砂土生態類型區強筋小麥氮肥施用分配方式研究

張慎舉，皇甫自起

(商丘職業技術學院，河南 商丘 476005)

商丘地處豫東平原，因歷史上黃河沖擊分布有較大面積的砂土[1]323-543，成為豫東、豫東北乃至河南省主要的小麥生態類型區之一[2].但在國內小麥品質生態區劃中，多把砂土生態類型區劃為強筋小麥的次適宜種植區[3].而近幾年該區種植業生產發展實際卻是，隨著日益增長的強筋小麥市場需求和小麥品種及其種植結構的調整，優質強筋小麥的種植區域已經不斷地擴大到了砂土生態類型區[4，5]，與黏土、壤土相比較，該類型土壤的有機質及氮素含量均較低，并且保水保肥性較差，在砂土地上種植強筋小麥，氮肥施用及其分配方式就顯得更為必要了.多年來，就小麥產區氮肥施用與強筋小麥產量、品質的關系及其合理施用技術問題，國內已有一系列研究結論，如趙廣才等[6]在河北任丘土壤質地為壤土的中產條件下；武際、葛鑫、石玉等[11]分別在山東龍口和江蘇南京土壤類型為黃棕壤的中高產麥田；朱統泉等[7-9]分別在皖北、蘇北、豫南土壤質地黏重的砂姜黑土麥田，張軍等[10]在江蘇淮南長江中下游溫暖潮濕的氣候區；路開梅等[13]在豫北新鄉平原灌區高肥力的黏壤土上，采用當時、當地生產上推廣應用的多個強筋小麥新品種作為試驗材料，以田間試驗方法為主，研究了氮肥施用對強筋小麥產量、蛋白質含量及加工品質的影響.但在豫東平原砂土生態類型區，針對氮肥施用及其分配方式與強筋小麥產量、品質的關系等，還沒有比較明確的參數或指標.為此，筆者于2010～2011年度，就砂土生態類型區種植強筋小麥氮肥施用分配方式對產量、蛋白質含量、籽粒及面粉加工品質的影響效應，進行了試驗研究.現將主要結果總結如下，期望為砂土區強筋小麥增產保優技術提供一定依據或參數.

1 材料和方法

1.1 試驗地土質及其肥力基礎

田間試驗在商丘職業技術學院睢陽區試驗基點進行，土壤為典型砂質黃潮土，其砂粒(粒徑1～0.05 mm)含量632 g/kg、粉砂粒(粒徑0.05～0.005mm)含量293 g/kg、黏粒(粒徑0.005～<0.001mm)含量75 g/kg.耕層(0～20cm)土壤主要養分含量分別為：有機質8.7g/kg，全氮(N)0.78 g/kg，堿解氮(N)56～mg/kg，速效磷(P2O5)12.3mg/kg、速效鉀(K2O)75mg/kg.有效錳(Mn) 6.2 mg/kg、有效鐵(Fe) 7.6 mg/kg、有效鋅(Zn)0.74 mg/kg、有效銅(Cu) 0.93 mg/kg、有效硼(B)0.86.

1.2 試驗設計

該試驗為強筋小麥不同生育期氮肥施用分配(運籌)方式單因素試驗.即在氮肥(N)施用總量均為300 kg/hm2水平下，設5個處理(即5種施用分配方式)：①ck，基肥100%，簡記為基1；②基肥50%(150 kg/hm2)+返青期(2月中旬，下同)追施50%(150 kg/hm2，處理③和④同)，簡記為基0.5返青0.5；③基肥50% +拔節期(3月中旬，下同)追施50%，簡記為基0.5拔節0.5；④基肥50% +孕穗期(4月中下旬，下同)追施50%，簡記為基0.5孕穗0.5；⑤基肥50% +拔節期追施30%(90 kg/hm2)+孕穗期追施20%(60 kg/hm2)，簡記為基0.5拔節0.3孕穗0.2，也可以簡稱為“532”分配模式.試驗用氮肥為尿素(含N 46%).處理①～⑤磷、鉀肥種類及其施用標準和方法完全相同，即磷、鉀肥全部作基肥，磷肥用普通過磷酸鈣(含P2O516%)、鉀肥用氯化鉀(含K2O60%)，磷(P2O5)、鉀 (K2O) 肥施用量分別為150kg/hm2和180kg/hm2，氮磷鉀總體施用比例(N:P2O5∶K2O配比)為1∶0.5∶0.6.

田間試驗采取隨機區組排列方法，重復3次，試驗小區面積12m2(2m × 6m).供試小麥品種為國審強筋鄭麥9023.2010年10月15日播種，基本苗300萬/hm2，田間管理措施同一般大田生產.

1.3 測定項目

于小麥收獲時計產；收獲后分別用凱氏法和粉質儀測定籽粒蛋白質含量和面粉加工品質，如濕面筋、沉降值、穩定時間等[14].

2 結果與分析

2.1 氮肥不同施用分配方式對強筋小麥產量的影響

觀測結果(表1)表明，在氮肥(N)施用總量均為300 kg/hm2的試驗條件下，砂土生態類型區強筋小麥，不同生育期間不同的氮肥施用方式或分配比例產量結果顯著不同.總體上看反映出3個重要信息：一是在總施氮量一致的條件下，將氮肥按比例分配作基肥并配合不同生育期追肥(即處理②～⑤)，都比一次作基肥(即處理①)顯著增產；二是在總施氮量一致、底施氮肥和一次追施氮肥各為50%(即處理②～④)的條件下，以拔節期追肥增產效果更好；三是在總施氮量一致、追施氮肥比例都為50%的條件下，又以拔節期和孕穗期兩次按比例分配追施(即處理⑤)增產效果最為理想，并且氮肥生產效率最高，無疑對提高氮肥利用率是有利的.這就是說，處理間總體相比，以處理⑤產量最高，接近為8000 kg/hm2(圖1)，分別較處理①、②、③和④增產16.2%、12.1%、5.8%和9.6%，其次是處理③，分別較處理①、②和④增產9.8%、5.9%和3.6%，處理②和④懸殊不大.這些情況說明，砂土地種植強筋小麥，如果氮肥施用偏早(返青一次追施)，可能存在生育后期脫肥的風險；如果氮肥施用偏晚(孕穗一次追施)，客觀上必然造成生育前期氮素營養不足，特別是難以滿足需氮臨界期對氮素的需求；如果一次分配較多(全部作基肥)，在很大程度上又形成與小麥氮素營養規律不一致或造成氮素浪費、損失現象[6,43]，從而導致產量結果不理想.從試驗觀測到的資料看，氮肥底、追按比例分配并且追肥適當后移對增產有利.在50%的氮肥作基肥的前提下，其余氮肥如果一次追施以拔節期較為適宜，如果分2次追施則分別以拔節期和孕穗期運籌增產效應最好，這也與通常情況下小麥拔節至孕穗是一生需氮最多的時期以及該期氮素利用效率最高的規律相吻合[15].

表1 氮肥不同施用分配方式對強筋小麥產量的影響

2.2 氮肥不同分配(運籌)方式對強筋小麥蛋白質含量及加工品質的影響

砂土地強筋小麥施用氮肥方式對小麥籽粒品質(蛋白質含量)及面粉二次加工品質具有明顯的調控效應.在氮肥施用總量(300 kg/hm2)相同的試驗條件下，以基施50%、孕穗期追施50%(處理④)的施用方式強筋小麥蛋白質含量最高，達15.6%，較一次基施處理提高2.2個百分點，相對提高16.4%，也分別較其它處理提高0.2～1.3個百分點；其次是處理⑤(即基施50%、拔節追施30%、孕穗追施20%)和處理③(即基施50%、拔節追施50%)，籽粒蛋白質含量分別較一次基施相對提高14.9%和13.4%；如若折算成蛋白質產量，則以處理⑤為最高，達1230.1 kg/hm2.說明砂土區種植強筋小麥，一定比例的氮肥配施一定數量的磷鉀肥掩底，在拔節至孕穗期按一定比例追施氮肥對提高籽粒品質具有非常重要的作用，絕非前期(返青)追施或一次重施(掩底)能夠替代的，不可忽視.見表2.

表2 氮肥施用分配方式對強筋小麥蛋白質含量量和加工品質性狀的影響

進一步分析表明，在氮肥施用總量一致的試驗條件下，按一定的基肥和追肥比例分配施用以及追肥時間再適當后移，對提高砂土地強筋小麥面粉加工品質具有非常重要的作用.如濕面筋含量在底、追各50%時(處理②～⑤)較一次底施增加1.7～6.7個百分點，相對提高5.6%～21.9%，而面筋的含量與小麥面粉的加工品質關系極為密切，與其同時，沉降值也較一次底施增大2.3～7.6ml，而沉降值越大表明面筋質量越好，這是因為沉降值與面團強度和面包烘烤品質呈顯著正相關[14，16].在一定程度上說，沉降值的高低比面筋、蛋白質含量等指標更能反映小麥面粉的加工品質.再從面團穩定時間來看，也是底、追各50%并且追肥時間越靠后穩定時間越長，而面團穩定時間為更重要的強筋小麥面粉加工指標，穩定時間越長，表明面團的筋力越強，面筋網絡越牢固，攪拌耐力越好，面團操作性能好，相應的面包的評分越高[14，16].從本試驗結果來看，砂土地種植強筋小麥，氮肥分配以底施50%、拔節期追施30%、孕穗期追施20%更能全面地改善面粉的加工品質，綜合增產保優效果更為突出，也可以稱之為“532”施肥模式，可作為豫東砂土生態類型區現行的生產、生態和技術條件下，種植強筋小麥實現高產優質目標，氮肥合理分配施用的主要技術指標或參數來運用.

3 結論與討論

第一，豫東平原砂土區種植強筋小麥，在施氮(N)總量均為300 kg/hm2的試驗條件下，采取“底追均衡供應，追肥合理分配”的施肥原則，即在50%的氮肥作基肥的前提下，其余氮肥如果一次追施以拔節期較為適宜，如果分2次追施則分別以拔節期和孕穗期運籌增產效應最好，亦可概括為“532”施肥模式，可作為豫東砂土生態類型區一般生產條件下種植強筋小麥氮肥合理分配和運籌的主要技術措施來運用.

第二，國內許多研究指出，在強筋小麥生產中，如果在同樣的氮肥施用量條件下，其不同分配或運籌方式對小麥生產效率產生較大影響，本研究結果與其基本一致，如采用“532”施肥模式時，氮肥生產效率達26.63kg,較其他模式高出5.8%～16.2%，尤其較一次作基肥模式增收效應更為明顯.

第三，前已述及，河南省小麥品質生態區劃[5]已明確將豫東砂質潮土區列為強筋小麥的次適宜種植區，而近幾年來的現實情況是，強筋小麥市場需求持續增長，相應地優質強筋小麥的種植區域已經不斷地擴展到了該類型區.該項研究就是在此背景下，有針對性探討豫東砂土區種植優質強筋小麥時，作為“氮磷鉀肥料三要素”之首的氮肥，其保優增產效應及其合理分配、施用的技術指標和參數.該試驗研究與所列參考文獻[6-13]關于施肥時期及其運籌方式對強筋小麥的增產效應、改善籽粒品質及面粉加工品質的作用等基本一致，但其生產、生態條件及其相關施肥技術參數特別是土壤類型和質地卻有較大不同或本質區別.另外，有些田間試驗研究雖然也涉及到了砂土或砂壤土的試驗背景[17,18]，但其供試材料不是強筋小麥品種，或者生態氣候環境有極大差異，相應的施肥技術指標懸殊也很大.可以說，豫東砂土地強筋小麥生產中有關氮肥施用分配可供借鑒的、指導性強的研究成果或技術指標并不多，因此，本文試驗研究結果有一定的創新性和可操作性，施肥技術理論依據有一定突破，并且在中國小麥主產區之一的豫東地區的生產、生態及技術條件下有突出的實用性.

第四，目前，豫東黃潮土生態類型區強筋小麥生產已進入了一個新的發展階段，自2010年以來，鄭麥7698強筋小麥新品種高產示范田單產已經突破10500kg/hm2[19]，小面積高產創建已達11340 kg/hm2[20].在超高產栽培的生產、生態、技術條件下，對豫東砂土地強筋小麥進行深入的氮肥運籌技術、生理生化生態效應及其增產保優配套技術措施的研究和探討已經日顯重要，無疑對該生態類型區夏糧持續增產也有重要現實意義.

[1] 魏克循.河南土壤地理[M].鄭州:河南科學技術出版社，1995.

[2] 張慎舉,湯向東,張傳中.黃潮土區小麥應用鉀肥的研究[J].土壤通報,1991,22(4).

[3] 王紹中,季書勤,趙 虹,等.河南省小麥品質生態區劃[J].河南農業科學,2001,(9).

[4] 張慎舉,達龍珠,胡 新,等.砂土、砂壤土強筋小麥保優增產技術研究[J].河南農業科學,2012,41(6).

[5] 張慎舉,郭振升,侯樂新.豫東砂壤土區強筋小麥施鉀增產保優效應研究[J].中國農學通報,2013,29(3).

[6] 趙廣才,常旭虹,劉利華,等.施氮量對不同強筋小麥產量和加工品質的影響[J].作物學報，2006,32(05).

[7] 武 際,郭熙盛,王允青,等.氮肥運籌方法對強筋小麥產量和品質的調控效應[J].土壤通報,2008,39(1).

[8] 葛 鑫,戴其根,張洪程,等.施氮方式對強筋小麥濟南17產量和品質的影響[J].麥類作物學報,2003,23(04).

[9] 朱統泉,袁永剛,曹建成,等. 不同施氮方式對強筋小麥群體及產量和品質的影響[J].麥類作物學報. 2006,26(01).

[10] 張 軍,張洪程,許 軻,等.氮肥施用時期對強筋小麥品質影響的研究[J].江蘇農業科學,2005(02).

[11] 石玉,于振文.施氮量和氮肥底追比例對濟麥20產量、品質及氮肥利用率的影響[J]. 麥類作物學報,2010,30(4).

[12] 劉鳳樓,宋美麗,馮 毅,等.施肥量與氮肥基追比對西農979產量和品質的效應[J].麥類作物學報,2010,30(3).

[13] 路開梅,史學禮.氮肥用量及施用期對強筋小麥產量和品質的影響[J].河南科技學院學報 (自然科學版),2008,36(1).

[14] 李 浪,小麥面粉品質改良與檢測技術[M].北京:化學工業出版社,2008.

[15] 張慎舉,卓開榮.土壤肥料[M].北京:化學工業出版社,2010.

[16] 田建珍.專用小麥粉生產技術[M]..鄭州:鄭州大學出版社,2004.

[17] 劉萬代,朱云集,譚金芳.氮素運籌方式對沙薄地小麥產量和品質的影響[J].西北農業學報,2004,13(2).

[18] 張 潔,葛紅根,游延軍,等.豫東沙壤土不同施氮量對小麥群體動態和產量的影響[J].山東農業科學,2011(12).

[19] 田 偉,張慎舉,郭振升,等.超級小麥鄭麥7698生長發育特性及其配套技術研究[J].河南農業科學,2011,40(7).

[20] 崔申義.商丘職業技術學院“鄭麥7698”高產攻關田實收畝產高達756公斤[N].商丘日報,2011-06-11(1).