啤酒大麥氮營養診斷及追肥推薦研究

周彥芳　劉　強　張秀華

摘要用播前和拔節期土壤礦質氮含量（Nmin）以及拔節期植株NO3--N含量可作為啤酒大麥氮肥推薦施用的指標。0～100cm土層NO3--N含量變化趨勢逐漸下降，NH4+-N變化不明顯。不論施肥水平高低，還是土層深度不同，Nmin含量與NO3--N含量變化非常一致，且NO3--N含量占Nmin總量的70%～92%。氮肥施用量與拔節期植株NO3--N含量變化具有較好的一致性。高、中、低產栽培下，獲得最高產量的氮肥施用量分別是249kg/hm²、324kg/hm²、182kg/hm²；同時，獲得最高產量的拔節期植株NO3--N測試值分別是1 706 mg/kg、2 045mg/kg、1 733mg/kg。

關鍵詞啤酒大麥；礦質氮含量；硝態氮含量；施肥指標

中圖分類號 S512.3；S147.21 文獻標識碼A文章編號 1007-5739（2009）06-0141-03

氮肥推薦是推薦施肥的核心。確定合理的施氮量、提高氮肥利用率、降低施用氮肥對環境產生的壓力，一直是國內外農學家努力的方向。我國現行的測土配方施肥推薦技術，如肥料效應函數法和目標產量法，只能定量控制施肥總量，不能對肥料合理分配以及根據植物生長發育情況對肥料施用進行調節[1]。而實際上，作物生長受各種環境因素的影響，在作物生長發育前期作出的施肥預測，應該根據作物對環境的協調程度，作出適當的調整。因此，進行氮素營養診斷和追肥推薦研究，是對測土配方施肥技術產前一次肥料推薦的深化。在作物生長期間測定植株硝酸鹽含量并用于追肥推薦，具有充分的理論基礎[2-4]，是歐洲普遍采用的技術[5，6]。目前，在這方面我國對小麥、玉米、棉花有不少研究[7-9]，而在啤酒大麥上的研究很少。該項研究目的在于把土壤診斷和植株診斷結合起來，以土壤無機氮測試推薦基肥施用量，以植株氮營養診斷推薦追氮肥量作為主要技術體系，配之以快速的診斷儀器，從而建立一套簡便易行、準確快速、有利于提高產量、改善品質、便于應用的啤酒大麥氮肥施用推薦體系。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗設在甘肅省啤酒大麥原種場（壤土、pH值8.0、有機質0.80%、全氮0.18%、速效鉀254mg/kg、海拔1 670m，簡稱試點1）、黃羊河農場（砂壤土、pH值8.2、有機質1.20%、全氮0.21%、速效鉀368mg/kg、海拔1 650 m，簡稱試點2）、張掖園藝試驗場（沙土、pH值8.4、有機質0.70%、全氮0.12%、速效鉀284mg/kg，海拔1 400m，簡稱試點3）。

1.2供試作物

啤酒大麥哈瑞特（Harrington）。

1.3試驗設計

試驗設施氮0kg/hm²、75kg/hm²、150kg/hm²、225kg/hm²、300kg/hm²、375kg/hm² 6個處理，3次重復。磷肥（P2O5）按150 kg/hm²作底肥一次性施入。氮肥60%作底肥、40%于拔節期結合灌水施入。田間隨機排列，小區面積20m²。

1.4測試項目

大麥播前土壤基礎肥力：0～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm、80～100cm土層Nmin，拔節期和收獲期各小區各層次Nmin，拔節期大麥植株NO3--N含量，收獲期植株和籽粒全氮量，以及其他常規生長性狀調查。

1.5測試方法

土壤氮素測定采集土壤鮮樣，流動自動分析儀分析；拔節期植株NO3--N含量用反射儀測定；植株全氮用H2SO4-H2O2消解，流動自動分析儀分析；籽粒蛋白質按GB2905測定。

2結果與分析

2.1土壤各形態氮含量的消長

研究發現，土壤NO3--N含量隨土層深度的增加呈遞減分布，0～20cm土層NO3--N含量最高，80～100cm含量最低（圖1）。在地力水平不同的3個試驗點，這一趨勢一致。說明通氣良好狀態下，可加速肥料氮向NO3--N轉化。NH4+-N在各層含量較低，變化不明顯（見圖2）。

雖然地力水平和施肥水平影響NO3--N和NH4+-N的消長，但NO3--N占Nmin量的70%～92%。因此，在類似地區，可以用NO3--N含量來估計Nmin水平，以減少測定程序。

2.2施肥對拔節期啤酒大麥植株NO3--N含量及0～30cm土層NO3--N含量的影響

試驗表明，隨著施氮量的增加，啤酒大麥拔節期植株體內NO3--N含量也增加。從圖3~5可以看出，在3個試點隨著施氮量的增加，植株體內NO3--N含量呈線性增加，說明施氮肥能明顯促進植株對氮的吸收。但是，隨著土壤基礎肥力的變化，這一線性相關也在變化，肥沃和貧瘠的土壤其線性相關降低。可見，施肥一方面顯著促進氮的吸收；另一方面過量施肥后，由于土壤基礎肥力的差異，植株NO3--N含量最高的處理不一定是施肥量最多的1個。

另外，隨著施氮量的增加，拔節期0～30cm土層的NO3--N含量也隨之增加（見圖6），有著較好的相關性。

2.3施氮量對籽粒產量及生物產量的影響

隨著施氮量的增加，啤酒大麥產量也相應增加，當產量達到最高點后，進一步增施氮肥，產量開始呈現下降態勢。不同產量水平，最高產量施肥量也有差異（見圖7~9）：試點1最高產量為4 851kg/hm²，最高產量施肥量為268 kg/hm²；試點2最高產量為6 033kg/hm²，最高產量施肥量為266kg/hm²；試點3最高產量為2 804kg/hm²，最高產量施肥量為211kg/hm²。隨著土壤肥力的增加，最高產量施肥量也提高。施氮量與生物產量也存在著類似的相關關系。

2.4啤酒大麥拔節期植株NO3--N含量與啤酒大麥籽實產量

拔節期對啤酒大麥植株體內NO3--N含量進行測定，結果顯示，拔節期植株體內NO3--N含量與收獲期啤酒大麥籽實產量呈較好的相關性，在高產水平下，最高產量（6 042 kg/hm²）時，拔節期植株體內NO3--N含量為1 706mg/kg；在中產水平下，最高產量（4 828kg/hm²）時，植株體內NO3--N含量為2 045mg/kg；在低產水平下，最高產量（3 040kg/hm²）時，植株體內NO3--N含量為1 733 mg/kg。據此可確定啤酒大麥的診斷臨界值為1 800mg/kg，即啤酒大麥在拔節期植株體內硝態氮含量達到1 800mg/kg時就可獲得高產。

2.5施氮對啤酒大麥蛋白質含量及莖稈全氮含量的影響

試驗研究發現，氮肥施用量與莖稈全氮含量有著很好的相關關系，隨著氮肥施用量的增加，啤酒大麥莖稈全氮含量呈直線上升。氮肥施用量對啤酒大麥蛋白質含量有著較大影響，隨著氮肥用量的增加，啤酒大麥蛋白質含量相應增加，將施氮量與蛋白質含量用直線關系進行擬合，并根據國標對啤酒大麥蛋白質含量的要求（一級≤12.5、優級≤12.0）進行推薦施肥，則試點1中y=-0.005 6x+10.525，r=0.995 4，最高施肥量為324kg/hm²；試點2中y=0.007 7x+10.548，r=0.964 2，最高施肥量為249kg/hm²；試點3中y=-0.0112x+10.467，r=0.924 9，最高施肥量為182kg/hm²。

3啤酒大麥氮不同臨界值對應追肥量的確定

在試驗的3個試點中，依基礎產量將其分為高產田（試點2，基礎產量3 000kg/hm²）、中產田（試點1，基礎產量在2 000～3 000kg/hm²之間）、低產田（試點3，基礎產量2 000 kg/hm²），并根據施氮量與產量、施氮量與拔節期植株硝態氮含量、拔節期植株硝態氮含量與產量之間的關系以及蛋白質含量不超標的施肥量要求確定啤酒大麥拔節期植株硝態氮診斷值（x）和追氮量（y）之間的關系：高產田為y=151-0.11x；中產田為y=113-0.048x；低產田為y=76-0.051x（x、y的單位分別為mg/kg和kg/hm²）。

4結論

（1）土壤NO3--N含量隨氮肥用量的增加而增加，無論氮肥用量水平高低，0～20cm土層NO3--N含量最高，隨著土層深度增加，NO3--N含量逐漸降低，在80～100cm含量最低；土壤NH4+-N含量在各土層中變化不明顯。土壤NO3--N含量與Nmin含量有很好的相關性，無論土壤基礎肥力高低，前者大約占后者的70%～92%，可以用NO3--N含量作為氮肥推薦施用的指標。

（2）隨施肥量的增加，植株體內NO3--N含量直線增加，氮肥用量與拔節期0～30cm土壤中NO3--N含量有較好的相關性。

（3）施氮量與植株莖稈全氮量及籽粒蛋白質含量有較好的相關性，結合國標對啤酒大麥蛋白質含量的要求進行推薦施肥，則高產田最高施肥量為249kg/hm²；中產田最高施肥量為324kg/hm²；低產田最高施肥量為182kg/hm²。氮肥用量與拔節期植株體內NO3--N含量及啤酒大麥蛋白質含量顯著相關，可據此進行氮推薦追肥。

5參考文獻

[1] 楊卓亞，毛達如.應用正交多項式趨勢系數建立綜合施肥模型的理論和技術[J].土壤通報，1993，24（4）：180-183.

[2] PAPASTYLIANOU I，PUCKRIDGE D W. Stem nitrate nitrogen and yield of wheat in a permanent rotation experiment[J].Aust. J. Agri. Res.，1983（34）：599-606.

[3] WOODSON E. Petiole nitrate concentration as an indicator of Geranium nitrogen status[J].Commum. Soil Sci. Plant Anal，1983（1）：1363-1372.

[4] ZHEN R G，LEIGH R A. Nitrate accumulation by wheat（Triticum aesti rum）in relation to growth and tissue nitrogen concentration[J].Plant and Soil，1990（124）：157-160.

[5] ELLIOTT D E，EEUTER D J，GROWDEN B. Improved strategies for diagnosing and correcting nitrogen deficiency in spring wheat[J].J. Plant Nutri.，1987，10（9）：1761-1770.

[6] VERLY R B. Stem testing as a real-time guide to tomato seeding Nand Kfertilization. Commum[J]. Soil Sci. Plant Anal.，1994，25（5-6）：664-670.

[7] 李志宏，王興仁，張福鎖.我國北方地區幾種主要作物氮營養診斷及追肥推薦研究（III）——春小麥氮素營養診斷及追肥推薦研究[J].植物營養與肥料學報，1997，3（4）：350-356.

[8] 張學軍，羅代雄，桂林國，等.寧夏揚黃灌區春小麥氮營養診斷及追肥推薦量[J].西北農業學報，2001，10（1）：72-74，87.

[9] 危常州，張福鎖，朱和明，等.新疆棉花氮營養診斷及追肥推薦研究[J].中國農業科學,2002，35（12）：1500-1505.