迄今为止的四个主要发现

• 产量对施氮量的响应只有在湿润年才明显。
• 在某些地区和年份，春季和分氮肥施用比秋季有优势。
• 在干旱年份，籽粒蛋白质含量的增加与籽粒产量的减少呈反比关系。
• 作物传感器在冬小麦氮素管理中具有应用潜力。

在2016年和2017年等春季潮湿的年份，由于谷物蛋白质减少，内布拉斯加州的小麦生产者遭受了严重的利润损失。在众多潜在因素中，土壤氮(N)是影响小麦蛋白质水平的最主要因素。为了研究氮对小麦籽粒产量和蛋白质含量的影响，2018年全州开展了田间试验。此外，内布拉斯加州西部旱地冬小麦产量的预测N算法最后一次由Emeriti Jurg M. Blumenthal教授和Donald H. Sander(历史材料UNL分机768)在20世纪70年代编写。考虑到旱地冬小麦性状和管理的进展以及气候条件的变化，有必要重新评估旱地冬小麦的推荐施氮量。

所有试验点均采用分割区随机完全区组设计，共4个重复。主要的情节因素是小麦品种(露丝和弗里曼)。次小区因子为施氮时间的组合(100%秋季、100%春季和劈裂;1/3为秋季，2/3为春季)和施氮量(推荐施氮量的0、25%、50%、75%、100%和125%)。利用现有的UNL算法，根据土壤试验和产量目标估算推荐施氮量。利用所有地点的手持传感器(RapidScan CS-45)和安装有多光谱传感器(MicaSense RedEdge)的无人机(UAV)在Mead和Scottsbluff的不同作物生长阶段收集不同的营养指数。

结果(按研究地点划分)

米德

2018/2019年，在统计上，Freeman的平均产量(64.4桶/英亩)高于Ruth的平均产量(53.8桶/英亩)。随着施氮量的增加，籽粒产量没有增加(图2a)。这一结果可能是由于镰刀菌头疫病(FHB)等因素所致。施氮量越高，赤霉病的严重程度越高。未观察到施氮时间对籽粒产量的影响(图3a)。

2019/2020年，观察到品种× N速率的显著交互效应(图2b)。露丝的所有氮产量都高于弗里曼。与对照或低施氮量相比，两个品种在较高施氮量下产量均有小幅增加。此外，还观察到品种x施用时机对籽粒产量的显著影响(图3b)。对Ruth来说，与秋施氮肥相比，裂施和春施氮肥的产量增加较小。然而，弗里曼没有观察到这种差异。

格兰特

2018/2019年，品种对籽粒产量无显著影响，但施氮量和施氮时间对籽粒产量均有显著影响(P< 0.05)。施氮量为75磅/英亩时，产量最高为97.6磅/英亩，显著高于其他施氮量(图4a)。作物对施氮量的反应并没有趋于稳定，这表明在研究中最高施氮量的基础上增加施氮量可以获得产量的提高。平均各施氮速率，秋季施氮的籽粒产量显著低于春季或分期施氮(图5a)。

2019/2020年，在Grant条件下，N速率对粮食产量没有显示出任何显著影响(图4b)。各N种速率的平均产量低于2018/2019年。生长季的降水量低于30年的正常水平。降雨的减少可能影响了粮食产量，导致不同施氮率的产量没有显著差异。同样，施氮时间对籽粒产量无影响(图5b)。

西德尼

结果表明，2018/2019年，品种和施氮量对籽粒产量均有显著的主因子影响。Ruth的产量明显高于Freeman (P< 0.05)。高施氮量下的籽粒产量显著高于低施氮或零施氮量(图6a)。施肥时机对产量没有显著影响(图7a)。

2019/2020年，施氮量对粮食产量没有显著影响(图6b)。最高产量(47.57蒲亩)^－1)的氮含量最高。施氮时间对籽粒产量没有任何影响(图7b)。

Scottsbluff

由于冰雹的破坏，2018/2019年Scottsbluff的地块没有产量数据。2019/2020年，不同施氮处理的产量没有显著差异(图8)。不同施氮处理之间的产量差异可能是由于不同施氮处理之间的产量差异不明显。

谷物蛋白质

2018/2019年的结果表明，施氮量对所有地点的籽粒蛋白质均有显著影响。在格兰特和悉尼，最高的蛋白质水平(以14%的水分为基础)总是低于10%。相比之下，米德施氮区籽粒蛋白质水平较高(> 10%)，100磅N亩施氮区籽粒蛋白质水平最高(11.35%)^－1．各部位施氮时间间籽粒蛋白质含量无显著差异。

2019/2020年，在格兰特、西德尼和斯科茨布拉夫(米德郡的谷物尚未进行蛋白质分析)观察到氮含量对谷物蛋白质的显著影响。施氮量越大，蛋白质水平越高，对照区蛋白质水平越低。蛋白质水平(以14%的湿度为基础)在格兰特为14.58% - 15.70%，在悉尼为12.59% - 13.73%，在斯科茨布拉夫为12.54% - 13.65%。

研究地点的降水模式

表1:小麦生长季(9 - 7月)试验点降水(英寸)

参数/位置	格兰特	HPAL	米德	Scottsbluff
30年正常降水(1980-2010)	18.21	14.86	25.69	14.16
总降水(2018/2019)	21.12	23.89	32.09	16.88
总降水(2019/2020)	13.52	11.67	21.81	10.25

两个生长季的降水数据显示，2018/2019年降水量高于平均水平，而2019/2020年降水量低于平均水平(表1、图9)。分蘖、孕穗期、抽穗期和开花期等主要生长阶段，充足的水分对充分满足作物水分利用、促进作物生长和肥料使用至关重要。这两季明显的降水差异可能解释了2018/2019年各氮肥处理产量相当高，而干旱年(2019/2020)产量较低的原因。2019/2020年由于天气原因导致产量下降，导致不同地点的谷物蛋白质处理存在显著差异。在所有位置，籽粒蛋白质的升高与籽粒产量的降低呈反比关系。

总结

在过去两年的多地研究中，我们发现产量对施氮量的响应只在湿润年明显。在干旱年份，籽粒蛋白质含量的增加与籽粒产量的减少呈反比关系。这些发现表明，需要能够根据天气，特别是春天的湿度，管理和调整氮。春施氮肥或秋分施氮肥有好处，但不同地点和年份的效果不一致。在该州将作物传感器用于冬小麦氮素管理之前，还有很多工作要做，但我们有令人鼓舞的结果表明它们有潜在的用途。