氮肥類型和用量對冬小麥品質(zhì)的影響

孫文彥， 趙秉強， 田昌玉， 李 娟， 林治安， So H B

(1中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所/農(nóng)業(yè)部植物營養(yǎng)與肥料重點實驗室, 北京 100081；2中國農(nóng)業(yè)科學院德州鹽堿土改良實驗站, 山東德州 253015；3 Environmental Futures Center, Griffith University, Nathan, QLD 4111, Australia)

氮肥類型和用量對冬小麥品質(zhì)的影響

孫文彥1, 2， 趙秉強1*， 田昌玉2， 李 娟1， 林治安2， So H B3

(1中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所/農(nóng)業(yè)部植物營養(yǎng)與肥料重點實驗室, 北京 100081；2中國農(nóng)業(yè)科學院德州鹽堿土改良實驗站, 山東德州 253015；3EnvironmentalFuturesCenter,GriffithUniversity,Nathan,QLD4111,Australia)

在連續(xù)4年有機無機氮肥配施試驗基礎(chǔ)上，設(shè)置不同冬小麥品種研究氮肥類型(無機肥氮、 有機肥氮以及有機肥氮與無機肥氮配施)和用量(N 0、 45、 90、 120、 180和240 kg/hm2)對冬小麥子粒品質(zhì)的影響。結(jié)果表明， 中穗型品種石麥15和大穗型品種濰麥8的子粒產(chǎn)量和各項品質(zhì)指標差異顯著，其中石麥15的產(chǎn)量、 沉降值、 形成時間和穩(wěn)定時間分別比濰麥8高12.62%、 5.09%、 5.85%、 25.35%，而粗蛋白、 濕面筋和吸水率則比濰麥8顯著低11.03%、 15.51%、 5.49%。子粒產(chǎn)量、 粗蛋白、 濕面筋和沉降值及形成時間與植株吸氮量極顯著正相關(guān)，吸水率和穩(wěn)定時間與植株吸氮量的相關(guān)性較差。單施無機氮180 kg/hm2(0/180處理)和240 kg/hm2(0/240處理)及有機無機氮配施240 kg/hm2(120/120處理)植株吸氮量最高且三者差異不顯著，而單施有機氮240 kg/hm2(240/0處理)植株吸氮量顯著低于0/180、 0/240和120/120處理。施氮量小于240 kg/hm2時等氮量比較，單施無機氮吸氮量大于有機無機配施，單施有機氮最小；且施氮量越低，不同施氮類型間吸氮量差異越小。兩品種均在單施無機氮180和240 kg/hm2時產(chǎn)量最高且各項品質(zhì)指標最優(yōu)，有機無機氮配施120/120處理對比等量無機氮單施0/240處理產(chǎn)量不降低且品質(zhì)指標不下降，單施有機氮240/0處理產(chǎn)量和子粒品質(zhì)都較0/240和120/120處理差；施氮量低于240 kg/hm2時，單施無機氮處理的產(chǎn)量和各項品質(zhì)指標優(yōu)于有機無機配施，有機無機配施又優(yōu)于單施有機氮，這與有機肥供氮不足有關(guān)。

氮肥類型； 施氮量； 冬小麥； 子粒品質(zhì)

Abstract: A 4 years organic and inorganic N combined application experiment was conducted to study the effects of N input types and rates on the grain yield and quality of different winter wheat cultivars. Three N input types(organic N, inorganic N, organic N combined with inorganic N), six N input rates(N 0, 45, 90, 120, 180, 240 kg/ha) and two winter wheat cultivars(Shimai 15 and Weimai 8) were selected in this paper. The results showed that cultivars, N input types and rates had significant effects on grain yield and quality parameters. The grain yield, sedimentation value, development time, stability time of Shimai 15 were 12.62%, 5.09%, 5.85%, 25.35% higher than those of Weimai 8, crude protein, wet gluten and water absorption of Shimai 15 were 11.03%, 15.51%, 5.49% lower than those of Weimai 8. The grain yield, crude protein, wet gluten, sedimentation value and development time were significantly positive correlated with plant N uptake, while the water absorption and stability time had low correlations with plant N uptake. The treatments of 0/180 and 0/240(inorganic N 180 and 240 kg/ha) had the highest plant N uptakes and grain yields and improved grain quality which were also true in the treatment of 120/120(combined organic N 120 kg/ha with inorganic N 120 kg/ha). When organic N was single applied, all the high(240 kg/ha), middle(120 kg/ha) and low(45 kg/ha) N input rates had the lowest plant N uptake and grain yields and quality compared to the same N input rate of inorganic N single application and organic and inorganic N combined application due to the low nitrogen supply capacity of manure.

Keywords: nitrogen type; nitrogen rate; winter wheat; grain quality

近三十年來，我國小麥單產(chǎn)和總產(chǎn)不斷提高，但品質(zhì)并沒有同步提高[1]，隨著現(xiàn)代小麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及人們對質(zhì)量要求的提高，小麥品質(zhì)研究越來越引起人們的重視?；蛐妥鳛槠焚|(zhì)特性的基礎(chǔ)，決定了不同小麥品種間品質(zhì)存在顯著的差異[2]，但環(huán)境條件對小麥品質(zhì)的影響也不容輕視[3]。在環(huán)境因素中，施肥對品質(zhì)的影響尤為重要且易受調(diào)控，其中氮素是影響小麥品質(zhì)最重要的元素。研究表明，施氮量、 施氮時期均顯著影響小麥品質(zhì)[4]，在一定范圍內(nèi)增加施氮量，不僅可以使小麥產(chǎn)量得到顯著提高，而且可顯著增加子粒蛋白及面筋含量，增加形成時間和穩(wěn)定時間等，從而使小麥產(chǎn)量和子粒蛋白得到協(xié)同提高，但過量施氮在增加子粒蛋白含量的同時可能降低產(chǎn)量[5-7]；不同生育期追施氮肥對小麥品質(zhì)影響很大，前期施氮有利于提高產(chǎn)量而后期追氮更有利于蛋白質(zhì)含量的提高[8]。磷素對小麥品質(zhì)也有重要影響，缺磷土壤上施用磷肥可顯著提高小麥產(chǎn)量并改善品質(zhì)，而施磷量超過150 kg/hm2就會因產(chǎn)量提高的稀釋效應降低子粒品質(zhì)[9]。鉀素可通過改善氮代謝而影響子粒品質(zhì)，適量施用鉀肥(90 kg/hm2左右)可以實現(xiàn)產(chǎn)量和品質(zhì)的協(xié)調(diào)提高，再過多投入鉀肥并不利于產(chǎn)量和品質(zhì)的同步改善[10]。而一般只有在缺素或有效養(yǎng)分含量不足的土壤中補充中、 微量元素才對小麥品質(zhì)有促進作用[11]。

氮、磷、鉀適當配比可以有效提高小麥品質(zhì)[12-13]。長期定位試驗研究表明[14-15]，長期只施用磷、鉀肥而不施氮肥則嚴重降低小麥產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)，長期偏施氮肥雖然降低作物產(chǎn)量但沒有明顯降低蛋白質(zhì)含量和大多數(shù)加工品質(zhì)指標；氮磷鉀適當配比或在此基礎(chǔ)上配施有機肥或秸稈還田[13-15]不但可以提高小麥產(chǎn)量，而且對營養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)都有顯著的改善。雖然研究表明增施有機肥可增加子粒蛋白質(zhì)含量，還可提高子粒干、 濕面筋和氨基酸含量，使沉降值出現(xiàn)下降趨勢[13-14]，但是有機肥對小麥品質(zhì)影響機理仍需進一步深入研究。

雖然大量研究揭示了施肥尤其是氮肥在改善小麥品質(zhì)中的重要作用，但現(xiàn)有報道中有關(guān)有機無機氮肥定量施用對小麥子粒品質(zhì)的相關(guān)研究很少。本研究在連續(xù)4年有機無機肥氮定量配施試驗基礎(chǔ)上，設(shè)置不同小麥品種來研究氮肥類型和用量對不同小麥品種品質(zhì)的影響，以期為實際生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

定位試驗于2007年10月開始，在中國農(nóng)業(yè)科學院德州鹽堿土改良實驗站陵縣試驗基地(37.35°N, 116.57°E; 海拔21.4 m)進行。陵縣試驗基地位于黃淮海地區(qū)黃河下游平原，屬暖溫帶半干旱大陸性季風季候，年均溫12.5℃，平均無霜期202 d，年均降水量550 mm。試驗地屬于鹽化潮土，土壤質(zhì)地為輕壤，試驗實施前土壤基本理化性狀見表1。

表1 試驗開始時土壤理化性狀(0—40 cm)

從2009年10月夏玉米收獲后，施肥處理的肥料用量稍有變動。每季作物的4個有機肥(牛糞)水平的投入量以氮量投入做標定，投入量(本文稱作“有機氮”)分別為N 0、 45、 120、 240 kg/hm2，6個化肥氮(尿素)水平(簡稱“無機氮”)對應變更為N 0、 45、 90、 120、 180、 240 kg/hm2。施用方法為，小麥季化肥氮分次施用，其中50%用作基肥，50%在拔節(jié)期追肥，玉米季化肥氮100%用作基肥；有機肥在冬小麥和夏玉米上均做基肥一次性施用。各處理的磷、鉀肥用量按足量且等量的原則設(shè)計(冬小麥和夏玉米每季作物P2O5和K2O的用量分別按150 kg/hm2投入，且24個處理投入的磷、鉀量相同)。如果最高用量有機肥(牛糞)處理中的P2O5和K2O量超過150 kg/hm2時，則各處理的P2O5和K2O用量按最高有機肥(牛糞)處理中的實際P2O5和K2O量投入；如果最高用量有機肥(牛糞)處理中的P2O5和(或)K2O量低于150 kg/hm2，則各處理的P2O5和(或)K2O用量按150 kg/hm2投入；其中有機肥處理缺失的磷和(或)鉀肥，用化學磷肥(普鈣)和鉀肥(硫酸鉀)補足。磷、鉀肥在冬小麥和夏玉米播種前作基肥一次性施用。農(nóng)田其它農(nóng)事操作按豐產(chǎn)要求進行。

圖1 20092011年小麥生育期月平均氣溫及降雨量Fig.1 Average monthly air temperature and rainfall in wheat growth stage from 2009 to 2011

本文對11個肥料處理(試驗處理中有機肥氮和無機肥氮在文中分別記為有機氮/無機氮, kg/hm2： 0/0、 0/45、 0/90、 0/120、 0/180、 0/240、 45/0、 45/45、 120/0、 120/120、 240/0)的冬小麥產(chǎn)量和品質(zhì)進行了測定，探討不同氮肥類型和用量對不同基因型冬小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。

1.2 測定項目與方法

冬小麥成熟后，每個小麥品種選取有代表性的樣區(qū)(4 m2)測定子粒和生物產(chǎn)量；子粒測定氮含量(N%)并折算粗蛋白含量(5.70×N%)[16]。

子粒品質(zhì)指標： 濕面筋含量按照GB/T5006.2-2008進行測定[17]；沉降值用BAU-A沉降值儀按照NY/T 1095-2006進行測定[17]；粉質(zhì)儀指標(吸水時間，形成時間和穩(wěn)定時間)用Brabender粉質(zhì)儀按照GB/T14614-2006進行測定[17]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

利用SAS V8.0統(tǒng)計軟件進行方差分析，并用LSD(P<0.05)法多種比較。利用SAS V8.0 統(tǒng)計軟件進行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥類型和用量對冬小麥產(chǎn)量的影響

表2 氮肥類型和用量對冬小麥產(chǎn)量的影響(kg/hm2)

注(Note)： *為每個施肥處理的年際和品種效應的平均值 Mean value means the average of different years and cultivars. 不同小寫字母表示同一列中不同肥料處理間在5%水平差異顯著；不同大寫字母表示品種間在5%水平差異顯著 Different smaller letters indicate the difference between fertilizations at the 5% level and different capital letters indicate the difference between cultivars at the 5% level(LSD test).

品種之間進行比較(兩年均值)可以看出(表2)，石麥15產(chǎn)量高于濰麥8(增產(chǎn)幅度達12.62%)，且在各個氮肥處理中石麥15均比濰麥8表現(xiàn)出增產(chǎn)優(yōu)勢。在單施無機氮處理0/45、 0/90、 0/120，單施有機氮處理120/0、 240/0及有機無機配施處理45/45、 120/120中兩品種的產(chǎn)量差異大于10%，而在其余處理中產(chǎn)量差異小于10%；在不同氮肥類型中，兩個品種均表現(xiàn)為產(chǎn)量隨施氮量增加而增加，且當施氮量小于240 kg/hm2時，單施無機氮處理的產(chǎn)量高于等氮量有機無機配施，有機無機配施又高于單施有機氮處理；等氮量為240 kg/hm2的不同處理之間比較，單施無機氮與有機無機配施產(chǎn)量差異不顯著，但兩者均顯著高于單施有機氮處理。品種在不同年際間表現(xiàn)為兩年趨勢一致；由此可知，兩個品種對氮肥類型和用量的反應一致，但中穗型品種石麥15在本試驗中有明顯的產(chǎn)量優(yōu)勢。

2.2 氮肥類型和用量對冬小麥品質(zhì)的影響

表3 氮肥類型和用量對冬小麥子粒粗蛋白含量的影響(%)

注(Note)： *為每個施肥處理的年際和品種效應的平均值 Mean value means the average of different years and cultivars.不同小寫字母表示同一列中不同肥料處理間在5%水平差異顯著；不同大寫字母表示品種間在5%水平差異顯著 Different smaller letters indicate the difference between fertilizations at the 5% level and different capital letters indicate the difference between cultivars at the 5% level(LSD test).

品種間兩年均值顯示，濰麥8濕面筋含量比石麥15高15.51%，且各個處理表現(xiàn)趨勢一致，除不施氮和單施有機肥120/0 處理兩品種濕面筋含量差異小于5%外，其他處理濰麥8均比石麥15高15%以上；兩品種均表現(xiàn)為隨氮肥投入的增加濕面筋含量也相應增加，0/180和0/240處理粗蛋白含量最大且與120/120處理差異不顯著，施氮量低于240 kg/hm2時，兩品種均是單施無機氮高于等量有機無機配施，單施有機氮最差。兩品種在年際間的表現(xiàn)趨勢一致。由此可知，兩個品種的濕面筋含量對氮肥類型和用量的反應一致，但濰麥8的濕面筋含量明顯高于石麥15，這與粗蛋白在兩個品種間的表現(xiàn)趨勢一致。

表4 氮肥類型和用量對冬小麥子粒濕面筋含量的影響(%)

注(Note)： *為每個施肥處理的年際和品種效應的平均值 Mean value means the average of different years and cultivars.不同小寫字母表示同一列中不同肥料處理間在5%水平差異顯著， 不同大寫字母表示品種間在5%水平差異顯著 Different smaller letters indicate the difference between fertilizations at the 5% level and different capital letters indicate the difference between cultivars at the 5% level(LSD test).

品種間兩年均值顯示，石麥15沉降值比濰麥8高5.09%，兩者差異顯著，但不同的氮肥用量下兩者表現(xiàn)不同。無機氮量小于90 kg/hm2時，石麥15的沉降值高于濰麥8，無機氮量大于90 kg/hm2時濰麥8的沉降值高于石麥15，而單施有機氮和有機無機配施時均是石麥15的沉降值高于濰麥8，由此可知，在高氮投入下濰麥8有明顯的優(yōu)勢，而在低氮投入時石麥15表現(xiàn)較好；兩品種沉降值隨施氮量的變化在不同氮肥類型間相似，均是隨施氮量增加沉降值提高，單施無機氮180或240 kg/hm2時達最大且與配施處理120/120無顯著差異；兩個品種均為單施無機氮高于有機無機配施，而單施等量有機氮處理沉降值較低；在施氮量小于45 kg/hm2時肥料類型間沉降值無顯著差異，施氮量大于45 kg/hm2時肥料類型間差異顯著。兩品種在不同年際間的表現(xiàn)趨勢與兩年均值一致。

表5 氮肥類型和用量對冬小麥沉降值的影響(mL)

注(Note)： *為每個施肥處理的年際和品種效應的平均值 Mean value means the average of different years and cultivars. 不同小寫字母表示同一列中不同肥料處理間在5%水平差異顯著，不同大寫字母表示品種間在5%水平差異顯著 Different smaller letters indicate the difference between fertilizations at the 5% level and different capital letters indicate the difference between cultivars at the 5% level(LSD test).

品種間兩年均值(表6)顯示，濰麥8的吸水率比石麥15高5.49%，且各處理均是濰麥8高于石麥15。兩個品種的吸水率對氮肥類型和用量的反應不同，濰麥8吸水率高但對氮反應不敏感，石麥15吸水率低且對氮反應敏感。石麥15的吸水率隨無機氮投入增加而增加，到180 kg/hm2時為最大，隨后顯著下降，各有機無機配施處理與單施有機氮的吸水率無顯著差異且兩者都低于單施等量無機氮，濰麥8吸水率受氮肥類型和用量的影響較小，沒有表現(xiàn)出隨施氮量增加而顯著變化的趨勢。兩品種年際間雖有差異，但濰麥8吸水率始終顯著高于石麥15。

表6 氮肥類型和用量對冬小麥面粉吸水率的影響(%)

注(Note)： *為每個施肥處理的年際和品種效應的平均值 Mean value means the average of different years and cultivars.不同小寫字母表示同一列中不同肥料處理間在5%水平差異顯著；不同大寫字母表示品種間在5%水平差異顯著 Different smaller letters indicate the difference between fertilizations at the 5% level and different capital letters indicate the difference between cultivars at the 5% level(LSD test).

分別比不施氮處理提高22.92%、 20.14%、

注(Note)： *為每個施肥處理的年際和品種效應的平均值 Mean value means the average of different years and cultivars.不同小寫字母表示同一列中不同肥料處理間在5%水平差異顯著；不同大寫字母表示品種間在5%水平差異顯著 Different smaller letters indicate the difference between fertilizations at the 5% level and different capital letters indicate the difference between cultivars at the 5% level(LSD test).

品種間兩年均值顯示，石麥15的穩(wěn)定時間顯著高于濰麥8(25.35%)，各個處理年際間表現(xiàn)趨勢一致，均為石麥15高于濰麥8，但兩個品種對氮肥類型和用量的反應有很大的不同，對于石麥15而言，不施氮和單施無機氮0/120的面團穩(wěn)定時間最低，而單施低量無機氮和高量無機氮的面團穩(wěn)定時間都較高，有機無機配施的面團穩(wěn)定時間要高于單施有機氮。而濰麥8的面團穩(wěn)定時間在三個氮肥類型間差異較石麥15小，不同氮肥用量間差異也不大。兩品種在年際間的表現(xiàn)也有所差異，其中2010年不同氮肥處理間的差異(CV24.98%)顯著大于2011年(CV14.31%)。

2.3 子粒品質(zhì)與植株吸氮量的關(guān)系

表8 氮肥類型和用量對冬小麥面團穩(wěn)定時間的影響(min)

注(Note)： *為每個施肥處理的年際和品種效應的平均值 Mean value means the average of different years and cultivars. 不同小寫字母表示同一列中不同肥料處理間5%差異顯著；不同大寫字母表示品種間5%差異顯著 Different smaller letters indicate the difference between fertilizations at the 5% level and different capital letters indicate the difference between cultivars at the 5% level(LSD test).

圖2 施氮量與植株吸氮量的關(guān)系Fig.2 Correlation between N input rates and plant N uptakes

由圖3可以看出，子粒產(chǎn)量(y)與植株吸氮量(x)有極顯著的相關(guān)性(r=0.9735，P<0.0001)，可用y=-0.1819x2+75.83x-277.78表示。單施無機氮0/180、 0/240及120/120處理有最高的吸氮量而子粒產(chǎn)量也達到最高(7600 kg/hm2)，單施有機氮處理240/0(吸氮量為100 kg/hm2)的子粒產(chǎn)量僅為5290 kg/hm2。施氮量小于240 kg/hm2時，單施無機氮子粒產(chǎn)量大于有機無機配施，有機無機配施又大于單施有機氮。此外，施氮量越小，子粒產(chǎn)量差異越小(表2和圖3)，這與不同施氮處理的地上部吸氮量密切相關(guān)(圖2和圖3)，也進一步說明了有機肥中的氮素供應不足導致產(chǎn)量偏低。

由圖4、 圖5和圖6可以看出，子粒粗蛋白含量(y)與植株吸氮量(x)有極顯著的相關(guān)性(r=0.9779，P<0.0001)，可用y=0.0273x+6.1767表示(圖4)。濕面筋含量(y)與地上部吸氮量(x)也具有顯著的相關(guān)性(r=0.9812，P<0.0001)，可用y=0.0737x+17.93表示(圖5)。沉降值(y)與植株吸氮量(x)有顯著的相關(guān)性(r=0.9834，P<0.0001)，具體可用y=0.04x+11.43表示(圖6)。

圖3 植株吸氮量與子粒產(chǎn)量的關(guān)系Fig.3 Correlation between plant N uptake and grain yield

圖4 植株吸氮量與子粒粗蛋白含量的關(guān)系Fig.4 Correlation between plant N uptake and crude protein

圖5 植株吸氮量與濕面筋含量的關(guān)系Fig.5 Correlation between plant N uptake and wet gluten

由圖4、 圖5和圖6還可以看出，0/180和0/240及120/120的吸氮量最高且差異不大，三者具有最高的子粒粗蛋白含量和濕面筋含量及沉降值，且顯著高于240/0處理。施氮量小于240 kg/hm2時，單施無機氮處理的子粒粗蛋白含量和濕面筋含量及沉降值高于有機無機配施，而單施有機氮的上述指標最低(表3、 表4、 表5)，這與不同氮肥類型下植株吸氮量差異有關(guān)(圖2、 圖4、 圖5、 圖6)。

圖6 植株吸氮量與沉降值的關(guān)系Fig.6 Correlation between plant N uptake and sedimentation value

圖7 植株吸氮量與面粉吸水率的關(guān)系Fig.7 Correlation between plant N uptake and water absorption of flour

圖8 植株吸氮量與面團形成時間的關(guān)系Fig.8 Correlation between plant N uptake and development time of wheat paste

圖7、 圖8和圖9顯示了表征面粉面團流變學特性的粉質(zhì)儀指標與植株吸氮量的關(guān)系。由此可以看出，植株吸氮量與吸水率(r=0.6380，P=0.0190)、 形成時間(r=0.9237，P<0.0001)和穩(wěn)定時間(r=0.5740，P=0.0403)有顯著或極顯著的正相關(guān)。其中形成時間(y)與植株吸氮量(x)的關(guān)系可以表示為y=0.004x+1.4788，0/180及0/240和120/120 因有最高的植株吸氮量而有最高的形成時間，三者均顯著高于240/0；施氮量小于240 kg/hm2，單施有機氮的形成時間大于有機無機配施，有機無機配施又大于單施有機氮，而且施氮量越小，形成時間差異越小(表7)，這與不同處理的植株吸氮量關(guān)系密切。雖然吸水率和穩(wěn)定時間也與植株吸氮量有顯著的相關(guān)性，但是并沒有表現(xiàn)出類似其他指標與植株吸氮量的規(guī)律性(表6、 表8、 圖7、 圖9)，這可能與這兩個指標與子粒蛋白含量的相關(guān)性較低有關(guān)(表9)。

圖9 植株吸氮量與面團穩(wěn)定時間的關(guān)系Fig.9 Correlation between plant N uptake and stability time of wheat paste

表9 不同施氮類型下冬小麥品質(zhì)指標間的相關(guān)性(r)

注(Note)： 不同類型的氮量為無機氮N 0、 45、 90、 120、 180、 240 kg/hm2， 有機氮N 0、 45、 120、 240 kg/hm2， 有機無機氮配施=0、 90(45/45)、 240(120/120) kg/hm2Different N input types are single inorganic N 0, 45, 90, 120, 180, 240 kg/ha, and single organic N 0, 45, 120, 240 kg/ha, and combined N(organic/inorganic) 0, 90(45/45), 240(120/120) kg/ha. *—P<0.05; **—P<0.01; ***—P<0.001; ns—No Significant.

2.4 不同施氮類型下品質(zhì)指標間的相關(guān)性

由表9可以看出，品質(zhì)指標間的相關(guān)性在不同氮肥類型下有所差別。 單施無機氮時，粗蛋白與濕面筋、 沉降值、 吸水率和形成時間顯著正相關(guān)，但與面團穩(wěn)定時間無顯著相關(guān)性，濕面筋與各個品質(zhì)指標均顯著相關(guān)，沉降值與穩(wěn)定時間無顯著相關(guān)性，吸水率與形成時間也無顯著相關(guān)性；單施有機氮時，粗蛋白與形成時間和穩(wěn)定時間均無顯著相關(guān)性，濕面筋與沉降值及三個粉質(zhì)儀參數(shù)均無顯著相關(guān)性，沉降值、 面團形成時間和穩(wěn)定時間與吸水率也無顯著相關(guān)性；有機無機配施時，粗蛋白僅與面團穩(wěn)定時間相關(guān)性達不到顯著水平，濕面筋和沉降值均與吸水率和穩(wěn)定時間無顯著相關(guān)性，吸水率與面團穩(wěn)定時間亦不相關(guān)。由此可知，有機無機配施處理的各個品質(zhì)指標間的相關(guān)性要優(yōu)于單施有機氮而差于單施無機氮(表9)。

3 討論與結(jié)論

本試驗還表明，有機無機氮配施對產(chǎn)量及各個品質(zhì)指標均有顯著影響，且高量的有機無機配施120/120處理要優(yōu)于低量的(45/45)處理，前人研究也表明有機無機肥交互效應對子粒產(chǎn)量和大部分品質(zhì)性狀均有顯著影響[21]，有機無機肥料配合施用提高了小麥粗蛋白、 面筋含量、 沉降值及面團形成時間和穩(wěn)定時間等大部分品質(zhì)性狀[13-14]；此外，有研究表明，施用氮肥N 120 kg/hm2配合有機肥20 t/hm2可以提高子粒產(chǎn)量并改善品質(zhì)[23]，我們的研究表明在有機無機氮配比為1 ∶1條件下總量為N 240 kg/hm2可實現(xiàn)產(chǎn)量和品質(zhì)的協(xié)同提高。

氮肥作為極為重要的營養(yǎng)元素，在小麥開花之前主要影響分蘗數(shù)以及單位面積的穗數(shù)和小花數(shù)；開花后，主要通過影響灌漿過程來影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì)形成[1-4]。本研究表明， 一方面施氮可以提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì)，另一方面不同基因型小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)指標對氮肥類型和用量的調(diào)控反應不同，這可能與不同品種花前營養(yǎng)器官氮素的積累狀況及其向子粒的轉(zhuǎn)運量和轉(zhuǎn)運速率有關(guān)[29]；此外，氮素的吸收和利用受氮肥類型和施肥量以及施肥時期，施肥方式，還有溫度和土壤水分含量的影響，而這些都與品質(zhì)的形成關(guān)系密切[1]，研究表明，在增加氮肥總投入量的基礎(chǔ)上提高生育后期氮肥施用比例是取得小麥高產(chǎn)和高蛋白的有效措施[4, 8]，在本試驗中單施有機氮和低量有機無機配施處理的產(chǎn)量和品質(zhì)較差，而高量且分次單施無機氮處理和高量有機無機配施處理均可以獲得較高的產(chǎn)量和品質(zhì)，這一方面與有機氮全部做基肥有關(guān)，另一方面還可能與小麥生長期間有機肥中氮素的釋放速率緩慢，供氮不足有關(guān)。如果考慮到有機無機配施較單施無機氮更能降低對環(huán)境的負面影響及其在培肥地力和持續(xù)提高農(nóng)田生產(chǎn)力方面的效果[13-15]，有機無機以1 ∶1配合且總氮量為N 240 kg/hm2為最優(yōu)選擇。

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Effectsofnitrogenfertilizertypesandinputratesonwinterwheatquality

SUN Wen-yan1, 2, ZHAO Bing-qiang1*, TIAN Chang-yu2, LI Juan1, LIN Zhi-an2, So H B3

(1InstituteofAgriculturalResourcesandRegionalPlanning,ChineseAcademyofAgriculturalSciences/KeyLaboratoryofPlantNutritionandFertilizer,MinistryofAgriculture,Beijing100081,China; 2DezhouSaline-alkaliSoilReclamationExperimentalStationofChineseAcademyofAgriculturalSciences,DezhouShandong253015; 3EnvironmentalFuturesCenter,GriffithUniversity,Nathan,QLD4111,Australia)

2013-02-03接受日期2013-05-07

European Community financial participation for the Integrated Project (NUE-CROPSFP7-CP-IP222645); 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金(CARS-03); 中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項資金(202-14)資助。

孫文彥(1982—), 男, 山東東營人, 博士, 助理研究員, 主要從事水肥資源管理方面的研究。E-mail: wenyansun@126.com * 通信作者 E-mail: zhaobingqiang@caas.cn

S512.1.062

A

1008-505X(2013)06-1297-15