不同春小麥品種對(duì)氮肥處理的響應(yīng)

高甜甜 王德梅 王艷杰 楊玉雙 常旭虹 趙廣才

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作物生理生態(tài)重點(diǎn)試驗(yàn)室，100081，北京）

小麥?zhǔn)鞘澜绲谝淮罂诩Z作物[1]，隨著人們生活品質(zhì)的提高，對(duì)小麥品質(zhì)和產(chǎn)量提出了更高的要求。小麥的生長(zhǎng)受品種、土壤和環(huán)境因素的影響，考慮環(huán)境和土壤條件的同時(shí)，選擇優(yōu)質(zhì)小麥品種，可達(dá)到小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)[2]。氮素是小麥生長(zhǎng)發(fā)育期間必需的大量元素之一，其不僅影響小麥生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)形成[3-5]，也是合成小麥蛋白質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。氮肥施用量會(huì)直接影響小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)[6]，合理施用氮肥對(duì)小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)至關(guān)重要[7]。柏慧等[8]研究表明，隨施氮量的增加，小麥產(chǎn)量有先升后降的趨勢(shì)，且品種不同，達(dá)到較高產(chǎn)量的影響因素不同；合理的氮肥運(yùn)籌可通過(guò)增加小麥有效穗數(shù)和穗粒數(shù)增加產(chǎn)量[9]；馬尚宇等[10]研究表明，增施氮肥有利于提高小麥產(chǎn)量，且在高施氮水平時(shí)穗粒數(shù)和千粒重較高。有研究[11-12]表明，在一定范圍內(nèi)，小麥蛋白質(zhì)含量隨施氮量的增加而增加，過(guò)量施氮會(huì)影響籽粒蛋白質(zhì)含量；適當(dāng)減少施氮量可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)筋小麥的提質(zhì)增效[13]；吳培金等[14]研究表明，弱筋小麥品種的籽粒蛋白質(zhì)及其組分含量均隨施氮量增加而增加，與醇溶蛋白相比，氮肥對(duì)谷蛋白含量的影響較大。關(guān)于氮肥的研究已有很多報(bào)道，但對(duì)于地理遠(yuǎn)源的不同小麥品種對(duì)氮肥處理響應(yīng)方面的研究較少。本試驗(yàn)以埃及和我國(guó)的 4個(gè)春小麥品種為材料，研究其對(duì)氮肥處理的響應(yīng)，為不同品種小麥優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培的氮肥運(yùn)籌提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)采用盆栽方式，于 2019-2020年在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所溫室內(nèi)進(jìn)行，供試土壤為采集自內(nèi)蒙古呼倫貝爾的黑土，pH 7.9，基礎(chǔ)養(yǎng)分見(jiàn)表 1。供試春小麥品種分別為來(lái)自埃及的Egypt1（A1）和Egypt2（A2）以及來(lái)自我國(guó)天津農(nóng)業(yè)科學(xué)院的津強(qiáng)6號(hào)（A3）和津強(qiáng)11號(hào)（A4），供試的 4個(gè)品種雖然地理距離較遠(yuǎn)，但均為強(qiáng)筋小麥品種。

表1 土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分Table 1 Basic nutrients of soil

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。于2019年10月24日將供試土壤混勻后裝盆并澆水，10月25日播種，11月25日移入溫室，盆內(nèi)徑0.22m，高0.18m，每盆種12株，留苗8株。3個(gè)氮肥處理分別為B1：不施氮；B2：施尿素1g/盆；B3：施尿素1.5g/盆。共12個(gè)處理，3次重復(fù)，共計(jì)36盆。氮肥均在拔節(jié)初期（2019年12月16日）隨水施入，生育期間及時(shí)觀察土壤墑情，隨時(shí)補(bǔ)水，保證水分供應(yīng)充足。2020年3月3日收獲，成熟期整株取樣待測(cè)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

收獲時(shí)進(jìn)行室內(nèi)考種，測(cè)定項(xiàng)目包括株高、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、總小穗數(shù)、籽粒產(chǎn)量和千粒重，采用凱氏定氮法測(cè)定籽粒蛋白質(zhì)及其組分含量。籽粒蛋白質(zhì)含量=籽粒全氮含量×5.7。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖，用DPS 16.5軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同春小麥品種間農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的差異

由表2可知，不同春小麥品種的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素存在顯著差異。其中A1和A2的株高、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均存在極顯著差異（P＜0.01），總小穗數(shù)存在顯著性差異（P＜0.05）。A3和A4的株高、總小穗數(shù)存在極顯著差異（P＜0.01），穗長(zhǎng)存在顯著差異（P＜0.05）。A2的穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、總小穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均最高，A1的穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量均為最低，籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)為A2＞A4＞A3＞A1。

表2 春小麥品種之間農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的差異Table 2 Agronomic characteristics and yield differences among spring wheat varieties

2.2 施氮量對(duì)春小麥農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

拔節(jié)期施氮量不同對(duì)小麥農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量有不同影響。由表3可知，B3與B1、B2的千粒重存在顯著性差異（P＜0.05），其他指標(biāo)各處理間均無(wú)顯著差異。穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均表現(xiàn)為B3＞B2＞B1，隨著拔節(jié)期施氮量的增加，穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量增加。結(jié)果表明適量的施氮對(duì)小麥的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素有促進(jìn)作用。

表3 施氮量對(duì)春小麥農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響Table 3 Effects of nitrogen application amount on agronomic characteristics and yield of spring wheat

2.3 不同處理組合對(duì)春小麥農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

由表4可知，處理組合間小麥農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量有不同程度的差異。其中A3B1的株高最高，極顯著高于除A3B2外的其他處理（P＜0.01）；穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)和總小穗數(shù)以A2B1最大，與A2B3不存在顯著性差異，A2B1的穗粒數(shù)極顯著高于 A1B1、A1B2和A1B3（P＜0.01）；千粒重和產(chǎn)量以A2B3最高，除A2B1和A2B2外，與其他處理有極顯著差異（P＜0.01）。綜上可知，A2B3處理的千粒重和產(chǎn)量最高，表明品種A2在拔節(jié)期施尿素1.5g/盆可更大程度地促進(jìn)籽粒的生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量。

表4 不同處理組合對(duì)春小麥農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響Table 4 Effects of different treatment combinations on agronomic traits and yield of spring wheat

2.4 不同春小麥品種蛋白質(zhì)含量的差異

不同小麥品種的籽粒蛋白質(zhì)含量分析結(jié)果（表5）表明，A3的總蛋白含量最高，并且與A1、A2、A4的差異達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），A1和A4之間差異不顯著，A3的總蛋白含量分別較A1、A2和A4高11.93%、19.19%和10.77%；A3的清蛋白含量最高，與A1、A2、A4的差異達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），A1與 A2之間有顯著性差異（P＜0.05）；A2的球蛋白含量最高，且與A1存在極顯著差異（P＜0.01），與A3和A4無(wú)顯著性差異；A3的醇溶蛋白含量最高，與A4差異達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），與A2差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）；A3的谷蛋白含量最高，與A1、A2差異達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），與A4有顯著性差異（P＜0.05），A1、A2、A4間差異達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。A3的總蛋白質(zhì)、清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量均高于其他3個(gè)品種。

表5 不同春小麥品種蛋白質(zhì)含量的差異Table 5 Protein contents differences among different spring wheat varieties %

2.5 施氮量對(duì)春小麥蛋白質(zhì)含量的影響

不同施氮量條件下，總蛋白質(zhì)含量以B3最高，且與B1、B2存在極顯著差異（P＜0.01），B1、B2之間不存在顯著差異，B3的總蛋白質(zhì)含量分別較B1、B2高4.54%和4.48%；清蛋白含量以B3最高，與B1、B2存在顯著性差異（P＜0.05），B1和B2之間不存在顯著差異；球蛋白含量以B3最高，與B2存在顯著性差異（P＜0.05），與B1差異不顯著，且B1、B2之間無(wú)顯著差異；醇溶蛋白和谷蛋白含量均以B3最高，且B1、B2、B3之間無(wú)顯著差異（表6）。結(jié)果表明增施氮肥可以提高籽?？偟鞍踪|(zhì)及其組分的含量。

表6 施氮量對(duì)春小麥蛋白質(zhì)含量的影響Table 6 Effects of nitrogen application amount on protein contents of spring wheat %

2.6 不同處理組合對(duì)春小麥蛋白質(zhì)含量的影響

由表7可知，不同處理組合的蛋白質(zhì)及其組分含量存在差異?？傮w來(lái)說(shuō)，同一品種間差異不顯著，不同品種間存在較大差異，相同品種間，B3處理的蛋白質(zhì)及其組分含量較高?？偟鞍踪|(zhì)含量以A3B3最高，與除A3B2外其他處理組合有極顯著差異（P＜0.01），較 A3B1和 A3B2處理分別高9.47%和 7.09%；清蛋白含量以 A3B3最高，與除A1B3和 A3B2外的其他處理有極顯著差異（P＜0.01），與A1B3存在顯著性差異（P＜0.05）；醇溶蛋白含量以A3B3最高，與A1B1、A4B2和A4B3差異達(dá)到了極顯著水平（P＜0.01）；谷蛋白含量以A3B3最高，與A1和A2品種組合均有顯著差異（P＜0.05）。綜上可知，不同處理組合的籽?？偟鞍踪|(zhì)、清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量均以 A3B3最高，說(shuō)明蛋白質(zhì)及其組分含量受品種和施氮量影響較大。

表7 不同處理組合對(duì)春小麥蛋白質(zhì)含量的影響Table 7 Effects of different treatment combinations on protein contents of spring wheat %

3 討論

小麥品種是影響產(chǎn)量和品質(zhì)的因素之一。品種遺傳因素對(duì)小麥產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量有決定作用[15]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，4個(gè)優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥中，Egypt2的產(chǎn)量更高，而津強(qiáng)6號(hào)更優(yōu)質(zhì)。有研究[6]表明，增施氮肥及氮肥后移均能使小麥的產(chǎn)量得到提高，品質(zhì)得到改善；這與本試驗(yàn)拔節(jié)期適量提高施氮量可以提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的結(jié)果一致。張定一等[16]研究結(jié)果表明，施氮使小麥成穗數(shù)和穗粒數(shù)增加，產(chǎn)量提高，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)有所改善，但品種間存在差異，與本試驗(yàn)不盡一致；本試驗(yàn)得出隨著拔節(jié)期施氮量的增加，小麥千粒重逐漸增高，與施氮使小麥千粒重降低的研究[16]結(jié)果相反，原因可能是供試小麥品種和栽培的環(huán)境不同。

不同施氮水平對(duì)不同品種小麥品質(zhì)有明顯的調(diào)節(jié)作用[17]，且不同施氮水平對(duì)籽粒蛋白質(zhì)及其組分的影響研究結(jié)果頗有分歧。關(guān)于施氮量對(duì)各組分占蛋白質(zhì)的比例，Martre等[18]研究表明，隨施氮量增加，清蛋白和球蛋白含量降低，谷蛋白和醇溶蛋白含量提高。張冀濤等[19]研究得出，隨施氮量的增加，球蛋白和醇溶蛋白含量增加，清蛋白和谷蛋白含量降低。而趙廣才等[20]認(rèn)為，增施氮肥對(duì)醇溶蛋白和谷蛋白影響較大，對(duì)清蛋白和球蛋白影響較小。吳培金等[14]研究表明，與醇溶蛋白相比，氮肥對(duì)谷蛋白含量的影響較大，以上2個(gè)研究結(jié)果均表明，在一定范圍內(nèi)，籽粒蛋白質(zhì)及其組分含量均隨施氮量增加而增加，與本研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

不同品種比較中，埃及小麥品種 Egypt2的產(chǎn)量性狀均高于來(lái)源于我國(guó)天津的小麥品種津強(qiáng) 6號(hào)，但津強(qiáng)6號(hào)的品質(zhì)性狀均最好，Egypt2的產(chǎn)量最高，津強(qiáng)6號(hào)的總蛋白質(zhì)含量最好。合理施氮肥可以提高小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。隨著拔節(jié)期施氮量的增加，小麥穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量、蛋白質(zhì)及其組分含量均逐漸增高，施尿素1.5g/盆的處理小麥生長(zhǎng)最好。不同處理組合中，施氮肥較高的Egypt2的千粒重和產(chǎn)量最高，追施氮肥較高的津強(qiáng)6號(hào)的籽?？偟鞍踪|(zhì)及其組分含量最高，拔節(jié)期施氮量增多，有利于提高小麥產(chǎn)量、總蛋白質(zhì)及其組分含量。拔節(jié)期適量施氮可以提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì)。