濱海地區(qū)中低肥力沙質(zhì)土氮磷配施對(duì)啤酒大麥產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

王中軍 林晶晶 王凱

摘要：濱海地區(qū)沙質(zhì)土壤的中低肥力嚴(yán)重影響了啤酒大麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，制約了當(dāng)?shù)仄【拼篼湹陌l(fā)展。針對(duì)這一情況，選用啤酒大麥品種連啤1號(hào)，通過隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)氮肥施用水平：0 kg/hm2 （N0）、75 kg/hm2 （N1）、150 kg/hm2 （N2）、225 kg/hm2 （N3）、300 kg/hm2 （N4）和4個(gè)磷肥用量水平：0 kg/hm2 （P0）、45 kg/hm2 （P1）、90 kg/hm2 （P2）、135 kg/hm2 （P3），初步研究了不同氮磷配比施肥對(duì)啤酒大麥產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：在濱海地區(qū)中低肥力沙質(zhì)土壤上氮磷配施對(duì)提高啤酒產(chǎn)量和改善大麥的品質(zhì)效果顯著;增施氮肥對(duì)提高啤酒大麥蛋白質(zhì)和α-氨基態(tài)氮含量、增加穗數(shù)的效果顯著;增施磷肥對(duì)提高啤酒大麥α-氨基態(tài)氮含量效果顯著，但對(duì)提高啤酒大麥籽粒蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量效果不顯著。綜合考慮，在濱海地區(qū)中低肥力沙質(zhì)土壤及鉀素基本滿足的情況下，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)啤酒大麥氮磷配施的最佳方案為：純N為225 kg/hm2，P2O5為90 kg/hm2。

關(guān)鍵詞：氮磷配施;啤酒大麥;肥料;產(chǎn)量;品質(zhì);蛋白質(zhì)含量;α-氨基態(tài)氮含量

中圖分類號(hào)：S512.3+10.6?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）20-0120-04

收稿日期：2021-06-23

作者簡(jiǎn)介：王中軍（1966—），男，江蘇建湖人，副教授，主要從事土壤與植物營(yíng)養(yǎng)教學(xué)與技術(shù)推廣。E-mail：wangzj106@aliyun.com。

大麥?zhǔn)鞘澜绲谖宕蟾鞴任铮谖覈?guó)廣泛種植，是主要的糧食作物和飼用作物之一，也是釀造啤酒的主要原料。目前，我國(guó)的啤酒消費(fèi)量約占全球的1/4，是全球啤酒業(yè)消費(fèi)最具潛力的地區(qū)，因此發(fā)展啤酒大麥產(chǎn)業(yè)前景廣闊。啤酒質(zhì)量主要受釀造工藝影響較大，另一個(gè)不可忽視的因素與啤酒大麥的品質(zhì)相關(guān)，這也是影響啤酒大麥種植效益的關(guān)鍵。如何協(xié)調(diào)提高大麥產(chǎn)量和啤酒大麥釀造品質(zhì)是當(dāng)前亟待解決的主要問題。

肥料運(yùn)籌是影響大麥產(chǎn)量構(gòu)成因素和品質(zhì)的主要要素之一。氮肥運(yùn)籌技術(shù)對(duì)籽粒蛋白質(zhì)含量和積累速率有明顯的調(diào)控作用，后期施氮量增加，有利于蛋白質(zhì)含量增加和積累速率提高[1]。也有研究表明：增量施肥不利于產(chǎn)量形成，降低了肥料的利用率[2]。于國(guó)琦等研究表明，氮、鉀配施可提高揚(yáng)農(nóng)啤7號(hào)蛋白質(zhì)含量，150 kg/hm2氮配施 150 kg/hm2 鉀的處理使麥芽的α-氨基態(tài)氮達(dá)優(yōu)質(zhì)啤酒麥芽標(biāo)準(zhǔn)[3-4]。如何確定石灰性土壤合適的氮磷配施比例，確保啤酒大麥品質(zhì)，本研究初步探討了氮磷配施對(duì)啤酒大麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年度在鹽城生物工程高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校濱海試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)地前茬作物為水稻，土壤肥力中等偏下，土壤為沙土質(zhì)地，含有機(jī)質(zhì) 14.3 g/kg、全氮1.01 g/kg、速效磷15.2 mg/kg、速效鉀67 mg/kg、緩效鉀335 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試大麥品種為連啤1號(hào)。大田試驗(yàn)設(shè)17個(gè)處理，各處理N、P分別表示N、P2O5，氮肥用量設(shè)5個(gè)水平，分別為0 kg/hm2 （N0）、75 kg/hm2 （N1）、150 kg/hm2 （N2）、225 kg/hm2 （N3）、300 kg/hm2 （N4）;磷肥用量設(shè)4個(gè)水平，分別為0 kg/hm2 （P0）、45 kg/hm2 （P1）、80 kg/hm2 （P2）、135 kg/hm2 （P3）。各處理分別為：N0P0、N1P0、N1P1、N1P2、N1P3、N2P0、N2P1、N2P2、N2P3、N3P0、N3P1、N3P2、N3P3、N4P0、N4P1、N4P2、N4P3。氮肥為尿素，氮肥基追比為基肥 ∶拔節(jié)肥 ∶孕穗肥=4 ∶4 ∶2;磷肥為過磷酸鈣，鉀肥為氯化鉀，鉀肥和磷肥作為基肥一次性施用，鉀（K2O）的施用量均為225 kg/hm2。其他管理措施同當(dāng)?shù)卮筇?。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每小區(qū)面積 200 m2，3次重復(fù)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素測(cè)定 大麥成熟期，按處理小區(qū)收割、脫粒，曬干后測(cè)定產(chǎn)量及千粒質(zhì)量。籽粒25 ℃貯藏3個(gè)月，測(cè)定麥芽品質(zhì)。

1.3.2 籽粒蛋白質(zhì)含量測(cè)定 大麥籽粒研磨過100目篩，準(zhǔn)確稱取麥粉0.500 0 g，采用凱氏定氮法測(cè)定全氮含量，氮含量乘轉(zhuǎn)換系數(shù)即為大麥籽粒蛋白質(zhì)含量。

1.3.3 大麥麥芽品質(zhì)測(cè)定 稱過1.7 mm篩大麥籽粒300 g，利用微型制麥系統(tǒng)參照汪軍妹等的方法[4]制麥。麥芽烘干后去除麥根，樣品使用盤式粉碎機(jī)（盤間距為0.2 mm）研磨成粉，保存于4 ℃冰箱。依據(jù)輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 1686—2008《啤酒麥芽》中的分析方法進(jìn)行α-氨基態(tài)氮含量及麥芽浸出率的測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理下啤酒大麥產(chǎn)量及品質(zhì)分析

由表1可知，氮肥運(yùn)籌對(duì)連啤1號(hào)的穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量均有顯著影響（P<0.05），且隨施氮量增加，產(chǎn)量和穗數(shù)均表現(xiàn)先增后降的趨勢(shì);在相同的施氮水平下，提高磷肥施用量，可顯著提高穗粒數(shù)，但對(duì)穗數(shù)影響不明顯。連啤1號(hào)產(chǎn)量構(gòu)成因素中只有穗粒數(shù)對(duì)氮、磷的響應(yīng)與產(chǎn)量一致。氮磷配施處理比空白對(duì)照可提高產(chǎn)量50%左右。可見，鉀素基本滿足的情況下，在濱海地區(qū)中低肥力沙質(zhì)土壤上施N、P肥對(duì)提高啤酒大麥的產(chǎn)量有重要作用。

本試驗(yàn)在N0和P0水平上僅設(shè)1個(gè)處理，即N0P0。從N0P0處理測(cè)定結(jié)果來看，蛋白質(zhì)、α-氨基態(tài)氮含量及千粒質(zhì)量都明顯偏低。由表2可見，鉀素基本滿足的情況下，在濱海石灰性土壤上施N、P肥對(duì)提高啤酒大麥品質(zhì)效果顯著。

2.2 不同氮磷配施處理對(duì)啤酒大麥產(chǎn)量、千粒質(zhì)量和籽粒中蛋白質(zhì)含量的影響

不同施氮水平對(duì)啤酒大麥產(chǎn)量和籽粒的蛋白質(zhì)含量影響較為明顯。從圖1可看出，增加施氮量可提高啤酒大麥產(chǎn)量，各施氮水平間差異呈顯著水平（P<0.05），尤其在225 kg/hm2的施氮水平下，蛋白質(zhì)和產(chǎn)量提高尤為顯著。當(dāng)施氮量達(dá)高施氮水平（300 kg/hm2）時(shí)，大麥籽粒蛋白質(zhì)含量達(dá)12.23%，增加不顯著，而產(chǎn)量不增反降。按優(yōu)質(zhì)啤酒大麥蛋白質(zhì)適宜含量在9.0%～12.0%的范圍要求[5-6]，施N量應(yīng)控制在225 kg/hm2以下。圖2表明增施磷肥能顯著提高產(chǎn)量，但各不同磷肥用量間對(duì)產(chǎn)量的影響不顯著。配施一定量的磷肥也可提高大麥籽粒蛋白質(zhì)含量，但增加不顯著。當(dāng)磷肥量達(dá) 90 kg/hm2時(shí)，氮磷配施效果最好，再增加施磷量大麥籽粒蛋白質(zhì)含量反而有所下降（圖2）。施氮量越高，大麥千粒質(zhì)量越大（圖3）。適當(dāng)配施磷肥可顯著提高啤酒大麥千粒質(zhì)量，但當(dāng)配施磷肥達(dá) 90 kg/hm2，千粒質(zhì)量反而下降（圖4）。

2.3 不同氮磷配施處理對(duì)啤酒大麥α-氨基態(tài)氮及麥芽浸出率的影響

α-氨基態(tài)氮反映了麥芽中蛋白質(zhì)的分解程度及蛋白酶活性，決定了制麥過程中啤酒的品質(zhì)和風(fēng)味。從圖5和圖6可以看出，隨著氮磷施用水平的

增加，啤酒大麥的α-氨基態(tài)氮含量增加，當(dāng)施氮量達(dá)225 kg/hm2時(shí)，再增加氮磷用量，α-氨基態(tài)氮增加不明顯，最高可達(dá)309 mg/100 g。但一般工業(yè)生產(chǎn)要求啤酒大麥麥汁α-氨基酸態(tài)氮含量應(yīng)>160 mg/L，但控制在180～220 mg/L為宜，即使在不施磷的條件下也可滿足一般工業(yè)生產(chǎn)對(duì)啤酒大麥麥汁 α-氨基態(tài)氮的含量要求。因此單考慮α-氨基態(tài)氮施氮量應(yīng)控制在150 kg/hm2以下，施磷量應(yīng)控制 45 kg/hm2 以下。

麥芽浸出率一定程度上反映了大麥籽粒發(fā)芽過程中干物質(zhì)的損耗。圖5和圖6表明提高氮磷施用水平，大麥的麥芽浸出率增加不明顯，大田氮磷配施對(duì)啤酒大麥麥芽浸出率影響也不明顯。

3 討論

3.1 中低肥力條件下氮、鉀配施對(duì)連啤1號(hào)千粒質(zhì)量的影響

一般地說，二棱大麥的千粒質(zhì)量在36～45 g之間，六棱大麥的千粒質(zhì)量在30～40 g之間。經(jīng)過發(fā)芽后重量損失在20%以內(nèi)，從根本上說千粒質(zhì)量越大越好，千粒質(zhì)量大的麥芽浸出率高，這對(duì)啤酒廠的效益有益。本試驗(yàn)材料連啤1號(hào)是二棱大麥，當(dāng)?shù)逝涫?0kg/hm2以上磷肥時(shí)千粒質(zhì)量不增反降，這也說明中低肥力沙質(zhì)土土壤條件下，啤酒大麥在低氮磷肥配施對(duì)氮肥和磷肥的反應(yīng)比在高氮磷肥條件下更為敏感，這也與徐銀萍等的研究結(jié)果[7]一致。本試驗(yàn)也表明連啤1號(hào)千粒質(zhì)量受施肥處理影響大，對(duì)氮肥和低磷肥敏感。但也有研究表明，氮磷配施的施肥處理之間穗長(zhǎng)和千粒質(zhì)量差異均不顯著[8]，這主要與品種特性有關(guān)，故合理的氮磷配施可作為提高啤酒大麥千粒質(zhì)量的主要手段。

3.2 中低肥力條件下氮、磷配施對(duì)啤酒大麥品質(zhì)的影響

大麥品質(zhì)受多個(gè)指標(biāo)共同調(diào)控。魏丹研究表明，氮肥分期施用及控氮增磷和鉀可調(diào)控啤酒大麥品質(zhì)，使其達(dá)到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[9]。本研究認(rèn)為，施氮、磷肥對(duì)提高啤酒大麥品質(zhì)的效果顯著，并有一定的交互作用。依據(jù)表2，處理N2P2不僅蛋白質(zhì)含量值11.82%在合理范圍內(nèi)，而且此時(shí)千粒質(zhì)量為最高值42.96 g，α-氨基態(tài)氮含量也達(dá)到較高值 295 mg/100 g，綜合3項(xiàng)指標(biāo)，該處理的啤酒大麥品質(zhì)最優(yōu)。

綜上所述，在濱海地區(qū)中低肥力沙質(zhì)土壤上氮磷配施對(duì)提高啤酒產(chǎn)量和改善大麥的品質(zhì)效果顯著。增施氮肥對(duì)提高啤酒大麥籽粒蛋白質(zhì)和α-氨基態(tài)氮含量、增加穗數(shù)的效果顯著。增施磷肥對(duì)提高啤酒大麥α-氨基態(tài)氮的含量效果顯著，但對(duì)提高啤酒大麥蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量效果不顯著。本試驗(yàn)不包括長(zhǎng)期施磷對(duì)作物根系土壤微環(huán)境的影響，濱海地區(qū)中低肥力沙質(zhì)土壤在鉀素基本滿足的情況下生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)啤酒大麥，按純N 225 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2配施最佳。

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