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理解高产冬小麦群体动态发育特征及其明确氮营养与重要栽培因子对群体数量与质量的影响对于取得冬小麦高产与氮肥高效是十分重要的。本研究的研究地点为河北省曲周中国农业大学曲周实验基地,首先通过汇总田间大样本数据(501个)分析了不同产量水平群体动态发育特征(产量结构,动态群体数量与干物质养分累积),然后通过长期定位氮水平试验明确了拔节与收获期临界根层氮含量以确定相应的根层氮素调控指标；进一步通过三年田间试验,分析了氮肥管理与品种(不同分蘖能力或穗型)对冬小麦产量,效率,动态群体发育的影响；通过两年田间试验分析了有机肥与播期播量对冬小麦动态群体发育影响；最后,基于以上结果,设计了综合的氮素管理措施同步实现冬小麦高产与氮肥高效。取得的主要结果如下：(1)华北平原冬小麦产量的提高主要归咎于单位面积穗数的提高,而穗粒数与千粒重变异幅度相对较小。实现>8.5t ha-1的高产水平,单位面积的穗数应保证在每平米750穗左右,穗粒数32粒,千粒重38g左右。为了实现以上的高产群体,合理的冬前群体(每平米1200茎蘖)与高的拔节-开花阶段茎蘖成穗率(45%)是关键。拔节期(0-60cm)与收获期(0-90cm)获得合理群体数量的临界根层无机氮含量分别为50与90kg ha-1,结合不同阶段的氮素吸收量,相应地播前(0-60cm)与拔节期(0-90cm)的根层氮素目标值分别为150与210kg ha-1(2)优化养分管理下,平均三年的结果,大穗型品种泰农比多穗型品种良星的产量与生理效率显著增加平均6与10%。泰农产量的增加主要归咎于高的收获指数与花后生物量累积。开花期11%高的叶片氮浓度与8%高的库强度(单位面积籽粒数量)导致了泰农花后累积更多的干物质(24%),有助于保证高的收获指数。泰农显著减少了春季无效分蘖的发生,优化了群体质量,有助于形成高的穗粒数。平均这两个品种,基于根层养分调控的优化氮肥管理相比农民氮肥管理减少氮肥投入140kg N ha-1,从300降至160kg N ha-1,没有任何产量损失,氮肥利用效率从32%增加到64%,表明优化氮肥管理是实践中时可行的。(3)推迟播期从10月5日至15日,小麦产量从9.5降至7.8t ha-1。进一步,推迟播期到10与15日,施用有机肥相比无有机肥处理能弥补产量损失分别为16与11%,而早播期时,施用有机肥不能显著增产。主要的原因归咎于中播期下施用有机肥增加了冬前群体数量,而晚播期下,施用有机肥仅改善春季群体的发育。早播期下,施用有机肥增加了分蘖死亡率,没有实现穗数与产量的增加。施用有机肥显著改善了植株的氮,磷与钾浓度,表层0-5cm的土壤温度冬前平均增加0.4度,拔节后增加0.5-0.8度,这些可能的原因改善了群体的发育。因此,有机肥在播期推迟到10月10号以后施用对于小麦增产更有帮助。(4)施用有机肥相比无有机肥处理显著增加了小麦产量10%,主要由于穗数(16%)与穗粒数(11%)的协同提高。在施用有机肥时,增加播量从340株m-2到520株m-2时,产量显著下降10%,主要由于增加播量并没有显著增加单位面积穗数,相反导致千粒重显著降低。不施用有机肥时,三个播量处理的产量没有显著性差异,增加播量增加了单位面积穗数,但是千粒重显著降低。(5)相比晚播期大播量处理(10月15日,540株m-2),早播期(10月5日)优化播量(340株m-2)模式能够获得更多的单位面积穗数,该模式增加了冬前群体与高的茎蘖成穗率。高的基肥用量(典型的农民传统氮肥管理措施)与春季返青追氮肥增加了拔节期群体茎蘖数量,增加分蘖死亡数量。拔节追肥120kg N ha-1相比不追肥与追肥60kg N ha-1处理增加了单位面积穗数与穗粒数,实现了群体数量与质量的协调。基于以上结果,我们设计了优化各栽培因子的综合氮素管理措施。两年田间试验下,综合作物氮管理相比农民传统管理实现增产38-51%,节肥27%,增加氮肥利用效率87-107%,证明了综合氮素管理措施能同步实现冬小麦高产与氮肥高效。