屈佳伟, 高聚林^*,, 于晓芳, 王志刚, 胡树平, 孙继颖, 苏治军, 谢岷, 青格尔
内蒙古农业大学, 内蒙古呼和浩特 010019

Effects of Maize Varieties with Different Nitrogen Efficiencies on Temporal and Spatial Distribution of Soil Nitrate and Field Nitrogen Balance

QUJia-Wei, GAOJu-Lin^*,, YUXiao-Fang, WANGZhi-Gang, HUShu-Ping, SUNJi-Ying, SUZhi-Jun, XIEMin, QINGGe-Er
Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010019, Inner Mongolia, China
通讯作者:^* 通信作者(Corresponding author): 高聚林, E-mail: nmgaojulin@163.com^* 通信作者(Corresponding author): 高聚林, E-mail: nmgaojulin@163.com
收稿日期:2017-05-3
接受日期:2018-01-8
网络出版日期:2018-01-30
版权声明:2018作物学报编辑部作物学报编辑部
基金资助:本研究由国家自然科学基金项目(31260300), 国家科技支撑计划项目(2013BAD07B04), 国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-02-63), 华北黄土高原地区作物栽培科学观测实验站(25204120)和国家重点研发计划项目(2017YFD0300800)资助
作者简介:
-->第一作者联系方式: E-mail: nmqujiawei@163.com



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摘要
阐明不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布及农田氮素平衡的影响, 是挖掘品种氮素高效利用的生物学潜力, 提高氮素供应与作物需求的匹配度, 进而提高氮肥利用效率的重要途径。本研究以氮高效玉米品种郑单958、金山27和氮低效玉米品种蒙农2133、内单314、四单19为材料, 在不同施氮量下(0、300和450 kg hm^-2), 系统研究了不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布、农田氮素平衡的影响, 并分析了植株氮积累量与土壤硝态氮累积量的关系。结果表明, 不同施氮水平下, 氮高效品种的产量、氮素吸收效率、氮肥利用率都显著高于氮低效品种; 相关分析表明植株氮素积累量与土壤硝态氮累积量呈显著负相关。从土壤硝态氮时空分布来看, 随生育进程, 土壤硝态氮含量最大土层逐渐下移, 下移速率不受品种氮效率影响, 其年际间差异与降雨量差异显著相关; 但吐丝后氮高效品种的60~100 cm土壤剖面内硝态氮含量显著低于氮低效品种, 差异达显著水平; 收获后土壤硝态氮残留量则表现为氮低效品种显著高于氮高效品种, 且随施氮量的增加显著增加。从农田氮素平衡来看, 品种的氮效率显著影响农田土壤氮素残留及表观损失, 氮低效品种的农田氮素表观损失是氮高效品种的2.2倍(300 kg hm^-2)和1.5倍(450 kg hm^-2), 且年际间差异较大。因此, 不同氮效率品种通过对氮素的差异性吸收显著影响农田氮素平衡。选用氮高效品种可显著降低土壤中硝态氮残留和表观损失, 降低氮素淋溶风险, 是提高氮肥利用率的有效途径。

关键词：玉米;品种;氮效率;土壤硝态氮;农田氮素表观平衡
Abstract
Studying effects caused by maize varieties with different nitrogen efficiencies on nitrate content in soil and nitrogen balance in filed is quite important for excavating high nitrogen efficiency biological potential of maize varieties, coordinating nitrate supply with plant requirement, and improving the nitrogen utilization efficiency. In this study, high nitrogen efficiency maize varieties ZD958, JS27 and low nitrogen efficiency maize varieties MN2133, ND314, and SD19 were separately used to systematically study the effects on nitrate spatial and temporal distribution in soil and nitrogen balance, as well as relationship between plant nitrogen uptake and soil nitrate accumulation. Compared with low nitrogen efficiency maize varieties, the high nitrogen efficiency varieties had higher yield, higher nitrogen absorption and use efficiency in all the nitrogen treatments (0, 300, and 450 kg ha^-1). According to the correlation analysis, significant negative correlation was shown between the plant nitrogen accumulation and nitrate accumulation in soil. The temporal and the spatial distribution of nitrate in soil were also analyzed, showing that the soil layer with maximum nitrate content moved toward lower gradually in the process of maize growth. The move rate of the soil layer was independent of maize varieties, but largely correlated with the precipitation. However, after silking stage the nitrate content in 60-100 centimeter layer of soil was significantly lower in high nitrogen efficiency varieties than in low nitrogen efficiency varieties. After harvest, the nitrate residual in soil was significantly higher in low nitrogen efficiency varieties compared with high nitrogen efficiency varieties. Moreover, the nitrate residual amount was largely increased with increasing nitrate application. In the aspect of nitrate balance, the nitrogen efficiency of maize significantly affected filed nitrate residue and apparent lost. The apparent nitrate lost in field in low nitrogen efficiency varieties was 2.2 (300 kg ha^-1) and 1.5 times (450 kg ha^-1) as high as that in high nitrogen efficiency varieties, and had much more difference among different years. Therefore, different nitrogen efficiency varieties affected N-balance in filed via nitrate absorption. Choosing high nitrogen efficiency varieties can decrease nitrate content in soil, apparent lost in field, and nitrogen leaching risk, which is an effective way to improve nitrogen utilization efficiency.

Keywords：maize;variety;nitrogen efficiency;soil nitrate;field nitrogen apparent balance

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屈佳伟, 高聚林, 于晓芳, 王志刚, 胡树平, 孙继颖, 苏治军, 谢岷, 青格尔. 不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布及农田氮素平衡的影响[J]. 作物学报, 2018, 44(5): 737-749 https://doi.org/10.3724/SP.J.1006.2018.00737
QU Jia-Wei, GAO Ju-Lin, YU Xiao-Fang, WANG Zhi-Gang, HU Shu-Ping, SUN Ji-Ying, SU Zhi-Jun, XIE Min, QING Ge-Er. Effects of Maize Varieties with Different Nitrogen Efficiencies on Temporal and Spatial Distribution of Soil Nitrate and Field Nitrogen Balance[J]. Acta Agronomica Sinica, 2018, 44(5): 737-749 https://doi.org/10.3724/SP.J.1006.2018.00737
我国作物生产中氮肥的当季利用率仅为30%~ 35%, 高产地区更低, 而损失率高达45%~50%^[1]。农田条件下, 大约70%的氮素通过硝酸盐淋洗、土壤反硝化和氨挥发淋失到地下水、河流或损失到空气中^[2]。因此, 要想实现农业可持续发展和粮食安全目标, 迫切需要在高产的前提下大幅度提高氮肥利用率, 进而降低氮素损失带来的环境污染问题。氮肥利用率的高低取决于氮肥管理技术的优化与作物品种对氮素的吸收利用能力。就氮素的吸收过程而言, 根系大小及分布是决定作物吸氮量的一个重要因素^[3]。氮高效玉米品种具有强大的根系, 且侧根发达, 能耐受高浓度硝酸盐的抑制作用, 并对局部硝酸盐刺激很敏感, 向肥性强^[4]。在氮素供应充足的条件下, 根系长度和表面积增大, 有利于减少氮素在深层土壤的累积和不必要的损失^[5]; 在氮素供应不足的条件下, 促进玉米根的伸长, 根系变长, 这一特性有利于扩展整体根系所占据的空间, 从而提高土壤中氮素的空间有效性^[3,6]。因此, 无论在低氮还是高氮条件下, 氮高效品种吸氮量都显著高于氮低效品种。刘建安等^[7]研究表明应用氮累积量较高的玉米基因型可显著减少施用氮肥在土壤中的残留率。
氮肥利用率除与作物的吸氮量有关外, 还与施氮量、施氮时期、降雨与灌溉、土壤的矿化量、作物种类和种植制度有关^[8,9,10]。大量研究表明^{[11,12,13,14]}, 硝态氮淋失量和施氮量呈线性正相关。石玉等^[15]研究表明小麦施氮量为168 kg hm^-2, 底肥追肥比例为1∶2的处理在100~200 cm土层未出现硝态氮的明显累积, 氮素表观损失量最少。张经廷等^[16]研究表明夏玉米施入氮肥对冬小麦有很强的有效性, 减少收获后硝态氮残留, 提高氮肥利用效率。
前人大多通过调整施氮量、施氮时期及栽培模式提高氮肥的利用率, 从品种吸收特性出发的研究较少。本研究从作物自身考虑, 利用不同氮效率玉米品种对氮素吸收的差异, 研究其对土壤硝态氮时空分布、土壤剖面硝态氮的累积及氮肥利用率的影响, 以期利用氮高效品种的生物学潜能提高肥料利用率, 达到减耗环保的目的。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

内蒙古包头市土默特右旗内蒙古农业大学玉米中心试验基地(北纬40.57°, 东经110.52°)的不同田块, 前茬均为玉米。供试土壤为沙壤土, 2012年和2013年0~40 cm土层分别含有机质27.3 g kg^-1、25.5 g kg^-1, 碱解氮40.5 mg kg^-1、21.2 mg kg^-1, 速效磷20.2 mg kg^-1、26.7 mg kg^-1, 速效钾114.7 mg kg^-1、120.4 mg kg^-1, pH值分别为7.5和7.8。主要气象信息如图1所示, 2012年8月平均降雨量较高, 为87.1 mm, 2013年9月平均降雨量119.8 mm, 较2012年明显偏高。
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图12012年和2013年玉米全生育期日降雨量、日平均气温和太阳辐射
-->Fig. 1Total daily precipitation, daily average temperature and solar radiation of the whole growth period of maize in 2012 and 2013
-->

1.2 试验材料

氮高效品种(HNE)郑单958 (ZD958)、金山27 (JS27); 氮低效品种(LNE)内单314 (ND314)、蒙农2133 (MN2133)、四单19 (SD19)。依据本研究团队崔超等^[17]和崔文芳等^[18]2010年以来的田间试验验证结果, 并结合前人报道^[19,20]评价品种的氮效率。

1.3 试验设计

分别于2012年4月25日和2013年4月27日播种, 采用裂区设计, 以品种为主区, 施氮量为副区, 设0 N (不施氮)、300N (纯氮300 kg hm^-2)和450N (纯氮450 kg hm^-2) 3个氮肥处理, 对各处理按3∶7分别于拔节期、大喇叭口期追施尿素(含N 46%)。于播种前将P₂O₅ 90 kg hm^-2(磷酸二铵, 含N 18%、P₂O₅ 46%)、K₂O 45 kg hm^-2 (硫酸钾, 含K₂O 50%)作基肥一次性旋耕入土, 旋耕深度为15 cm, 种植密度为8.25万株 hm^-2, 每处理3次重复, 行距50 cm, 株距24 cm, 每小区25行, 其中15行为取样区、10行为测产区。全生育期间灌水4次, 分别在拔节期、大喇叭口期、吐丝期、吐丝后20 d, 采用畦田漫灌的方法, 每次灌水量均为75 mm。生育期内严格控制杂草及防治病虫害, 收获期分别为2012年10月2日和2013年10月5日。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 土壤取样方法 于玉米播种前、收获后及各生育时期(大喇叭口期、吐丝期、乳熟期、成熟期), 在取样区用土钻分层取土样(0~100 cm土样, 每20 cm为一层), 每小区采用对角线法于行间取5钻混匀, 用四分法取1/4土样带回实验室放入4℃冰箱, 用于测定土壤硝态氮含量和土壤氨态氮含量。其中大喇叭口期(追肥前)和吐丝期采用Monolith法^[21]取样, 选择典型植株, 挖取1/2株距和以植株为中心两侧各1/2行距的植株根系, 挖取的土体长50 cm, 宽12 cm, 深度80 cm, 从上至下取10 cm×10 cm×12 cm的小土块, 并以空间坐标的方式标记, 从每一土块取下50 g左右的根际土混匀带回实验室, 用以测定每一空间坐标的土壤硝态氮含量。
1.4.2 测定指标 取5 g新鲜土壤, 用2 mol L^-1氯化钾溶液浸提, 过滤后采用德国产AA3型连续流动分析仪测定土壤硝态氮(氨态氮)含量, 并同时测定土壤含水量。
于播前和收获后采用环刀法测定0~100 cm每20 cm一层的土壤容重。
于大喇叭口期(V12)、吐丝期(R1)、乳熟期(R3)、成熟期(R6)在每小区连续取3株, 分为茎秆、叶片和叶鞘、苞叶和穗轴、籽粒, 测定鲜重后以105℃杀青30 min, 80℃烘干至恒重, 测定样品干重。之后粉碎样品, 采用半微量凯氏定氮法测定各器官全氮含量并折算植株含氮量。
测量10行测产区的实际面积, 计数10行内株数、穗数, 连续取20穗计数每穗粒数, 待籽粒风干后测定千粒重和籽粒含水量, 并计算产量。

1.5 相关计算公式

单株氮素积累量(g) = 植株含氮量(g kg^-1)×单株干物质量(kg)
土壤剖面中各土层矿化氮累积量(N_min, kg hm^-2) ^[22] = d×ρ_b×C×10^-1
式中, d为土层厚度(cm); ρ_b为土壤容重(g cm^-3); C为土壤中矿化氮含量(mg kg^-1), 剖面矿化氮累积量为各个层次的矿化氮累积量之和。
氮素吸收效率(NU_PE)^[23](kg kg^-1) = 氮素积累量/供氮量(包括播种前0~100 cm土体内无机氮含量和施入的氮量)
氮肥利用率(NRE)^[24](%) = (施氮区植株吸氮量-无氮区植株吸氮量)×100/施氮量
氮肥农学效率(NAE)^[23](kg kg^-1) = (施氮区产量-不施氮区产量)/施氮量
土壤氮素农田平衡计算方法:
本试验没有考虑降水输入的氮素, 根据不施氮处理作物吸氮量与试验前后土壤矿化态氮累积量(N_min)的净变化估计作物生长期间土壤矿化氮^[25], 不考虑氮肥激发效应, 假定施氮处理土壤氮矿化量与不施氮处理相同。生育期土壤氮素净矿化量=不施氮处理作物吸氮量+不施氮处理土壤残留N_min-不施氮处理土壤起始N_min。根据氮平衡模型即根据氮素输入输出平衡的原理计算氮的表观损失^[26]。生育期土壤氮素表观损失=生育期施氮量+土壤起始N_min+土壤氮素净矿化量-作物携出量-收获后土壤残留N_min。

1.6 数据统计

采用Microsoft Excel 2003统计分析数据, 采用SPSS17.0分析两年一点的数据方差, 采用SigmaPlot 12.0和Surfer 8.0作图。

2 结果与分析

2.1 不同氮效率玉米品种产量及氮肥利用率

表1所示, 产量在各施氮量条件下都表现为氮高效品种显著高于氮低效品种, 氮高效品种郑单958和氮低效品种蒙农2133和四单19的0 N处理与300N处理差异显著, 300N和450N处理差异不显著; 金山27和内单314随施氮量的增加产量显著增加。氮素吸收效率在不同氮效率品种间差异显著(P<0.01), 氮高效品种显著高于氮低效品种, 0 N处理显著高于300N和450N处理, 随施氮量的增加, 两品种氮素吸收效率下降。氮肥利用率表现为氮高效品种显著高于氮低效品种, 随施氮量的增加, 除氮高效品种金山27差异显著外, 其他品种差异不显著; 氮肥农学效率氮高效品种与氮低效品种表现不一致, 郑单958在300N显著高于450N处理, 金山27、内单314和蒙农2133的450N显著高于300N处理, 说明对氮肥的响应存在明显差异。
Table 1
表1
表1不同氮效率玉米品种产量、氮素吸收效率和氮肥利用率
Table 1Yield, nitrogen uptake efficiency and nitrogen recovery efficiency of different nitrogen use efficiency maize varieties

年份Year	品种 Variety	施氮处理 Nitrogen treatment			产量 Yield (t hm-2)	氮素吸收效率 NUpE (kg kg-1)	氮肥利用率NRE (%)	氮肥农学效率NAE (kg kg-1)
2012	郑单958 ZD958	0 N			10.48 b	3.22 a
		300N			13.23 a	1.10 b	39.12 a	9.14 a
		450N			13.33 a	0.96 b	43.06 a	6.33 b
	金山27 JS27	0 N			9.85 c	3.15 a
		300N			11.63 b	1.08 b	37.24 b	5.93 b
		450N			12.86 a	1.02 b	53.16 a	6.70 a
	蒙农2133 MN2133	0 N			8.32 b	2.24 a
		300N			9.95 a	0.82 b	32.67 a	5.43 b
		450N			10.60 a	0.74 b	40.25 a	7.59 a
	内单314 ND314	0 N			7.34 c	2.28 a
		300N			8.65 b	0.85 b	33.42 a	4.39 b
		450N			10.30 a	0.69 c	36.64 a	9.88 a
	变异来源Source of variation
	品种 Variety (V)				**	**	**	ns
	施氮处理Nitrogen treatment (NT)				**	**	**	ns
	品种×施氮处理V×NT				ns	**	**	ns
2013	郑单958 ZD958		0 N		10.56 b	2.56 a
			300N		13.36 a	0.86 b	43.29 a	9.33 a
			450N		14.13 a	0.75 b	45.34 a	7.93 b
	内单314 ND314		0 N		8.46 c	2.05 a
			300N		10.86 b	0.61 b	25.03 a	7.99 b
			450N		12.83 a	0.56 b	30.69 a	9.71 a
	四单19 SD19		0 N		8.84 b	2.03 a
			300N		11.43 a	0.71 b	24.21 a	8.63 a
			450N		12.16 a	0.58 c	33.45 a	7.37 a
	变异来源Source of variation
	品种 Variety (V)			**		**	**	ns
	施氮处理Nitrogen treatment (NT)			**		**	*	ns
	品种×施氮处理V×NT			ns		*	ns	ns

** means significance at P<0.01; * means significance at P<0.05; ns, not significant (P=0.05). Means within each column followed by different letters are significantly different (P<0.05) by the ANOVA protected least significant difference (LSD) test. 0 N, 300N, 450N mean no nitrogen, 300 kg hm^-2 nitrogen, and 450 kg hm^-2 nitrogen respectively. NUpE: nitrogen uptake efficiency; NRE: nitrogen recovery efficiency; NAE: nitrogen agronomy efficiency.**表示在0.01水平上差异显著, *表示在0.05水平上差异显著, ns表示差异在0.05水平上不显著, 每列数据后跟不同字母表示在0.05水平上差异显著。0N、300N、450N分别表示不施氮、施纯氮300 kg hm^-2和450 kg hm^-2。
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2.2 不同氮效率玉米品种对土壤硝态氮时空分布的影响

2.2.1 土壤硝态氮的空间分布 图2为2012年大喇叭口期氮高效品种郑单958 (上)和氮低效品种内单314 (下)土壤硝态氮含量等高线图, 能够较直观地反映氮素的空间分布。大口期追肥前, 0 N处理硝态氮主要集中在40~80 cm土层, 由于300N和450N条件下拔节期追施过氮肥, 硝态氮主要集中在0~20 cm土层, 随土层深度增加逐渐降低, 且在各土层氮低效品种土壤硝态氮含量都高于氮高效品种。
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图22012年大喇叭口期不同氮效率玉米品种土壤硝态氮含量的空间分布
X轴零点代表植株位置, 左右两边坐标表示与植株的距离, 最大值(25)表示1/2行距, Y轴表示土层深度, 每一个数据都对应一个空间坐标的小土块的土壤硝态氮含量, 颜色越深说明土壤硝态氮含量越大。处理同表1。
-->Fig. 2Spatial distribution of soil nitrate concentration of different nitrogen use efficiency maize varieties in V12 in 2012
Zero of X axis represents plant location, left and right sides of zero represent distance from the plant, and the maximum (25) distance is at 1/2 row spacing, Y axis represents soil depth, each datum corresponds to a small space coordinate clod of soil nitrate content, the deeper the color the greater the content of soil nitrate. Treatment described as in Table 1.
-->

如图3所示, 2012年吐丝期不同氮效率品种各施氮处理土壤硝态氮下移, 0 N处理, 硝态氮下移10 cm左右, 施氮条件下, 氮高效品种表层富集的硝态氮下移20 cm左右, 主要集中在20~40 cm土层, 氮低效品种也相应下移, 但土壤硝态氮主要集中在0~40 cm土层, 且硝态氮含量较氮高效品种大, 说明低氮处理下, 硝态氮下移的速度较慢, 高氮处理下, 硝态氮下移速度较快, 氮高效品种对氮素的吸收较大。
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图32012年吐丝期不同氮效率玉米品种土壤硝态氮含量的空间分布
缩写同表1; 坐标轴说明同图2。
-->Fig. 3Spatial distribution of soil nitrate concentration of different nitrogen use efficiency maize varieties in R1 in 2012
Treatments are the same as those described in Table 1; description of coordinate axis corresponds with that given in Fig. 2.
-->

2.2.2 土壤硝态氮的时空运移 2012年吐丝期各处理土壤硝态氮含量随土层深度的增加呈单峰曲线变化, 0 N处理, 60~100 cm土层2个氮高效品种土壤硝态氮含量显著低于2个氮低效品种, 随施氮量的增加, 0~60 cm土层土壤硝态氮含量显著增加, 土壤硝态氮含量的峰值出现在20~40 cm土层, 不同氮效率品种土壤硝态氮含量差异不显著(图4)。随生育进程, 土壤硝态氮含量的峰值逐渐下移。乳熟期, 0 N处理土壤硝态氮含量峰值出现在80~100 cm土层, 在60~100 cm土层2个氮高效品种土壤硝态氮含量显著低于2个氮低效品种, 随施氮量的增加, 土壤硝态氮含量的峰值出现在40~60 cm土层; 且在300N处理下, 这一土层2个氮高效品种显著低于2个氮低效品种; 450N处理下, 60~100 cm土层氮高效品种显著低于氮低效品种。成熟期0 N处理土壤硝态氮含量最大值出现在80~100 cm, 60~100 cm土层2个氮高效品种显著低于2个氮低效品种; 随施氮量的增加, 土壤硝态氮含量最大值出现在60~80 cm土层, 450N处理下, 60~ 100 cm土层2个氮高效品种显著低于2个氮低效品种。
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图42012年吐丝期(上)、乳熟期(中)、成熟期(下)土壤硝态氮含量的时空变化
缩写同表1。
-->Fig. 4Temporal and spatial distribution of soil nitrate concentration at silking stage (up), milking stage (middle), and maturation stage (down) in 2012
Abbreviations are the same as those given in Table 1.
-->

2013年土壤硝态氮含量的时空分布与2012年趋势相同, 吐丝期随土层深度的增加呈单峰曲线变化, 土壤硝态氮含量的最大值在0 N条件下和施氮量条件下分别出现在60~80 cm土层和20~40 cm土层, 且不同氮效率品种间差异不显著(图5)。乳熟期, 0 N处理, 氮高效品种最大值在80~100 cm土层, 氮低效品种最大值在60~80 cm土层; 施氮条件下, 土壤硝态氮含量的峰值在60~80 cm土层, 与2012年有差异, 氮高效品种在20~80 cm土层显著低于氮低效品种; 成熟期, 土壤硝态氮含量的峰值都下移到80~100 cm土层; 施氮条件下, 60~100 cm土层, 氮高效品种显著低于氮低效品种。
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图52013年吐丝期(上)、乳熟期(中)、成熟期(下)土壤硝态氮含量的时空变化
缩写同表1。
-->Fig. 5Temporal and spatial distribution of soil nitrate concentration at silking stage (up), milking stage(middle), and maturation stage(down) in 2013
Abbreviations are the same as those given in Table 1.
-->

2.3 收获后土壤硝态氮累积量的空间分布

收获后各处理土壤硝态氮累积量随施氮量的增加而增加(图6), 0 N处理0~100 cm土层硝态氮积累总量表现为氮高效品种显著低于氮低效品种, 80~100 cm土层硝态氮累积量最大, 氮低效品种高于氮高效品种, 随施氮量的增加, 2012年0~100 cm土壤硝态氮累积量表现为氮高效品种显著低于氮低效品种, 60~80 cm土层硝态氮累积量最大, 同类型品种间差异不显著, 2013年80~100 cm土层硝态氮累积量最大, 施氮处理下, 氮低效品种四单19显著高于内单314。
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图6不同氮效率玉米品种收获后土壤硝态氮累积量(2012年和2013年)
缩写同表1。
-->Fig. 6Soil nitrate accumulation in maize varieties with different nitrogen efficiencies after harvest (in 2012 and 2013)
Abbreviations are the same as those given in Table 1.
-->

2.4 植株氮素积累量与土壤硝态氮累积量的关系

如图7所示, 0~100 cm土层土壤硝态氮的累积量随生育进程逐渐降低, 大喇叭口期至吐丝期降低的幅度较大, 乳熟至成熟期趋于平稳, 氮高效品种土壤硝态氮累积量低于氮低效品种, 在不同施氮量下表现趋势一致; 植株氮素积累量随生育进程呈上升的趋势, 乳熟至成熟期氮素吸收量较小, 曲线趋于平缓, 氮高效品种的氮素积累量显著高于氮低效品种, 说明土壤硝态氮累积量与氮素积累量具有很好相关性, 相关分析表明二者呈显著负相关(图8), 因此, 选择氮高效的品种对于减少土壤硝态氮积累十分重要。
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图7不同氮效率品种土壤硝态氮累积量与植株氮素积累量的变化(2012年和2013年)
缩写同表1。
-->Fig. 7Changes of soil nitrate accumulation and plant nitrogen accumulation in maize varieties with different nitrogen efficiencies (2012 and 2013)
Abbreviations are the same as those given in Table 1.
-->

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图8土壤硝态氮累积量与植株氮素积累量的相关性分析
缩写同表1。
-->Fig. 8Relationship between soil nitrate accumulation and plant nitrogen accumulation
Abbreviations are the same as those given in Table 1.
-->

2.5 土壤氮素的农田表观平衡

本试验条件下, 春玉米整个生育期0~100 cm各土层土壤氨态氮含量较低, 氨态氮累积量品种间差异不显著(图9), 因此评价土壤矿质氮时忽略氨态氮的影响, 只计算硝态氮的贡献^[26]。在氮素平衡计算中, 将土壤N_min所在层次定义为0~100 cm深度, 即作物根系吸收养分的主要层次。由表2可知, 2012年氮高效品种(HNE)数据来源于2个氮高效品种(郑单958和金山27)数据的平均值, 氮低效品种(LNE)数据来源于两个氮低效品种(蒙农2133和内单314)数据的平均值, 2013年氮高效品种(HNE)是郑单958, 氮低效品种(LNE)数据是两个氮低效品种(内单314和四单19)数据的平均值。从播种到成熟期, 氮素输入项中, 起始N_min 2012年较高, 氮素的矿化量全生育期也显著高于2013年, 品种间差异不显著, 主要受土壤含水量和温度影响。氮输出中氮高效品种吸收的氮素显著高于氮低效品种(P < 0.01), 随施氮量的增加, 氮素吸收量显著增加。土壤硝态氮残留随施氮量的增加逐渐增加, 300N和450N条件下, 土壤硝态氮残留量差异不显著, 表观损失差异显著, 300N处理下, 氮低效品种的表观损失是氮高效品种的2.89倍和1.52倍(2012年和2013年), 450N处理下, 氮低效品种是氮高效品种的1.56倍和1.45倍(2012年和2013年), 氮素的盈余随施氮量的增加逐渐增加, 在各施氮量下, 氮低效品种显著高于氮高效品种。
Table 2
表2
表2土壤氮素农田表观平衡
Table 2Field apparent balance of soil nitrate (kg hm^-2)

品种 Variety	处理 Treatment	氮投入 N impute					氮输出N output
		施氮量 Nitrogen rate	播前 Nmin before seeding	矿化氮 Mineral N	总输入 Total N		作物携出 Crop bring	土壤硝态氮残留 Soil nitrate residual	表观损失 Surface loss	氮盈余 N surplus
2012
HNE	0 N	0	344.40	150.01	494.41		334.45 c	159.96 b	0	159.96 c
	300N	300	344.40	150.01	794.34		460.85 b	318.28 a	15.21 b	333.49 b
	450N	450	344.40	150.01	944.34		514.29 a	343.26 a	86.79 a	430.05 a
LNE	0 N	0	344.40	146.34	490.73		237.02 c	253.71 b	0	253.71 c
	300N	300	344.40	146.34	793.57		337.48 b	412.07 a	44.02 b	456.09 b
	450N	450	344.40	146.34	943.57		379.13 a	429.03 a	135.41 a	564.44 a
2013
HNE	0 N	0	262.50	25.98	288.48		192.13 c	96.35 b	0	96.35 c
	300N	300	262.50	25.98	588.48		322.01 b	150.19 a	116.29 b	266.47 b
	450N	450	262.50	25.98	738.48		396.15 a	172.66 a	169.66 a	342.33 a
LNE	0 N	0	262.50	26.46	288.96		153.76 c	135.20 b	0	135.20 c
	300N	300	262.50	26.46	588.96		228.85 b	183.62 a	176.49 b	360.11 b
	450N	450	262.50	26.46	738.96		291.86 a	201.30 a	245.81 a	447.11 a

Means within each column followed by different letters are significantly different (P < 0.05) by the ANOVA protected least significant difference (LSD) test. In 2012, HNE means high nitrogen efficiency variety, its data from mean value of ZD958 and JS27. LNE means low nitrogen efficiency variety, its data from mean value of MN2133 and ND314. In 2013, HNE was ZD958, LNE’s data from mean value of ND314 and SD19. Abbreviations are the same as those given in Table 1.每列数字后跟不同字母表示在0.05水平上差异显著。2012年HNE表示氮高效品种, 数据来源于郑单958和金山27数据的平均值, LNE表示氮低效品种, 数据来源于蒙农2133和内单314的数据的平均值; 2013年HNE数据是郑单958 的数据, LNE数据来源于内单314和四单19的数据的平均值。缩写同表1。
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图9不同氮效率玉米品种收获后土壤氨态氮累积量(2012年和2013年)
缩写同表1。
-->Fig. 9Soil ammonia nitrogen accumulation in maize varieties with different nitrogen efficiencies after harvest (2012 and 2013)
Abbreviations are the same as those given in Table 1.
-->

3 讨论

在不同施氮量下, 不同氮效率品种对氮素吸收和利用的能力不同。李文娟等^[27]研究表明在N0和N180两个供氮量下, 氮高效品种氮肥利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力都显著高于氮低效品种。王冬梅^[28]研究表明氮高效品种先玉335的氮素利用效率、氮素生理效率、氮素农学效率和氮肥偏生产力均高于氮低效品种四单19。本研究在不同施氮量下, 氮高效品种的氮素吸收效率、氮肥利用率都显著高于氮低效品种, 这与前人研究结果一致, 但是, 氮农学效率在不同施氮量下表现不一致, 氮高效品种郑单958在300N处理下, 显著高于其他品种, 氮低效品种内单314在450N处理下显著高于其他品种,这可能是不同品种对氮肥的响应存在差异所致, 郑单958对中低氮响应较强, 内单314对高氮响应较强, 但并不影响郑单958在高氮条件下的氮素的吸收。Mackay和Barber^[29]研究表明对氮素强响应型玉米杂交种在高氮条件下生长更快, 是由于其根系生长更强, 氮素吸收更多。本研究在450N条件下, 郑单958的氮素积累量显著高于内单314。因此, 在品种选择上, 应选择对中低氮响应较强的氮高效品种, 充分发挥其在各个施氮量下的吸收潜力。
氮高效玉米品种的高效吸收与根系的作用密不可分, 作物的根系通过吸收作用将浅层土壤中的水分、养分截留下来, 降低了水分渗漏和土壤溶液中硝态氮的浓度, 减少了随水分运移的硝态氮总量, 同时下扎的根系像泵一样把下层土壤中累积的硝态氮提取出来^[30]。Wiesler等^[31]认为, 成熟时玉米杂交种地上部氮累积量与深土层的根长密度呈正相关。马存金等^[20]研究表明, 氮高效玉米品种郑单958根系总量大, 深层土壤根系多, 根系活力高, 氮素吸收能力强, 施氮条件下优势更加明显。前人大量研究表明氮高效玉米品种的根系分布特征是根系下扎能力强, 生长后期分布较深, 根系活力强有利于截获土壤中随水下移的硝态氮, 氮素积累总量高, 氮素转移率、贡献率和氮素利用效率都较强^[32]。因此, 氮高效玉米品种对土壤硝态氮的时空分布及残留具有一定的影响。本研究表明, 大喇叭口期至吐丝期, 是营养生长和生殖生长旺盛的阶段, 氮高效品种氮素吸收量显著高于氮低效品种(图7), 且降雨量较小(图1), 土壤硝态氮下移缓慢, 不施氮处理下移10 cm, 施氮处理下移20 cm (图2和图3), 氮高效品种的各土层的土壤硝态氮含量低于氮低效品种。吐丝至成熟期, 土壤硝态氮含量在60~100 cm土层中, 氮高效品种显著低于氮低效品种, 氮高效品种这种深根吸收特性与Wiesler等研究结果一致, 他认为增加30 cm以下土层中的根量(根长密度), 可以显著降低硝酸盐向深层的淋失损失。米国华等^[33]认为, 在开花后, 氮高效品种充分利用前期建成的根系, 高效吸收土壤中的矿化氮, 减少了叶片中氮素的输出, 维持了叶片较高的光合效率, 为籽粒灌浆提供碳水化合物。本研究表明吐丝后植株氮素积累量显著增加, 且氮高效品种显著高于氮低效品种(图7), 因此, 吐丝后下层土壤硝态氮含量出现显著的差异。在施氮的条件下, 两年的土壤硝态氮含量的运移规律存在差异, 主要是由于2013年9月(乳熟期)降雨量119.8 mm较2012年55.1 mm明显偏高(图1), 前人研究表明NO₃-N在土壤深层的累积与降水量或灌溉量有很强的正相关^[34,35], 同时乳熟期根系衰老速度加快, 根系对于氮素的吸收也降低, 所以在降雨量较大的时期氮素下移的距离较大, 土壤硝态氮在深层积累的较多, 而低氮条件下外界环境对于土壤硝态氮影响较小。
氮素平衡被认为是最主要的农田环境指示器, 可以提供氮素损失到空气中或淋溶到地下的潜在信息^[36,37]。氮素损失到环境中破坏生物多样性、水资源和空气的质量^[38]。周顺利等^[39]对农田氮素的表观平衡研究表明土壤氮损失是盈余氮素的一个主要去向, 而硝态氮淋洗是夏玉米生育期间土壤氮素损失的一个重要途径。淮贺举等^[40]研究表明, 0~300 kg hm^-2的不同施氮量下, 土壤无机氮残留量在81~195 kg hm^-2之间, 表观损失在0~137 kg hm^-2之间, 氮素盈余是81~323 kg hm^-2。叶东靖等^[24]研究表明过量施氮导致硝态氮在土壤中大量累积, 不同施氮量下东北春玉米土体残留的无机氮变化在93~202 kg hm^-2之间, 氮素盈余变化在93.2~347 kg hm^-2之间, 各施氮处理中以N 180和N 240处理氮素输入和氮素输出基本保持平衡。本研究表明, 2012年土壤硝态氮的残留量在159.96~429.03 kg hm^-2之间变化, 2013年土壤硝态氮残留在96.35~201.3 kg hm^-2之间变化, 氮高效品种显著低于氮低效品种, 年际间存在显著的差异, 氮素的盈余表现为450N条件下氮低效品种最高, 达到了564.44 kg hm^-2 (2012年)和447.11 kg hm^-2 (2013年), 与前人研究相比明显增加, 说明氮肥的过量投入导致氮素的盈余显著增加。氮素的盈余包括土壤无机氮的残留和氮素的表观损失, 表观损失又包括氮素的挥发和淋失损失, 受温度和降雨量影响较大, 因此年际间差异较大, 在各施氮量下, 氮低效品种土壤硝态氮的残留和氮素表观损失显著高于氮高效品种, 说明在同等地力和气象条件下, 品种对氮素吸收的差异是影响氮素盈余的主要因素, 同时, 在实际生产过程中还应优化氮肥施用量, 进而提高氮肥的利用率。

4 结论

在不同施氮量下, 氮高效玉米品种氮素吸收效率、氮肥利用率、植株氮素吸收量显著高于氮低效品种, 在中低氮条件下, 氮高效玉米品种郑单958对氮肥的响应较强, 同时不影响其在高氮条件下氮素的吸收。因此, 选用在中低氮下响应较强的氮高效品种是提高氮肥利用率的有效途径。
不同氮效率玉米品种氮素的吸收显著影响土壤硝态氮时空分布, 土壤硝态氮累积量与植株氮素积累量呈显著负相关。低氮条件下, 在各生育时期氮高效品种土壤硝态氮含量显著低于氮低效品种, 高氮条件下, 吐丝后氮高效玉米品种60 cm以下土层土壤硝态氮含量显著降低, 有利于延缓氮素向深层土壤的淋洗。
在土壤氮素的农田平衡关系中, 氮素的盈余包括氮素的表观损失和土壤氮素的残留, 其中氮素的表观损失受外界环境影响较大, 年际间有差异; 土壤氮素的残留随氮素投入量的增加而增加, 但同等土壤及气象条件下, 品种对氮素吸收的差异是影响土壤氮素残留和表观损失的主要因素。因此, 选用氮高效品种同时优化施肥管理对于提高氮肥利用率起关键作用。
The authors have declared that no competing interests exist.
作者已声明无竞争性利益关系。

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[10]	Li X X, Hu C S, Delgado J A, Zhang Y M, Ou-Yang Z Y. Increased nitrogen use efficiencies as a key mitigation alternative to reduce nitrate leaching in north china plain .Agric Water Manag, 2007, 89: 137-147https://doi.org/10.1016/j.agwat.2006.12.012URL [本文引用: 1]摘要 No abstract is available for this item.
[11]	吕殿青, 杨学云, 张航, 戴万红, 张文孝. 陕西塿土中硝态氮运移特点及影响因素 . 植物营养与肥料学报, 1996, 2: 289-296 [本文引用: 1] Lyu D Q, Yang X Y, Zhang H, Dai W H, Zhang W X.Study on the characteristics of movement and leaching loss of NO3- in LOU soil in Shaanxi and its influencing factors .Plant Nutr Fert Sci, 1996, 2: 289-296 (in Chinese with English abstract) [本文引用: 1]
[12]	胡春胜, 程一松, 高鹭, 李艳冬. 太行山山前平原冬小麦田深层土体硝态氮累积特征研究 . 中国生态农业学报, 2001, 9(1): 19-20https://doi.org/10.1007/BF02951625URLMagsci [本文引用: 1]摘要 农田氮素(N)淋失是N素损失的重要途径之一。采集土壤溶液并测定其硝态氮(NO<sup>-</sup><sub>3</sub>-N)，对不同施N肥处理下40～220cm土层的NO<sup>-</sup><sub>3</sub>-N累积特征进行了研究。结果表明，不同施N肥处理，对不同土层中NO<sup>-</sup><sub>3</sub>-N累积影响很大。太行山山前平原竭土农田80cm土层和40～160cm土层为NO<sup>-</sup><sub>3</sub>-N高度聚集层，入冬后麦田NO<sup>-</sup><sub>3</sub>-N有所累积，易流失；不同土层NO<sup>-</sup><sub>3</sub>-N累积与N肥投入呈直线关系，N肥过量投入易造成深土层NO<sup>-</sup><sub>3</sub>-N累积并流失。 Hu C S, Cheng Y S, Gao L, Li Y D.On the nitrate-N accumulated characteristics in deep soil layer of winter wheat field in Taihang Piedmont .Chin J Eco-Agric, 2001, 9(1): 19-20 (in Chinese with English abstract)https://doi.org/10.1007/BF02951625URLMagsci [本文引用: 1]摘要 农田氮素(N)淋失是N素损失的重要途径之一。采集土壤溶液并测定其硝态氮(NO<sup>-</sup><sub>3</sub>-N)，对不同施N肥处理下40～220cm土层的NO<sup>-</sup><sub>3</sub>-N累积特征进行了研究。结果表明，不同施N肥处理，对不同土层中NO<sup>-</sup><sub>3</sub>-N累积影响很大。太行山山前平原竭土农田80cm土层和40～160cm土层为NO<sup>-</sup><sub>3</sub>-N高度聚集层，入冬后麦田NO<sup>-</sup><sub>3</sub>-N有所累积，易流失；不同土层NO<sup>-</sup><sub>3</sub>-N累积与N肥投入呈直线关系，N肥过量投入易造成深土层NO<sup>-</sup><sub>3</sub>-N累积并流失。
[13]	潘家荣, 巨晓棠, 刘学军, 张福锁, 毛达如. 高肥力土壤冬小麦/夏玉米轮作体系中化肥氮去向的研究 . 核农学报, 2001, 15: 207-212https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-8551.2001.04.003URL [本文引用: 1]摘要 A field trial with 15 N\|microplots was conducted to study the fate of fertilizer N on high\|fertility soil for winter wheat/summer maize rotation system,one of main cropping systems at North China.The results showed that when 120～360kg/hm\+2 of nitrogen applied,the recovery of fertilizer nitrogen were 23\^0%～44\^5% for winter wheat,26\^0%～51\^1% for summer maize and 28\^0%～51\^6% for one winter wheat/summer maize rotation,while less than 10% of fertilizer nitrogen taken up by the next crop.The soil residual nitrogen from fertilizer was in 30%～50% for current crop season and about 30% at the end of one winter wheat/summer maize rotation.While the loss of fertilizer nitrogen,regardless in amount or in % of nitrogen applied,increased with the N applied rate.For the whole rotation system,the cumulative loss of fertilizer nitrogen was only 18\^98% at nitrogen applied rate of 240kg/hm\+2 while 40\^50% at nitrogen applied rate of 720kg/hm\+2.There was not significant difference in soil N uptake by crops between low N applied rate treatments,but with the increase of N applied rate N uptake by crops got lower,indicating that so\|called “negative added nitrogen interaction” occurred. Pan J R, Ju X T, Liu X J, Zhang F S, Mao D R.Fate of fertilizer N in winter wheat summer maize rotation system on high-fertility soil .Acta Agric Nucl Sin, 2001, 15: 207-212 (in Chinese with English abstract)https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-8551.2001.04.003URL [本文引用: 1]摘要 A field trial with 15 N\|microplots was conducted to study the fate of fertilizer N on high\|fertility soil for winter wheat/summer maize rotation system,one of main cropping systems at North China.The results showed that when 120～360kg/hm\+2 of nitrogen applied,the recovery of fertilizer nitrogen were 23\^0%～44\^5% for winter wheat,26\^0%～51\^1% for summer maize and 28\^0%～51\^6% for one winter wheat/summer maize rotation,while less than 10% of fertilizer nitrogen taken up by the next crop.The soil residual nitrogen from fertilizer was in 30%～50% for current crop season and about 30% at the end of one winter wheat/summer maize rotation.While the loss of fertilizer nitrogen,regardless in amount or in % of nitrogen applied,increased with the N applied rate.For the whole rotation system,the cumulative loss of fertilizer nitrogen was only 18\^98% at nitrogen applied rate of 240kg/hm\+2 while 40\^50% at nitrogen applied rate of 720kg/hm\+2.There was not significant difference in soil N uptake by crops between low N applied rate treatments,but with the increase of N applied rate N uptake by crops got lower,indicating that so\|called “negative added nitrogen interaction” occurred.
[14]	张智猛, 戴良香, 张电学, 常连生. 冬小麦-夏玉米轮作周期内碱解氮、硝态氮时空变化及施氮安全值的研究 . 土壤通报, 2004, 35(1): 38-42 [本文引用: 1] Zhang Z M, Dai L X, Zhang D X, Chang L S.Study on change of Alkali hydrolysable N and NO3--N content in soil with time and space and secure use of nitrogen amount in the wheat-maize rotating system .Chin J Soil Sci, 2004, 35(1): 38-42 (in Chinese with English abstract) [本文引用: 1]
[15]	石玉, 于振文. 施氮量及底追比例对小麦产量、土壤硝态氮含量和氮平衡的影响 . 生态学报, 2006, 11: 3661-3669https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2006.11.019URL [本文引用: 1]摘要 研究了高产麦田中施氮量和底追比例对冬小麦籽粒产量、土壤硝态氮含量和氮素平衡的影响。田间 试验在山东省龙15市中村进行，试验区小麦各生育阶段的降雨量和零度以上的积温分别为：82．9mm，649．8℃（播种-冬前）、 33．3mm，578．7℃（冬前-拔节）、28mm，359℃（拔节-开花）、84．3mm，837．6℃（开花-成熟）。试验设3个施氮 量：0kg·hm^-2（CK）、168kg·hm^-2（A）、240kg·hm^-2（B）；在施氮量168kg·hm^-2和240kg·hm^- 2条件下分别设3个底追比例：1／2：1／2（A1和B1）、1／3：2／3（A2和B2）、0：1（A3和B3）。结果表明：不同施氮处理之间植株氮积 累量无显著差异；与不施氮处理相比，施氮可显著提高籽粒产量和蛋白质含量，施氮量为168kg·hm^-2、底追比例为1／3：2／3的处理A2与处理 B2、B3差异不显著，但处理A2显著提高了氮肥利用率，降低了土壤残留量和氮素表观损失量；施氮量相同，适当增加追施氮肥的比例可显著提高籽粒产量、蛋 白质含量和氮肥利用率。试验还表明，在拔节期，底施氮量为84kg·hm^-2和120kg·hm^-2的处理A1、B1，在80-100cm和100— 160cm土层分别出现硝态氮的累积；而底施氮量为56kg·hm^-2的处理A2，在0—200cm土层硝态氮含量和累积量与不施氮处理无显著差异。在 成熟期，追施氮量大于160kg·hm^-2的处理B3、A3和B2，硝态氮在120—180cm土层出现累积高峰，已下移到小麦根系可吸收范围之外，易 于造成淋溶损失；而追氮量为112kg·hm^-2的处理A2，在100—200cm土层硝态氮累积量与对照无显著差异。试验中，施氮量为 168kg·hm^-2底追比例为1／3：2／3的处理A2的籽粒产量、蛋白质含量、地上部植株氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率和籽粒氮肥吸收利用率均较 高，100—200cm土层未出现硝态氮的明显累积，氮素表观损失量最少，为最佳氮肥运筹方式。 Shi Y, Yu Z W.Effects of nitrogen fertilizer rate and ratio of base and top dressing on yield of wheat, content of soil nitrate and nitrogen balance .Acta Ecol Sin, 2006, 11: 3661-3669 (in Chinese with English abstract)https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2006.11.019URL [本文引用: 1]摘要 研究了高产麦田中施氮量和底追比例对冬小麦籽粒产量、土壤硝态氮含量和氮素平衡的影响。田间 试验在山东省龙15市中村进行，试验区小麦各生育阶段的降雨量和零度以上的积温分别为：82．9mm，649．8℃（播种-冬前）、 33．3mm，578．7℃（冬前-拔节）、28mm，359℃（拔节-开花）、84．3mm，837．6℃（开花-成熟）。试验设3个施氮 量：0kg·hm^-2（CK）、168kg·hm^-2（A）、240kg·hm^-2（B）；在施氮量168kg·hm^-2和240kg·hm^- 2条件下分别设3个底追比例：1／2：1／2（A1和B1）、1／3：2／3（A2和B2）、0：1（A3和B3）。结果表明：不同施氮处理之间植株氮积 累量无显著差异；与不施氮处理相比，施氮可显著提高籽粒产量和蛋白质含量，施氮量为168kg·hm^-2、底追比例为1／3：2／3的处理A2与处理 B2、B3差异不显著，但处理A2显著提高了氮肥利用率，降低了土壤残留量和氮素表观损失量；施氮量相同，适当增加追施氮肥的比例可显著提高籽粒产量、蛋 白质含量和氮肥利用率。试验还表明，在拔节期，底施氮量为84kg·hm^-2和120kg·hm^-2的处理A1、B1，在80-100cm和100— 160cm土层分别出现硝态氮的累积；而底施氮量为56kg·hm^-2的处理A2，在0—200cm土层硝态氮含量和累积量与不施氮处理无显著差异。在 成熟期，追施氮量大于160kg·hm^-2的处理B3、A3和B2，硝态氮在120—180cm土层出现累积高峰，已下移到小麦根系可吸收范围之外，易 于造成淋溶损失；而追氮量为112kg·hm^-2的处理A2，在100—200cm土层硝态氮累积量与对照无显著差异。试验中，施氮量为 168kg·hm^-2底追比例为1／3：2／3的处理A2的籽粒产量、蛋白质含量、地上部植株氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率和籽粒氮肥吸收利用率均较 高，100—200cm土层未出现硝态氮的明显累积，氮素表观损失量最少，为最佳氮肥运筹方式。
[16]	张经廷, 王志敏, 周顺利. 夏玉米不同施氮水平土壤硝态氮累积及对后茬冬小麦的影响 , 中国农业科学, 2013, 46: 1182-1190 [本文引用: 1] Zhang J T, Wang Z M, Zhou S L.Soil nitrate N accumulation under different N-fertilizer rates in summer maize and its residual effects on subsequent winter wheat .Sci Agric Sin, 2013, 46: 1182-1190 (in Chinese with English abstract) [本文引用: 1]
[17]	崔超, 高聚林, 于晓芳, 王志刚, 孙继颖, 胡树平, 苏治军, 谢岷. 不同氮效率基因型高产春玉米花粒期干物质与氮素运移特性的研究 . 植物营养与肥料学报, 2013, 19: 1337-1345 [本文引用: 1] Cui C, Gao J L, Yu X F, Wang Z G, Sun J Y, Hu S P, Su Z J, Xie M.Dry matter accumulation and nitrogen migration of high-yielding spring maize for different nitrogen efficiency in the flowering and milking stage .Plant Nutr Fert Sci, 2013, 19: 1337-1345 (in Chinese with English abstract) [本文引用: 1]
[18]	崔文芳, 王俊超, 高书晶. 不同氮水平下超高产玉米品种的产量性状分析 . 河南农业科学, 2012, 41(9): 35-38https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-3268.2012.09.009URLMagsci [本文引用: 1]摘要 <span id="ChDivSummary" name="ChDivSummary">采用相关分析、通径分析方法对8个超高产玉米杂交种穗部性状与产量的关系进行了分析,结果表明,在高氮条件下(474kg/hm2),穗部各性状对玉米产量的作用依次为行粒数&gt;百粒重&gt;穗行数,保证吐丝期具有较高的生物量和叶绿素含量。在低氮条件下,应注重选育穗粒数多、百粒重大、吐丝期叶绿素和灌浆期生物量高的耐低氮品种(郑单958)。金山27和先玉335是高氮高效型品种,高氮水平下金山27产量较低氮水平下高68.18%,先玉335产量在高氮水平下比低氮水平增加90.40%,可在高氮水平下加以利用,郑单958在低氮水平下产量高于高氮水平,是低氮高效型品种。&nbsp;</span> Cui W F, Wang J C, Gao S J.Correlation analyses on yield traits of maize hybrids with high yield potential at different nitrogen levels . J Henan Agric Sci, 2012, 41(9): 35-38 (in Chinese with English abstract)https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-3268.2012.09.009URLMagsci [本文引用: 1]摘要 <span id="ChDivSummary" name="ChDivSummary">采用相关分析、通径分析方法对8个超高产玉米杂交种穗部性状与产量的关系进行了分析,结果表明,在高氮条件下(474kg/hm2),穗部各性状对玉米产量的作用依次为行粒数&gt;百粒重&gt;穗行数,保证吐丝期具有较高的生物量和叶绿素含量。在低氮条件下,应注重选育穗粒数多、百粒重大、吐丝期叶绿素和灌浆期生物量高的耐低氮品种(郑单958)。金山27和先玉335是高氮高效型品种,高氮水平下金山27产量较低氮水平下高68.18%,先玉335产量在高氮水平下比低氮水平增加90.40%,可在高氮水平下加以利用,郑单958在低氮水平下产量高于高氮水平,是低氮高效型品种。&nbsp;</span>
[19]	春亮. 玉米氮高效品种选育及根系形态对低氮反应的遗传分析 . 中国农业大学博士学位论文, 北京, 2004https://doi.org/10.7666/d.y658786URL [本文引用: 1]摘要 农田氮肥大量投入易造成环境污染、经济效益低及氮肥利用率下降。选育低氮下得到较高产量的氮高效品种是缓解这一问题的重要途径之一。有关氮效率基因差异的报道较多，但氮高效育种实践较少。根系在氮素吸收中起重要作用，对田间全生育期中的动态研究较少，对根系性状的遗传研究相对不足。在本课题组前期氮高效基因型筛选工作的基础上，本研究开展了氮高效杂交种选育工作，利用不同氮效率杂交种在田间研究根系与氮吸收及氮效率的关系。同时，利用有根系显著差异的自交系及其组合，在温室进行砂培试验，研究玉米根系对低氮胁迫的反应基因型差异及其遗传规律，以评价根系在氮高效育种中的重要性及可行性。 通过两个氮水平下的多年多点田间选育，以农大108为对照，得到了一个绿熟型双高效的杂交组合NE1。通过连续4年多点试验，无论在低氮条件下(不施氮肥)，还是在高氮条件下，增产幅度在5～11％左右，显著提高了玉米新品种的耐低氮能力和氮肥利用率，为我国玉米氮营养高效育种开辟了一条切实可行的途径。同时获得一些以NE2为代表的氮低效杂交组合，还鉴定出3个在氮高效性状上有高配合力的自交系。 以NE1(高效)、NE2(低效)及另外两个杂交种农大108(ND108，高效)和四单19(SD19，低效)为材料，研究探讨了NE1等氮高效品种的干物质累积、氮素累积、根系特点及不同氮水平对它们的影响。结果表明，在生长前期，氮高效品种的干物质及氮素累积并未表现出优势。氮高效品种高产的主要原因在于其生长后期对氮素的吸收。两个氮高效基因型又各有特点，ND108主要依靠其较高的后期氮素吸收能力；NE1后期的氮吸收也较强，同是具有较高的氮转移率。与此相对应，氮高效品种在根系的生物量及根系长度方面具有一定的优势，而优势主要体现在生长后期。 玉米对缺氮的一致反应为根冠比的增加，但根系性状本身的变化存在显著基因型差异。总体来看，短期低氮导致根重、总根长的增加。根长的增加是以侧根长的增加为主，轴根总长度变化不大，但轴根数减少，平均轴根长增加。杂交组合的根系反应普遍较自交系敏感，根系的调节能力强于自交系，但是具体的反应与其亲本具有很大的关系，亲本间基因互作会使杂交组合的根系对低氮的反应呈现截然不同的变化。 苗期玉米根系对低氮反应的一般配合力、特殊配合力都存在显著的基因型差异，而且不同的基因型在氮胁迫下的反应也不尽相同。氮胁迫可以影响根系的遗传，表现为根系性状的广义遗传力下降，狭义遗传力上升。高氮下根干重、总根长、侧根长和轴根数和茎叶干重等性状以非加性遗传为主。在低氮胁迫下，根干重、总根长、侧根长和轴根长等性状以加性遗传为主。 综合以上研究，在氮高效育种中，应该注重对根系性状的选择，特别是生长后期根系的生物量、根长等性状可以作为田间筛选的参考指标。选择具有较大根重、总根长、侧根长等性状的自交系作为亲本，可能得到这些性状具有优势的杂交种。 Chun L.Breeding for Nitrogen-efficient Maize Hybrids and Genetic Analysis on Roots Morphology in Response to Low Nitrogen Stress . PhD Dissertation of China Agricultural University, Beijing, China, 2004 (in Chinese with English abstract)https://doi.org/10.7666/d.y658786URL [本文引用: 1]摘要 农田氮肥大量投入易造成环境污染、经济效益低及氮肥利用率下降。选育低氮下得到较高产量的氮高效品种是缓解这一问题的重要途径之一。有关氮效率基因差异的报道较多，但氮高效育种实践较少。根系在氮素吸收中起重要作用，对田间全生育期中的动态研究较少，对根系性状的遗传研究相对不足。在本课题组前期氮高效基因型筛选工作的基础上，本研究开展了氮高效杂交种选育工作，利用不同氮效率杂交种在田间研究根系与氮吸收及氮效率的关系。同时，利用有根系显著差异的自交系及其组合，在温室进行砂培试验，研究玉米根系对低氮胁迫的反应基因型差异及其遗传规律，以评价根系在氮高效育种中的重要性及可行性。 通过两个氮水平下的多年多点田间选育，以农大108为对照，得到了一个绿熟型双高效的杂交组合NE1。通过连续4年多点试验，无论在低氮条件下(不施氮肥)，还是在高氮条件下，增产幅度在5～11％左右，显著提高了玉米新品种的耐低氮能力和氮肥利用率，为我国玉米氮营养高效育种开辟了一条切实可行的途径。同时获得一些以NE2为代表的氮低效杂交组合，还鉴定出3个在氮高效性状上有高配合力的自交系。 以NE1(高效)、NE2(低效)及另外两个杂交种农大108(ND108，高效)和四单19(SD19，低效)为材料，研究探讨了NE1等氮高效品种的干物质累积、氮素累积、根系特点及不同氮水平对它们的影响。结果表明，在生长前期，氮高效品种的干物质及氮素累积并未表现出优势。氮高效品种高产的主要原因在于其生长后期对氮素的吸收。两个氮高效基因型又各有特点，ND108主要依靠其较高的后期氮素吸收能力；NE1后期的氮吸收也较强，同是具有较高的氮转移率。与此相对应，氮高效品种在根系的生物量及根系长度方面具有一定的优势，而优势主要体现在生长后期。 玉米对缺氮的一致反应为根冠比的增加，但根系性状本身的变化存在显著基因型差异。总体来看，短期低氮导致根重、总根长的增加。根长的增加是以侧根长的增加为主，轴根总长度变化不大，但轴根数减少，平均轴根长增加。杂交组合的根系反应普遍较自交系敏感，根系的调节能力强于自交系，但是具体的反应与其亲本具有很大的关系，亲本间基因互作会使杂交组合的根系对低氮的反应呈现截然不同的变化。 苗期玉米根系对低氮反应的一般配合力、特殊配合力都存在显著的基因型差异，而且不同的基因型在氮胁迫下的反应也不尽相同。氮胁迫可以影响根系的遗传，表现为根系性状的广义遗传力下降，狭义遗传力上升。高氮下根干重、总根长、侧根长和轴根数和茎叶干重等性状以非加性遗传为主。在低氮胁迫下，根干重、总根长、侧根长和轴根长等性状以加性遗传为主。 综合以上研究，在氮高效育种中，应该注重对根系性状的选择，特别是生长后期根系的生物量、根长等性状可以作为田间筛选的参考指标。选择具有较大根重、总根长、侧根长等性状的自交系作为亲本，可能得到这些性状具有优势的杂交种。
[20]	马存金, 刘鹏, 赵秉强, 张善平, 冯海娟, 赵杰, 杨金胜, 董树亭, 张吉旺, 赵斌. 施氮量对不同氮效率玉米品种根系时空分布及氮素吸收的调控 . 植物营养与肥料学报, 2014, 20: 845-859https://doi.org/10.11674/zwyf.2014.0406URL [本文引用: 2]摘要 【目的】研究不同氮效率夏玉米根系的时空分布、植株氮素吸收利用特性及其对氮素用量的响应,探讨玉米氮素高效利用的生理基础,以期探明通过采用氮高效品种、促进根土互作、提高根系与水肥时空耦合、提高玉米氮素利用效率,强化环境友好型生产的有效途径。【方法】试验于2011~2012年在山东农业大学黄淮海玉米技术创新中心(N36°18',E117°12')和作物生物学国家重点实验室进行,以氮高效玉米品种郑单958(ZD958)和氮低效品种玉米秀青73-1(XQ73-1)为试验材料,在大田条件下设置两个氮素水平(0和315 kg/hm2),采用土壤剖面取样法和系统取样法分别进行根系相关指标、干物质及氮素积累与分配的测定。【结果】ZD958整个生育期根系相关指标(根系干重、根长密度、根系TTC还原量、根系吸收面积及活跃吸收面积)及其在深层土壤(60—100 cm)中所占的比例、单株生物量、单株绿叶面积、植株氮素积累量、单株籽粒产量均显著高于XQ73-1(P0.05),抽雄期和完熟期根系干重、根长密度、根系TTC还原量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、单株绿叶面积分别比XQ73-1高12.02%、8.39%、25.34%、34.48%、29.22%、7.76%和36.74%、24.21%、36.29%、29.94%、32.83%、13.73%,完熟期单株生物量、植株氮素积累量、籽粒产量分别比XQ73-1高11.65%、11.78%、15.16%。施氮后两品种各指标均显著提高,ZD958和XQ73-1根系干重、根长密度、根系TTC还原量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、单株绿叶面积抽雄期分别提高8.13%、6.12%、18.08%、15.10%、24.71%、12.06%和7.19%、4.59%、10.47%、10.82%、13.02%、7.15%,而完熟期分别提高16.48%、22.43%、19.26%、15.03%、27.45%、14.97%和15.02%、14.59%、13.01%、12.81%、21.95%、11.06%;单株生物量、植株氮素积累量、单株籽粒产量完熟期分别提高9.40%、10.08%、13.43%和5.20%、8.56%、9.69%。相关分析表明,植株吸氮量与根长密度、根系干重、根系活跃吸收面积呈显著线性正相关(相关系数均在0.8以上)。ZD958花前根系对氮素的响应度高于XQ73-1,花后则低于XQ73-1。【结论】氮高效玉米品种ZD958根系总量大、深层土壤根系多、根系活力高、氮素吸收能力强;施氮条件下优势更加明显,对ZD958作用大于XQ73-1,说明氮高效玉米品种发达且分布合理的根系保证了植株对氮素的吸收,有利于进行光合生产、获得较高籽粒产量。两品种对氮素的响应不同,氮高效品种花前对氮素的响应度高于氮低效品种,花后则相反。因此,可过适度减少氮高效品种花前施氮量、增加花后施氮量,而适度增加氮低效品种花前施氮量、降低花后施氮量来促进根系发育,提高氮素利用效率。 Ma C J, Liu P, Zhao B Q, Zhang S P, Feng H J, Zhao J, Yang J S, Dong S T, Zhang J W, Zhao B.Regulation of nitrogen application rate on temporal and spatial distribution of roots and nitrogen uptake in different N use efficiency maize cultivars .Plant Nutr Fert Sci, 2014, 20: 845-859 (in Chinese with English abstract)https://doi.org/10.11674/zwyf.2014.0406URL [本文引用: 2]摘要 【目的】研究不同氮效率夏玉米根系的时空分布、植株氮素吸收利用特性及其对氮素用量的响应,探讨玉米氮素高效利用的生理基础,以期探明通过采用氮高效品种、促进根土互作、提高根系与水肥时空耦合、提高玉米氮素利用效率,强化环境友好型生产的有效途径。【方法】试验于2011~2012年在山东农业大学黄淮海玉米技术创新中心(N36°18',E117°12')和作物生物学国家重点实验室进行,以氮高效玉米品种郑单958(ZD958)和氮低效品种玉米秀青73-1(XQ73-1)为试验材料,在大田条件下设置两个氮素水平(0和315 kg/hm2),采用土壤剖面取样法和系统取样法分别进行根系相关指标、干物质及氮素积累与分配的测定。【结果】ZD958整个生育期根系相关指标(根系干重、根长密度、根系TTC还原量、根系吸收面积及活跃吸收面积)及其在深层土壤(60—100 cm)中所占的比例、单株生物量、单株绿叶面积、植株氮素积累量、单株籽粒产量均显著高于XQ73-1(P0.05),抽雄期和完熟期根系干重、根长密度、根系TTC还原量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、单株绿叶面积分别比XQ73-1高12.02%、8.39%、25.34%、34.48%、29.22%、7.76%和36.74%、24.21%、36.29%、29.94%、32.83%、13.73%,完熟期单株生物量、植株氮素积累量、籽粒产量分别比XQ73-1高11.65%、11.78%、15.16%。施氮后两品种各指标均显著提高,ZD958和XQ73-1根系干重、根长密度、根系TTC还原量、根系吸收面积、根系活跃吸收面积、单株绿叶面积抽雄期分别提高8.13%、6.12%、18.08%、15.10%、24.71%、12.06%和7.19%、4.59%、10.47%、10.82%、13.02%、7.15%,而完熟期分别提高16.48%、22.43%、19.26%、15.03%、27.45%、14.97%和15.02%、14.59%、13.01%、12.81%、21.95%、11.06%;单株生物量、植株氮素积累量、单株籽粒产量完熟期分别提高9.40%、10.08%、13.43%和5.20%、8.56%、9.69%。相关分析表明,植株吸氮量与根长密度、根系干重、根系活跃吸收面积呈显著线性正相关(相关系数均在0.8以上)。ZD958花前根系对氮素的响应度高于XQ73-1,花后则低于XQ73-1。【结论】氮高效玉米品种ZD958根系总量大、深层土壤根系多、根系活力高、氮素吸收能力强;施氮条件下优势更加明显,对ZD958作用大于XQ73-1,说明氮高效玉米品种发达且分布合理的根系保证了植株对氮素的吸收,有利于进行光合生产、获得较高籽粒产量。两品种对氮素的响应不同,氮高效品种花前对氮素的响应度高于氮低效品种,花后则相反。因此,可过适度减少氮高效品种花前施氮量、增加花后施氮量,而适度增加氮低效品种花前施氮量、降低花后施氮量来促进根系发育,提高氮素利用效率。
[21]	彭云峰, 张吴平, 李春俭. 不同氮吸收效率玉米品种的根系构型差异比较: 模拟与应用 . 中国农业科学, 2009, 42: 843-853https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2009.03.011URL [本文引用: 1]摘要 [目的]研究玉米根系构型及其在土壤中的空间分布与氮吸收效率的关系,并通过根系功能-结构模型将根系构型可视化.[方法]以玉米自交系氨高效478与氮低效Wu312为材料,在田间试验的基础上,通过对种子根和不同轮次节根扫描,并以实测根长结果为参数,在改进的根系功能一结构模型的基础上对根系形态进行模拟.[结果]氮高效自交系478的种子根和每一轮节根长度、根系形态,以及根系在土壤空间中的分布都优于氮低效自交系Wu312.从模拟的角度可以看出,478根系具有较大的生长速率和分支密度.对不同轮次节根的发生,生长和衰老规律研究表明,第1～3层节根仅占总根长的很小部分,其根长分别在播种后35,57和76 d左右达到最大值,随后开始衰老;第4层以后的节根发生时间集中,与植株进入快速生长期、吸氮速率迅速增加密切相关.第4层以后节根的根长均在播种后93 d左右达到最大值,随后开始迅速衰老. [结论]玉米根系形态及其在土壤中的时空分布差异是造成氮素吸收效率差异的重要因素.以根系长度为参数,可以利用根系功能-结构模型实现不同生长发育阶段的玉米根系构型差异的可视化. Peng Y F, Zhang W P, Li C J.Relationship between nitrogen efficiency and root architecture of maize plants: simulation and application . Sci Agric Sin, 2009, 42: 843-853 (in Chinese with English abstract)https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2009.03.011URL [本文引用: 1]摘要 [目的]研究玉米根系构型及其在土壤中的空间分布与氮吸收效率的关系,并通过根系功能-结构模型将根系构型可视化.[方法]以玉米自交系氨高效478与氮低效Wu312为材料,在田间试验的基础上,通过对种子根和不同轮次节根扫描,并以实测根长结果为参数,在改进的根系功能一结构模型的基础上对根系形态进行模拟.[结果]氮高效自交系478的种子根和每一轮节根长度、根系形态,以及根系在土壤空间中的分布都优于氮低效自交系Wu312.从模拟的角度可以看出,478根系具有较大的生长速率和分支密度.对不同轮次节根的发生,生长和衰老规律研究表明,第1～3层节根仅占总根长的很小部分,其根长分别在播种后35,57和76 d左右达到最大值,随后开始衰老;第4层以后的节根发生时间集中,与植株进入快速生长期、吸氮速率迅速增加密切相关.第4层以后节根的根长均在播种后93 d左右达到最大值,随后开始迅速衰老. [结论]玉米根系形态及其在土壤中的时空分布差异是造成氮素吸收效率差异的重要因素.以根系长度为参数,可以利用根系功能-结构模型实现不同生长发育阶段的玉米根系构型差异的可视化.
[22]	王激清, 刘社平, 韩宝文. 施氮量对冀西北春玉米氮肥利用率和土壤硝态氮时空分布的影响 , 水土保持学报, 2011, 25(2): 138-143URL [本文引用: 1]摘要 在田间条件下研究了施氮量对春玉米产量、氮肥利用率和土壤硝态氮时空分布的影响,旨在为冀西北春玉米氮肥优化管理提供理论依据。研究结果表明,春玉米产量随施氮量的增加而提高,当施氮量高于225 kg/hm2时,春玉米产量和氮肥利用率显著降低。从春玉米播种前到收获后,不施氮处理0-90 cm各土层硝态氮含量不断降低,施氮处理0-30 cm和30-60 cm土层硝态氮含量呈先上升后迅速下降并保持稳定的趋势,而60-90 cm土层硝态氮在春玉米生长后期有增加的趋势;春玉米收获后随着土层深度的增加,硝态氮呈波浪式下降,施氮量300,375 kg/hm2处理60-90,120-150,150-180 cm土层硝态氮含量显著高于其它处理。随着施氮量的增加,春玉米0-90,90-180,0-180 cm土层硝态氮累积量均呈增加趋势,高施氮量土层累积的硝态氮存在着更大的淋溶风险。因此,综合分析氮肥用量对春玉米产量、氮肥利用率的影响,并考虑土壤硝态氮时空分布下的环境风险,合理的施氮量应控制在195~225 kg/hm2之间。 Wang J Q, Liu D P, Han B W.Effects of nitrogen application on nitrogen use efficiency of spring maize and distribution of soil nitrate nitrogen in northwest Hebei province .J Soil Water Conserv, 2011, 25(2): 138-143 (in Chinese with English abstract)URL [本文引用: 1]摘要 在田间条件下研究了施氮量对春玉米产量、氮肥利用率和土壤硝态氮时空分布的影响,旨在为冀西北春玉米氮肥优化管理提供理论依据。研究结果表明,春玉米产量随施氮量的增加而提高,当施氮量高于225 kg/hm2时,春玉米产量和氮肥利用率显著降低。从春玉米播种前到收获后,不施氮处理0-90 cm各土层硝态氮含量不断降低,施氮处理0-30 cm和30-60 cm土层硝态氮含量呈先上升后迅速下降并保持稳定的趋势,而60-90 cm土层硝态氮在春玉米生长后期有增加的趋势;春玉米收获后随着土层深度的增加,硝态氮呈波浪式下降,施氮量300,375 kg/hm2处理60-90,120-150,150-180 cm土层硝态氮含量显著高于其它处理。随着施氮量的增加,春玉米0-90,90-180,0-180 cm土层硝态氮累积量均呈增加趋势,高施氮量土层累积的硝态氮存在着更大的淋溶风险。因此,综合分析氮肥用量对春玉米产量、氮肥利用率的影响,并考虑土壤硝态氮时空分布下的环境风险,合理的施氮量应控制在195~225 kg/hm2之间。
[23]	Mi G H, Liu J A, Chen F J, Zhang F S, Cui Z L, Liu X S.Nitrogen uptake and remobilization in maize hybrids differing in leaf senescence .J Plant Nutr, 2001, 26: 237-247https://doi.org/10.1007/0-306-47624-X_32URL [本文引用: 2]摘要 Maize ( Zea mays L) is an important cereal crop with multiple purposes. Stay-green varieties have been considered a major progress in breeding for high yield. Nevertheless, few studies have been conducted to evaluate the influence of nitrogen (N) levels on N uptake, N remobilization in relation to grain yield and N concentration in stay-green versus early-senescing hybrids. Field studies were undertaken in P. R. China on an Ustochrepts soil to determine the effects of N levels and hybrid differing in leaf senescence on grain yield, N concentration, N uptake, N remobilization and residual N in vegetative tissues in 1996 and 1997. Results showed that ND108 (a stay-green hybrid) had greater yields than TK5 (an intermediate hybrid) and ZD120 (an early-senescening hybrid) under both high (225 kg N ha 1 ) and low N supply (0 in 1997 or 45 kg N ha 1 in 1996, respectively). ND108 took up more N than the two other hybrids. Grain N concentration of ND108 did not decrease significantly under low N compared to high N in 1997. However, in 1996 grain N concentration of ND108 decreased with reduced N supply, since post-silking N uptake was reduced by the shorter grain filling duration. N remobilization efficiency in vegetative tissue was higher in the early-senescening hybrid (ZD120) than in the stay-green hybrid (ND108). The N retained in the stover at harvest was much higher in ND108, which can lead to a deficit of soil N for the next crop when the stover is not returned to the field.
[24]	叶东靖, 高强, 何文天, 何萍. 施氮对春玉米氮素利用及农田氮素平衡的影响 . 植物营养与肥料学报, 2010, 16: 552-558https://doi.org/10.11674/zwyf.2010.0306URL [本文引用: 2]摘要 田间试验研究了玉米对不同土壤氮素供应水平下作物氮素吸收利用、土壤氮素供应以及农田氮素平衡的影响。结果表明,玉米产量随施氮量的增加而显著提高,当施氮量高于N 240 kg/hm2时,产量有减少趋势;氮素当季利用率随施氮量的增加逐渐降低。土壤中硝态氮含量在玉米整个生育时期呈现先迅速下降后缓慢升高的趋势;玉米成熟期,施氮处理的各层土壤中硝态氮含量显著高于不施氮处理,各层硝态氮含量基本随施氮量的增加而升高。适量施氮促进玉米对氮素的吸收和利用,进而提高玉米生物量和产量;过量施氮导致硝态氮在土壤中大量累积,提高了硝态氮淋溶风险。施氮处理显著提高了收获后土壤中残留无机氮(Nmin),土壤残留Nmin随施氮量的增加而增加;当施氮量高于N 240 kg/hm2时,残留Nmin有下降趋势。氮素表观损失随施氮量的增加而增加。在本试验条件下,综合产量、氮肥利用率和土壤硝态氮累积情况考虑,合理施氮量应控制在N 1802~40 kg/hm2左右。 Ye D J, Gao Q, He W T, He P.Effect of N application on N utilization and N balance in spring maize .Plant Nutr Fert Sci, 2010, 16: 552-558 (in Chinese with English abstract)https://doi.org/10.11674/zwyf.2010.0306URL [本文引用: 2]摘要 田间试验研究了玉米对不同土壤氮素供应水平下作物氮素吸收利用、土壤氮素供应以及农田氮素平衡的影响。结果表明,玉米产量随施氮量的增加而显著提高,当施氮量高于N 240 kg/hm2时,产量有减少趋势;氮素当季利用率随施氮量的增加逐渐降低。土壤中硝态氮含量在玉米整个生育时期呈现先迅速下降后缓慢升高的趋势;玉米成熟期,施氮处理的各层土壤中硝态氮含量显著高于不施氮处理,各层硝态氮含量基本随施氮量的增加而升高。适量施氮促进玉米对氮素的吸收和利用,进而提高玉米生物量和产量;过量施氮导致硝态氮在土壤中大量累积,提高了硝态氮淋溶风险。施氮处理显著提高了收获后土壤中残留无机氮(Nmin),土壤残留Nmin随施氮量的增加而增加;当施氮量高于N 240 kg/hm2时,残留Nmin有下降趋势。氮素表观损失随施氮量的增加而增加。在本试验条件下,综合产量、氮肥利用率和土壤硝态氮累积情况考虑,合理施氮量应控制在N 1802~40 kg/hm2左右。
[25]	李晓欣, 胡春胜, 程一松. 不同施肥处理对作物产量及土壤中硝态氮积累的影响 . 干旱地区农业研究, 2003, 21(3): 38-42 [本文引用: 1] Li X X, Hu C S, Cheng Y S.Different fertilizer treatments on crop yield and soil nitrate accumulation .Agric Res Arid Areas, 2003, 21(3): 38-42 (in Chinese with English abstract) [本文引用: 1]
[26]	Guillard K, Griffin G F, Allinson D W, Yamartino W R, Rafey M M, Pietrzyk S W.Nitrogen utilization of selected cropping systems in the us northeast: II. Soil profile nitrate distribution and accumulation .Agron J, 1995, 87: 199-207https://doi.org/10.2134/agronj1995.00021962008700020011xURL [本文引用: 2]摘要 High rates of N fertilizers and limited crop uptake of N during the growing season can result in excessive accumulation of soil nitrate (NO&#8211;3). Soil NO&#8211;3 can be decreased with efficient cropping systems. Experiments were conducted in Connecticut from 1987 through 1990 on a Paxton fine sandy loam soil (coarse-loamy, mixed, mcsic Typic Dystrochrept) to determine the effects of N rate and cropping system on soil NO&#8211;3. Orchardgrass (Dactylis glomerata L.), red clover (Trifolium pratense L.), a double-crop system of oat (Avena saliva L.) followed by tyfon [Brassica rapa L. x B. pekinensis (Lour.) Rupr.], maize (Zea mays L.) followed by a cover crop of winter rye (Secale cereale L.), and a fallow system received preplant N at 0, 112, 224, 336, and 448 kg ha&#8211;1. Each system was evaluated for two consecutive growing seasons and repeated three times. Nitrogen was applied only in the first growing season. Soil NO&#8211;3 at the first autumn sampling generally increased for all systems as N rate increased. Mean spring soil NO&#8211;3 levels were only 23% of previous autumn NO&#8211;3 levels. By the second autumn sampling, soil NO&#8211;3 values were near background levels except in the fertilized fallow system. At the two highest N rates, oat-tyfon produced the smallest overwinter change in soil NO&#8211;3 storage. An oat-tyfon double crop, orchardgrass, or red clover system should decrease soil NOJ more effectively than maize or a noncropped fallow when soil NO&#8211;3 accumulations are greater than those produced from N inputs equivalent to 224 kg ha&#8211;1.<SUP>
[27]	李文娟, 何萍, 高强, 金继运, 侯云鹏, 尹彩霞, 张国辉. 不同氮效率玉米干物质形成及氮素营养特性差异研究 . 植物营养与肥料学报, 2010, 16: 51-57https://doi.org/10.11674/zwyf.2010.0108URL [本文引用: 1]摘要 通过田间小区试验,开展了两个氮素供应水平（N0和N180）下,两个不同氮效率玉米品种 [氮高效品种先玉335（V1）低效品种吉单535（V2）]干物质形成与氮素营养特性差异研究。结果表明,在氮素胁迫条件下,氮高效品种先玉335具有 较高的耐低氮能力,表现为N0处理其干物质量及吸氮量均显著高于氮低效品种吉单535的N180处理。成熟期,先玉335的子粒干物质量和吸氮量均显著高 于吉单535,且N180处理显著高于N0处理 品种和氮素处理间的交互作用达极显著水平,表现为N180处理先玉335子粒干物质量和吸氮素最高。另外,两品种子粒中85.6%9~7.6%的碳来源于 粒重形成阶段叶片的光合作用,仅2.4%~14.1%源于抽雄前营养体的碳素转移。先玉335子粒氮素来源更多依赖于生育后期根系对氮素的吸收和转 移,N0和N180处理中,根系氮素吸收转移量对子粒的贡献分别为45.4%和59.3% 而吉单535子粒的氮素来源则以生育前期地上部营养体的氮素转移为主,N0和N180处理中,转移量对子粒贡献分别为65.5%和67.9%。先玉335 的氮肥回收利用率、氮肥农学效率及氮肥偏生产力均高于吉单535。 Li W J, He P, Gao Q, Jin J Y, Hou Y P, Yin C X, Zhang G H.Dry matter formation and nitrogen uptake in two maize cultivars differing in nitrogen use efficiency .Plant Nutr Fert Sci, 2010, 16: 51-57 (in Chinese with English abstract)https://doi.org/10.11674/zwyf.2010.0108URL [本文引用: 1]摘要 通过田间小区试验,开展了两个氮素供应水平（N0和N180）下,两个不同氮效率玉米品种 [氮高效品种先玉335（V1）低效品种吉单535（V2）]干物质形成与氮素营养特性差异研究。结果表明,在氮素胁迫条件下,氮高效品种先玉335具有 较高的耐低氮能力,表现为N0处理其干物质量及吸氮量均显著高于氮低效品种吉单535的N180处理。成熟期,先玉335的子粒干物质量和吸氮量均显著高 于吉单535,且N180处理显著高于N0处理 品种和氮素处理间的交互作用达极显著水平,表现为N180处理先玉335子粒干物质量和吸氮素最高。另外,两品种子粒中85.6%9~7.6%的碳来源于 粒重形成阶段叶片的光合作用,仅2.4%~14.1%源于抽雄前营养体的碳素转移。先玉335子粒氮素来源更多依赖于生育后期根系对氮素的吸收和转 移,N0和N180处理中,根系氮素吸收转移量对子粒的贡献分别为45.4%和59.3% 而吉单535子粒的氮素来源则以生育前期地上部营养体的氮素转移为主,N0和N180处理中,转移量对子粒贡献分别为65.5%和67.9%。先玉335 的氮肥回收利用率、氮肥农学效率及氮肥偏生产力均高于吉单535。
[28]	王冬梅. 不同氮效率玉米对氮素供应的农学和生物学响应机制 . 吉林农业大学硕士学位论文, 吉林长春, 2011URL [本文引用: 1]摘要 本文采用田间试验和溶液培养试验相结合的方法,以不同氮效率玉米为研究对象,通过对氮肥用量对不同氮效率型玉米干物质积累和氮素吸收的影响；氮肥用量对不同氮效率型玉米氧自由基清除关键酶活性动态变化及膜质化的影响,其中对氧自由基具有清除作用的关键酶类如过氧物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)等；氮素非均衡供应下不同氮效率玉米衰老信号基因的表达及施用不同外源激素对不同氮效率玉米离体叶片活性氧及膜质化的影响进行研究,目的在于揭示不同氮效率玉米对氮素非均衡供应的农学和生物学响应机制,为不同氮效率玉米如何调控非均衡氮素供应下叶片衰老进程,以及早做出预测和提出合理措施奠定理论依据。 研究结果表明：在田间试验中,施氮后,两个玉米品种的生物量和吸氮量均显著增加,且氮高效玉米先玉335对氮素的响应度要高于氮低效玉米四单19,施氮处理先玉335的产量显著高于四单19。由于先玉335干物质增长最大速率出现的日期晚于四单19,有利于其在生育后期保持较强的生长活力,为籽粒的形成提供足够的营养。而适量施氮(N2),四单19干物质增长最大速率出现的时间有所推迟。另外,绿叶率与产量呈显著的正相关关系,氮高效品种先玉335的氮素利用效率、氮素生理效率、氮素农学效率和氮素偏生产力均高于四单19 穗位叶中活性氧清除酶POD、CAT和SOD的活性在玉米不同的衰老阶段对氮素的反应各不相同。抽雄前期,穗位叶中POD的活性随着施氮量的增加而降低,但抽雄26天后,穗位叶中POD的活性随着施氮量的增加而增加；施氮均能显著增加各品种穗位中CAT的活性；但SOD的活性却有随着施氮量增加而减少的趋势。 从see1和see2表达情况来看,see2基因的表达受氮素和衰老的影响不明显。在抽雄后13天时,四单19中see1的表达量显著高于先玉335。 通过室内进行营养液培养不同氮效率玉米品种,对其离体叶片经行外源激素处理后发现,经ABA处理的玉米叶片中,MDA和H2O2含量都有所增加,POD、CAT和SOD活性增强说明ABA造成了叶片中过氧化胁迫。且氮低效品种四单19叶片出现过氧化侵害程度高于先玉335,且MDA和H2O2含量的积累早于先玉335；施用外源激素6-BA可以明显延缓SOD,CAT活性并且抑制MDA积累,减少H2O2产生,并且相较于氮低效玉米四单19,氮高效玉米先玉335叶片MDA含量较低,差异性显著。 Wang D M.The Agronomic and Biological Response Mechanism to Nitrogen Supply of Maize Differing in Different Nitrogen Efficiency . MS Thesis of Jilin Agricultural University, Changchun, China, 2011 (in Chinese with English abstract)URL [本文引用: 1]摘要 本文采用田间试验和溶液培养试验相结合的方法,以不同氮效率玉米为研究对象,通过对氮肥用量对不同氮效率型玉米干物质积累和氮素吸收的影响；氮肥用量对不同氮效率型玉米氧自由基清除关键酶活性动态变化及膜质化的影响,其中对氧自由基具有清除作用的关键酶类如过氧物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)等；氮素非均衡供应下不同氮效率玉米衰老信号基因的表达及施用不同外源激素对不同氮效率玉米离体叶片活性氧及膜质化的影响进行研究,目的在于揭示不同氮效率玉米对氮素非均衡供应的农学和生物学响应机制,为不同氮效率玉米如何调控非均衡氮素供应下叶片衰老进程,以及早做出预测和提出合理措施奠定理论依据。 研究结果表明：在田间试验中,施氮后,两个玉米品种的生物量和吸氮量均显著增加,且氮高效玉米先玉335对氮素的响应度要高于氮低效玉米四单19,施氮处理先玉335的产量显著高于四单19。由于先玉335干物质增长最大速率出现的日期晚于四单19,有利于其在生育后期保持较强的生长活力,为籽粒的形成提供足够的营养。而适量施氮(N2),四单19干物质增长最大速率出现的时间有所推迟。另外,绿叶率与产量呈显著的正相关关系,氮高效品种先玉335的氮素利用效率、氮素生理效率、氮素农学效率和氮素偏生产力均高于四单19 穗位叶中活性氧清除酶POD、CAT和SOD的活性在玉米不同的衰老阶段对氮素的反应各不相同。抽雄前期,穗位叶中POD的活性随着施氮量的增加而降低,但抽雄26天后,穗位叶中POD的活性随着施氮量的增加而增加；施氮均能显著增加各品种穗位中CAT的活性；但SOD的活性却有随着施氮量增加而减少的趋势。 从see1和see2表达情况来看,see2基因的表达受氮素和衰老的影响不明显。在抽雄后13天时,四单19中see1的表达量显著高于先玉335。 通过室内进行营养液培养不同氮效率玉米品种,对其离体叶片经行外源激素处理后发现,经ABA处理的玉米叶片中,MDA和H2O2含量都有所增加,POD、CAT和SOD活性增强说明ABA造成了叶片中过氧化胁迫。且氮低效品种四单19叶片出现过氧化侵害程度高于先玉335,且MDA和H2O2含量的积累早于先玉335；施用外源激素6-BA可以明显延缓SOD,CAT活性并且抑制MDA积累,减少H2O2产生,并且相较于氮低效玉米四单19,氮高效玉米先玉335叶片MDA含量较低,差异性显著。
[29]	Mackay A D, Barber S A.Effect of nitrogen on root growth of two corn genotypes in the field .Agron J, 1986, 78: 699-703https://doi.org/10.2134/agronj1986.00021962007800040028xURL [本文引用: 1]
[30]	张永利, 巨晓棠. 不同植物轮作提取深层土壤累积硝态氮的效果 , 中国农业科学, 2012, 45: 3297-3309https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2012.16.009URL [本文引用: 1]摘要 【目的】利用不同植物轮作，通过生物修复耗竭深层土壤剖面的累积硝态氮，从而控制集约化粮田过量施氮造成的硝酸盐淋洗。【方法】通过田间试验，比较小麦一玉米轮作、休闲一玉米、小麦一休闲、紫花苜蓿连作、紫花苜蓿＋苇状羊茅间作、黑麦一苋菜轮作、黑麦一高丹草轮作、黑麦一甜高梁轮作对土壤剖面硝态氮累积和淋洗的降低效果。【结果】紫花苜蓿、高丹草、黑麦1-2m土体根系占0-2m土体总根系的比例最高；黑麦一苋菜、黑麦一高丹草和黑麦一甜高梁处理具有较高的年吸氮量（330-390kgN·hm^-2）；与小麦一玉米传统轮作相比，夏季休闲增加了土壤硝态氮淋洗。经过1年的田间试验，5个修复植物处理0-1m、1-2m的硝态氮累积量分别降低124．3和81．2kgN·hm^-2，其中苋菜、甜高梁、高丹草对深层土壤中硝态氮的消减作用较大；甜高梁、高丹草、苋菜种植下1m处土壤溶液中硝态氮浓度一直处于最低水平，平均仅8．6mg·L^-1。【结论】在本试验条件下，黑麦一高丹草轮作是一年内提取深层土壤累积硝态氮效果最好的种植模式。 Zhang Y L, Ju X T.Mining the accumulated nitrate from deep soil layers by rotation with different crops .Sci Agric Sin, 2012, 45: 3297-3309 (in Chinese with English abstract)https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2012.16.009URL [本文引用: 1]摘要 【目的】利用不同植物轮作，通过生物修复耗竭深层土壤剖面的累积硝态氮，从而控制集约化粮田过量施氮造成的硝酸盐淋洗。【方法】通过田间试验，比较小麦一玉米轮作、休闲一玉米、小麦一休闲、紫花苜蓿连作、紫花苜蓿＋苇状羊茅间作、黑麦一苋菜轮作、黑麦一高丹草轮作、黑麦一甜高梁轮作对土壤剖面硝态氮累积和淋洗的降低效果。【结果】紫花苜蓿、高丹草、黑麦1-2m土体根系占0-2m土体总根系的比例最高；黑麦一苋菜、黑麦一高丹草和黑麦一甜高梁处理具有较高的年吸氮量（330-390kgN·hm^-2）；与小麦一玉米传统轮作相比，夏季休闲增加了土壤硝态氮淋洗。经过1年的田间试验，5个修复植物处理0-1m、1-2m的硝态氮累积量分别降低124．3和81．2kgN·hm^-2，其中苋菜、甜高梁、高丹草对深层土壤中硝态氮的消减作用较大；甜高梁、高丹草、苋菜种植下1m处土壤溶液中硝态氮浓度一直处于最低水平，平均仅8．6mg·L^-1。【结论】在本试验条件下，黑麦一高丹草轮作是一年内提取深层土壤累积硝态氮效果最好的种植模式。
[31]	Wiesler F, Horst W J.Differences among maize cultivars in the utilization of soil nitrate and the related losses of nitrate through leaching .Plant Soil, 1993, 151: 193-203https://doi.org/10.1007/BF00016284URL [本文引用: 1]
[32]	王敬锋, 刘鹏, 赵炳强, 董树亭, 张吉旺, 赵明, 杨吉顺, 李耕. 不同基因型玉米根系特征与氮素吸收利用的差异 . 中国农业科学, 2011, 44: 699-707 [本文引用: 1] Wang J F, Liu P, Zhao B Q, Dong S T, Zhang J W, Zhao M, Yang J S, Li G.Comparison of root characteristics and nitrogen uptake and use efficiency in different corn genotypes .Sci Agric Sin, 2011, 44: 699-707 (in Chinese with English abstract) [本文引用: 1]
[33]	米国华, 陈范骏, 春亮, 郭亚芬, 田秋英, 张福锁. 玉米氮高效品种的生物学特征 . 植物营养与肥料学报, 2007, 13: 155-159https://doi.org/10.3321/j.issn:1008-505X.2007.01.026URL [本文引用: 1]摘要 提高氮肥利用率依赖于氮肥优化管理及作物氮素营养效率的遗传改良.本文分析了作物氮高效的定义,并以玉米为例,分析了氮高效的生物学机制,提出了玉米氮高效品种的生物学特征.本文认为,玉米氮高效品种的生物学特征为:(1)在开花前,维持稳定的氮吸收,并将所吸收的氮素高效利用于穗的发育,提高小花结实率,为产量形成过程中的碳、氮积累提供较大的库;根系生长发育能力强,能建成较大的根系,以满足籽粒生长期氮素吸收的要求;有较强的叶片扩展能力,保持较大的叶面积.(2)在开花后,充分利用前期建成的根系,高效吸收土壤中的矿化氮,用于籽粒生长所需,从而减少叶片中氮素的输出,减缓叶片衰老(保绿性强),维持叶片较高的光合效率,为籽粒灌浆提供碳化合物.因此,在氮高效育种中,应注重穗部性状(大穗,结实能力强)、根系性状(发达的根系,功能期长)与叶片性状(保绿性好)的结合. Mi G H, Chen F J, Chun L, Guo Y F, Tian Q Y, Zhang F S.Biological characteristics of nitrogen efficient maize genotypes . Plant Nutr Fert Sci, 2007, 13: 155-159 (in Chinese with English abstract)https://doi.org/10.3321/j.issn:1008-505X.2007.01.026URL [本文引用: 1]摘要 提高氮肥利用率依赖于氮肥优化管理及作物氮素营养效率的遗传改良.本文分析了作物氮高效的定义,并以玉米为例,分析了氮高效的生物学机制,提出了玉米氮高效品种的生物学特征.本文认为,玉米氮高效品种的生物学特征为:(1)在开花前,维持稳定的氮吸收,并将所吸收的氮素高效利用于穗的发育,提高小花结实率,为产量形成过程中的碳、氮积累提供较大的库;根系生长发育能力强,能建成较大的根系,以满足籽粒生长期氮素吸收的要求;有较强的叶片扩展能力,保持较大的叶面积.(2)在开花后,充分利用前期建成的根系,高效吸收土壤中的矿化氮,用于籽粒生长所需,从而减少叶片中氮素的输出,减缓叶片衰老(保绿性强),维持叶片较高的光合效率,为籽粒灌浆提供碳化合物.因此,在氮高效育种中,应注重穗部性状(大穗,结实能力强)、根系性状(发达的根系,功能期长)与叶片性状(保绿性好)的结合.
[34]	Zhao R F, Chen X P, Zhang F S, Zhang H L, Schroder J, Romheld V.Fertilization and nitrogen balance in a wheat-maize rotation system in North China .Agron J, 2006, 98: 938-945https://doi.org/10.2134/agronj2005.0157URL [本文引用: 1]摘要 Over N fertilization is a common problem for the winter wheat (Triticum aestivum L.)-summer maize (Zea mays L.) rotation system in the North China Plain. A field experiment which included control (no N), conventional N (Con. N) fertilization, and optimized N (N
[35]	李世清, 李生秀. 半干旱地区农田生态系统中硝态氮的淋失 . 应用生态学报, 2000, 11: 240-242 [本文引用: 1] Li S Q, Li S X.Leaching loss of nitrate from semiarid area agro-ecosystem .Chin J Appl Ecol, 2000, 11: 240-242 (in Chinese with English abstract) [本文引用: 1]
[36]	OECD. Environmental Indicators for Agriculture, Methods and Results . Organization for Economic Co-operation and Development, Paris, France, 2001 [本文引用: 1]
[37]	Yli Viikari A, Hietala Koivu R, Huusela Veistola E, Hyvonen T, Perala P, Turtola E.Evaluating agri-environmental indicators (AEIs)-use and limitations of international indicators at national level .Ecol Indic, 2007, 7: 150-163https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2005.11.005URL [本文引用: 1]摘要 The assessment of agricultural performance in the last decades has been forced to move away from a single criterion of productivity towards broader viewpoints. This article focuses on the feasibility of agri-environmental indicators that are aimed to be used for international comparisons. Indicators of two widely known international organizations, OECD and the Commission of European Communities, were evaluated from the viewpoint of national case study. There exist already plenty of methodology to describe agri-environmental development, which mean that future decision-makers will be better informed about the changes of agricultural systems. Data sets are, however, heterogeneous, which needs be carefully acknowledged by the users. Moreover, characteristic feature of agri-environmental indicators is, that they are producing information in a given problem structuring. Therefore, they are unable to recognize the specific properties of each case study. They are providing relevant statistics, but are still missing for the framework, which would open the meaning of numbers and show the relevance of notices within the particular case study.
[38]	Goulding K, Jarvis S, Whitmore A.Optimizing nutrient management for farm systems .Philos Tran R Soc B, 2008, 363: 667-680https://doi.org/10.1098/rstb.2007.2177URLPMID:17652069 [本文引用: 1]摘要 Increasing the inputs of nutrients has played a major role in increasing the supply of food to a continually growing world population. However, focusing attention on the most important nutrients, such as nitrogen (N), has in some cases led to nutrient imbalances, some excess applications especially of N, inefficient use and large losses to the environment with impacts on air and water quality, biodiversity and human health. In contrast, food exports from the developing to the developed world are depleting soils of nutrients in some countries. Better management of all essential nutrients is required that delivers sustainable agriculture and maintains the necessary increases in food production while minimizing waste, economic loss and environmental impacts. More extensive production systems typified by 'organic farming' may prove to be sustainable. However, for most of the developed world, and in the developing world where an ever-growing population demands more food, it will be essential to increase the efficiency of nutrient use in conventional systems. Nutrient management on farms is under the control of the land manger, the most effective of whom will already use various decision supports for calculating rates of application to achieve various production targets. Increasingly, land managers will need to conform to good practice to achieve production targets and to conform to environmental targets as well.
[39]	周顺利, 张福锁, 王兴仁. 土壤硝态氮时空变异与土壤氮素表观盈亏: II. 夏玉米 . 生态学报, 2002, 22: 48-53 [本文引用: 1] Zhou S L, Zhang F S, Wang X R.The spatio-temporal variations of soil NO3--N and apparent budget of soil nitrogen: II. Summer maize .Acta Ecol Sin, 2002, 22: 48-53 (in Chinese with English abstract) [本文引用: 1]
[40]	淮贺举, 张海林, 蔡万涛, 陈阜. 不同施氮水平对春玉米氮素利用及土壤硝态氮残留的影响 . 农业环境科学学报, 2009, 28: 2651-2656https://doi.org/10.3321/j.issn:1672-2043.2009.12.033URL [本文引用: 1]摘要 过量施用氮肥造成的环境问题日益严重，氮肥合理使用成为了人们研究的热点。通过研究不同施氮水平对春玉米氮素利用及土壤硝态氮残留的影响，为氮肥的合理利用提供依据。通过在北京市通州区农业技术推广站进行田间小区试验，研究了不同施氮量（0、50、100、200和300kg·hm^-2）对春玉米产量及氮素利用效率、氮平衡和土壤硝态氮累积量的影响。结果表明：（1）春玉米在施氮量为200kg·hm^-2时达到最高产量，为9006．4kg．hm^-2，不同氮肥水平的氮肥利用率在19．7％-25．8％之间，在100kg·hm^-2时的利用效率最高，达到25．8％。（2）作物吸氮量随输入量的增加而增加，氮盈余主要以土壤残留为主，表观损失在氮盈余中的比例虽小，但随施氮量的增加而增加的趋势更加明显。（3）硝态氮在180cm土层中的累积量随氮素输入量的增加而显著增加，在300kg·hm^-2时达到最高值，为195kg·hm^-2，在施氮水平为100kg·hm^-2时作物生长的需要就基本上能够得到满足，而在高施氮水平下（200和300kg·hm^-2）时土壤中的硝态氮出现富集现象，对环境形成一定的威胁。 Huai H J, Zhang H L, Cai W T, Chen F.Effect of different nitrogen rates on nitrogen utilization and residual soil nitrate of spring maize .J Agro-Environ Sci, 2009, 28: 2651-2656 (in Chinese with English abstract)https://doi.org/10.3321/j.issn:1672-2043.2009.12.033URL [本文引用: 1]摘要 过量施用氮肥造成的环境问题日益严重，氮肥合理使用成为了人们研究的热点。通过研究不同施氮水平对春玉米氮素利用及土壤硝态氮残留的影响，为氮肥的合理利用提供依据。通过在北京市通州区农业技术推广站进行田间小区试验，研究了不同施氮量（0、50、100、200和300kg·hm^-2）对春玉米产量及氮素利用效率、氮平衡和土壤硝态氮累积量的影响。结果表明：（1）春玉米在施氮量为200kg·hm^-2时达到最高产量，为9006．4kg．hm^-2，不同氮肥水平的氮肥利用率在19．7％-25．8％之间，在100kg·hm^-2时的利用效率最高，达到25．8％。（2）作物吸氮量随输入量的增加而增加，氮盈余主要以土壤残留为主，表观损失在氮盈余中的比例虽小，但随施氮量的增加而增加的趋势更加明显。（3）硝态氮在180cm土层中的累积量随氮素输入量的增加而显著增加，在300kg·hm^-2时达到最高值，为195kg·hm^-2，在施氮水平为100kg·hm^-2时作物生长的需要就基本上能够得到满足，而在高施氮水平下（200和300kg·hm^-2）时土壤中的硝态氮出现富集现象，对环境形成一定的威胁。