密度和氮肥對青稞‘云大麥12號(hào)’品質(zhì)的影響

王志龍，王志偉，喬祥梅，程耿，程加省，于亞雄

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，昆明 650205）

0 引言

青稞(Hordeum vulgarevar.nudum)是禾本科大麥屬作物，又稱裸大麥，具有適應(yīng)性廣、抗寒耐旱、耐貧瘠等優(yōu)良特性，是藏區(qū)主要的糧食作物，在生產(chǎn)中占有重要的地位[1]。在云南，青稞種植面積約有1.3萬hm2，主要集中在云南西北部的迪慶和麗江等地區(qū)[2]，青稞富含β-葡聚糖、總黃酮、γ-氨基丁酸和膳食纖維等營養(yǎng)功能成分[3]。近年來，隨著人們對β-葡聚糖、總黃酮和γ-氨基丁酸在抗菌消炎、抗衰老、降血糖和抑制癌細(xì)胞增生等保健功效方面研究的深入[4]，加之政府加大對青稞產(chǎn)業(yè)開發(fā)力度的支持，青稞生產(chǎn)越來越受到重視[5]，青稞正由一個(gè)區(qū)域性的口糧作物逐漸向全球性藥食同源作物發(fā)展[2]。

大量研究表明，種植密度和氮肥用量是影響作物產(chǎn)量的主要因素[6]。作物的品質(zhì)不僅取決于品種自身的遺傳特性，還與栽培措施有關(guān)[7]，其中種植密度和氮肥的施用量對籽粒的品質(zhì)起關(guān)鍵作用[8-9]。圍繞著青稞密氮互作與產(chǎn)量的關(guān)系，前人展開了廣泛的研究，總結(jié)出一系列提高青稞產(chǎn)量的栽培措施和方法。楊天賜等[10]研究表明，播種密度和肥料運(yùn)籌對青稞品種產(chǎn)量影響不顯著。王志龍等[11]研究認(rèn)為，不同密度對產(chǎn)量影響極顯著，而不同施氮量對產(chǎn)量沒有顯著影響。張金汕等[12]在新疆對啤酒大麥進(jìn)行密氮試驗(yàn)，結(jié)果表明產(chǎn)量均隨密度的增加先升高后降低，施氮量對產(chǎn)量和產(chǎn)量要素的提高均有促進(jìn)作用，密度對籽粒的蛋白質(zhì)、淀粉含量均無顯著性影響，施氮量對蛋白質(zhì)和淀粉含量影響顯著，并提出了最佳的密度氮肥栽培措施。魏斌等[13]研究氮素對青稞產(chǎn)量的影響，隨著施氮強(qiáng)度加大，產(chǎn)量持續(xù)提高，但增長速率下降。關(guān)于密度和追肥時(shí)期對作物籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響前人已有較多報(bào)道，但就云南地區(qū)密氮對青稞品質(zhì)的研究鮮見報(bào)道。為此筆者以創(chuàng)全國冬青稞高產(chǎn)紀(jì)錄的青稞高產(chǎn)品種‘云大麥12號(hào)’為試驗(yàn)材料，分別設(shè)置3個(gè)梯度的種植密度水平和施氮水平，研究不同密氮處理對青稞品質(zhì)的影響，旨在為‘云大麥12號(hào)’的栽培推廣以及品質(zhì)改善提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試驗(yàn)地概況

‘云大麥12 號(hào)’由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所選育和提供，在2019 年實(shí)收測產(chǎn)驗(yàn)收產(chǎn)量達(dá)到9412.50 kg/hm[2]，創(chuàng)全國冬青稞高產(chǎn)紀(jì)錄。試驗(yàn)于2019—2020年在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院嵩明科研基地(25°21′N，103°05′E)進(jìn)行，試驗(yàn)地海拔1900 m，地力均勻，地勢平坦，土壤為棕土，土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量為速效磷60.00mg/kg、速效鉀106.00mg/kg和速效氮86.60mg/kg[11]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，以密度(D)為主區(qū)、氮肥施用量(N)為副區(qū)，各設(shè)3 個(gè)梯度，其中密度為85 萬株/hm2(D1)、120 萬株/hm2(D2)、155 萬株/hm2(D3)，播種量根據(jù)密度和發(fā)芽率以田間出苗率80%計(jì)算粒數(shù)，稱數(shù)到行。氮肥施用量為純氮0 kg/hm2(N1)、112.5 kg/hm2(N2)、225 kg/hm2(N3)，施氮量以尿素（含N 量46.4%）折算一次性施入。

小區(qū)長3.57 m、寬1.82 m，面積6.67 m2，行距23 cm，共9個(gè)處理，3次重復(fù)，共計(jì)27個(gè)小區(qū)。其余同一般大田管理，全生育期管理防蟲不防病。

1.3 測定項(xiàng)目及數(shù)據(jù)處理方法

正常成熟后，收獲籽粒自然晾干。用德國Brabender公司生產(chǎn)的Quanrumat Junior磨粉儀，過100目篩得全粉；用瑞典波通近紅外谷物分析儀DA7250對‘云大麥12號(hào)’全粉進(jìn)行蛋白質(zhì)、總淀粉、直鏈淀粉、γ-氨基丁酸、β-葡聚糖、總黃酮、生物堿、脂酸共計(jì)8 個(gè)營養(yǎng)和功能成分品質(zhì)進(jìn)行檢測。用Excel和SPSS 26.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對‘云大麥12號(hào)’品質(zhì)的影響

表1 結(jié)果表明，密度處理對總淀粉(F=4.492*)、總黃酮(F=4.726*)含量有顯著影響，對蛋白質(zhì)(F=2.382)、γ-氨基丁酸(F=1.465)、β-葡聚糖(F=1.126)、直鏈淀粉(F=0.663)、生物堿(F=3.469)和脂酸(F=2.078)影響不顯著。 施氮量對蛋白質(zhì)(F=14.234**)、總淀粉(F=14.277**)、總黃酮(F=17.451**)和生物堿(F=7.717**)含量有極顯著影響，對直鏈淀粉(F=5.019*)含量有顯著影響，對γ-氨基丁酸(F=2.141)、β-葡聚糖(F=1.071)、脂酸(F=0.573)影響不顯著。密氮互作對所有品質(zhì)性狀影響均不顯著。說明‘云大麥12 號(hào)’的γ-氨基丁酸、β-葡聚糖和脂酸等品質(zhì)含量受密度和施氮量影響小，蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量主要受施氮量的影響，密度對其沒有顯著影響，總淀粉、總黃酮和生物堿受施氮量和密度的影響均較大。

表1 密度和施氮量及其互作對‘云大麥12號(hào)’品質(zhì)的影響%

2.2 不同密度對品質(zhì)的影響

從圖1 可以看出，隨播種密度的增加蛋白質(zhì)、γ-氨基丁酸、總黃酮和生物堿4個(gè)品質(zhì)含量逐漸降低，其中蛋白質(zhì)和γ-氨基丁酸各密度之間品質(zhì)含量沒有顯著差異，總黃酮和生物堿含量在D1 和D2、D3 之間差異顯著；β-葡聚糖、總淀粉、直鏈淀粉和脂肪酸4個(gè)品質(zhì)含量隨密度的增加先增加再降低，均在D2時(shí)含量達(dá)最高，其中β-葡聚糖、直鏈淀粉和脂酸含量在各密度之間差異不顯著，總淀粉含量在D1和D2、D3之間差異顯著。

圖1 不同密度對‘云大麥12號(hào)’品質(zhì)的影響

2.3 不同施氮量對品質(zhì)的影響

圖2 表明，隨施氮量的增加，蛋白質(zhì)、總黃酮和生物堿3個(gè)品質(zhì)含量逐漸增加，且蛋白質(zhì)和總黃酮在N1和N2、N3之間呈極顯著差異；生物堿在N1和N3之間呈極顯著差異；總淀粉含量隨施氮含量的增加逐漸變小且在N1 和N2、N3 之間差異極顯著；直鏈淀粉含量隨施氮含量的增加逐漸變小，且N1 和N3 之間存在極顯著差異；γ-氨基丁酸和β-葡聚糖的含量隨施氮量的增加先增加再減小，差異不顯著，在N2時(shí)最大；脂酸含量隨施氮量的增加先變小后變大，不顯著，在N1時(shí)最大，差異不顯著。

圖2 不同施氮量對‘云大麥12號(hào)’品質(zhì)的影響

以上結(jié)果表明，高氮肥利于蛋白質(zhì)、總黃酮和生物堿含量的極顯著增加，特別是蛋白質(zhì)和生物堿在N3比N1含量分別增加11.28%和8.70%；不施氮利于總淀粉和直鏈淀粉含量的增加；γ-氨基丁酸、β-葡聚糖和脂酸含量雖有波動(dòng)，但影響均不顯著。

3 討論

高產(chǎn)一直是作物育種和栽培的主要目標(biāo)，也是品種能否通過區(qū)域試驗(yàn)和審定（登記）的主要條件，因此，馮西博等[14]、黃海皎等[15]主要在種植密度和施肥量對青稞產(chǎn)量影響進(jìn)行相關(guān)研究，對青稞品質(zhì)的研究主要集中于不同品種在品質(zhì)指標(biāo)上的差異，而在密度和氮肥對青稞品質(zhì)的影響方面鮮有研究。魏亞鳳等[16]對7個(gè)青稞品種的品質(zhì)分析表明，粗蛋白含量僅為8.61%～9.61%、β-葡聚糖總體含量較低(3.06%～4.31%)，總淀粉含量為38.14%～80.93%，直鏈淀粉含量為12.78%～22.26%。周紅等[17]對12個(gè)黑青稞的品質(zhì)分析表明，蛋白質(zhì)含量最高為14.07%，β-葡聚糖含量為3.91%～6.88%，總淀粉含量為52.81%～66.32%，直鏈淀粉含量為18.96%～25.94%。在本研究中，不同密氮處理下‘云大麥12 號(hào)’的β-葡聚糖含量范圍為7.06%～7.26%，均比上述研究結(jié)果高，直鏈淀粉最高含量為19.79%～20.51%，與上述研究結(jié)果相當(dāng)，在N3條件下蛋白質(zhì)含量最高可達(dá)14.30%，說明‘云大麥12號(hào)’自身β-葡聚糖含量較高，同時(shí)適宜在高氮肥的栽培模式下產(chǎn)生高蛋白含量。

石曉旭等[18]以‘蘇裸麥2號(hào)’為材料研究播種量對青稞品質(zhì)的影響，隨著播種量的增加，β-葡聚糖和蛋白質(zhì)含量均呈極顯著下降的趨勢。而在本研究中‘云大麥12 號(hào)’β-葡聚糖含量隨密度的增大先增加后降低，但無顯著差異；隨密度的增加蛋白質(zhì)含量雖逐漸降低，但也沒有顯著差異，這也表明密氮處理對不同的青稞品種的品質(zhì)影響不盡相同，需要針對不同的品種進(jìn)行密度和氮肥等相關(guān)的栽培技術(shù)研究，為品種栽培措施的確定提供依據(jù)。

4 結(jié)論

本研究通過設(shè)置不同梯度的密度和氮肥施用量對冬青稞‘云大麥12號(hào)’的品質(zhì)的影響進(jìn)行相關(guān)研究，結(jié)果表明，不同密度之間，蛋白質(zhì)、γ-氨基丁酸、β-葡聚糖、直鏈淀粉和脂酸含量之間雖有波動(dòng)，但是無顯著差異；總黃酮和生物堿在D1時(shí)顯著增加，總淀粉在D2和D3時(shí)比D1顯著增加。在不同氮肥時(shí)，高氮利于蛋白質(zhì)、總黃酮和生物堿含量的極顯著增加，特別是蛋白質(zhì)和生物堿在N3比N1含量分別增加11.28%和8.70%；不施氮利于總淀粉和直鏈淀粉含量的增加。說明‘云大麥12號(hào)’作為食品特別是功能食品時(shí)最佳的密氮組合為D1N3，即種植密度85萬株/hm2和施氮量225 kg/hm2。