1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
全球气候变暖备受关注与研究，目前农田生态系统对气候变暖的研究相对较少，且都集中于地上部分，对地下生物学的反馈研究甚少。氮素是作物生长发育必须的大量元素，关于土壤氮肥对冬小麦的研究有很多，但是在气候变暖的背景下，关于氮肥利用率的研究还不是很多。借助农田开放式主动增温系统，设置冬小麦花前夜间增温处理，以及不同的施氮量作用于不同年代冬小麦，分别研究了小麦各生育期土壤理化特性、根系特征、土壤碳氮的影响特征，模拟气候变暖下不同施氮量对农田生态系统地下生物学过程的响应特征，为应对未来气候变暖下，合理的施用氮肥，对作物生产、农田生态系统管理及种植技术的改进提供科学参考和理论依据。
气候变暖越来越引起社会的广泛关注，2013年9月27日，IPCC发布的第五次气候变化报告指出，过去的130年里全球升温0.85℃。科学家预计到本世纪末，全球地表气温将比本世纪初升高0.3℃至4.8℃[1]。
土壤养分能够提供给植物生活所必须的营养元素，而氮、磷、钾是植物生长需要量最大的三种元素。作物的生长发育与土壤中的养分含量紧密联系，干物质和产量的增加会促进作物对土壤养分的快速吸收，尤其是对氮素的吸收[2]。牛静[3]研究表明土壤有机质、速效钾、速效磷和速效氮含量随着施氮量的增加，土壤中的速效氮、速效钾含量表现出现先增后减再增的变化趋势，速效磷呈先减后增。在生态系统中，温度起着至关重要的作用，它控制着生物化学反应速率，调节能量、水分和养分的流动，包括养分矿化、有机质分解和土壤呼吸等[4,5]。植物吸收的是土壤中的无机态氮，这就需要土壤微生物的矿化作用将有机氮转化为无机氮，有研究发现温度升高明显提高土壤氮的矿化速率[6]，温度升高也能促进土壤无机氮的生成，刺激植物的生长，最终提高生态系统的净生产力[7]。Eno[8]发现硝态氮的产生与温度有关，Melillo[9]发现增温能增加土壤中氮的矿化速率，增加可利用氮含量。闵炬[10]在研究不同施氮水平下对土壤养分影响指出，氮肥达到作物适宜水平后，增施氮肥会造成磷、钾养分在土壤中积累。包秀荣[11]在研究增温与施氮肥对荒漠草原土壤养分指出，增温和施氮肥使土壤全氮含量增加，而对钾影响较小。张南翼[12]对增温和氮沉降对土壤养分影响表明，氮素增加可显著提高土壤全氮、速效氮的含量，使速效磷下降，改变土壤氮素和磷素的平衡。张明乾[13]冬小麦夜间增温试验得出，夜间增温除小麦抽穗期碱解氮含量增加，其余各时期碱解氮、速效氮、速效钾均下降。
2. 研究的基本内容和问题
为探讨气候变暖下不同施氮量冬小麦地下生产力的影响，运用田间开放式主动增温系统模拟气候变暖，设置花前夜间增温处理，研究不同年代冬小麦品种的土壤养分的变化及地下生物学机制。
3. 研究的方法与方案
土壤温湿度：土壤温湿度记录仪土壤有机质:重铬酸钾一硫酸消化法
土壤硝态氮：紫外分光光度计测定土壤铵态氮：紫外分光光度计测定
全磷:NaOH熔融一火焰光度计法。全氮：凯式蒸馏法
4. 研究创新点
我国对于气候变暖下冬小麦生理生态的试验研究已经有很多，对于不同氮肥处理下冬小麦的氮素运转也有大量研究，但是由于近年来肥料的过多施用，已经导致土壤富营养化，对于增温下土壤氮肥的运转还有待探索，目前对于增温和施氮量协同作用下，对冬小麦地下部分的相关研究很少，大多集中与林地土壤和草地土壤。气候变暖在江淮地区多体现在冬春季，且夜间增温对农作物影响很大，因此本课题研究冬小麦花前夜间增温条件下，不同施氮量对土壤养分及根系生长的影响，从而拓宽增温与氮肥协同作用方面的研究。
5. 研究计划与进展
2014年10月~2015年6月于在江浦农学试验站进行大田试验，6个小区，施用两三种不同氮含量基肥，设夜间增温（T，增温时间为18:00～06:00）和不增温对照（CK），共2个处理，每处理重复3次。小麦生产管理按照当地高产栽培技术规程进行。
2014.09～2014.10：文献调研，试验设计大田试验和布置；
2014.10～2015.06：田间管理和取样，样品经处理后备用；
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