氮肥調(diào)控對(duì)強(qiáng)筋小麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)形成的影響

蔡 斌，王敏欣，丁傳艷，任 昊

（1.中化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司，北京 100032；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山東泰安 271000）

小麥?zhǔn)俏覈?guó)主要的糧食作物之一。隨著耕地面積減少、人民生活水平提高以及對(duì)優(yōu)質(zhì)小麥的需求增加，我國(guó)小麥生產(chǎn)面臨著改善品質(zhì)、提高產(chǎn)量的雙重壓力，迫切需要通過(guò)栽培技術(shù)來(lái)進(jìn)一步挖掘品種遺傳潛力[1-2]。同一品種不同的栽培措施對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響較大[3-4]。氮素是影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素，也是最主要的養(yǎng)分限制因子[5-7]。徐恒永等[3]研究表明，起身期追肥降低了小麥產(chǎn)量和有關(guān)品質(zhì)指標(biāo)，綜合品質(zhì)差，拔節(jié)期以后追肥可有效提高產(chǎn)量，并對(duì)提高蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量以及面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間等具有顯著效果。崔秀珍等[8]研究表明，在相同施氮量下，分期追施氮肥的強(qiáng)筋麥產(chǎn)量顯著提高，以拔節(jié)期40%+孕穗期10%的效果最好。董瑞等[9]研究表明，開(kāi)花期噴施氮肥能顯著提高小麥旗葉SPAD值，增加產(chǎn)量。抽穗后氮肥噴施濃度為2%時(shí)，可顯著提高小麥籽粒容重、硬度、蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和吸水率[10]。前人就追施氮肥對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響已有大量研究，但是大部分局限在返青拔節(jié)期追肥或開(kāi)花期噴氮等單一施肥，對(duì)關(guān)鍵生育時(shí)期氮肥調(diào)控的系統(tǒng)研究較少。師欒02-1 和濟(jì)麥44 是黃淮海冬麥區(qū)2 個(gè)主推的強(qiáng)筋小麥品種，但近年來(lái)在實(shí)際種植中存在產(chǎn)量下降、品質(zhì)不穩(wěn)定的問(wèn)題，本試驗(yàn)采用不同追肥方案，研究其對(duì)強(qiáng)筋小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為小麥返青后氮肥調(diào)控技術(shù)提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020—2021年在山東省淄博市中化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司高青農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，試驗(yàn)地基礎(chǔ)地力見(jiàn)表1。試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，前茬作物為玉米，耕作方式為深翻+旋耕，12 cm 等行距播種機(jī)播種，其他田間管理措施同當(dāng)?shù)卮筇锍Ｒ?guī)栽培。

表1 試驗(yàn)地0～20 cm 土壤基本性狀

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選用強(qiáng)筋小麥品種師欒02-1、濟(jì)麥44 為試驗(yàn)材料，設(shè)置3 個(gè)處理：返青期（3月24日）施氮（N）112.5 kg/hm2（CK）；拔節(jié)期（4月1日）施氮（N）112.5 kg/hm2（T1）；拔節(jié)期（4月1日）施氮（N）112.5 kg/hm2+開(kāi)花期（5月2日）葉面噴施2%尿素溶液450 kg/hm2（T2），隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理3 次重復(fù)。每小區(qū)面積為30 m×8 m=240 m2。氮肥的基肥與磷、鉀肥于小麥播種前撒施，氮、磷、鉀肥用量均為112.5 kg/hm2，旋耕2 遍。2020年10月8日播種，播種量225 kg/hm2，行距12 cm，播深3～5 cm。小麥播種前灌底墑水1 次，拔節(jié)期和灌漿期分別灌水1 次，每次灌水量700 m3/hm2，病蟲(chóng)、草害防治等其他田間管理措施均按當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 葉綠素相對(duì)含量測(cè)定

開(kāi)花期標(biāo)記各處理長(zhǎng)勢(shì)一致小麥單株。于開(kāi)花后7、14、21 和28 d 在9：00—11：00 采用日本柯尼卡美能達(dá)SPAD-502PLUS 葉綠素測(cè)定儀，測(cè)定30 株小麥旗葉葉綠素相對(duì)含量，并取平均值。

1.3.2 產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素

小麥?zhǔn)斋@期在各處理取4 m2（2 m×2 m），風(fēng)干脫粒，測(cè)定穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重，計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量。

1.3.3 籽粒蛋白質(zhì)及其組分含量

采用微量凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量；采用半微量凱氏定氮法[11]測(cè)定谷蛋白、醇溶蛋白含量。

1.3.4 面團(tuán)流變學(xué)特性

采用德國(guó)Brabender 公司的粉質(zhì)儀測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SigmaPlot 14.0 軟件繪圖，DPS 7.5 數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥調(diào)控對(duì)強(qiáng)筋小麥旗葉葉綠素相對(duì)含量的影響

由圖1 可知，師欒02-1、濟(jì)麥44 在開(kāi)花后旗葉SPAD 值均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，T1 和T2 處理均大于CK?；ê?8 d，師欒02-1 T1 和T2 處理的SPAD 值較CK 分別高24.51%和33.01%，濟(jì)麥44 T1 和T2 處理的SPAD 值較CK 分別高27.38%和32.30%，T2處理的作用更加顯著。花后7～28 d，師欒02-1 T2處理SPAD 值最大，其次是T1 處理，均顯著大于CK?；ê?4～28 d，師欒02-1 CK 的旗葉SPAD 值快速下降，而T2、T1 處理有利于減緩小麥灌漿中后期旗葉SPAD 值的下降速率，濟(jì)麥44 品種與師欒02-1的表現(xiàn)基本一致。

圖1 不同處理對(duì)強(qiáng)筋小麥旗葉SPAD 值的影響

2.2 氮肥調(diào)控對(duì)強(qiáng)筋小麥籽粒產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

氮肥后移顯著提高了師欒02-1、濟(jì)麥44 的籽粒產(chǎn)量（P＜0.05），師欒02-1 在T1 和T2 處理下籽粒產(chǎn)量分別比CK 提高了12.86%和7.76%，濟(jì)麥44 在T1 和T2 處理下籽粒產(chǎn)量分別比CK 提高了8.17%和3.82%。氮肥后移對(duì)師欒02-1、濟(jì)麥44 千粒重的影響不顯著（P＞0.05），但顯著提高了師欒02-1、濟(jì)麥44 的穗數(shù)和穗粒數(shù)（P＜0.05），其中，師欒02-1 T1和T2 處理穗數(shù)分別比CK 提高了9.20%和5.89%，穗粒數(shù)分別比CK 提高了14.48%和3.44%；濟(jì)麥44 T1 和T2 處理穗數(shù)分別比CK 提高了9.20%和5.89%，穗粒數(shù)分別比CK 提高了12.57%和18.85%（表2）。

表2 不同處理對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.3 氮肥調(diào)控對(duì)強(qiáng)筋小麥蛋白質(zhì)組分和面團(tuán)流變學(xué)特性的影響

不同施肥處理對(duì)濟(jì)麥44 的籽粒粗蛋白含量無(wú)顯著影響（P＞0.05），但對(duì)師欒02-1 籽粒粗蛋白含量影響顯著（P＜0.05），T1 和T2 處理較CK 處理分別提高了6.53%和9.94%（圖2）。不同施肥處理對(duì)師欒02-1、濟(jì)麥44 的籽粒谷蛋白含量存在顯著影響（P＜0.05），師欒02-1 T1 和T2 處理分別比CK 提高了5.48%和16.21%，濟(jì)麥44 T1 和T2 處理分別比CK 提高了6.53%和9.94%（圖3）。兩個(gè)品種不同處理間籽粒醇溶蛋白含量無(wú)顯著差異（P＞0.05，圖4）。師欒02-1、濟(jì)麥44 的谷蛋白/醇溶蛋白含量（谷醇比）變化趨勢(shì)一致，均為T(mén)2>T1>CK，其中師欒02-1在T1 和T2 處理下分別比CK 提高了6.45%和13.98%，濟(jì)麥44 在T1 和T2 處理下分別比CK 提高了4.04%和13.29%（圖5）。

圖2 不同處理對(duì)小麥籽粒粗蛋白含量的影響

圖3 不同處理對(duì)小麥籽粒谷蛋白含量的影響

圖4 不同處理對(duì)小麥籽粒醇溶蛋白含量的影響

圖5 不同處理對(duì)小麥籽粒谷醇比含量的影響

氮肥后移顯著提升小麥面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間（P＜0.05），師欒02-1 T1 和T2 處理分別比CK 提高了25.51%和40.89%，濟(jì)麥44 T1 和T2 處理分別比CK 提高了31.86%和13.97%。氮肥后移也會(huì)顯著提升小麥面團(tuán)的拉伸面積，師欒02-1 T1 和T2 處理分別比CK 提高了12.93%和19.83%，濟(jì)麥44 T1 和T2 處理分別比CK 提高了5.83%和29.16%（表3）。

表3 不同處理對(duì)小麥面團(tuán)流變學(xué)特性的影響

3 討論

3.1 氮肥調(diào)控對(duì)強(qiáng)筋小麥旗葉SPAD 值和籽粒產(chǎn)量的影響

合理的氮肥運(yùn)籌對(duì)小麥各生育時(shí)期的旗葉SPAD 值和籽粒產(chǎn)量均有顯著的影響[12]。施氮能夠促進(jìn)葉片葉綠素的合成，而拔節(jié)期作為小麥需氮的關(guān)鍵時(shí)期，在拔節(jié)期施肥有利于促進(jìn)小麥葉片的發(fā)育[13-14]。氮肥后移可以降低小麥葉片生育后期SPAD值的衰減速率[15]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，T1 和T2 處理均顯著提升了小麥旗葉SPAD 值，并延緩了小麥生育后期葉片的衰老。前人研究表明，小麥開(kāi)花前施氮主要影響分蘗數(shù)及單位面積穗數(shù)和小花數(shù)[16]，拔節(jié)期追施氮肥則可顯著增加穗粒數(shù)和千粒重，進(jìn)而提高產(chǎn)量[17-18]。本試驗(yàn)中，T1 和T2 處理顯著提升了2 個(gè)品種小麥的穗數(shù)和穗粒數(shù)（P＜0.05），進(jìn)而提高了籽粒產(chǎn)量，氮肥后移對(duì)師欒02-1 的籽粒產(chǎn)量提升幅度高于濟(jì)麥44。

3.2 氮肥調(diào)控對(duì)強(qiáng)筋小麥籽粒品質(zhì)和面團(tuán)流變學(xué)特性的影響

合理的氮肥運(yùn)籌對(duì)于正向調(diào)控小麥籽粒品質(zhì)具有重要作用[19]。溫明星等[20]研究表明，在拔節(jié)期追施一定的氮肥可以顯著提高小麥籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間。本試驗(yàn)中，T1 和T2 處理通過(guò)拔節(jié)期追施氮肥，濟(jì)麥44 顯著提高了籽粒粗蛋白含量（P＜0.05），師欒02-1 和濟(jì)麥44 均顯著提升了籽粒谷蛋白含量（P＜0.05），從而提高了師欒02-1和濟(jì)麥44 的谷醇比，進(jìn)而使面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間和拉伸面積增加，提升了小麥籽粒品質(zhì)。吳培金等[21]研究認(rèn)為，與醇溶蛋白相比，氮肥對(duì)谷蛋白的影響更大，谷蛋白可以形成支撐面筋結(jié)構(gòu)的骨架，可以顯著提高面團(tuán)的彈性和抗延伸性[22]。與前人研究結(jié)果較為一致的是，本試驗(yàn)中，氮肥后移對(duì)強(qiáng)筋小麥谷蛋白的影響更為顯著。張春明等[23]研究認(rèn)為，噴施葉面肥可以顯著提高春小麥旗葉的抗氧化功能，延緩衰老，從而提高籽粒蛋白質(zhì)含量和面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間。孫笑梅等[24]研究發(fā)現(xiàn)，噴施葉面肥還可顯著提高小麥籽粒粗蛋白含量。郭瑞等[25]研究發(fā)現(xiàn)，拔節(jié)期和抽穗期配施葉面肥對(duì)小麥籽粒品質(zhì)的作用更為顯著。LYU 等[26]研究發(fā)現(xiàn)，在花后20～28 d 時(shí)，葉面噴施NO3-和尿素上調(diào)了控制谷蛋白和二硫鍵合成的基因，有助于提高籽粒蛋白質(zhì)含量和品質(zhì)。本試驗(yàn)中，T2 處理在開(kāi)花期配施葉面肥，師欒02-1、濟(jì)麥44 籽粒的谷蛋白含量平均較CK 增加，從而提升了面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間和拉伸面積，T2 處理對(duì)師欒02-1 的面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間和面團(tuán)拉伸面積提升幅度均高于濟(jì)麥44。

4 結(jié)論

氮肥后移可以有效提高師欒02-1、濟(jì)麥44 各生育時(shí)期旗葉SPAD 值，延緩葉片衰老，顯著提高小麥?zhǔn)斋@期穗數(shù)和穗粒數(shù)，師欒02-1 在T1 和T2 處理下產(chǎn)量分別比CK 提高了12.86%和7.76%，濟(jì)麥44在T1 和T2 處理下籽粒產(chǎn)量分別比CK 提高了8.17%和3.82%。氮肥后移和花期噴施葉面肥處理可以提高小麥籽粒粗蛋白和谷蛋白含量，增加谷醇比，從而使小麥面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間和拉伸面積顯著提升，進(jìn)而提升了強(qiáng)筋小麥的籽粒品質(zhì)。