





中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (17): 3372-3382.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.17.011
蔺江韵1(
), 尹本酥1, 王星舒1, 刘晨瑞1, 孙庆1, 解星星1, 程玲玲1, 孙理维1, 石美1(
), 王朝辉1,2(
)
收稿日期:2022-08-31
接受日期:2022-10-24
出版日期:2023-09-01
发布日期:2023-09-08
通信作者:
联系方式:
蔺江韵,E-mail:lin-jy@nwafu.edu.cn。
基金资助:
LIN JiangYun1(
), YIN BenSu1, WANG XingShu1, LIU ChenRui1, SUN Qing1, XIE XingXing1, CHENG LingLing1, SUN LiWei1, SHI Mei1(
), WANG ZhaoHui1,2(
)
Received:2022-08-31
Accepted:2022-10-24
Published:2023-09-01
Online:2023-09-08
摘要: 【目的】 研究长期施用氮肥条件下小麦铁锰吸收累积规律及其与土壤养分之间的关系,进一步探讨基于产量及小麦铁锰营养的氮肥调控策略,为合理优化氮肥施用和改善小麦营养品质提供科学依据。【方法】 基于旱地冬小麦的氮肥长期定位试验,设置5个施氮水平0、80、160、240、320 kg·hm-2,研究不同氮水平条件下小麦籽粒铁锰含量及其与产量、铁锰吸收分配规律、土壤养分及各形态铁锰的关系。【结果】 施氮显著提高了冬小麦产量、地上部铁含量、籽粒铁含量,降低了地上部和籽粒的锰含量。与对照相比,氮肥供应超过160 kg·hm-2时,小麦产量及籽粒铁含量不再继续增加,分别保持在5 857—6 598 kg·hm-2和40.2—42.2 mg·kg-1,而籽粒锰含量保持较低水平,为30.4—35.3 mg·kg-1。氮肥施用显著降低了土壤pH,提高了土壤中铁、锰元素的松结有机态及铁元素的锰氧化物结合态比例,增加了土壤中铁、锰的生物有效性。相关分析结果表明,小麦籽粒铁含量与产量、生物量、收获指数、穗数、穗粒数、铁收获指数显著正相关,与籽粒锰含量显著负相关;与土壤锰氧化物结合态铁显著正相关;与残渣态铁显著负相关。小麦籽粒锰含量与产量、生物量、收获指数、穗数、穗粒数、籽粒吸铁量、铁收获指数显著负相关,与地上部吸锰量显著正相关;与土壤各种形态锰不相关。【结论】 西北旱区石灰性土壤中长期施氮可提高土壤铁的有效性、促进小麦对铁的吸收及铁向籽粒的分配,进而提高籽粒铁含量;施氮虽然提高了土壤锰的有效性,但显著抑制了小麦对锰的吸收,最终导致小麦籽粒锰含量降低。此外,当供磷水平一致时,土壤长期缺乏氮素供应可能导致小麦籽粒铁含量较低,而锰含量过高。综合考虑产量、籽粒铁锰元素营养品质及环境经济效益,西北旱区石灰性土壤小麦氮肥施用量建议控制在160 kg·hm-2,过量施用氮肥无助于继续提高产量及品质。
蔺江韵, 尹本酥, 王星舒, 刘晨瑞, 孙庆, 解星星, 程玲玲, 孙理维, 石美, 王朝辉. 长期施氮条件下小麦铁锰累积及其与土壤养分的关系[J]. 中国农业科学, 2023, 56(17): 3372-3382.
LIN JiangYun, YIN BenSu, WANG XingShu, LIU ChenRui, SUN Qing, XIE XingXing, CHENG LingLing, SUN LiWei, SHI Mei, WANG ZhaoHui. The Accumulation of Iron and Manganese in Wheat and Its Relationship with Soil Nutrients Under Long-Term Application of Nitrogen Fertilizer[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2023, 56(17): 3372-3382.
表2
施氮对小麦铁锰含量、产量和产量构成的影响"
| 年份 Year | 处理 Treatment | 产量 Yield (kg·hm-2) | 公顷穗数 Spike number (×104·hm-2) | 穗粒数 Grain number per panicle | 千粒重 1000-grain weight (g) | 养分含量 Nutrient concentration | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 籽粒铁 GrFeC (mg·kg-1) | 籽粒锰 GrMnC (mg·kg-1) | 茎叶铁 ShFeC (mg·kg-1) | 茎叶锰 ShMnC (mg kg-1) | ||||||
| 2020 | N0 | 3964c | 384c | 26.2b | 39.5a | 33.3a | 54.4a | 458.8a | 55.5a |
| N80 | 5283b | 513b | 26.2b | 39.3ab | 36.2a | 43.9b | 354.1a | 45.1ab | |
| N160 | 6709a | 606a | 28.2ab | 39.4ab | 38.4a | 36.5c | 313.5a | 35.7b | |
| N240 | 6329a | 555ab | 28.8a | 39.6a | 39.3a | 35.4c | 342.1a | 42.1ab | |
| N320 | 6596a | 628a | 28.2ab | 37.5b | 38.9a | 36.4c | 313.3a | 44.6ab | |
| 2021 | N0 | 2671b | 268b | 22.63c | 43.0a | 32.2c | 61.6a | 210.3a | 57.6a |
| N80 | 4914a | 478a | 25.0bc | 41.2a | 37.0b | 57.0b | 151.1a | 50.8ab | |
| N160 | 6488a | 509a | 29.5a | 43.1a | 42.0a | 40.0c | 182.7a | 34.5c | |
| N240 | 5538a | 424ab | 32.3a | 41.2a | 45.1a | 38.0c | 156.4a | 27.5c | |
| N320 | 5119a | 419ab | 28.7ab | 42.6a | 44.4a | 37.2c | 207.5a | 39.3bc | |
| 年际均值 Average over 2 years | |||||||||
| N0 | 3317c | 326b | 24.4b | 41.3a | 32.8c | 57.6a | 334.5a | 56.5a | |
| N80 | 5098b | 495a | 25.6b | 40.2a | 36.6b | 46.5b | 252.6b | 47.9b | |
| N160 | 6598a | 557a | 28.9a | 41.3a | 40.2a | 34.5c | 248.1b | 32.1c | |
| N240 | 5933ab | 489a | 30.6a | 40.4a | 42.2a | 30.4c | 249.3b | 34.8c | |
| N320 | 5857ab | 523a | 28.5a | 40.1a | 41.7a | 35.3c | 260.4b | 44.2b | |
| F值F value | |||||||||
| 年际Year (Y) | 8.5** | 21.4*** | 0 | 21.1*** | 7.1 | 56.2*** | 46.4*** | 0.9 | |
| 处理Treatment (T) | 15.6*** | 9.8*** | 10.1*** | 0.6 | 10.6*** | 142.9*** | 1.7 | 9.1*** | |
| 年际×处理Y×T | 0.7 | 1.2 | 2.8* | 8.9 | 1.6 | 9.0*** | 1 | 1.6 | |
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