氮、硫配施对冬小麦氮素利用效率及产量的影响

谢迎新， 刘 超， 朱云集, 3*， 冯 伟， 张国钊， 朱慧杰

(1 国家小麦工程技术研究中心, 河南郑州 450002; 2 小麦玉米作物学国家重点实验室，河南郑州 450002；3 河南农业大学资源与环境学院, 河南郑州 450002)

氮、硫配施对冬小麦氮素利用效率及产量的影响

谢迎新1, 2， 刘 超2, 3， 朱云集1, 2, 3*， 冯 伟1, 2， 张国钊2, 3， 朱慧杰1, 2

(1 国家小麦工程技术研究中心, 河南郑州 450002; 2 小麦玉米作物学国家重点实验室，河南郑州 450002；3 河南农业大学资源与环境学院, 河南郑州 450002)

【目的】氮(N)、硫(S)是生物所必需的营养物质，对小麦籽粒产量和品质起着重要作用。硫素供应不足，特别是在当前大量氮素供应情况下引起的作物生理性缺硫将导致作物产量和含硫氨基酸蛋白质含量下降。本文旨在探索氮、硫配施对冬小麦氮素利用效率和籽粒产量的促进效果并提出合理的区域氮、硫施肥技术。【方法】2012_2013年，在河南温县以国审冬小麦品种豫麦49-198为供试材料，进行大田试验。设置不同施氮量0、120、180、240和360 kg/hm2(分别以N0、N120、N180、N240和N360表示)和施硫0和60 kg/hm2(S0和S60)试验，调查氮、硫对冬小麦干物质积累、氮素积累分配、籽粒产量和氮素利用效率的影响。【结果】对冬小麦生育后期干物质积累分析表明，干物质积累随施氮量增多而提高，相同施氮量条件下施硫较不施硫小麦干物质积累量显著提高，其中成熟期干物质积累量N180S60、N240S60和N360S60分别较N180S0、N240S0和N360S0提高2225、3607和3120 kg/hm2，而且氮素低的处理添加硫后干物质积累量高于氮素高不加硫处理，如N180S60> N240S0、N240S60> N360S0，处理间差异均达显著水平。随施氮量增多，冬小麦植株氮素积累总量增加，在N 240 和360 kg/hm2水平，硫素供应显著增加小麦植株氮素积累。不同施氮量条件下施硫较不施硫均显著提高了小麦籽粒产量，分别提高了10.5%、18.3%、5.2%、5.6%和4.9%。随施氮量增多，氮肥偏生产力下降，氮回收效率、生理效率和农学效率则均以N 180达最高值。不同施氮水平下，施硫均显著提高了冬小麦氮素回收效率，但对氮生理效率影响不显著，其中在施N量为120、180和240 kg/hm2时，施硫较不施硫氮肥偏生产力和农学效率均显著提高。【结论】在当前小麦生产中，采用控氮或减氮增硫技术措施，可实现小麦氮利用效率和籽粒产量的同步提高。在本试验地区小麦生产中，达到冬小麦稳产高效或增产高效的适宜施氮量为180_240 kg/hm2配合60 kg/hm2硫肥施用。

氮； 硫； 冬小麦； 籽粒产量； 氮素利用

小麦是我国主要粮食作物，在国家粮食安全和社会经济发展中占有重要地位。随着我国人口持续增长、农业资源耗竭等问题的出现以及当前农业结构调整，粮食作物种植总面积减少，提高粮食单产、增加总产则成为满足目前社会对粮食需求日益增多这一现状的唯一途径。在提高产量的诸多因素中，施肥特别是氮肥的施用发挥了巨大的作用。长期以来，我国在小麦生产中侧重追求籽粒高产，加大肥料投入，尤其是氮肥的高投入仍对作物产量增加有很大贡献[1-3]，但近年来我国小麦生产在提高单产方面持续徘徊不前，没有较大突破[4]。欧洲一些国家近年来全年作物的氮肥施用量普遍降低到N 120 kg/hm2左右，而在我国华北平原小麦/玉米轮作农田和太湖地区水稻/小麦轮作稻田全年氮肥用量通常在N 550_600 kg/hm2[5]。过量施氮不仅增加氮肥残留率，降低氮肥利用效率，对农田生态环境造成潜在威胁[6-9]，而且可降低土壤pH值[10]，影响离子的交换性吸收或促进其置换进入到土壤溶液中引起营养元素间的拮抗作用，进而影响其在植物体内的吸收和代谢，造成作物生理缺素的现象。

硫素是作物生长的必需营养元素，对小麦生长发育、产量形成以及抗逆稳产发挥着重要作用。随着工业含硫废气排放控制和高纯肥料种类的施用，作物生长环境中出现不同程度缺硫和潜在性缺硫现象[11]；由于硫和氮在生理、生化作用上有许多相似之处，在植物体内相辅相成，硫可以促进氮素在作物体内积累和利用[12-13]，在蛋白质合成方面表现高度协同关系[14-15]。以往的研究多集中在氮、硫肥施用的单项研究或硫氮配施对小麦品质性状的影响方面，通过施硫措施提高小麦氮肥利用效率的研究较少，本试验在河南温县大田条件下，设置不同施氮量配施硫肥试验，探究氮硫配施对小麦氮素利用效率及籽粒产量的影响，以期为采取氮、硫配施的调控技术，实现小麦高产高效提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验点概况

试验于2012_2013年在河南省温县祥云镇大田进行。位于北纬34°92′，东经112°99′，属暖温带半湿润季风气候，小麦全生育期降水164.8 mm，≥0℃积温2188℃，日照时数1253 h，日均气温11.2℃。土壤类型为潮土，质地为粘土，前茬为夏玉米，0—30 cm土层的土壤有机质含量16.7 g/kg、全氮1.09 g/kg、速效磷(P)63.4 mg/kg、速效钾(K)96.2 mg/kg、有效硫11.2 mg/kg。供试冬小麦品种为豫麦49-198。

1.2 试验设计

试验采用随机区组设计，3次重复。设施氮0(N0)、120(N120)、180(N180)、240(N240)、360(N360) kg/hm25个水平，设不施硫(S0)和施硫60 kg/hm2(S60)两个水平。各处理均施P2O590 kg/hm2和K2O 90 kg/hm2，施用肥料分别为：尿素(含N 46%)、重过磷酸钙(含P2O544%)、氯化钾(含K2O 60%)和硫酸铵(分析纯，含硫24%、氮21%)，施硫处理的氮源来自于硫酸铵和尿素，不施硫处理的氮源全部来自于尿素。磷、钾肥全部和氮、硫肥的50%为基施，另50%的氮、硫肥于拔节期人工开沟追施。每个试验小区面积30 m2，于10月15日机器播种，播量为150 kg/hm2。田间管理和病虫害防治同当地高产农田。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 干物质积累量的测定 于越冬期、返青期、拔节期随机选取代表性植株10株，开花期、灌浆期、成熟期随机选取代表性植株10个单茎，按茎、叶、鞘、穗轴+颖壳、籽粒分器官置105℃烘箱中杀青30 min，80℃烘至恒重称干重。取1 m长两行小麦植株作为样品分析计算各器官的干物质积累量和氮素积累量。

1.3.2 产量和产量构成因素的测定 成熟期各小区实收5 m2，脱粒风干后称重，计算籽粒产量。取1 m长两行小麦植株进行产量三要素分析。

1.3.3 植株氮含量的测定和计算 采用FOSS KJELTEC2300全自动定氮仪GB/T5511-1985(半微量凯氏定氮法)测定样品全氮含量，并进行以下计算：

氮素积累总量(kg/hm2)=干物质量(kg/hm2)×植株含氮量(g/kg)/1000

氮肥偏生产力(PFP)=施氮处理籽粒产量/施氮量

氮肥农学效率(NUE)=(施氮处理籽粒产量-不施氮处理籽粒产量)/施氮量

氮素回收效率(RE)=(施氮处理植株吸氮量-不施氮处理植株吸氮量)/施氮量×100%

氮素生理效率(PE)=(施氮处理籽粒产量-不施氮处理籽粒产量)/(施氮处理植株吸氮量-不施氮处理植株吸氮量)

1.4 数据处理和统计分析

采用Excel 2003和SPSS 18.0统计分析软件对数据进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 氮、硫配施对冬小麦干物质积累的影响

干物质积累是籽粒产量形成的基础，由图1可以看出，随着生育期推进，干物质积累量逐渐增大，各处理变化基本一致，均呈“S”形曲线，越冬期和返青期由于冬小麦生长缓慢干物质积累较少，拔节后干物质快速增加，至成熟期达最高值。氮硫配施对小麦生育前期干物质积累影响不显著，但随生育期的推进，干物质积累量随着施氮量增多显著提高，而且相同施氮量条件下施硫较不施硫干物质积累量显著提高，其中N180S60、N240S60和 N360S60分别较N180S0、N240S0和N360S0成熟期干物质积累量提高2225、3607和3120 kg/hm2。另外，N180S60> N240S0、N240S60> N360S0，且达显著水平。表明通过增施硫肥降低施氮量措施，能提高冬小麦干物质积累，为籽粒产量提高奠定物质基础。

2.2 氮、硫配施对冬小麦成熟期不同器官中氮素积累及分配的影响

从表1可见，不同施氮量对各部位氮素积累和分配比例影响不同，籽粒中氮积累量远高于其他营养器官。在不施硫肥情况下，随着施氮量增加，成熟期植株总氮素积累量呈先增加后降低趋势，而在供硫情况下，植株总氮素累积量一直持续增加。相同施氮条件下，施硫能够增加各营养器官氮素积累量，但对各部位氮素分配比例影响不同。在施氮240和360 kg/hm2条件下，籽粒和整株中氮素积累量最高，施硫显著提高籽粒氮素积累量，而不施硫肥仅施氮360 kg/hm2处理籽粒中和整株氮素积累量显著下降。随着施氮量的增加，籽粒中氮素分配比例先增加后降低，在施氮180 kg/hm2条件下，籽粒中氮素分配比例达77.8%_79.9%，施氮360 kg/hm2处理籽粒中氮素分配比例为70.0%_72.4%。对氮、硫两因子主体效应方差分析可知，单个硫、氮硫交互对小麦茎中氮素积累未达显著水平(P=0.05)，但氮、硫及氮硫交互对其他营养器官氮素积累与分配的影响均达到差异显著水平，表明在氮肥施用情况下配施硫肥可以起到提高小麦植株营养器官氮素积累与分配的效果。该试验结果表明，施氮和施硫对营养器官和籽粒氮素积累量有着显著的调控效应，施氮量过高不一定能获得高的氮素积累和籽粒氮素分配比例，施硫可提高籽粒中氮素含量及营养器官中氮素分配比例，高施氮条件施硫可以促进籽粒和营养器官中的氮素积累量，且营养器官氮素积累分配比例高于向籽粒中氮素积累分配比例。

注(Note): 同列数值后不同小写字母表示不同处理间差异达5%显著水平 Values followed by different letters in a column are significant among treatments at 5% level.

2.3 氮、硫配施对冬小麦氮素吸收及利用效率的影响

由表2可知，随施氮量增加氮肥偏生产力降低，氮回收效率、生理效率和农学效率先增加后降低。相同施氮条件下，施硫可提高氮肥偏生产力、回收效率和农学效率，但对生理效率无明显影响。施氮120 kg/hm2条件下，增施硫肥能够明显提高氮回收效率和农学效率，分别提高了35.5个百分点和8.5 kg/kg。施氮180 kg/hm2时，生理效率达最高，增加施氮量生理效率则明显降低。虽然在高施氮量(240、360 kg/hm2)条件下施硫对提高氮肥效率有积极效应，并显著提高回收效率，但仍未能改变氮肥效率下降趋势。氮、硫主效应方差分析结果表明，氮肥及氮、硫交互均对氮肥偏生产力、氮回收效率、氮生理效率及氮肥农学效率影响显著，但硫肥对氮生理效率的影响不显著。该试验结果表明，施氮量过高则会显著降低氮肥偏生产力和氮利用效率，但通过氮硫配施技术可明显提高冬小麦氮肥偏生产力、回收效率及农学效率。

注(Note): PFP—氮肥偏生产力N partial factor productivity; RE—氮回收效率N recovery efficiency; PE—氮生理效率N physiological efficiency; NUE—氮肥农学效率nitrogen use efficiency; 同列数值后不同小写字母表示不同处理间差异达5%显著水平 Values followed by different letters are significant among treatments at 5% level.

2.4 氮、硫配施对冬小麦产量及其构成因素的影响

由表3可见，随着施氮量增加，小麦籽粒产量和收获指数呈现先增加后下降趋势，均在N 240 kg/hm2时籽粒产量达最高值，且与其他处理相比差异达显著水平。不同施氮量配施硫肥籽粒产量表现趋势与不施硫相同，但施硫较不施硫均显著提高了小麦籽粒产量，分别提高10.5%、18.3%、5.2%、5.6%和4.9%。在较高施氮量条件下(N180、N240和N360)配施硫肥，收获指数则显著低于不施硫处理，表明施硫对营养器官物质积累有显著的促进作用。进一步对产量构成进行分析可知，不同处理对产量构成因素影响不同，随着施氮量增加成穗数和穗粒数呈增加趋势，千粒重则为不施氮处理显著高于其他处理。相同施氮量条件下，施硫较不施硫提高了成穗数、穗粒数和千粒重，且对成穗数的影响均达显著水平，甚至在高氮(N360)条件下施硫对成穗数和千粒重的影响亦达显著水平。从氮、硫两因子主体间效应方差分析可知，虽然氮硫交互小麦穗粒数和千粒重的影响未达差异显著水平，但对小麦籽粒产量、收获指数及产量构成中的成穗数的影响达到差异显著水平，且施氮和施硫单个因子也对小麦产量、产量构成因素及收获指数影响均达差异显著水平，表明在当前施氮条件下配施硫肥可以通过提高小麦成穗数进而起到提高小麦籽粒产量和收获指数的作用。

注(Note): 同列数值后不同小写字母表示不同处理间差异达5%显著水平 Values followed by different letters are significant among treatments at 5% level.

3 讨论

3.1 氮、硫配施对冬小麦氮素积累及氮素利用的影响

前人研究表明，增施氮肥有利于增加小麦植株和籽粒含氮量和氮素积累总量，小麦群体一生总吸氮量随产量水平提高进一步增加[16-17]。王东等[18]研究表明，冬小麦产量形成需硫量的相对高低与需氮量一致，氮素利用效率与硫素利用效率可以协同提高。本试验表明，施氮和施硫均促进小麦植株对氮素的吸收利用，提高了成熟期各器官氮素积累量，施硫提高氮肥偏生产力和氮素利用效率，表明氮、硫之间有着积极正向交互作用。结果还表明，施硫增加了营养器官氮素占有比例，降低了籽粒中氮素占有比例，随着施氮量增加籽粒中氮素占有比例呈下降趋势。在一定氮、硫供应水平下，氮硫存在互促效应。氮硫供应水平过高，则相互抑制，不利于小麦对氮、硫的吸收和利用[19]。在氮素不足时，大量施用硫肥会抑制小麦植株对氮素的吸收利用，当作物不缺硫时氮、硫交互可在高氮素利用效率方面反映；在氮素充足的情况下，施用硫肥可以促进植物对氮素的吸收和利用，促使灌浆期各器官的氮素向籽粒中转移[20-21]。成熟期氮在籽粒中的分配率最高在80%以上，而籽粒中积累的氮68.0%_73.3%来自营养器官中氮的再分配[22]。本研究表明，增加施氮量显著降低氮肥偏生产力，氮肥农学效率、回收效率和生理效率呈现先增加后降低的趋势，施硫则对不同施氮处理的促进效果有所不同，但都是正面影响。

3.2 氮、硫配施对小麦干物质积累及产量的影响

小麦籽粒产量形成受开花前贮存碳、氮物质的调节以及开花后光合生产和氮素吸收能力的影响。干物质积累是小麦产量形成的基础，小麦籽粒中的碳约20%_25%来自开花前营养器官中的贮存碳, 超过70%来自开花后的光合生产[23]。因此，开花至成熟期干物质积累高是小麦获得高产的重要条件。硫是叶绿素合成和 ATP磺酰的活性所必需的元素，以氨基酸的形式参与叶绿素前体的合成[24]，施硫保证了小麦可利用的硫，提高了小麦叶片光合特性，可提高小麦花后干物质积累量，对籽粒产量提高有重要作用[25]，本试验结果表明，氮肥和硫肥配合施用对小麦干物质积累和产量提高有重要作用，在一定范围之内籽粒产量随施氮量的增加而提高，施氮量过高却导致籽粒产量降低，但不同施氮量条件下配施硫肥均显著提高小麦干物质积累量和籽粒产量，而且干物质积累量N180S60、N240S60分别显著高于N240S0和N360S0, 籽粒产量N240S60显著高于N360S0，该试验结果表明，在本试验条件下采用降氮增硫的施肥技术措施，有利于提高小麦生物量和籽粒产量。增施硫肥对小麦成穗数有显著提高，增大了群体的干物质积累量，这可能是收获指数不高的原因。有关氮硫配施对小麦氮素吸收及产量形成影响的生理机制有待于进一步深入研究。

4 结论

在本试验条件下，适宜的施氮量对冬小麦产量提高及氮的高效利用有着重要作用，增施硫肥对冬小麦产量提高和氮素高效利用具有明显的增强效果。施氮量过高不一定能获得高的氮素积累和籽粒氮素所占比例，但施硫可提高籽粒中氮素含量，降低籽粒中氮素分配比例，进而整体提高营养器官中氮素分配比例。施氮量过高籽粒中氮素分配比例呈下降趋势，施硫可促进籽粒和营养器官中氮素积累，且向营养器官氮素积累分配比例高于向籽粒中氮素积累的分配比例。施氮120 kg/hm2配合施硫60 kg/hm2时氮素利用效率最高，但其产量偏低，尽管施氮360 kg/hm2能获得较高的干物质积累量，但其籽粒产量显著低于施氮240 kg/hm2。因此，建议在本试验地区小麦生产中，达到冬小麦稳产高效或增产高效的适宜施氮量为180_240 kg/hm2配合60 kg/hm2硫肥施用。

[1] 张文玲, 王文科, 李桂花. 施肥方式对不同小麦品种生长和氮肥利用率的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2009, (2): 47-51. Zhang W L, Wang W K, Li G H. Effects of different applying methods on nitrogen use efficiency and growth of different wheat varieties[J]. Soil and Fertilizer Sciences in China, 2009, 2: 47-51.

[2] 李淑文, 文宏达, 薛宝民, 等. 小麦高效吸收利用氮素的生理生化特性研究进展[J]. 麦类作物学报, 2003, 23(4): 131-135. Li S W, Wen H D, Xue B Metal. Advances on the physiological and biochemical characteristics of high nitrogen use efficiency in wheat[J]. Journal of Triticeae Crops, 2003, 23(4): 131-135.

[3] Habtegebrial K, Singh B R. Response of wheat cultivars to nitrogen and sulfur for crop yield, nitrogen use efficiency, and protein quality in the semiarid region[J]. Journal of Plant Nutrition, 2009, 32(10): 1768-1787.

[4] 张福锁, 王激清, 张卫峰, 等. 中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径[J]. 土壤学报, 2008, 45(5): 915-924. Zhang F S, Wang J Q, Zhang W Fetal. Nutrient use efficiencies of major cereal crops in China and measures for improvement[J]. Acta Pedologica Sinica, 2008, 45(5): 915-924.

[5] Ju X T, Xing G X, Chen X Petal. Reducing environmental risk by improving N management in intensive Chinese agricultural systems[J]. Proceedings of National Academy of Sciences USA, 2009, 106: 3041-3046.

[6] 叶优良,李隆, 索东让. 小麦/玉米和蚕豆/玉米间作对土壤硝态氮累积和氮素利用效率的影响[J]. 生态环境, 2008, 17(1): 377-383. Ye Y L, Li L, Suo D R. Effect of wheat/maize and faba bean/maize intercropping on soil nitrate nitrogen concentration and accumulation[J]. Ecology and Environment, 2008, 17(1): 377-383.

[7] 翟学旭, 王振林, 戴忠民,等. 施氮时期对冬小麦植株-土壤体系肥料氮去向的影响[J]. 山东农业科学, 2012, 44(12): 60-65. Zhai X X, Wang Z L, Dai Z Metal. Effects of nitrogen topdressing stage on fate of fertilizer nitrogen in winter wheat-soil system using N tracer technique[J]. Shandong Agricultural Sciences, 2012, 44(12): 60-65.

[8] 巨晓棠, 张福锁. 中国北方土壤硝态氮的累积及其对环境的影响[J]. 生态环境, 2003, 12(1): 24-28. Ju X T, Zhang F S. Nitrate accumulation and its implication to environment in north China[J]. Ecology and Environment, 2003, 12(1): 24-28.

[9] Sassenrath G F, Schneider J M, Gaj Retal. Nitrogen balance as an indicator of environmental impact: Toward sustainable agricultural production[J]. Renewable Agriculture and Food Systems, 2013, 28(3): 276-289.

[10] Guo J H, Liu X J, Zhang Yetal. Significant acidification in major Chinese croplands[J]. Science, 2010, 327: 1008-1010.

[11] 吴宇，高蕾，曹民杰，向成斌. 植物硫营养代谢、调控与生物学功能[J]. 植物学通报, 2007, 24(6): 735-761. Wu Y, Gao L, Cao M J, Xiang C B. Plant sulfur metabolism, regulation, and biological function[J].Chinese Bulletin of Botany, 2007, 24(6): 735-761.

[12] Habtegebrial K, Singh B R. Effects of timing of nitrogen and sulphur fertilizers on yield, nitrogen, and sulphur contents of Tef [Eragrostistef(Zucc.)Trotter][J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2006, 75(1-3): 213-222.

[13] Salvagiotti F, Castellarín J M, Miralles D Jetal. Sulfur fertilization improves nitrogen use efficiency in wheat by increasing nitrogen uptake[J]. Field Crops Research, 2009, 113(2): 170-177.

[14] Chan K X, Wirtz M, Phua S Yetal. Balancing metabolites in drought: the sulfur assimilation conundrum[J]. Trends in Plant Science, 2013, 18(1): 18-29.

[15] Jamal A, Moon Y S, Zainul Abdin M. Sulphur-a general overview and interaction with nitrogen[J]. Australian Journal of Crops Science, 2010, 4(7): 523-529.

[16] 李瑞奇，李雁鸣，何建兴，等. 施氮量对冬小麦氮素利用和产量的影响[J]. 麦类作物学报, 2011, 31(2): 270-275. Li R Q, Li Y M, He J Xetal. Effect of nitrogen application rate on nitrogen utilization and grain yield of winter wheat[J]. Journal of Triticeae Crops, 2011, 31(2): 270-275.

[17] 丁锦峰，杨佳凤，王云翠，等. 稻茬小麦公顷产量9000 kg群体氮素积累、分配与利用特性[J]. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(3): 543-551. Ding J F, Yang J F, Wang Y Cetal. Nitrogen accumulation, distribution and utilization characteristics of wheat at yield level of 9000 kg/ha in rice-wheat rotation[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2013, 19(3): 543-551.

[18] 王东，桑晓光，周杰，等.不同类型冬小麦氮、硫积累分配及利用效率的差异[J].中国农业科学, 2010, 43(22): 4587-4597. Wang D, Sang X G, Zhou Jetal. Differences in accumulation and distribution and use efficiency of nitrogen and sulfur in different types of winter wheat[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2010, 43(22): 4587-4597.

[19] 周杰, 王东, 满建国, 等. 高氮条件下硫氮互作对冬小麦幼苗生长及氮,硫吸收利用的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2011,18(1): 42-51. Zhou J, Wang D, Man J Getal. Effects of interaction of nitrogen and sulfur on seedling growth, uptake and utilization of nitrogen and sulfur of winter wheat under high nitrogen conditions[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2011,18(1): 42-51.

[20] 刘洋, 石慧清, 龚月桦. 硫氮配施对持绿型小麦氮素运转及叶片衰老的影响[J]. 西北植物学报, 2012, 32(6): 1206-1213. Liu Y, Shi H Q, Gong Y H. Effect of sulfur and nitrogen fertilizer combination on nitrogen transfer and leaf senescence in stay-green wheat[J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2012, 32(6): 1206-1213.

[21] Salvagiotti F, Miralles D J. Radiation interception, biomass production and grain yield as affected by the interaction of nitrogen and sulfur fertilization in wheat[J]. European Journal of Agronomy, 2008, 28(3): 282-290.

[22] 党红凯, 李瑞奇, 李雁鸣, 等. 超高产冬小麦对氮素的吸收积累和分配[J]. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(5): 1037-1047. Dang H K, Li R Q, Li Y Metal. Absorption, accumulation and distribution of nitrogen in super-high yielding winter wheat[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2013, 19(5): 1037-1047.

[23] Arduini I, Masoni A, Ercoli Letal. Grain yield, and dry matter and nitrogen accumulation and remobilization in durum wheat as affected by variety and seeding rate[J]. European Journal of Agronomy, 2006, 25(4): 309-318.

[24] Droux M. Sulfur assimilation and the role of sulfur in plant metabolism: a survey[J]. Photosynthesis Research, 2004, 79(3): 331-348.

[25] Zhao F J, Salmon S E, Withers P J Aetal. Variation in the bread making quality and rheological properties of wheat in relation to sulphur nutrition under field conditions[J]. Journal of Cereal Science, 1999, 30(1): 19-31.

Effects of nitrogen and sulfur combined application on nitrogen use efficiency and grain yield of winter wheat

XIE Ying-xin1, 2, LIU Chao2, 3, ZHU Yun-ji1, 2, 3*, FENG Wei1, 2, ZHANG Guo-zhao2,3, ZHU Hui-jie1, 2

(1NationalEngineeringResearchCentreforWheat,Zhengzhou,Henan450002,China; 2StateKeyLaboratoryofWheatandMaizeCropScience,Zhengzhou450002,China; 3CollegeofResourcesandEnvironment,HenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002,China)

【Objectives】 Nitrogen (N) and sulphur (S) are essential nutrients required for all living organism, which play important role in grain yield and quality of wheat. Insufficient S, especially physiological deficiency S caused by large amounts of N supply, will result in decreased grain yield and diminished S amino acid content of the grain protein. This paper aims to compare the effects of different N and S combined application on the N use efficiency and grain yield of winter wheat and to give some reasonable advices about N and S fertilization technology in the North China Plain. 【Methods】 A wheat cultivar, Yumai 49-198, was used as test material. Field experiments were conducted with five N levels of 0, 120, 180, 240 and 360 kg/ha (recorded as N0, N120, N180, N240, N360) and two S levels of 0 and 60 kg/ha (S0, S60) during wheat growth seasons. The dry matter accumulation (DMA), N accumulation and distribution, and grain yield formation were measured in 2012-2013 at Wenxian County in Henan Province, China.【Results】 The DMA at late growth stages is increased with the increase of N application rate. Under the same N application rates, S application could significantly increase DMA of winter wheat compared with no S application, in which at maturity stage the DMA of N180S60, N240S60and N360S60compared with N180S0, N240S0and N360S0increased 2225, 3607 and 3120 kg/ha, respectively, showing the order of N180S60> N240S0, N240S60> N360S0, and the differences all reach significant level. The total N accumulation in wheat plant also increased with the increase of N application rate, the S application could significantly increase the accumulation under higher N application rates (240 and 360 kg/ha). Compared with no S application, S application at five N application levels could also increase the grain yield by 10.5%, 18.3%, 5.2%, 5.6% and 4.9%, respectively. N partial factor productivity gradually declined with the increase of N application rates, N recovery efficiency, agronomic efficiency and physiological efficiency are all the highest in the N180treatment, and combined with S application could further significantly increase the N recovery efficiencies, and the increases in agronomic efficiency and N partial factor productivity are significant at N application rates of 120, 180 and 240 kg/ha. 【Conclusions】Comprehensively considering grain yield and N use efficiency in the current wheat production of North China, we conclude that combined N and S fertilization is effective technology for achieving simultaneously high grain yield and N use efficiency of winter wheat. N of 180-240 kg/ha combined with S of 60 kg/ha are recommended to obtain stable and high yield and high efficiency of winter wheat in the tested area.

nitrogen； sulfur; winter wheat; grain yield; nitrogen utilization

2014-4-14 接受日期： 2014-10-23

国家重点基础研究发展计划(2009CB118600)；农业部公益性行业科研专项(201203096, 201203031，201303102)； “十二五”科技支撑计划(2013BAD07B07，2011BAD16B07)资助。

谢迎新(1976—)， 男， 河南西平人， 博士， 副研究员， 主要从事植物营养与生理生态研究。 E-mail: xieyingxin@tom.com * 通信作者 E-mail: hnndzyj@126.com

S143.7+9； S512.1+1

A

1008-505X(2015)01-0064-08