物营养与肥料学报, 2011(4):815-822.
[9] 赵广才. 国家现代小麦产业技术体系建设项目. 北京: 中国农业出版社, 2015.
[10] 张福锁, 陈新平, 陈清, 等. 中国主要作物施肥指南. 北京: 中国农业大学出版社, 2009.
[11] 李彦昌, 王海亮, 王昌亮, 等. 黄淮海玉米育种的密度选择探讨. 中国种业, 2019(4):45-47.
[12] 黄波, 张妍, 孙建强, 等. 氮密互作对淮北砂姜黑土区冬小麦冠层光合特性和产量的影响. 麦类作物学报, 2019,39(8):994-1002.
[13] 王成雨, 代兴龙, 石玉华, 等. 氮肥水平和种植密度对冬小麦茎秆抗倒性能的影响. 作物学报, 2012,38(1):121-128.
[14] 李金才, 尹钧, 魏凤珍. 播种密度对冬小麦茎秆形态特征和抗倒指数的影响. 作物学报, 2005,31(5):662-666.
[15] 李玮, 乔玉强, 陈欢, 等. 玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦土壤氮素表观盈亏及产量的影响. 植物营养与肥料学报, 2015,21(3):561-570.
[16] 赵竹, 曹承富, 乔玉强, 等. 机播条件下行距与密度对小麦产量和品质的影响. 麦类作物学报, 2011,31(4):714-719.
[17] 王帅, 韩晓日, 战秀梅, 等. 氮肥水平对玉米灌浆期穗位叶光合功能的影响. 植物营养与肥料学报, 2014,20(2):280-289.
[18] 孟战赢, 王育红, 王向阳, 等. 密度对夏玉米灌浆特性及产量的影响. 河南农业科学, 2011,40(12):48-51.
[19] 王宜伦, 刘天学, 赵鹏, 等. 施氮量对超高产夏玉米产量与氮素吸收及土壤硝态氮的影响. 中国农业科学, 2013,46(12):2483-2491.
[1] 曹晓燕, 武爱莲, 王劲松, 董二伟, 焦晓燕. 施氮量对高粱产量、品质及氮利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2021, (2): 108–115
[2] 刘阿康, 王德梅, 王艳杰, 杨玉双, 马瑞琦, 高甜甜, 王玉娇, 阚茗溪, 赵广才, 常旭虹. 苗期调控对晚播小麦产量及氮素利用的影响[J]. 作物杂志, 2021, (2): 116–123
[3] 张晓娟, 张尚沛, 程炳文, 罗世武, 王勇, 杨军学, 王晓军. 旱地糜子生长、产量及土壤环境对不同覆膜种植方式的响应[J]. 作物杂志, 2021, (2): 124–129
[4] 李洁, 张小宁, 晋凡生, 韩彦龙, 李海金. 干旱年景下芸豆生长及产量对其密度的响应[J]. 作物杂志, 2021, (2): 140–146
[5] 刘萍, 邵彩虹, 张红林, 刘光荣. 基于季节性降雨的双季稻生育后期干湿交替灌溉对稻谷产量及品质的影响[J]. 作物杂志, 2021, (2): 153–159
[6] 李灿东, 郭泰, 王志新, 郑伟, 赵海红, 张振宇, 徐杰飞, 郭美玲. 黑龙江省中东部地区主栽大豆品种产量指标筛选及评价[J]. 作物杂志, 2021, (2): 45–51
[7] 杨宇尘, 杜志敏, 张小鹏, 李坤译, 沈家琪, 徐海. 抽穗开花期喷施MeJA对粳稻产量和品质的影响[J]. 作物杂志, 2021, (2): 71–76
[8] 付景, 尹海庆, 王亚, 杨文博, 张珍, 白涛, 王越涛, 王付华, 王生轩. 不同追氮模式对河南沿黄稻区粳稻根系生长和产量的影响[J]. 作物杂志, 2021, (2): 77–86
[9] 王德权, 孙延国, 杜玉海, 刘洋, 王艺, 马兴华, 张玉琴, 张日强. 移栽时间与方式对烤烟生长发育及产量、品质的影响[J]. 作物杂志, 2021, (2): 87–95
[10] 李瑞杰, 闫鹏, 王庆燕, 许艳丽, 卢霖, 董志强, 张凤路. 5-氨基乙酰丙酸和乙烯利对东北春玉米功能叶光合生理特性和产量的影响[J]. 作物杂志, 2021, (1): 135–142
[11] 段惠敏, 卢潇, 周晓洁, 李高峰, 文国宏, 王玉萍, 程李香, 张峰. 马铃薯叶型和种植密度对产量组分的影响[J]. 作物杂志, 2021, (1): 160–167
[12] 刘艳, 宫亮, 邢月华, 包红静. 基于正交设计的玉米有机无机培肥模式优化研究[J]. 作物杂志, 2021, (1): 168–174
[13] 索炎炎, 张翔, 司贤宗, 李亮, 余琼, 余辉. 施用磷和钙对花生生长、产量及磷钙利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2021, (1): 187–192
[14] 龚松玲, 曹培, 高珍珍, 李成伟, 刘章勇, 朱波. 种植模式对南方作物产量及资源利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2021, (1): 68–73
[15] 申勇, 谢昊, 潘竹栋, 朱宽宇, 王志琴, 杨建昌. 不同氮效率粳稻品种的冠层特征[J]. 作物杂志, 2021, (1): 90–97
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 赵广才,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,朱英杰. 小麦生产概况及其发展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 1 –7 .
[2] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102 –105 .
[3] 赵云,徐彩龙,杨旭,李素真,周静,李继存,韩天富,吴存祥. 不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 114 –120 .
[4] 廖红蕖,陈红丽,范文思,陈宇,韩秋静,于建军,马明. 河南主产烟区土壤颗粒分形特征及对烟叶理化性状的影响[J]. 作物杂志, 2018, (1): 118 –125 .
[5] 马瑞琦,亓振,常旭虹,王德梅,陶志强,杨玉双,冯金凤,孙敏,赵广才. 化控剂对冬小麦植株性状及产量品质的调节效应[J]. 作物杂志, 2018, (1): 133 –140 .
[6] 刘建霞,张晓丹,王润梅,周凤,刘文英,刘支平. 6-BA浸种对盐胁迫下绿豆萌发及幼苗生理特性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (1): 166 –172 .
[7] 戴林建,:陈武,:周田,:钟军. 利用花药培养选育烤烟抗黑胫病突变体[J]. 作物杂志, 2018, (1): 66 –70 .
[8] 赵广才, 常旭虹, 王德梅, 杨玉双, 徐凤娇. 农业隐性灾害对小麦生产的影响与对策[J]. 作物杂志, 2011, (5): 1 –7 .
[9] 林金忠. 介绍三个水稻病害抗源材料[J]. 作物杂志, 1987, (1): 23 .
[10] 王克勤, 李新民, 刘春来, 等. 大豆食心虫危害高峰期和最佳防治时期研究[J]. 作物杂志, 2006, (5): 57 –58 .