不同氮肥用量及運籌方式對蘇裸麥2號產量和品質的影響

李 贏，劉海翠，石 呂，石曉旭，薛亞光，劉 建，魏亞鳳

（江蘇沿江地區農業科學研究所/南通市循環農業重點實驗室，江蘇 南通 226541）

氮素是植物生長發育必需的重要元素，對作物最終產量的貢獻可達40%～50%，氮肥的合理施用是影響作物增產的關鍵[1]。我國是世界上最大的氮肥生產國和消費國，由于近年來過量施用氮肥，土壤、大氣和水污染等環境問題日益突出[2]。為了提高氮肥利用效率，降低氮損失和排放，應根據不同作物的需肥特性、氣候環境和土壤條件等因素研究適宜的氮肥施用量和運籌方式。

大麥是世界第四大禾谷類作物，部分大麥成熟時穎殼與籽粒分離，籽粒裸露，故稱裸大麥，又稱青稞、元麥和米麥。大麥的產量和品質除了與品種本身特性有關，也與環境因素、栽培條件等息息相關。前人研究發現，不同氮肥用量及運籌方式對大麥的產量和品質影響很大[3-8]。劉國一等研究發現，隨著施氮量的提高，藏青320 和品比13 的產量均呈現先上升后下降的趨勢，且2個品種最高產量的施氮量不同[3]。張建青等研究發現，過量施用氮素會導致青稞植株倒伏，產量降低[4]。張如標等研究發現，通過增加氮肥用量，啤酒大麥泰興9425 籽粒產量、干物質積累量均呈上升趨勢；不同氮肥運籌方式及氮肥用量下，蛋白質和淀粉含量表現相反[5]。李雪等研究發現，提高施氮量可以顯著提高青稞的產量和千粒質量，而穗數和穗粒數差異均不顯著[6]。沈會權等研究發現，隨著施氮量的增加，蘇啤3號的千粒質量呈下降趨勢，蛋白質含量上升，同一氮肥水平下，氮肥后移會導致籽粒蛋白質含量上升[7]。陳曉東等對鹽豐1號和揚飼麥1號的氮肥用量及運籌比例進行了研究，發現施氮量的上升會提高飼料大麥的產量和蛋白質含量，降低淀粉含量；相同氮素水平不同運籌方式下，產量、蛋白質含量和淀粉含量差異不具有統計學意義[8]。前人通過設置不同氮肥用量和運籌方式，研究了不同用途大麥的產量和品質指標的變化趨勢，但由于生態環境、大麥品種特性、土壤養分等方面的差異，得出的結論存在差異。

蘇裸麥2號是江蘇沿江地區農業科學研究所選育的春性中熟二棱裸大麥品種，該品種豐產、穩產性好，生育期適中，綜合性狀優良，可作為優質雜糧開發[9]。為了探究蘇裸麥2號的高效栽培模式，減少氮肥的施用，提高氮肥利用效率，本研究擬通過探究不同氮肥用量和運籌方式對蘇裸麥2號產量和品質指標的影響，明確適宜的氮肥用量和運籌方式，為該品種的優質高產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

本試驗在江蘇沿江地區農業科學研究所薛窯基地（120.87°E、32.01°N）進行，土質為沙壤土，前茬作物為水稻，土壤有機質含量24.45 mg/g，總氮含量1.6 mg/g，堿解氮含量128.8 mg/kg，速效磷含量24.99 mg/kg，速效鉀含量 91.67 mg/kg，土壤 pH 值為7.94。本試驗以蘇裸麥2號為供試材料。

試驗采用兩因素隨機區組設計，設3個氮肥運籌方式，分別為C（1基肥占40%，苗肥占20%，孕穗肥占40%）、C（2基肥占40%，苗肥占30%，孕穗肥占30%）、C（3基肥占40%，苗肥占40%，孕穗肥占20%）；施肥量設3個水平，分別為D（1純氮150 kg/hm）2、D（2純氮210 kg/hm2）、D（3純氮270 kg/hm2）。氮肥施用量和氮肥運籌共組合成9個處理。全生育期P、K 施入量為90 kg/hm2，于播種前一次性基施。試驗小區面積為7.75 m（2長6.20 m、寬1.25 m），行距0.25 m，3 次重復。播種方式為條播，播種密度為15 萬株/667 m2基本苗。其他管理措施同當地大田生產。

1.2 測定項目與方法

農藝性狀：每個處理選取第1 和第2個重復，2個重復各選取2 段長勢均勻行長為1 m 的麥苗，考察供試材料的莖蘗動態。收獲前每小區連續選取20穗，考察穗粒數和千粒質量，小區全收獲測產。形態特征和生物學特性考察參照國家作物科學數據中心《大麥種質資源數據質量控制規范》。

β- 葡聚糖含量（質量分數）的測定依據NY/T 2006—2011《谷物及其制品中β- 葡聚糖含量的測定》；總膳食纖維含量的測定依據GB 5009.88—2014《食品安全國家標準食品中膳食纖維的測定》；可溶性膳食纖維含量的測定依據GB/T 37492—2019《糧油檢驗谷物及其制品水溶性膳食纖維的測定酶重量法》；粗纖維含量的測定使用酸堿洗滌法；粗蛋白含量的測定依據NY/T 2017—2011《植物中氮、磷、鉀的測定》。

1.3 統計分析

利用Excel 2019 進行數據處理，利用SPSS 21.0進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同氮肥用量及運籌方式對蘇裸麥2號莖蘗動態的影響

針對不同氮肥用量和運籌方式，調查不同處理下的莖蘗動態。由圖1 可知，不同氮肥用量及運籌方式下，蘇裸麥2號的莖蘗動態均呈現先上升后下降的趨勢。不同氮肥運籌方式下，C1與C2處理下蘇裸麥2號的莖蘗動態表現優于C3處理，且C1和C2處理間莖蘗動態大致相同。隨著氮肥用量的上升，蘇裸麥2號的高峰苗和有效穗數均表現為D3＞D2＞D1，表明增施氮肥有利于促進蘇裸麥2號分蘗，提高莖蘗數。

圖1 不同氮肥用量及運籌方式對蘇裸麥2號莖蘗動態的影響

2.2 不同氮肥用量及運籌方式對蘇裸麥2號產量及其構成因素的影響

由表1 可知，隨著施氮量的增加，蘇裸麥2號的穗數、穗粒數和千粒質量均呈上升趨勢，其中D2和D3處理下蘇裸麥2號千粒質量顯著高于D1處理，穗數和穗粒數在不同氮肥用量下差異不具有統計學意義。隨著苗期氮肥比例的增加，穗數和穗粒數均表現出先上升后下降的趨勢，且C2>C1>C3，而千粒質量表現為先下降后上升的趨勢。不同氮肥用量及運籌方式對蘇裸麥2號籽粒產量有明顯影響。氮肥用量相同，不同氮肥運籌方式下，蘇裸麥2號籽粒產量均表現出先上升后下降的趨勢，籽粒產量表現為C2>C1>C3，差異不具有統計學意義。在C1和C2處理下，籽粒產量均隨著施氮量的增加而增加，在C3處理下，籽粒產量隨著氮肥用量的增加表現出先上升后下降的趨勢。不同氮肥用量下，籽粒產量表現為D3>D2>D1。當施氮量由150 kg/hm2提高到210 kg/hm2時，蘇裸麥2號的產量增加了14.93%，而當施氮量從210 kg/hm2提高至270 kg/hm2時，僅增產0.31%。

2）g/hm k /（量產均平D3 D2 D1 6 5.5 4 71 7.53 98 4.37 902 4 7.7 56 4 2 a A abc B A abcd B A e d B A 0 1.4 4 87 6.67 18 5.24 066 5 9.2 61 4 3 a A a A ab A e cd B A 3 5.2 4 38 9.78 45 4.22 620 4 0.7 75 4 0 a A cde b B A abcde B A e B 7.99 4 87.94 862 4.25 31 4 2 a A a A b A均平.68 42a A .04 42a A .42 42a A響影的素因成構其及量產號2麥裸蘇對式方籌運及量用肥氮同不1表/g量質粒千）穗/粒/（數粒穗2）/hm個萬/（數穗D3 D2 D1均平D3 D2 D1均平D3 D2 D1.81 43 2 2.6 4 1.62 4.26 27 5.7 27 5 6.9 2 7.09 2 3 3.3 57 9.00 58.00 82 5 0 49.0 5 a A c b C B A cd D C B a A a A a A a A a A ab B A ab B A c b B A.99 42 3 1.7 4 1.40 4.06 28 3.7 28 5 8.7 2 6.70 2 3 4.3 60 0.00 60.00 51 6 0 62.0 5 ab C B A cd D C B d D C a A a A a A a A a A ab B A a A abc B A.15 43 0 3.2 4 0.90 4.10 27 2.9 28 8 7.1 2 5.20 2 0 3.0 53 3.00 56.00 90 4 0 46.0 5 ab B A ab B A d D a A a A a A a A a A c ab B A c B c b B A.32 43 2 42.5 1 1.3 4.47 28 3 27.6 6.33 2 4.00 58.33 574 3.3 52 5 a A a B A b B a A a A a A a A a A a A。同表下。0.01）＜P （義意學計統度、高.05）0＜P （義意學計統有異差示表別分母字寫大、母字寫小同不的后理處C1C2C3均平據:數注

氮肥運籌和氮肥用量互作下，除穗粒數差異不具有統計學意義外，蘇裸麥2號的穗數在C3D2處理下表現最差，為490.00 萬個/hm2，在C2D2處理下表現最好，為651.00 萬個/hm2，較C3D2處理增加32.86%，2個處理間的穗數差異具有高度統計學意義。千粒質量在C3D1處理下表現較差，為40.90 g，在C1D3處理下表現最好，為 43.81 g，較 C3D1處理增加了 7.11%，2個處理間的差異具有高度統計學意義。蘇裸麥2號籽粒產量在C3D1處理下表現最低，僅4 075.70 kg/hm2，在 C2D3處理下表現最好，為 5 186.67 kg/hm2，C2D2處理次之，為5 066.24 kg/hm2，較C3D1處理籽粒產量分別增加了27.26%和24.30%，與C3D1間的差異均具有高度統計學意義。當施氮量從210 kg/hm2提高到270 kg/hm2時，C2D3處理產量較 C2D2處理僅增加了2.38%，增長幅度低且差異不具有統計學意義。因此，為了降低生產成本，提高氮肥利用效率，蘇裸麥2號在C2D2處理下即可實現高產。

2.3 不同氮肥用量及運籌方式對蘇裸麥2號籽粒品質指標的影響

由表2 可知，隨著氮肥用量的增加，籽粒粗蛋白和β- 葡聚糖含量呈上升趨勢，D3處理下籽粒粗蛋白含量顯著高于D1處理，β- 葡聚糖含量極顯著高于D1處理；可溶性膳食纖維和總膳食纖維含量均呈先上升后下降的趨勢，粗纖維含量呈下降趨勢。施氮量從 150 kg/hm2增加 60、120 kg/hm2，籽粒粗蛋白含量平均分別增加4.62%和2.42%，β- 葡聚糖含量平均分別增加5.95%和2.30%，增加幅度下降。基肥施氮量不變、苗肥氮肥比例上升、孕穗肥氮肥用量比例下降的情況下，籽粒粗纖維和粗蛋白含量下降，可溶性膳食纖維和總膳食纖維含量先上升后下降，β- 葡聚糖含量幾乎沒有變化。可見，適量增加氮肥用量可以提高籽粒的粗蛋白、β- 葡聚糖、可溶性膳食纖維和總膳食纖維含量，進而提高蘇裸麥2號的籽粒品質；而不同氮肥運籌方式對蘇裸麥2號籽粒品質指標影響較小。

00 g）g/1/（量含維纖食膳總均平D3 D2 D1均平.67 16 a A.06 16 a A.19 17 a A.77 16 a A 1 A a 2.4.09 17 a A.58 17 a A.55 17 a A.15 16 a A 5 A b 1.9.86 16 a A.26 16 a A.51 16 a A.81 17 a A 7 A b 1.8 6.64 1.08 17.91 16 a A a A a A/%量含D31 A a 2.21.70 A a 9 A a 1.70 A a 1.9響影的標指質品粒籽號2麥裸蘇對式方籌運及量用肥氮同不2表維纖粗%/量含糖聚- 葡β 0 g）g/10/（量含維纖食膳性溶可g）g/k/（量含白蛋粗D2 D1均平D3 D2 D1均平D3 D2 D1均平D3 D2 D1 4 A a 2.5 8 A a 2.4 3.89 A a 4.02ab A 3.86abc B A 3.78cd b B A 8.60 A a 8.17 A a 9.01 A a 8.63 A a 1 3.5 a 11A 1 8.2 a 11A 9 4.4 ab 11B A 2 7.8 bc 10B A 1.91 A a 2.24 A a 3.85 A a 3.96c ab A 3.99ab A 3.60 B d 9.11 A a 9.03 A a 9.45 A a.87 A a 8 9 0.7 a 11A 4 4.9 11 ab B A 3 8.2 10 bc B A 9 9.1 10 abc B A 6 A a 1.9 1.86 A a 3.89 A a 4.06 A a 3.91abc B A 3.71cd B A 8.48 A a 8.24 A a 8.21 A a.00 A a 9 2 9.4 a 10A 3 0.9 11 abc B A 1 3.2 11 abc B A 2 4.1 10 c B 4 A a 2.1 9 A a 2.1 1 A a 4.0 2 A a 3.9 0 B b 3.7 8.48 A a 8.89 A a 8.83 A a 9 14.6 a 1A 8 11.9 ab 1A 4 07.0 b 1A理處C1C2C3均平

蘇裸麥2號籽粒的粗蛋白含量在C3D1處理下表現最差，為104.12 g/kg，C1D3處理下表現最好，為118.21 g/kg，較C3D1處理增加了13.53%；粗蛋白含量表現前3 的依次為C1D3>C2D3>C1D2。可溶性膳食纖維含量在C2D2處理下表現最好，為9.45 g/100 g，在C1D3處理下表現最差，為8.17 g/100 g，各處理間差異均無統計學意義；表現前3 的依次為C2D2>C2D3>C1D2。總膳食纖維含量在C3D1處理下表現最好，為17.81 g/100 g，在 C1D3處理下表現最差，為 16.06 g/100 g，各處理間差異均無統計學意義；表現前3 的依次為C3D1>C2D3>C2D2。β- 葡聚糖含量在C2D1處理下表現最差，為3.60%，在C3D3處理下表現最好，為4.06%，較C2D1處理增加了0.46 百分點，2個處理間的差異具有高度統計學意義；表現前3 的依次為C3D3>C1D3>C2D2。粗纖維含量在C1D2處理下表現最好，為2.54%，在C2D3處理下表現最差，為1.70%，下降了0.84 百分點，各處理間差異均無統計學意義。C2D2處理下，蘇裸麥2號的β- 葡聚糖、可溶性膳食纖維和總膳食纖維含量均排前3。綜上所述，在C2D2處理下，蘇裸麥2號的品質指標最佳。

3 討論與結論

3.1 不同氮肥用量及運籌方式對產量的調控

針對不同的大麥品種，明確適宜的氮肥用量及運籌方式是降低生產成本、提高大麥產量的重要手段。張金汕等研究發現，隨著施氮量的提高，甘啤4號的穗長、穗粒數、結實率和籽粒產量顯著增加，成穗數和千粒質量表現為先升高后降低[10]。肖玉蘋等研究發現，氮肥用量后移，啤酒大麥花30 的有效穗數、產量呈上升趨勢，千粒質量呈下降趨勢[11]。與前人研究結果相同，本試驗發現蘇裸麥2號的穗數、穗粒數、產量也均隨著施氮量的提高而呈上升趨勢，其中各處理間穗數和穗粒數差異不具有統計學意義。與李雪等研究結果[6]相同，隨著氮肥用量的提高，蘇裸麥2號的千粒質量也隨之提高。當氮肥水平相同時，不同氮肥運籌方式下，產量及其構成因素差異均不具有統計學意義。本研究發現，在不同氮肥用量及運籌方式下，蘇裸麥2號籽粒產量在C2D3處理下表現最佳，在C2D2處理下表現次之，而在基肥、苗肥、孕穗肥質量比為4︰3︰3、施氮量從210 kg/hm2提高到270 kg/hm2時，產量僅增長2.38%，差異不具有統計學意義。為了節本增效，提高氮肥利用效率，基肥、苗肥、孕穗肥質量比為4︰3︰3、施氮量為210 kg/hm2，即可滿足高產蘇裸麥2號的生產需求。

3.2 不同氮肥用量及運籌方式對品質指標的調控

前人研究發現，隨著氮肥用量的提高，大麥籽粒的蛋白質含量也提高[5,7,12-13]。與前人研究結果一致，隨著施氮量的提高，蘇裸麥2號籽粒粗蛋白含量也增高，差異具有統計學意義，但受運籌方式影響較小。近年來，裸大麥由于籽粒中富含可溶性膳食纖維，尤其是β- 葡聚糖備受關注[14]。前人研究發現，β- 葡聚糖能夠降低血漿膽固醇，降低結腸癌的風險，以及降低血糖指數，具有重要的保健功能[15]。陳錦新等研究發現，提高氮肥用量會提高大麥β- 葡聚糖含量，氮肥運籌方式不同也會影響大麥β- 葡聚糖含量，且不同品種對氮肥用量和運籌方式的變化反應也不盡相同[16]。本研究發現，提高施氮量可以顯著提高蘇裸麥2號籽粒的β- 葡聚糖含量，而氮肥運籌方式的改變對其影響較小，這可能與品種特性有關。前人對裸大麥可溶性膳食纖維的研究往往集中于加工方式，有關栽培方式對膳食纖維含量的研究仍較少。本研究發現，通過提高氮肥施用量和苗期氮肥比例，蘇裸麥2號籽粒的可溶性膳食纖維和總膳食纖維含量均表現為先上升后下降的趨勢，處理間差異均無統計學意義，表明高膳食纖維育種可能是提高裸大麥膳食纖維含量最經濟有效的手段。β- 葡聚糖含量、可溶性膳食纖維含量和總膳食纖維含量是衡量裸大麥營養品質的重要指標[17]。C2D2處理下，蘇裸麥 2號的β- 葡聚糖、可溶性膳食纖維和總膳食纖維含量均排前3。因此，當基肥、苗肥、孕穗肥質量比為4︰3︰3、施氮量為210 kg/hm2時，蘇裸麥2號的品質指標綜合表現最佳。

氮肥的過量施用不僅會對土壤、水和大氣造成污染，還會導致裸大麥貪青遲熟，影響裸大麥在江蘇地區早熟、調節茬口的優勢，且收獲時易使其遇雨倒伏發生穗發芽。因此，明確適宜的氮肥用量及運籌方式對降低生產成本、提高經濟效益和促進蘇裸麥2號的推廣有重要的意義。綜合考慮生產成本、產量和品質指標，在純氮量210 kg/hm2，基肥、苗肥、孕穗肥質量比為4︰3︰3 時，可生產出優質高產的食用裸大麥，蘇裸麥2號的產量可達5 066.24 kg/hm2，其籽粒中總膳食纖維含量為17.55 g/100 g，可溶性膳食纖維含量為9.45 g/100 g，β- 葡聚糖含量為3.99%，粗蛋白含量為108.23 g/kg，粗纖維含量為1.91%。