氮磷配施對甘啤7號籽粒品質及植株氮磷鉀 含量的影響

柳小寧 潘永東 張華瑜 包奇軍

摘要：研究了氮磷配施對啤酒大麥甘啤7號籽粒品質及植株氮磷鉀含量的影響，結果表明，不施氮磷肥的對照組相對于施N 10 kg/hm2+P2O5 10 kg/hm2的試驗組，全磷在莖稈、葉片、葉鞘、籽粒中含量分別增加了45.4%，64.5%，56.4%，12.9%；全氮在莖稈、葉片、葉鞘、籽粒中分別增加了4.8%，5.0%，1.8%，1.5%；鉀在莖稈、葉片、葉鞘中分別增加了18.9%，48.1%，11.7%，籽粒中不顯著。不同部位肥素積累程度從大到小依次為葉、莖、鞘、籽粒。籽粒蛋白質增加了7.6%，飽滿粒和千粒重含量分別下降了7.3%和4.6%。

關鍵詞：成熟期；啤酒大麥；籽粒品質；氮肥；磷肥

中圖分類號：S512.3 文獻標志碼：A 文章編號：1001-1463（2018）10-0061-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.10.019

Effects of Different Biodegradable Film on Soil Quality

CHENG Wanli 1，2， WANG Lei 1，2， WANG Shuying 1，2， MA Mingsheng 1，2， DANG Yi 1，2， ZHAO Gang 1，2， FAN Tinglu 1，2

（1. Institute of Dryland Agriculture， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070，China； 2.Key Laboratory of Efficient Water Utilization in Dryland Agriculture of Gansu Province，Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：In this paper， 3 kinds of different biodegradable film of BASF， Kingfa and Xinfu were used in embedding experiments to investigate the effect of degradation products of biodegradable films on soil quality. The results showed that after 233 days of embedment， degradation of BASF film was the fastest， the degradation products of all three kinds of films did not decrease the soil nutrient content or soil bioactivity nor cause the heavy metal accumulated， and the functional microorganisms were different in involving the degradation of different biodegradable films. The three kinds of degradation films selected did not have negative effects on soil quality during the observation period.

Key words：Biodegradable film；Soil nutrient；Soil bioactivity；Heavy metal

氮、磷是作物生長的重要營養物質，其供應狀況和農作物的生長發育及品質有密切關系。但在生產中，種植戶為了提高產量，盲目大量施肥現象日趨嚴重[1 ]。氮磷肥已經成為目前農作物施用量最多、使用最不合理的肥料，這不但影響了產量，還對作物品種的生理特性及品質產生影響，甚至給土壤質量帶來負面影響[2 ]，也給生態環境造成了威脅。研究表明，氮磷供給不平衡會造成氮的增產效益和施肥量成反比[3 ]，也有作物會因氮磷的施入造成田間倒伏[4 ]，啤酒大麥如果肥料施入不合理，也會因群體大而倒伏，從而降低籽粒產量和品質等等[5 ]。因此在既不影響土壤質量又能改善生態環境的前提下，研究肥料對高產、優質、經濟的作物品種的影響非常重要。施氮肥不僅能提高大麥產量，還會增加蛋白質含量[6 ]，但用于釀造啤酒的大麥品質要求蛋白質含量不能太高。還有研究認為，施磷肥可提高啤酒大麥產量，對蛋白質含量有抑制作用[7 ]。

甘啤7號是具有高產、優質、廣適、抗逆性強的啤酒大麥品種，同時也是耐“瘠薄”作物。生育期102 d左右，高度抗倒伏，且抗干熱風、抗條紋病和其它病害，適宜在甘肅省河西走廊、中部沿黃灌區及內蒙古、黑龍江等地區種植。有關甘啤7號在當地通常施肥水平的情況下，對其籽粒品質方面的影響程度和影響趨勢的研究比較少，尤其對成熟期植株中肥素的積累規律研究還沒有涉及。我們以不施氮磷作為對照組、以施用當地常用氮磷配比水平作為試驗組，研究了甘啤7號在當地通常施肥水平下籽粒品質的變化趨勢和變化程度，以及當地通常施肥水平對成熟期植株中肥素吸收和積累情況，以期為甘啤7號的高產、優質、經濟、綠色合理施肥和大麥秸稈的合理利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示啤酒大麥品種甘啤7號，由甘肅省農業科學院經濟作物與啤酒原料研究所提供。供試肥料為尿素（含N 46%），磷酸二銨（含P2O5 46%，N 18%）。

1.2 試驗區概況

試驗于2016年在武威黃羊鎮甘肅省農業科學院啤酒大麥試驗基地進行，河西東部平川灌區，海拔1 766 m，年日照時數2 360～2 920 h，年平均氣溫6.0～7.0 ℃，年降水量200～260 mm，無霜期135～150 d。土壤為灌漠土，耕層（0～20 cm）含有機質17.1 g/kg、全氮1.00 g/kg、全磷0.87 g/kg、全鉀38.5 g/kg、速效氮70.3 mg/kg、速效磷35.4 mg/kg，pH 8.3，前茬作物大麥，地力均勻，中等肥力，水澆地。

1.3 試驗設計

試驗設2個處理，分別為對照組（CK），不施N、P2O5；試驗組施N 10 kg/hm2、P2O5 10 kg/hm2。正常氮磷水平處理作為底肥在播種期一次性施入。試驗隨機區組排列，小區面積100 m2，3次重復，小區間加寬1 m的保護行，保護行中間起壟（壟寬0.50 m，壟高0.25 m）以便澆水和防止串肥。播種量按450萬粒/hm2計，于3月20日播種。播種后及時鎮壓，以防跑墑。5月10日灌頭水、6月13日灌二水，其余田間管理同當地大田。收獲時每小區隨機取長勢正常的植株20株，按葉、莖、穗、籽粒等進行分樣，將所分取的樣品置烘箱內105 ℃殺青30 min，70 ℃烘干至恒定質量，待測。

1.4 試劑與測試方法

1.4.1 試劑 2.6-二硝基酚或2.4-二硝基酚，鉬酸銨，偏釩酸銨，濃硝酸，30%雙氧水，40%氫氧化鈉，0.01 mol/L鹽酸，2%硼酸，氯化鉀。

1.4.2 儀器與設備 KjelcetTM8400全自動凱氏定氮儀，瑞士；電熱鼓風干燥箱，上海實驗儀器廠；分析天平，賽多利斯公司；紫外分光光度計，美國；F-300火焰光度計，上海元析儀器有限公司。

1.4.3 測試方法 分別對采樣植株的籽粒、莖稈，葉片、旗葉用植物莖稈粉碎磨粉碎并分別密封包裝。樣品檢測前先進行消化處理。將待測樣品細粉充分混勻，準確定量放入消化管中，加入濃硫酸，置消化爐進行消化，期間分階段加入雙氧水促進消化的進行，放消化液完全清亮或者無色時即為消化終點。采用半微量凱氏定氮法測定氮含量[8 ]，采用釩鉬酸銨分光光度法測定磷含量[9 ]，采用火焰光度法進行測定鉀素含量[10 ]。采用瑞典1241 Grain analyzer（FOSS TECATOR）近紅外儀測定籽粒蛋白質。用分級篩（SORTIMAT PFEUFFER）按照國標GB T7416-2008規定的方法測定千粒重、飽滿率。

1.5 數據處理

試驗數據采用Excel進行統計，Spss17.0系統進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 氮磷肥對甘啤7號籽粒品質的影響

由表1可知，與對照組相比，試驗組蛋白質含量增長達到極顯著水平（P < 0.01），試驗組和對照組的蛋白質含量分別為11.3%和10.5%，均在啤酒大麥國家優級標準范圍（10.0%～12.5%）內。水分沒有響應。試驗組和對照組的籽粒飽滿率分別為86.37%和93.22%，也在國家優級標準范圍（飽滿粒≥85%）內，試驗組的籽粒飽滿率比對照降低7.3%，達到極顯著水平（P < 0.01）。試驗組和對照組千粒重分別達到47.9 g和50.2 g，在國家優級標準范圍（千粒重≥45 g）內。籽粒品質的變化趨勢說明，在完全不施氮磷肥和按當地正常氮磷配比施肥的情況下，甘啤7號的籽粒品質均可達到國標優級。

2.2 氮磷肥對成熟期甘啤7號植株及籽粒中氮、磷、鉀含量的影響

由表2可知，與對照組相比，試驗組的莖、葉、鞘及籽粒中的N素上升均達顯著水平（P < 0.01），P素含量上升均達極顯著水平（P < 0.01）。K素含量在莖、葉、鞘中的上升達到極顯著水平（P < 0.01），籽粒中不顯著。從相對值來看：N素、P素和K素的積累在植株的不同部位中對氮磷肥素的響應程度不同，P素的響應順序從大到小依次為葉、鞘、莖、籽粒，K素和N素的響應順序從大到小依次均為葉、莖、鞘、籽粒。N、P、K素的積累在植株同一部位的響應程度也不同，葉、莖、鞘中的肥素積累響應順序從大到小依次均為P、K、N素，籽粒中K素不明顯。可見，最容易積累營養素的部位是葉，最容易從土壤中吸收的營養元素是P。N、P肥適量施入可以有效促進土壤中的K元素在莖、葉、鞘中的積累。

3 小結與討論

試驗結果表明，不施N、 P肥的對照組相對于施N 10 kg/hm2、P2O5 10 kg/hm2的試驗組（N10P10），全磷在莖稈、葉片、葉鞘、籽粒中含量分別增加了45.4%、64.5%、56.4%、12.9%，全氮在莖稈、葉片、葉鞘、籽粒中分別增加了4.8%、5.0%、1.8%、1.5%，鉀在莖稈、葉片、葉鞘中分別增加了18.9%、48.1%、11.7%，籽粒中不顯著。植株不同部位肥素積累程度從大到小依次為葉、莖、鞘、籽粒。籽粒蛋白質增加了7.1%，飽滿粒和千粒重含量分別下降了7.9%和4.6%。甘啤7號籽粒蛋白質含量試驗組比對照組增加，但在兩個處理水平下，蛋白質含量均在國標優級范圍內。籽粒飽滿粒和千粒重雖然在試驗組處理下顯著增加，但是對照組也在國標范圍內，由此可以說明，對于甘啤7號而言，完全可以在對照組和試驗組之間進行減肥增效配置。優質啤酒大麥要求蛋白質含量適中或偏低[11 ]，而生產上增施氮肥在提高大麥產量的同時還顯著提高籽粒蛋白質含量，導致蛋白質含量過高而不符合啤酒釀造要求[12 ]。因此，施適宜氮量，協調籽粒產量和蛋白質含量是大麥優質高產栽培的關鍵。

王秀英[13 ]研究認為，肥素的利用效率不隨著施肥量的增加而增加，找到作物最為適量的施肥水平才可發揮肥料的最大效益。本試驗中，相對于對照組，氮磷正常水平試驗組對成熟期植株不同部位氮、磷、鉀含量的響應程度不同，表現為葉最高，莖居中，鞘較低，籽粒最低。除籽粒中的鉀素對施肥沒響應外，其他部位對氮、磷、鉀的響應程度表現為磷最大，鉀居中，氮最小。因此，適量施入氮磷肥，可以促進植株的各營養器官對肥素的吸收積累，尤其是氮磷肥的施入可以刺激土壤中的鉀元素在莖、葉、鞘的積累。大麥植株對土壤中肥料的吸收積累機理，為秸稈還田和飼用處理提供了可能。秸稈肥料的合理利用，可以降低土壤容重，提高土壤孔隙度，增加農作物的產量[14 - 16 ]，避免了因焚燒秸稈引起的環境污染問題，而且還可以改善土壤結構，提高地力，降低生產成本，提高種植戶的收入。

參考文獻：

[1] 殷建軍，姜 超，郭慶瑞，等. 合理施肥對小麥生長發育和產量的影響[J]. 北方農業學報，2015，43（6）：

53-55.

[2] 張國印，茹淑華，孫世友，等. 長期施用氮磷鉀肥對褐土土壤肥力及作物產量的影響[J]. 華北農學報，2013，28（3）：217-221.

[3] 茹淑華，張國印，孫世友，等. 氮磷鉀與鋅肥配合施用對土壤和植株養分含量的影響[J]. 河北農業科學，2011，15（6）：35-39.

[4] 劉友香，王險峰. 玉米倒伏原因分析與解決方法[J]. 現代化農業，2015（7）：38-40.

[5] 許如根，李忠芹，呂 超，等. 大麥品種揚農啤4號優質高產栽培技術研究[J]. 江蘇農業科學，2006（1）：20-23.

[6] 孫炳玲，韓順斌. 不同施肥水平對啤酒大麥產量和蛋白質含量的影響[J]. 耕作與栽培，2008（4）：38-39.

[7] 沈會權，陳曉靜，陳 和，等. 氮肥用量及運籌對不同啤酒大麥產量和啤用品質的影響[J]. 大麥與谷類科學，2008（2）：29-32.

[8] 李合生. 植物生理生化實驗原理和技術[M]. 北京：高等教育出版社，2000：115-123.

[9] 魯如坤. 土壤農業化學常規分析方法[M]. 北京：科學出版社，1983：312-314.

[10] 鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 3版. 北京：中國農業出版社，2000：71；106-108.

[11] 蔡 劍，姜 東，戴廷波，等. 施氮水平對啤酒大麥植株氮素吸收與利用及籽粒蛋白質積累和產量的影響[J]. 作物學報，2009，35（11）：2116-2121.

[12] 張國良，戴其根，陳培紅，等. 氮肥運籌對港啤1號群體質量及產量和蛋白質含量的影響[J]. 麥類作物學報，2005（4）：101-104.

[13] 王秀英. 不同水氮條件對燕麥氮素吸收轉運和積累的影響[J]. 西南師范大學學報（自然科學版），2014，

39（11）：101-107.

[14] 李澤義，高九思，張利敏，等. 玉米秸稈還田應用效果研究[J]. 現代農業科技，2012（12）：238-239.

[15] 孫炳玲. 氮磷及密度對高寒干旱區啤酒大麥產量的影響研究[J]. 甘肅農業科技，2017（9）：52-55.

[16] 王 顥，潘永東，包奇軍，等. 氮肥施用量對河西走廊啤酒大麥產量及品質的影響[J]. 甘肅農業科技，2010（7）：18-20.

（本文責編：楊 杰）