播期、密度和氮肥運籌對瑞華麥520產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

楊永樂，金彥剛，任仰濤，王 歆，常東偉，李珍富，趙其兵，夏中華

(江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司，江蘇宿遷 223800)

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，我國的小麥產(chǎn)量連年創(chuàng)新高。但另一方面，隨著人民生活水平的逐步提高，優(yōu)質(zhì)專用小麥的供給與生產(chǎn)需求矛盾卻日益突出，因此，推進農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、促進優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要[1]。小麥的籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)，不僅取決于品種的遺傳特性，還受生態(tài)環(huán)境和栽培措施等因素的影響。大量研究結(jié)果表明，播期、種植密度、施氮量及氮肥運籌是影響小麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的重要因素[2-9]。張 杰等[2]研究認為，種植密度、播期、施氮量對小麥冬前莖蘗變化、結(jié)實率和穗粒數(shù)、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素均有較大影響，對沉降值、蛋白質(zhì)含量等品質(zhì)性狀也有很大影響。推遲播期會造成小麥全生育期縮短，光合作用時間減少，成熟期干物質(zhì)積累量減少，影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì)[3]。姚金保等[4]研究結(jié)果表明，種植密度對寧麥24的籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、面團穩(wěn)定時間影響不明顯，増施氮肥可顯著提高籽粒蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量。周羊梅等[5]認為，氮素是影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì)最活躍的元素，合理施用氮肥是實現(xiàn)小麥高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的重要措施。趙廣才等[6]研究表示，氮肥的施用時期和追施比例對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)均有顯著影響。這些研究從不同方向探究了栽培措施對小麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，由于受試驗生態(tài)區(qū)氣候、土壤類型、品種特性以及年度間自然條件等因素影響，研究結(jié)果不盡相同。

瑞華麥520是由江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司選育的半冬性中熟小麥品種，豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)性好，綜合抗性突出[10]。自通過國家和江蘇省審定以來，市場反應(yīng)良好，多次入選安徽省主導(dǎo)品種、江蘇省和宿遷市主推品種名錄，在黃淮南片麥區(qū)尤其是江蘇北部、安徽北部地區(qū)具有很大的推廣面積和推廣前景；2018年經(jīng)國家小麥良種重大科研聯(lián)合攻關(guān)組鑒定，入選黃淮南片麥區(qū)赤霉病抗性較好的小麥品種。為推進良種、良法配套，挖掘品種增產(chǎn)潛力，本試驗擬研究播期、密度、氮肥運籌對瑞華麥520籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，明確該品種適宜的播期、密度、氮肥運籌栽培措施，為該品種的優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗點概況

試驗于2018-2019年度在宿遷市湖濱新區(qū)塘湖良種場江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司試驗站內(nèi)進行。試驗地海拔26 m，前茬作物為大豆，土質(zhì)為沙壤土，耕層土壤含速效氮42.3 mg·kg-1，速效鉀140.0 mg·kg-1，速效磷15.8 mg·kg-1，有機質(zhì)含量為2.3%。

1.2 試驗設(shè)計

以江蘇瑞華農(nóng)業(yè)科技有限公司自主選育的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、多抗小麥品種瑞華麥520為供試材料。試驗分為兩組，均采用雙因素裂區(qū)設(shè)計，小區(qū)面積12.6 m2，每小區(qū)8行，行距20 cm，行長7 m，機條播，3次重復(fù)。

播期密度試驗以播期為主區(qū)，設(shè)10月1日、10月10日、10月20日、10月30日4個時期，分別以A1、A2、A3、A4表示；種植密度為副區(qū)，設(shè)基本苗150×104·hm-2、225×104·hm-2、300 ×104·hm-2、375×104·hm-24個水平，分別以B1、B2、B3、B4表示，共16個處理。全生育期施純氮、P2O5、K2O分別為270 kg·hm-2、120 kg·hm-2、120 kg·hm-2，其中磷、鉀肥全部基施，氮肥基施50%、拔節(jié)期追施50%。其他管理措施均同當?shù)卮筇铩?/p>

氮肥運籌試驗以施氮量為主區(qū)，設(shè)純氮180 kg·hm-2、225 kg·hm-2、270 kg·hm-2、315 kg·hm-24個水平，分別以C1、C2、C3、C4表示；基追比為副區(qū)，設(shè)3個基追比，分別為10∶0、 7∶3、5∶5，以D1、D2、D3表示，共12個處理。試驗于10月10日播種，基本苗240×104·hm-2?；视诓シN前施用，追肥于拔節(jié)期(即小麥基部第一節(jié)間定長)施用。P2O5和K2O均于播種前一次性基施120 kg·hm-2。其他管理措施均同當?shù)卮筇铩?/p>

1.3 調(diào)查項目及方法

1.3.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素測定

成熟期調(diào)查有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，按小區(qū)收獲后籽粒曬干至含水量13.5%時測產(chǎn)。

1.3.2 品質(zhì)指標檢測

小麥籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和面團穩(wěn)定時間采用DA7200型近紅外分析儀進行測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel和SPSS Statistics 17.0進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 播期和密度對瑞華麥520籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由圖1可以看出，播期和密度對瑞華麥520的籽粒產(chǎn)量具有明顯的影響。在本試驗條件下，A2處理瑞華麥520的平均籽粒產(chǎn)量最高，A3處理次之，A4處理最低。在相同種植密度下，籽粒產(chǎn)量隨著播期的推遲呈先升后降的變化趨勢。B1、B2、B3處理時，A2處理籽粒產(chǎn)量最高；B4處理時，A2、A3播期籽粒產(chǎn)量高于A1、A4播期。A1播期時，籽粒產(chǎn)量隨著種植密度的增加而降低；A2、A3播期時，籽粒產(chǎn)量隨種植密度增加呈先上升后下降的趨勢，A2B2、A3B3產(chǎn)量分別最高；A4處理時，籽粒產(chǎn)量隨著種植密度的增加而增加。從產(chǎn)量構(gòu)成三要素來看，隨著種植密度的增加，有效穗數(shù)增加，穗粒數(shù)和千粒重呈平均降低趨勢。在相同種植密度下，有效穗數(shù)隨著播期的推遲而下降，A4處理的有效穗數(shù)最低；A2、A3、A4處理，穗粒數(shù)隨著播期的推遲而下降，A1處理受倒春寒和群體過大等因素影響，平均穗粒數(shù)少于A2處理；千粒重總體隨著播期的推遲呈小幅度下降趨勢，其中A1B3、A1B4處理由于倒伏等原因?qū)е鹿酀{不充分而明顯偏低。

2.2 播期和密度對瑞華麥520籽粒品質(zhì)指標的影響

由表1可知，播期對瑞華麥520籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和穩(wěn)定時間均影響顯著；種植密度對濕面筋含量和穩(wěn)定時間影響不顯著，對蛋白質(zhì)含量影響顯著。隨著播期的推遲，籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和穩(wěn)定時間均顯著上升，各處理間差異顯著。播期推遲10 d，蛋白質(zhì)含量平均增加2.43%，濕面筋含量平均增加1.24%，穩(wěn)定時間平均增加13.47%，其中10月1日起每推遲 10 d播種，穩(wěn)定時間分別增加25.62%、9.07%、 5.71%，說明隨著播種時間的推遲，穩(wěn)定時間的增長幅度越來越小。隨著播種密度的增加，籽粒蛋白質(zhì)含量呈顯著下降趨勢，濕面筋含量和穩(wěn)定時間的變化不顯著。播期和種植密度互作對籽粒濕面筋含量和穩(wěn)定時間的影響顯著(P<0.05)，對蛋白質(zhì)含量的影響不顯著(表1)。

表1 播期和密度對瑞華麥520籽粒品質(zhì)指標的影響Table 1 Effect of sowing date and planting density on quality of Ruihuamai 520

2.3 氮肥運籌對瑞華麥520籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由圖2可以看出，施氮量和氮肥基追比對瑞華麥520的籽粒產(chǎn)量具有明顯的影響。D1、D3處理時，籽粒產(chǎn)量隨著施氮量的增加而增加；D2處理時，籽粒產(chǎn)量隨著施氮量的增加呈先升后降的趨勢。施氮量相同時，不同的基追比例對籽粒產(chǎn)量的影響不盡相同，C1處理時，氮肥后移會使籽粒產(chǎn)量下降；C2、C3、C4處理時，隨著拔節(jié)期氮肥增加籽粒產(chǎn)量呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢，其中D2處理產(chǎn)量最高，D3處理次之。施氮量和基追比對瑞華麥520產(chǎn)量三要素的影響不同，隨著施氮量的增加，有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重總體呈上升趨勢；施氮量相同時，隨著拔節(jié)期氮肥比例的增加，有效穗數(shù)下降，千粒重上升，低氮時(C1、C2處理)穗粒數(shù)上升，高氮時(C3、C4處理)穗粒數(shù)先上升后下降?？傮w上，瑞華麥520在C3D2處理時籽粒產(chǎn)量最高。

2.4 氮肥運籌對瑞華麥520籽粒品質(zhì)指標的影響

由表2可知，施氮量和氮肥運籌對瑞華麥520籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和穩(wěn)定時間均具有顯著的影響，但兩因素互作對籽粒品質(zhì)指標的影響不顯著。蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和穩(wěn)定時間隨著施氮量的增加而顯著增加；施氮量從180 kg·hm-2每增加45 kg·hm-2，籽粒蛋白質(zhì)含量平均分別增加7.68%、4.85%、2.78%，濕面筋含量分別增加3.09%、3.41%、0.70%，穩(wěn)定時間分別增加14.76%、2.90%、4.84%，增加幅度整體呈現(xiàn)下降趨勢。在施氮量相同的情況下，拔節(jié)期追氮量增加，籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、穩(wěn)定時間顯著增加。這說明增加總氮量和氮肥后移都可以顯著增加瑞華麥520籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和穩(wěn)定時間。

表2 氮肥運籌對瑞華麥520籽粒品質(zhì)指標的影響Table 2 Effect of different nitrogen management on quality of Ruihuamai 520

3 討 論

3.1 播期和密度對小麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

李曉航等[3]研究結(jié)果表明，小麥在合理播期范圍內(nèi)適當增加播量會獲得高產(chǎn)，但播期過晚即使高密度種植也不一定能實現(xiàn)高產(chǎn)。邵慶勤等[11]認為，隨著播期的推遲，小麥的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均顯著下降；隨著密度的增加，有效穗數(shù)顯著增加，千粒重顯著降低。本研究結(jié)果與這些結(jié)論基本相似，10月10日和10月20日播種，瑞華麥520的籽粒產(chǎn)量明顯高于10月1日和10月30日播種，且在這兩個播期，隨著種植密度的上升，籽粒產(chǎn)量呈現(xiàn)拋物線上升趨勢；10月1日播種，籽粒產(chǎn)量隨著密度的上升而下降，10月30日播種，籽粒產(chǎn)量隨著密度的上升而上升。這說明瑞華麥520的適宜播期為10月10日至10月20日，同時種植密度保持在225×104～300×104·hm-2之間為宜。有效穗數(shù)隨著播期的推遲而下降，隨著種植密度的增加而上升；穗粒數(shù)、千粒重隨著播期的推遲而下降，隨著種植密度的增加而下降。本研究表明，瑞華麥520的最適播期和密度為10月10日、225×104·hm-2；如果由于客觀因素造成播期的推遲，應(yīng)該適當增加播量才能獲得更加合理的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)。李 筠等[12]認為，在適宜播期內(nèi)，蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量隨密度的增加而降低，隨播期的推遲而增加。溫明星等[13]研究認為，隨著播期的推遲，面團穩(wěn)定時間、濕面筋含量均呈現(xiàn)先升后降趨勢，適當控制密度可增加面團穩(wěn)定時間、籽粒蛋白質(zhì)和濕面筋含量。本試驗結(jié)果表明，10月份播種、種植密度在150×104～375×104·hm-2范圍內(nèi)，隨著播期的推遲，瑞華麥520籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和穩(wěn)定時間顯著增加；而隨著種植密度的增加，籽粒蛋白質(zhì)含量顯著下降，濕面筋含量和穩(wěn)定時間變化不明顯。本試驗與前人研究結(jié)果多有類似但并不完全一致，究其原因一方面是試驗品種之間的差異，另一方面是在試驗設(shè)置上的不同，瑞華麥520作為半冬性中筋品種，本試驗主要是探究其適宜播期內(nèi)的產(chǎn)量和品質(zhì)變化。綜上所述，瑞華麥520在10月中旬播種，播量控制在225×104～300×104·hm-2之間可以獲得較高的籽粒產(chǎn)量；為了改善籽粒品質(zhì)，生產(chǎn)上不應(yīng)過早播種，播量亦不宜過大。

3.2 氮肥運籌對小麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

研究發(fā)現(xiàn)，低氮水平下小麥籽粒產(chǎn)量隨施氮量的增加而增加，當施氮量到達一定程度后增產(chǎn)效果緩慢，籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、穩(wěn)定時間隨施氮量增加而增加[14-18]。本試驗結(jié)果與之一致，施氮量在180～270 kg·hm-2范圍內(nèi)，瑞華麥520籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素增長幅度明顯，超過270 kg·hm-2后變?yōu)榫徛鲩L；同時，隨著施氮量的增加，籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和穩(wěn)定時間均顯著增長。趙廣才等[6]、劉 斌等[19]認為，在小麥生育關(guān)鍵時期追氮產(chǎn)量明顯高于一般時期，在拔節(jié)期追氮籽粒品質(zhì)更優(yōu)。本試驗表明，在總氮量一致尤其是高氮處理下，増施拔節(jié)期氮肥可以有效提高小麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)指標，籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為基追比7∶3>基追比5∶5>基追比 10∶0，基追比對穗粒數(shù)的影響尤為明顯。瑞華麥520屬于多穗型小麥品種，分蘗能力強，在高氮水平時，基追比7∶3可以使其穗粒數(shù)最大化同時有適宜穗數(shù)和千粒重，產(chǎn)量三要素更加協(xié)調(diào)。

過度施用氮肥不僅會造成環(huán)境污染，還會在生產(chǎn)上致使小麥貪青、晚熟，影響下茬作物的播種，尤其是在江蘇和安徽沿淮及淮北地區(qū)收獲期，遇雨晚熟小麥更易發(fā)生穗發(fā)芽風險。適當降低氮肥用量，可以促進植株中氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移和分配，提高氮肥利用率[20]。氮肥后移技術(shù)能有效促進小麥中后期生長發(fā)育，提高籽粒產(chǎn)量，但是過度的后移會增加勞動成本。因此，合理有效的氮肥運籌對于小麥高產(chǎn)豐收、增加農(nóng)民收益意義重大。不同類型的品種全生育期對氮肥的需求不一，在實際生產(chǎn)過程中，針對不同地區(qū)需要適宜的品種和栽培措施，因此，對于該地區(qū)不同類型品種的氮肥運籌仍需進一步研究。