氮肥供應(yīng)對(duì)麥類作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

王海澤，劉志萍，巴 圖，馬 宇，呂二鎖，郭呈宇，王文迪，李建波，徐壽軍

（1.內(nèi)蒙古民族大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，內(nèi)蒙古 通遼 028043；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院作物育種與栽培研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031）

氮素是作物生長(zhǎng)與發(fā)育的必需元素之一.麥類作物的產(chǎn)量和品質(zhì)除受自身遺傳因素影響外，環(huán)境和栽培措施也是重要的影響因素［1］.施氮是重要的栽培措施之一，目前，氮肥與麥類作物產(chǎn)量、品質(zhì)的關(guān)系研究是學(xué)術(shù)界探討的熱門(mén)，但是由于各地生態(tài)環(huán)境和麥類作物品種等因素的影響，其關(guān)系較為復(fù)雜.麥類作物的淀粉、可溶性糖、蛋白質(zhì)含量是判定其產(chǎn)量和品質(zhì)的重要指標(biāo)，本文根據(jù)這一領(lǐng)域的研究進(jìn)展，綜述了氮肥與麥類作物淀粉、可溶性糖、蛋白質(zhì)含量的關(guān)系，并細(xì)分了不同施氮量和施氮時(shí)期對(duì)三者的影響，以期為麥類作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論指導(dǎo).

1 氮肥供應(yīng)對(duì)麥類作物品質(zhì)的影響

1.1 不同施氮水平對(duì)麥類作物淀粉含量的影響

淀粉是麥類作物籽粒的主要成分，淀粉含量的高低影響著麥類作物的品質(zhì).關(guān)于氮肥用量對(duì)淀粉含量的影響，前人研究的結(jié)果并不一致，林琪等［2］、蔣明洋等［3］、李文陽(yáng)等［4］的研究認(rèn)為，小麥籽粒直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量隨著施氮量的增加均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì).周友根等［5］、張敏等［6］研究認(rèn)為，氮肥用量對(duì)小麥籽粒淀粉含量的影響顯著，隨著施氮量的增加，小麥籽粒淀粉含量逐漸下降.張金汕等［7］、朱明霞等［8］的研究表明，隨施氮量的增加大麥籽粒淀粉含量呈下降趨勢(shì).

1.2 不同施氮水平對(duì)麥類作物可溶性糖含量的影響

前人關(guān)于氮肥用量對(duì)麥類作物可溶性糖含量的影響的結(jié)論也不盡相同.陳永生等［9］研究表明，在一定范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加小麥葉片可溶性糖含量呈現(xiàn)增加趨勢(shì).王月福等［10］研究表明，適量增加氮肥施用量可以增加小麥籽?？扇苄蕴呛?，過(guò)量施用氮肥降低籽?？扇苄蕴呛?王賀正等［11］研究表明，在一定范圍內(nèi)增加氮肥施用量，小麥葉片可溶性糖含量呈先上升后下降的變化趨勢(shì).李春燕等［12］研究表明，適當(dāng)降低氮肥施用量、減少小麥生育后期施氮比例，能顯著提高生育中后期小麥植株可溶性糖含量.薛崧等［13］研究表明，不同施氮水平下小麥葉片可溶性糖含量均比不施氮肥處理高，其中高施氮量處理最為明顯.

1.3 不同施氮水平對(duì)麥類作物蛋白質(zhì)含量的影響

蛋白質(zhì)含量是麥類作物品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，麥類作物蛋白質(zhì)含量除受品種、環(huán)境等因素外，氮肥用量也是影響蛋白質(zhì)含量的重要因素.許峰等［14］研究表明，隨著施氮量的增加啤酒大麥籽粒中蛋白質(zhì)含量明顯提高.殷允春等［15］研究表明，不同施氮量對(duì)小麥蛋白質(zhì)的含量影響顯著，5個(gè)小麥品種的蛋白質(zhì)含量隨著施氮量的增加呈現(xiàn)出不同程度的增加.趙云等［16］研究表明，大麥蛋白質(zhì)含量與施氮量呈正相關(guān)，蛋白質(zhì)含量隨著施氮量的增加逐漸增加，在300 kg·hm-2氮肥處理下，蛋白質(zhì)含量最大.易媛等［17］研究表明，小麥籽粒中蛋白質(zhì)含量隨著施氮量的增加而增加，當(dāng)施氮量達(dá)到一定量后，再增加施氮量對(duì)籽粒蛋白質(zhì)含量增加影響不顯著.王莉娟等［18］研究表明，隨施氮量的增加小麥籽粒蛋白質(zhì)含量不斷提高，蛋白質(zhì)含量和施氮量呈極顯著正相關(guān).單彩云等［19］研究表明，施氮量能夠顯著影響蛋白質(zhì)含量，隨著施氮量增加，蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)升高的趨勢(shì).李海超等［20］研究表明，小麥籽粒的氮含量主要來(lái)源于開(kāi)花前營(yíng)養(yǎng)器官儲(chǔ)存的氮，因此，小麥生育后期施用氮肥可以提高籽粒蛋白質(zhì)含量.

1.4 氮肥運(yùn)籌對(duì)麥類作物淀粉含量的影響

氮肥運(yùn)籌是麥類作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要栽培措施，氮肥運(yùn)籌對(duì)麥類作物的品質(zhì)影響顯著.許軻等［21］研究表明，在拔節(jié)期增加追施氮肥的比例有利于小麥籽粒淀粉含量、直鏈淀粉含量降低，降低直鏈淀粉含量的效果更為顯著.張如標(biāo)等［22］研究表明，同一施氮水平條件下，隨著氮肥追施后移大麥淀粉含量逐漸降低.譚彩霞等［23］研究表明，對(duì)于弱筋小麥，氮肥施用量適當(dāng)提前，有利于籽粒直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉積累.

1.5 氮肥運(yùn)籌對(duì)麥類作物可溶性糖含量的影響

氮肥運(yùn)籌對(duì)麥類作物生長(zhǎng)發(fā)育具有調(diào)節(jié)效應(yīng).李春燕等［24］研究表明，適當(dāng)降低氮肥用量、減少后期施氮比例，對(duì)生育中后期寧麥9號(hào)植株可溶性糖含量的提高有顯著影響.盛婧等［25］研究表明，強(qiáng)筋小麥皖麥38生育后期供應(yīng)充足的氮肥，可以提高旗葉中可溶性總糖和蔗糖含量.王彥麗［26］研究表明，2種穗型大麥品種生育后期追施氮肥，可提高籽?？扇苄蕴呛?

1.6 氮肥運(yùn)籌對(duì)麥類作物蛋白質(zhì)含量的影響

氮肥運(yùn)籌影響著麥類作物籽粒品質(zhì)的形成.陳曉東等［27］研究表明，在同一氮肥水平下基肥∶拔節(jié)肥∶穗肥比例為B1（5∶2∶3）、B2（6∶2∶2）兩種運(yùn)籌方式對(duì)鹽豐1號(hào)和揚(yáng)飼麥1號(hào)籽粒蛋白質(zhì)含量基本沒(méi)有差異.顧松平等［28］研究表明，基肥、壯蘗肥、穗肥都施用氮肥的模式可提高啤酒大麥籽粒蛋白質(zhì)含量.肖玉蘋(píng)等［29］研究表明，提高拔節(jié)期氮肥施用比例可以顯著增加醇溶蛋白和谷蛋白含量，從而最終使總蛋白質(zhì)含量顯著增加.楊扎根等［30］研究表明，在同一施氮水平，隨著氮肥施用時(shí)期的后延，小麥的蛋白質(zhì)含量增加.張學(xué)林等［31］研究表明，施用氮肥時(shí)期對(duì)籽粒蛋白質(zhì)含量的影響程度大于品種的影響，隨著施用氮肥時(shí)期向后推移，2種冬小麥品種蛋白質(zhì)含量均呈現(xiàn)升高的趨勢(shì).陸成彬等［32］研究表明，氮肥在揚(yáng)麥9號(hào)拔節(jié)期以后追施比返青期追施顯著增加了蛋白質(zhì)含量.

2 氮肥供應(yīng)對(duì)麥類作物產(chǎn)量的影響

2.1 不同施氮水平對(duì)麥類作物產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

麥類作物的籽粒產(chǎn)量受有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重3個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素影響，合理地施用氮肥是協(xié)調(diào)產(chǎn)量三要素、促進(jìn)產(chǎn)量提高的重要調(diào)控手段之一.陳根祥等［33］研究表明，隨著施氮量的增加，蘇啤3號(hào)的有效穗數(shù)、每穗結(jié)實(shí)粒數(shù)略有增加，施氮量在270 kg·hm-2時(shí)千粒重達(dá)到最大值，在此基礎(chǔ)上增加或減少施氮量，千粒重均下降.趙加濤等［34］研究表明，在同一密度下有效穗數(shù)隨著氮肥施用量的增加而增加，穗實(shí)粒數(shù)則與之相反，隨著氮肥施用量的增加而減少.顧宏富等［35］研究表明，從三因素對(duì)產(chǎn)量的影響來(lái)分析，有效穗數(shù)受施氮量影響最為明顯，隨著施氮量的增加而增加，實(shí)粒數(shù)、千粒重隨著施氮量的增加反而有下降的趨勢(shì).王茂瑩等［36］研究表明，隨著施氮量的增加，小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)顯著增加，千粒重呈現(xiàn)先升高后降低變化趨勢(shì).說(shuō)明增加施氮量有利于調(diào)控產(chǎn)量構(gòu)成因素的形成，從而提高小麥產(chǎn)量.李婷婷等［37］研究表明，合理的氮肥運(yùn)籌有利于提高小麥成穗率，增加穗粒數(shù)，從而提高小麥產(chǎn)量.

2.2 氮肥運(yùn)籌對(duì)麥類作物產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

氮肥運(yùn)籌能調(diào)控麥類作物產(chǎn)量構(gòu)成的3個(gè)因素，使之達(dá)到合理水平.徐啟來(lái)等［38］研究表明，在小麥生育后期增加施氮量可以增加單位面積有效穗數(shù).但對(duì)穗粒數(shù)、千粒重影響不顯著，氮肥運(yùn)籌通過(guò)提高有效穗這個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素來(lái)增加晚播小麥產(chǎn)量.倪艷云等［39］研究表明，在同一施氮水平下，小麥穗數(shù)和穗粒數(shù)隨氮肥后移比例的升高均呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，而千粒重變化趨勢(shì)則與之相反.郭明明等［40］研究表明，在同一施氮水平下，適當(dāng)增加氮肥后移比例時(shí)，小麥籽粒產(chǎn)量均表現(xiàn)為上升趨勢(shì).王家嘉等［41］研究表明，氮肥分次施用和將氮肥施用時(shí)間后移，可以使小麥籽粒飽滿，進(jìn)而增加千粒重.

3 結(jié)語(yǔ)與展望

3.1 結(jié)語(yǔ)

麥類作物品質(zhì)不僅受生態(tài)環(huán)境和品種遺傳特性影響，而且與栽培措施密切相關(guān)，施氮是栽培措施的重要一環(huán)，合理地施用氮肥是麥類作物獲得高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的重要措施.在麥類作物生產(chǎn)過(guò)程中施用氮肥時(shí)要根據(jù)品種、環(huán)境確定氮肥的施用量和施用時(shí)期.氮肥供應(yīng)對(duì)麥類作物品質(zhì)和產(chǎn)量的影響，不同地區(qū)的試驗(yàn)研究結(jié)果差異顯著，這就給制定麥類作物施肥標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)帶來(lái)困難.因此，根據(jù)不同地區(qū)土壤肥力和品種生育時(shí)期需肥量，測(cè)土配方施肥，在保證麥類作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的前提條件下，來(lái)確定適宜的施肥量、施肥時(shí)期以及基追比例具有重要意義.未來(lái)將按照麥類作物不同生產(chǎn)用途對(duì)品質(zhì)的要求，例如用于生產(chǎn)啤酒的大麥要求籽粒蛋白質(zhì)含量范圍在9%～12%，淀粉含量高；飼用大麥要求賴氨酸和蛋白質(zhì)的含量較高；生產(chǎn)面包、餅干、饅頭等對(duì)小麥筋型和品質(zhì)要求有所差異.據(jù)此，可制定不同的施氮量、施氮時(shí)期，來(lái)滿足不同的生產(chǎn)要求.

3.2 展望

麥類作物生長(zhǎng)發(fā)育需要大量氮肥提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì).近年來(lái)，隨著耕地面積減少，農(nóng)民進(jìn)城務(wù)工，人民對(duì)糧食需求越來(lái)越大，對(duì)氮肥依賴程度加重.但是我國(guó)氮肥利用效率比較低，氮肥大部分隨著水土流失，造成環(huán)境污染.要解決氮肥在麥類作物生產(chǎn)中出現(xiàn)的諸多矛盾，建議從以下幾個(gè)角度開(kāi)展研究：（1）根據(jù)土壤、環(huán)境、麥類作物需肥特性，施用氮肥；（2）配合其他農(nóng)藝措施進(jìn)行施肥，如滴灌追施氮肥、葉面噴施氮肥等；（3）研究緩控釋氮肥等新型肥料.因此，要在保證麥類作物產(chǎn)量和品質(zhì)的前提下，控制氮肥施用量和施用時(shí)期，提高氮肥利用效率，減小生產(chǎn)成本，保護(hù)生態(tài)環(huán)境.