氮肥對淮北地區強筋小麥產量與品質的調控效應

易 媛，劉 靜，王 靜，劉立偉，趙 娜,2，劉東濤，馬紅勃，馮國華，張會云

(1.江蘇徐淮地區徐州農業科學研究所，江蘇徐州 221131；2.揚州大學小麥研究中心，江蘇揚州 225009)

氮素營養是決定小麥產量和品質的主要因素之一。小麥生產中氮肥投入量大、氮肥利用率低等問題已成為國內外學者關注的熱點。適量施用氮肥既能增加小麥籽粒產量又能提高蛋白質含量和濕面筋含量，延長面團形成時間、穩定時間和斷裂時間，可實現高產和優質的栽培目標。施氮量過高時小麥籽粒產量不增甚至降低。氮肥運籌對小麥籽粒品質具有顯著的調節作用，適當提高中后期追氮比例和追氮時期適當后移可顯著提高籽粒產量且明顯改善籽粒的品質。因此，如何合理調整氮肥用量和基追比例，使其在提高產量和改善品質的同時，最大限度地降低氮肥對環境的負面作用，已成為淮北地區強筋小麥生產中亟待解決的問題。本試驗選用適宜淮北地區播種的兩個強筋小麥品種，研究不同施氮量和基追比例對小麥產量及加工品質的效應，以期為強筋小麥高產優質栽培提供技術支持。

1 材料與方法

試驗于2019—2020年度在徐州農科院試驗田進行，該區屬亞熱帶溫潤氣候區。土壤類型為輕壤土，質地偏淤，0～20 cm耕層土壤pH為 7.6，有機質含量20.2 g·kg，全氮含量1.08 g·kg，速效氮含量62 mg·kg，速效鉀105 mg·kg， 速效磷23.0 mg·kg。前茬為綠肥。

1.1 試驗設計

采用三因素裂區設計，以品種為主區，分別為徐麥32、新麥45兩個優質強筋小麥品種，兩品種具有豐產、穩產、抗逆性較佳的特性，適宜在江蘇淮北麥區推廣種植；以施氮量為裂區，設氮肥225、270、315 kg·hm三個水平，所用氮肥為尿素(46.3%N)；以氮肥基追比為小裂區，設基肥∶拔節肥為60%∶40%(記為6∶4)、50%∶50%(記為5∶5)、40%∶60%(記為4∶6)三個水平。磷、鉀肥種類為磷酸二胺(N∶PO=14%∶43%)和氯化鉀(KO≥60%)，磷、鉀肥各施用120 kg·hm，全部基施。2019年10月14日播種，基本苗225×10株·hm，2021年6月5日收獲。全生育期235 d，平均氣溫13.4 ℃，降水294.6 mm，日照時數1 255.6 h。小區面積為8.8 m(1.6 m×5.5 m)，精量機條播，等行距種植(23.3 cm)，其他田間管理同一般高產大田。

1.2 測定項目和方法

成熟期每小區田間取1 m樣方調查穗數、穗粒數；收獲、脫粒后稱重并計算產量，測千粒重；測量籽粒含水率，換算成13%水分時的千粒重和產量。重復3次。

用實驗磨(Quadrumat Junior，德國Brabender公司)制粉，用2200型面筋數量和質量測定系統(瑞典波通)測定干、濕面筋含量和面筋指數；利用粉質儀(820604，德國Brabender)測定面團的吸水率、形成時間和穩定時間、粉質質量指數等粉質參數，測定方法參照GB/T14614-2006/ISO5530-1∶1997；利用10 g揉混儀(美國Ntional)測定和面時間、峰值面積、峰高、尾高和8 min尾高等揉混參數，測定方法參照 AACC08-01；籽粒容重用上海東方衡器廠產HGT-1000型容重器；利用全自動定氮儀Kjeltec 8400(丹麥FOSS)測定籽粒含氮量，含氮量乘以 5.7 即為籽粒蛋白含量。SDS-沉降值的測定參照GB/T15685-1995進行。

2 結果與分析

2.1 氮肥對強筋小麥產量及其構成因素效應

由表1可知，施氮量、基追比例及其二者的互作效應對兩品種產量具有極顯著的調控作用 (<0.01)。施氮量225～270 kg·hm配以 6∶4或5∶5的基追比例，兩品種的產量均可達到7 500 kg·hm以上，略高于施氮量315 kg·hm、基追比4∶6條件下產量水平，說明過高的氮肥投入并沒有達到增產效果。本試驗條件下，合理設置氮肥運籌小麥產量可達7 500 kg·hm以上，較常規施氮量減少約15%～30%的投入，有利于實現減氮增效栽培目標。

表1 氮肥對籽粒產量及其構成因素的影響Table 1 Effect of nitrogen application on grain yield and its components

基追比6∶4條件下的穗數顯著高于其他兩種基追比處理(<0.05)，說明施足基肥有利于提高成熟期穗數。在基追比6∶4條件下，兩品種的穗數隨施氮量的增加而先增后降，在施氮量270 kg·hm水平下穗數最高，且顯著高于其他兩個氮肥水平。在基追比5∶5和4∶6條件下，穗數隨施氮量增加呈增加趨勢。氮肥基追比顯著調控(<0.05)穗粒數，兩個品種的最高穗粒數在施氮量225 kg·hm、基追比例5∶5(徐麥32)或6∶4(新麥45)條件下獲得。施氮量、基追比例及其二者的互作效應對兩品種千粒重具有極顯著的調控作用(<0.01)；隨著施氮量增加，千粒重呈下降趨勢；而氮肥后移有利于提高千粒重。

2.2 氮肥對籽粒品質的效應

由表2可知，隨施氮量增加和拔節肥比例增加，兩個強筋小麥品種蛋白質含量，干、濕面筋含量和沉降值均顯著或極顯著增加，但面筋強度呈顯著下降趨勢，說明后期足夠的氮素供應顯著提高了強筋小麥蛋白質和面筋的數量，有利于改善營養品質，但面筋質量有所下降。各氮肥處理對籽粒容重的影響較小。兩品種相比較，新麥45的蛋白質含量、面筋含量、沉降值均顯著高于徐麥32，但面筋強度和容重較低。在施氮量225(新麥45)～270 kg·hm(徐麥32)水平下配以5∶5或 4∶6的基追比例，兩品種的蛋白質和濕面筋含量均可達到國家強筋小麥標準。

表2 氮肥對強筋小麥品質指標的影響Table 2 Effect of nitrogen application on grain quality parameters of the two strong-gluten wheat varieties

2.3 氮肥對粉質特性的效應

兩個強筋小麥品種粉質特性參數受到施氮量和基追比例的顯著(<0.05)或極顯著(< 0.01)調控作用，基追比例對粉質特性的調控效應大于施氮量的作用(表3)。增加拔節肥施用比例，吸水率呈極顯著增加趨勢(<0.01)。在基追比5∶5的處理下，面團形成時間和穩定時間的平均值均高于其他兩種基追比例處理，弱化度極顯著低于其他兩種基追比例處理，說明5∶5的基追比例處理更有利于提高強筋小麥加工品質。粉質質量指數受施氮量極顯著調控，基追比例對其影響不顯著。在施氮量225～270 kg·hm水平下配以 5∶5的基追比例，除粉質質量指數外，其他各粉質參數與施氮量315 kg·hm、基追比 6∶4條件下的值差異不顯著。兩品種相比較，新麥45吸水率、面團形成時間、穩定時間和粉質質量指數在相同處理下均顯著高于徐麥32，說明該品種面筋強度較高。

2.4 氮肥對揉混特性的效應

方差分析結果(表4)表明，基追比例對兩個強筋小麥揉混特性參數(峰值時間除外)的調控效應大于施氮量對其的影響。提高拔節肥施用比例顯著增加了峰值高度、峰值寬度、8 min帶寬、峰值面積和尾高，提高了面粉揉混耐受力。在施氮量225～270 kg·hm水平下配以5∶5的基追比例，各揉混參數與施氮量315 kg·hm、基追比6∶4條件下的值無顯著差異。兩品種相比較，新麥45峰值時間較小，而峰值高度、峰值寬度、峰值面積和尾高均顯著高于徐麥32，說明該品種具有較好的揉混特性。

表3 氮肥處理對強筋小麥粉質參數的影響Table 3 Effect of nitrogen application on farinograph parameters of the two strong-gluten wheat varieties

3 討 論

趙俊曄等研究認為，施氮105～195 kg·hm顯著提高了小麥籽粒產量，繼續增施氮肥至285 kg·hm，粒重和籽粒產量均降低。趙廣才等研究認為，中產條件下施氮量以225 kg·hm左右較為適宜。石 玉等認為，適量施氮并增加追施氮肥的比例可顯著提高小麥籽粒產量、蛋白質含量，改善籽粒加工品質，施氮量為168 kg ·hm及底追比例為 1∶2的處理是兼顧產量、品質、效益和生態的合理氮肥運籌方式。朱新開等認為，稻田套播強筋小麥優質高產栽培的氮肥運籌宜采用基肥∶分蘗肥∶拔節 肥∶孕穗肥為3∶3∶2∶2 的比例；后期施肥比例過高,產量有所下降。本試驗條件下，施氮量、基追比例及其二者的互作效應均對兩個品種產量具有極顯著的調控作用(<0.01)。在施氮量 225～270 kg·hm水平下配以5∶5(基肥∶拔節肥)的基追比例，兩品種均可達到7 500 kg·hm以上的產量水平，略高于施氮量315 kg·hm、基追比4∶6條件下產量水平，且較其節氮約15%～30%。因此，在淮北冬麥區，施氮量225～270 kg·hm、基追比5∶5(基肥∶拔節肥)是兼顧產量和生態效益的合理氮肥施用方式。

表4 氮肥處理對強筋小麥揉混參數的影響Table 4 Effect of nitrogen application on mixograph parameters of the two strong-gluten wheat varieties

前人研究發現，冬小麥的濕面筋含量隨著施氮量的增加呈先增后降的變化趨勢。徐鳳嬌等認為，施氮量控制在180～270 kg·hm的范圍內，可以有效改善強筋小麥的加工品質，提高其沉淀值、濕面筋含量、吸水量、面團形成時間和穩定時間，降低弱化度。而曹承富等研究結果表明，施氮量與強筋小麥籽粒的蛋白質含量呈顯著正相關。陳愛大等、郭 瑞等研究結果表明，小麥籽粒產量、蛋白質含量、濕面筋和穩定時間均隨追氮水平的增加呈拋物線變化。馬瑞琦等研究認為，強筋小麥于拔節期追氮135 kg·hm時，可獲得較高的沉淀值、濕面筋、吸水率、面團形成時間、穩定時間。本試驗條件下，隨施氮量增加和拔節肥比例增加，兩個強筋小麥品種蛋白質含量，干、濕面筋含量和沉降值均顯著增加，這與代新俊等、池忠志等的研究結果基本一致，但面筋強度呈顯著下降趨勢，說明后期足夠的氮素供應大大提高了強筋小麥的蛋白質和面筋的數量，有利于營養品質的改善，但面筋的質量有所下降。在施氮量225(新麥45)～270 kg·hm(徐麥32)水平下配以5∶5或4∶6的基追比例，兩品種的蛋白質和濕面筋含量均可達到國家強筋小麥標準。施氮量和基追比例對兩個強筋小麥品種粉質特性和揉混特性具有明顯的影響作用，其中基追比例的調控效應較大。增加拔節肥施用比例，兩個強筋小麥品種的吸水率、峰值高度、峰值寬度、8 min帶寬、峰值面積和尾高均呈增加趨勢，面粉揉混耐受力顯著提高。各基追比例處理中，在基肥：拔節肥=5∶5的處理下，面團形成時間和穩定時間均顯著高于其他兩種基追比例處理，弱化度極顯著降低，說明5∶5的基追比例下更有利于提高強筋小麥加工品質。

綜上，淮北地區強筋小麥生產上通過合理調整基追比例(基肥∶拔節肥=5∶5)，可將氮肥施用量從315 kg·hm減少至225～270 kg·hm，產量水平仍可維持在7 500 kg·hm以上，且品質不下降，而氮肥投入減少約15%～30%，可緩解肥料過量施用對生態環境帶來的不利影響，有利于實現強筋小麥減氮、增效、優質的綠色栽培目標。