氮肥對小麥產量及品質的效應

呂寶順, 王明霞, 高玉峰, 隋建村

(1.山東省東營市東營區農業農村局, 山東 東營 257100; 2.山東省東營市東營區牛莊鎮農業綜合服務中心, 山東 東營 257086)

肥料是小麥的糧食。施肥可顯著提高小麥產量及產量構成要素[1～8]。肥料配施的增產作用顯著高于單施，隨著施肥量的增加，肥料的增產幅度呈增加趨勢[1，7～10]，化肥配施的增產效果更為顯著[1，7～12]。不同施肥水平及氮肥基追比例條件下，籽粒產量均隨施肥水平的提高和氮肥追施比例的增加而提高[1，11～12]。增施磷肥和鉀肥可顯著提高冬小麥產量[1，9，13]。施肥是改善小麥產量和品質最為重要的措施，施肥對品質有顯著的效應[1～2，4，10～17]。東營市是黃河三角洲高效生態經濟區的中心城市，耕地面積22.92萬hm2，小麥是東營市的主要糧食作物，2018-2020三年種植面積一直在10萬hm2以上，平均單產6 016 kg/hm2，比山東省小麥平均單產(6 331 kg/hm2)低了5.2%。單產水平不高，品質差異也較大。如何提高單產，保障總產穩定，優化質量結構是我市糧食生產工作的重點。為此我們選擇目前主推品種煙農1212，研究不同氮肥用量對其產量和品質的效應，完善其高產調優栽培技術，為該品種推廣提供技術支撐。

1 試驗設計與方法

1.1 試驗地點

試驗在山東省東營市東營區牛莊鎮穗東家庭農場進行，海拔4 m。年日照2 623 h，年降雨量555.9 mm，年平均溫度12.8℃。試驗地土壤類型為潮土，土壤質地為壤土，前茬作物為玉米，試驗材料為煙農1212，從當地市場購買。試驗地播前土壤有機質含量13.5 g/kg，速效氮含量52.2 mg/kg，速效磷含量10.75 mg/kg，速效鉀含量115.4 mg/kg,有效銅含量2.7 mg/kg，有效鐵含量11.1 mg/kg，有效鋅含量1.1 mg/kg，有效錳含量11.5 mg/kg，pH 8.55。

1.2 試驗設計與方法

試驗共設4個處理，3個重復，每個小區100 m2，隨機排列。試驗地底肥施磷肥(P2O5)120 kg/hm2，施鉀肥(K2O)90 kg/hm2。處理1為高氮水平，施純氮240 kg/hm2；處理2為中氮水平(調查3個鄉鎮群眾施氮肥水平)純氮225 kg/hm2；處理3為低氮水平，即純氮150 kg/hm2；處理4為不施肥(CK)。氮肥60%作底肥，40%拔節期追肥，磷鉀肥全部作底肥。磷肥肥源為二銨，氮肥用尿素，鉀肥用硫酸鉀，均從當地市場購買。

主要調查指標及主要儀器：在越冬期、拔節期和成熟期分別調查群體數量及個體葉齡、單株次生根和分蘗數量，成熟期每個小區取3個樣點，每個樣點取20個穗子測定株高、穗粒數、小穗數、不孕小穗數、穗長，收獲時每個小區收獲6 m2,用于測產和測定千粒重及籽粒品質。采用德國賽多利斯集團生產的Sartorius PMD511-00U近紅外品質分析儀進行測定小麥籽粒品質，其主要指標包括容重(g/L)、籽粒硬度(%)、濕面筋含量(%)、蛋白質含量(%)、沉降值(mL)、吸水率(%)、穩定時間(min.)、最大拉伸面積(cm2)、延展性(mm)和最大拉升阻力(B.U)。

1.3 試驗主要管理技術措施及數據處理方法

試驗于2019年10月10日采用條播播種。播種量150 kg/hm2。2019年12月2日化學除草。2020年3月24日追施氮肥，4月23日進行一噴三防。2020年6月13日收獲。2020年3月8日進行春灌，灌水量120 m3/hm2。其它管理措施同大田。試驗數據用Excel進行處理。

2 試驗結果

2.1 施肥對小麥產量的影響

不同氮肥水平對小麥產量的效應見表1。從表1中可以看出，處理較對照增產5.5%～12.5%，表明施肥可顯著提高小麥產量。不同施氮量處理之間產量差異顯著。高氮處理產量最高，比中氮處理增產2.0%，差異不顯著；高氮處理比低氮處理增產6.6%，中氮處理比低氮處理增產4.5%。因此，當地適宜氮肥用量為225 kg/hm2。

從表1產量構成因素比較可知，提高氮肥用量對產量構成因素均有影響，以成穗數變化最為顯著，處理之間差異極顯著，對穗粒數和千粒重也有顯著影響。從成穗數看，施肥可顯著提高成穗數，增幅7.3%～17.0%；增施氮肥同樣可顯著提高成穗數，高氮處理較中氮提高7.7%，較低氮處理提高了9.0%，增穗效果極顯著，中氮處理較低氮處理提高了1.2%，差異不顯著。這表明：一方面增施肥料可顯著提高成穗數，另一方面也表明，磷鉀肥一定的情況下，較大幅度提高氮肥有助于成穗數提高。

表1 施氮肥對小麥產量及其結構的效應

施肥可顯著提高穗粒數，增幅3.5%～8.0%；增施氮肥穗粒數降低，但差異不顯著，降幅隨著氮肥用量增大而增大。這表明：增施肥料可顯著提高穗粒數，但穗粒數隨著氮肥用量增加而減少。從千粒重看，施肥對其有一定影響，但無明顯變化規律。中氮處理比對照高1.4%，高氮和低氮處理均顯著低于對照，分別比對照低1.8%和3.0%。高氮處理的千粒重比中氮的低3.1%。

2.2 施肥對小麥穗部性狀及株高的效應

施肥及不同氮肥用量對株高及穗部性狀效應見表2。從表2調查數據及比較分析結果看，施肥及氮肥調節對小麥株高及不孕小穗數有顯著影響。株高隨施氮量的增加而增加，不孕小穗數隨施氮量的增加而減小。施肥處理對穗長、小穗數及每個小穗結實粒數均有一定影響，但處理之間差異不顯著。

表2 不同氮肥水平下株高與穗部性狀比較

施肥處理株高顯著高于對照，增加3.8～6.6 cm，增幅4.5%～7.9%，隨著施氮量增加，增加幅度呈增加趨勢。不同施氮處理，株高隨施氮量增加而增加，增加2.3～2.8 cm，增幅2.6%～3.2%。高氮處理較中氮處理株高僅增加了0.5 cm。但處理間差異不顯著。并表現出隨施氮量的增加差異變小的趨勢。施肥處理不孕小穗數極顯著減少，減少1.1～2.9個/穗，減幅21.1%～55.8%，隨著施氮量增加，減少幅度越大。不同施氮處理的不孕小穗數隨施氮量增加而減少，減少1.0～1.8個/穗，減幅24.4%～43.9%，高氮處理較中氮處理不孕小穗數減少25.8%。處理間差異極顯著。

處理穗長增加0.1～0.2 cm,增加幅度0.7%～1.7%，處理之間差異不顯著，同樣處理之間小穗數差異不顯著，施肥處理小穗數增加0.0～0.5個/穗，增加幅度0.0%～2.2%。每個小穗平均結實粒數增加1.6%～8.0%，處理間差異不顯著。

2.3 施肥對個體質量的效應

施肥及氮肥對小麥個體質量有顯著的影響。以越冬期和拔節期葉齡、單株次生根及單株分蘗變化為例，其效應見表3。從表3可知,施肥顯著促進了個體生長發育進程，越冬期和拔節期主莖葉齡較對照分別增加0.4～1.3和0.6～1.3，增加幅度7.4%～24.1%和9.7%～21.0%。單株次生根數量顯著增加，越冬期不同處理單株次生根增加1.0～2.4條,增加幅度15.2%～36.4%，以中氮水平處理效果最為顯著；拔節期單株次生根增加2.4～6.2條，增加幅度10.8%～27.9%，同樣以中氮處理增幅效果最為顯著。

表3 不同氮肥水平下個體質量比較

從單株分蘗數量看，不同處理越冬期和拔節期單株分蘗數量增加0.7～3.2個和1.4～3.4個，增加幅度在18.4%～84.2%和23.3%～56.7%。這表明施肥和氮肥有顯著的促蘗效果。從分蘗結構看，II級分蘗平均單株增加1.3～1.4個，較I級單株平均分蘗增加了0.4～0.5個，增加幅度44.4%～55.5%。這表明氮肥對II級分蘗效應比對I級分蘗的效應更為明顯。就I級分蘗看，越冬期比對照增加8.3%～58.3%，拔節期增加17.6%～35.3%；II級分蘗越冬期增加35.7%～128.6%，拔節期增加30.8%～84.6%。也證明處理可顯著增加單株小分蘗數量。

2.4 施肥對品質的效應

施肥及氮肥調控對小麥煙農1212的品質效應見表4。從表4可以看出，不同氮肥水平對小麥籽粒蛋白質含量和濕面筋含量有顯著影響，處理間差異顯著；對籽粒硬度、穩定時間、最大拉升面積、最大拉升阻力和延展性有極顯著影響，處理之間差異極顯著；對籽粒容重、沉降值和吸水率有影響，但處理之間差異不顯著。

表4 施肥對煙農1212小麥品種籽粒品質的效應比較

從表4看出，處理可顯著提高籽粒蛋白質含量2.8%，提高幅度0.6%～4.8%；濕面筋含量顯著提高13.4%，增加幅度10.3%～17.2%。籽粒硬度極顯著提高5.1%，提高幅度4.0%～7.2%；穩定時間提高21.8%，提高幅度6.9%～48.3%；最大拉伸面積極顯著提高11.2%，提高幅度5.1%～17.3 %；最大拉升阻力極顯著提高3.3%，提高幅度1.2%～6.5%；延展性提高3.9%，提高幅度2.8%～5.1%；容重提高1.6%，提高幅度1.2%～1.7%；吸水率極顯著提高1.6%，提高幅度0.7%～2.9%；沉降值提高3.1%，提高幅度2.0%～3.8%。

3 結果與討論

施肥具有顯著的增產作用，但其增產作用與品種的基因型、生態條件及栽培管理技術實施質量有關[1～9]。試驗結果表明，在磷鉀肥用量相同的條件下，隨著施氮量的增加，增產幅度呈增加趨勢，增產幅度在5.5%～12.5%。這與張睿等[7～12]研究結果一致。施氮量增加到一定程度，增產效應變小，高氮水平與中氮水平產量僅相差2個百分點，而氮肥相差15 kg/hm2。這說明高量施用氮肥已經不再是影響小麥增產的主要因素，磷、鉀肥水平及地力基礎水平高低可能是影響產量的主要因素。從產量結果看，當地適宜的氮肥水平為中氮水平，適宜氮肥用量在225 kg/hm2。

施肥和提高氮肥用量對產量構成因素均有顯著影響。筆者試驗結果成穗數提高7.3%～17.0%；穗粒數增加3.5%～8.0%。這與鞠正春等[11～13]研究結果一致。對千粒重的效應與前人部分研究結果不盡一致[1～4]，中氮處理比對照高1.4%，高氮和低氮處理分別比對照低1.8%和3.0%。這一方面可能與處理后單株分蘗數增加18.4%～84.2%，特別是II級分蘗比I級分蘗多44.4%～55.5%，影響了成穗蘗及其生長及后期養分向籽粒的轉運，另一方面可能與試驗年度后期氣候條件有關，特別是灌漿期溫度和濕度有關；有待進一步研究。

施肥及氮肥調節對不孕小穗數有顯著影響，可顯著提高小穗結實性。不孕小穗數隨施氮量的增加而減小，平均每穗減少1.1～2.9個，減幅21.1%～55.8%，隨著施氮量增加，減少幅度越大。這與劉一等[18～20]研究不盡一致。可能是拔節期追氮，改善了中后期養分供給及其小穗之間營養競爭，特別是穗子頂部和基部小穗營養狀況，促使其結實率提高。

施肥可以改善籽粒品質，特別是氮肥對籽粒品質的改善作用更為明顯。試驗結果表明，不同氮肥水平對小麥籽粒蛋白質含量和濕面筋含量有顯著影響；對籽粒硬度、穩定時間、最大拉升面積、最大拉升阻力和延展性有極顯著影響；但對籽粒容重、沉降值和吸水率沒有顯著影響。各指標變化規律與于振文等[13～16]研究結果不盡一致。這可能與品種基因型差異有關，也可能與生態類型[19～20]及地力水平[7，18～19]等有關，有待進一步研究。