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合理施用氮肥可以提高小麦产量,但过量施氮会降低氮素利用效率,并导致土壤、地下水、空气污染和温室气体排放等环境问题。提高氮素利用效率对于降低氮肥用量和环境污染、实现小麦高产高效生产具有重要意义。宽幅播种可以通过提高小麦地上部氮素积累量和氮素吸收效率协同提高小麦产量和氮素利用效率,其较强的氮素吸收能力为挖掘小麦高产高效栽培的氮肥减施潜力、降低环境污染提供了可能。本试验于2019-2020和2020-2021连续两个小麦生育季在山东省泰安市岱岳区大汶口镇东武村试验田进行。试验采用大穗型品种泰农18(TN18)和中多穗型品种太麦198(TM198)为供试材料,设置播种方式(宽幅播种和常规条播)与施氮量(0、168、240、312kg hm-2,分别用N0、N168、N240、N312表示)互作试验,研究了播种方式与施氮量互作对冬小麦产量和产量形成、氮素吸收与利用、土壤N2O排放和氨挥发、氮素表观残留量等的影响,以期明确播种方式与施氮量对冬小麦产量及产量形成、氮素吸收利用和氮平衡的调控效应。研究结果如下:1、播种方式与施氮量对冬小麦产量和产量构成因素的调控播种方式与施氮量互作显著影响小麦产量。随施氮量提高,小麦产量呈增加趋势。改常规条播为宽幅播种,各施氮水平下产量均显著提高,但其增幅随施氮量增加呈降低趋势,在N168、N240和N312处理下泰农18的平均产量增幅分别为9.81%、8.23%、6.33%,太麦198的平均产量增幅分别为9.38%、7.26%、6.19%。两品种均以宽幅播种与N312组合产量最高(>11000kg hm-2)。宽幅播种在N168和N240处理下的产量分别持平或高于常规条播在N240、N312处理下的产量,表明宽幅播种在同等产量水平下具有较高的节氮潜力。根据产量与施氮量之间的函数关系,用2020-2021年产量数据模拟得到同等产量水平下宽幅播种和常规条播所需的施氮量,发现同等产量水平下宽幅所需施氮量显著低于常规条播。根据方程模拟结果,产量水平越高,宽幅播种的节氮量越高;在常规条播可获得的7500-11500kg hm-2的产量范围内,同等产量水平下宽幅播种可节省氮肥22.33-74.50kg hm-2,平均节氮为48.42kg hm-2。从产量构成因素看,随施氮量的增加,穗数、穗粒数逐渐增加,而千粒重逐渐下降;宽幅播种下的穗数和穗粒数高于常规条播处理,而千粒重在两播种方式下无显著差异。表明宽幅播种处理和提高施氮量增产的原因是由于穗数和穗粒数的增加,而穗数的增加是由于春季最大分蘖数的增加。2、播种方式与施氮量对冬小麦氮素吸收与利用的影响播种方式与施氮量互作显著影响小麦氮素利用效率和氮素吸收效率。施氮处理中,随施氮量提高,小麦氮素利用效率、氮素吸收效率、氮素内在利用效率均呈降低趋势。改常规条播为宽幅播种,各施氮水平下氮素利用效率显著提高,但其增幅随施氮量增加呈降低趋势,在N168、N240和N312处理下泰农18的氮素利用效率平均增幅为9.83%、8.13%、6.37%,太麦198的氮素利用效率平均增幅为9.38%、7.26%、6.19%。综合2020-2021年产量模型,在常规条播可获得的7500-11500kg hm-2产量范围内,同等产量水平下宽幅播种的氮素利用效率提高3.82-6.65kg kg-1,平均为5.07kg kg-1。小麦氮素吸收效率的变化与氮素利用效率的变化趋势一致。泰农18在宽幅播种N312处理下的氮素吸收效率与常规条播在N240处理下的氮素吸收效率无显著差异,太麦198在宽幅播种N240、N312处理下的氮素吸收效率分别与常规条播N168、N240处理下无显著差异,表明宽幅在高氮下的氮素吸收效率可达到常规条播低氮下的氮素吸收效率水平。各氮肥水平下宽幅播种氮素吸收效率的提高主要源于地上部氮素积累量的增加,而随施氮量增加,整体供氮量的提高是高氮处理下氮素吸收效率下降的主要原因。随施氮量增加,氮素内在利用效率下降的主要原因是氮素收获指数的下降和籽粒含氮量的升高。同一氮素水平下小麦的氮素收获指数、籽粒含氮量均在两播种方式间无显著差异,由此使得两播种方式间的氮素内在利用效率无显著差异,表明同一氮素水平下小麦氮素利用效率的提高主要源于氮素吸收效率的提高。3、播种方式与施氮量对冬小麦氮素平衡的影响播种方式与施氮量互作显著影响N2O的排放。施氮处理中,随施氮量增加,小麦N2O排放总量呈指数增加趋势;各施氮处理下,改常规条播为宽幅播种,小麦N2O排放总量显著下降,且其降幅随施氮量增加呈升高趋势,在N168、N240、N312处理下泰农18的平均降幅分别为5.49%、7.69%、9.95%,太麦198的平均降幅分别为4.74%、6.91%、8.63%。施氮处理中,随施氮量增加,小麦N2O排放系数呈抛物线变化,两播种方式均在施氮300kg hm-2达到峰值;各施氮处理下,改常规条播为宽幅播种,在N168、N240、N312处理下泰农18的N2O排放系数的平均降幅分别为5.42%、9.17%、10.84%;太麦198平均降幅分别为8.93%、10.46%、12.08%。N2O全球增温潜势的变化与N2O排放总量的变化一致。施氮处理中,单位产量N2O排放量随施氮量增加呈线性增加趋势,各施氮处理下,改常规条播为宽幅播种,单位产量N2O排放量下降,其降幅随施氮量的增加略有升高,在N168、N240、N312处理下泰农18的平均降幅分别为13.93%、14.72%、14.42%;太麦198的平均降幅分别为12.90%、13.21%、13.95%。表明宽幅播种减缓了施氮量提高增加的N2O排放总量、排放系数、增温潜势、单位产量N2O排放量的升高速度。播种方式与施氮量互作显著影响小麦氮素表观损失量。随施氮量增加,小麦氮素表观损失量显著升高;各施氮处理下,改常规条播为宽幅播种,小麦表观氮素损失量显著下降,且其降低量随施氮量增加呈升高趋势,在N168、N240和N312下泰农18平均降低量分别为9.82、14.02、15.38kg hm-2;太麦198平均降低量分别为5.43、13.93、18.79kg hm-2。这主要与宽幅下较高的氮素吸收量和较低的土壤残留量有关。相较于常规条播,宽幅播种较高的氮素吸收量降低了土壤氮素残留,进而降低了N2O排放总量、排放系数、全球增温潜势、单位产量N2O排放量和氮素表观损失量,且在高氮水平下其减排和降损效应更为显著。在常规条播可获得的7500-11500kg hm-2产量范围内,同等产量水平下宽幅播种N2O排放减少0.05-0.33kg N hm-2,平均为0.19kg N hm-2;同等产量水平下宽幅播种表观损失减少7.29-27.90kg hm-2,平均为17.59kg hm-2。因此,在同等产量水平下,宽幅播种具备较高的氮肥减施增效与减排降损潜力。在施氮168-312kg hm-2范围内,采用宽幅播种有利于协同提高小麦产量、氮素利用效率和减少氮素损失。