王正元
海東市樂都區(qū)農(nóng)業(yè)項(xiàng)目服務(wù)中心,青海 海東 810799
小麥?zhǔn)俏覈饕募Z食作物,用途廣泛,不僅可以制作成饅頭、餅干、面條等食物,也是生產(chǎn)乙醇等工業(yè)產(chǎn)品的原材料,在人們?nèi)粘I钪斜夭豢缮佟R虼?,采取科學(xué)、合理的種植技術(shù),不斷提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì),對(duì)保障我國糧食安全、維持社會(huì)穩(wěn)定具有重要意義。在小麥種植過程中,氮肥發(fā)揮了至關(guān)重要的作用,合理施用氮肥能夠提升小麥產(chǎn)量。但是從氮肥施用現(xiàn)狀來看,部分農(nóng)戶氮肥過量,這樣不僅無法提高小麥產(chǎn)量,還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成較大的負(fù)擔(dān)。部分學(xué)者對(duì)小麥增施氮肥進(jìn)行了相關(guān)研究,但是關(guān)于減量施氮對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響的研究還相對(duì)較少?;诖?,筆者對(duì)小麥設(shè)置不同梯度減量施氮處理,探尋最佳氮肥施用量,以期為小麥氮肥施用提供參考依據(jù)。
試驗(yàn)地位于甘肅省海東市樂都區(qū)(東經(jīng)100°41.5′~103°04′、北緯35°25.9′~37°05′),屬高原大陸性氣候區(qū),日照時(shí)間長,冬夏溫差小,晝夜溫差大,年降水量為429.2 mm,年日照時(shí)間為3 450.4 h,年平均氣溫為5.6 ℃,年無霜期90 d[1]。試驗(yàn)地土壤以黃棕壤土為主,pH 值為7.6,有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.40 g/kg,全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0 g/kg,全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5 g/kg,全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.2 g/kg,速效氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35.4 mg/kg,速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.2 mg/kg,速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為177.2 mg/kg[2]。
參試小麥品種為青麥7 號(hào),由青海省農(nóng)林科學(xué)院提供。供試肥料主要有尿素(含氮46%)、過磷酸鈣(含磷12%)、硫酸鉀(含鉀50%)。
試驗(yàn)于2021 年4 月8 日開始,設(shè)計(jì)5 個(gè)處理,分別為常規(guī)施氮(施尿素240 kg/hm2,CK)、不施氮(施尿素0 kg/hm2,T1)、常規(guī)減氮25%(施尿素180 kg/hm2,T2)、常規(guī)減氮50%(施尿素120 kg/hm2,T3)、常規(guī)減氮75%(施尿素60 kg/hm2,T4)。每個(gè)處理為一個(gè)試驗(yàn)小區(qū),每個(gè)處理重復(fù)3 次,共15 個(gè)試驗(yàn)小區(qū),每小區(qū)面積為75.00 m2(長10.0 m×7.5 m)。
試驗(yàn)地小麥播種時(shí),采用播種機(jī)進(jìn)行條播,行距為20 cm,播種量為187.5 kg/hm2。各處理除尿素施用量不同外,過磷酸鈣、硫酸鉀施用量均相同,分別為90、60 kg/hm2。播種前,尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀均作為基肥一次性施入。其他管理措施與大田管理措施一致。
1.4.1 植株干物質(zhì)積累量
分別在小麥越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期和成熟期,從各小區(qū)選取具有代表性的植株20 株,將樣品沖洗干凈放入紙袋后置于烘干箱中,在105 ℃下進(jìn)行殺青,再將溫度調(diào)至80 ℃,烘干至質(zhì)量恒定,測定植株干物質(zhì)積累量[3]。
1.4.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成要素
于小麥成熟期,從各小區(qū)選擇1 m2區(qū)域,每個(gè)小區(qū)重復(fù)3次,共計(jì)3 m2,調(diào)查單位面積穗數(shù);從各小區(qū)的3 m2樣區(qū)中選取具有代表性的植株30 株,調(diào)查穗粒數(shù);將小麥人工收割后,進(jìn)行脫粒并自然曬干,隨機(jī)選擇1 000 粒,測定千粒質(zhì)量,并計(jì)算單位面積產(chǎn)量。
1.4.3 小麥品質(zhì)
于小麥成熟期,從各小區(qū)選取具有代表性的植株20 株,采用IM9100 型近紅外整粒谷物分析儀,對(duì)小麥籽粒品質(zhì)進(jìn)行測定,測定指標(biāo)包括小麥籽粒蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)、容重、硬度、出粉率、濕面筋率、沉降值。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2017 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì),用SPSS21.0軟件進(jìn)行方差分析和多重比較[4]。
由表1可知,抽穗期、灌漿期、成熟期小麥植株群體干物質(zhì)積累量為T2>T3>T4>CK>T1。在小麥抽穗期,T2處理小麥植株群體干物質(zhì)積累量最大,為6 468.0 kg/hm2,與CK 存在顯著差異;在小麥灌漿期,T2處理小麥植株群體干物質(zhì)積累量最大,為14 903.6 kg/hm2,與CK 存在顯著差異;在小麥成熟期,T2處理小麥植株群體干物質(zhì)積累量最大,23 972.0 kg/hm2,與CK 存在顯著差異。總的來說,常規(guī)減氮25%可顯著促進(jìn)小麥植株群體干物質(zhì)積累量增加。
表1 減量施氮對(duì)小麥植株群體干物質(zhì)積累量的影響kg/hm2
由表2 可知,各處理單位面積小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、單位面積產(chǎn)量均為T2>T3>T4>CK>T1。T2處理單位面積小麥穗數(shù)最多(483.1萬穗/hm2),與T3、T4處理無顯著差異,與CK、T1處理存在顯著差異;T2處理小麥穗粒數(shù)最多(31.8粒),與T3處理無顯著差異,與CK、T1、T4處理存在顯著差異;T2處理小麥千粒質(zhì)量最大(42.4 g),與CK、T3、T4處理無顯著差異,與T1處理存在顯著差異;T2處理單位面積小麥產(chǎn)量最高(4 340.8 kg/hm2),與T3、T4處理無顯著差異,與CK、T1處理存在顯著差異,比CK 增產(chǎn)11.4%。總的來說,常規(guī)減氮25%可顯著增加單位面積小麥穗數(shù)、穗粒數(shù),提高小麥千粒質(zhì)量、單位面積產(chǎn)量。
表2 減量施氮對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響
由表3 可知,各處理小麥籽??偟鞍?、清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為T2>T3>T4>CK>T1。T2處理小麥籽??偟鞍踪|(zhì)量分?jǐn)?shù)最大(13.40%),與T3、T4處理無顯著差異,與CK、T1處理存在顯著差異;T2處理小麥籽粒清蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大(1.34%),與T3、T4處理無顯著差異,與CK、T1處理存在顯著差異;T2處理小麥籽粒球蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大(0.83%),與T3、T4處理無顯著差異,與CK、T1處理存在顯著差異;T2處理小麥籽粒醇溶蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大(4.68%),與T3、T4處理無顯著差異,與CK、T1處理存在顯著差異;T2處理小麥籽粒谷蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大(35.7%),與T3、T4處理無顯著差異,與CK、T1處理存在顯著差異??偟膩碚f,常規(guī)減氮25%可顯著提高小麥籽??偟鞍住⑶宓鞍?、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
表3 減量施氮對(duì)小麥籽粒品質(zhì)的影響
由表3 可知,各處理小麥籽粒容重、硬度、出粉率、濕面筋率、沉降值均為T2>T3>T4>CK>T1。T2處理小麥籽粒容重最大(847.3 g/L),與T3、T4處理無顯著差異,與CK、T1處理差異顯著;T2處理小麥籽粒硬度最大(71.4%),與T3、T4處理無顯著差異,與CK、T1處理差異顯著;T2處理小麥籽粒出粉率最大(78.3%),與T3、T4處理無顯著差異,與CK、T1處理差異顯著;T2處理小麥籽粒濕面筋率最大(35.8%),與T3、T4處理無顯著差異,與CK、T1處理差異顯著;T3處理小麥籽粒沉降值最大(35.7 mL),與T3、T4處理無顯著差異,與CK、T1處理差異顯著??偟膩碚f,常規(guī)減氮25%可顯著提高小麥籽粒容重、硬度、出粉率、濕面筋率、沉降值。
氮素在小麥植株?duì)I養(yǎng)循環(huán)及代謝過程中具有至關(guān)重要的作用,適量施用氮肥可增強(qiáng)植株光合作用,提升小麥籽粒產(chǎn)量與品質(zhì),但是氮肥施用過量會(huì)對(duì)小麥生長產(chǎn)生抑制作用[5]。此次試驗(yàn)中,在常規(guī)減氮25%處理下,越冬期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期、成熟期,小麥植株干物質(zhì)積累量均最大;在常規(guī)減氮25%處理下,單位面積小麥穗數(shù)最多、穗粒數(shù)最多、千粒質(zhì)量最大、單位面積產(chǎn)量最高;在常規(guī)減氮25%處理下,小麥籽??偟鞍?、清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)均最大;在常規(guī)減氮25%處理下,小麥籽粒容重、硬度、出粉率、濕面筋率、沉降值均最大。由此可見,相比于常規(guī)施氮(施尿素240 kg/hm2),適當(dāng)減量施氮能夠顯著提升小麥產(chǎn)量和品質(zhì),常規(guī)減氮25%(施尿素180 kg/hm2)對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的提升效果最佳。