豫中潮土区土壤质地对强筋小麦产量、品质及耐冻性的影响

陈建玲，程小龙

（1.长葛市农业技术推广中心，河南长葛461500；2.长葛市农业科学研究所，河南长葛461500）

潮土地区地势平坦、土层深厚，农业生产性状良好，高产潜能大，适种性广，是优质小麦、玉米等粮食作物的主产区[1-2]。豫中长葛潮土总面积为2.97 万hm2，土壤质地以砂壤土、轻壤土、中壤土为主要类型，占全市耕地总面积的65.2%[3]。长葛市第一大优势粮食作物是小麦，常年播种面积稳定在3.8 万hm2以上，种植优质强筋小麦具有得天独厚的优势，是国家重要的优质强筋小麦生产基地。

近年来，许多学者针对潮土区优质强筋小麦施肥量、产量、品质方面进行了大量研究，如朱统泉等[4]在驻马店小麦产区针对氮磷配合施用对优质强筋小麦的产量和品质影响进行试验研究，结果表明，合理氮磷比以12∶7 配施，即每公顷施纯氮180 kg、五氧化二磷105 kg，可使优质强筋小麦产量明显提高，并提高籽粒蛋白质、湿面筋含量、吸水率、稳定时间，且对沉降值影响较少；郭战玲等[5]研究发现，施氮能显著提高小麦籽粒产量，但其随着施氮量增加产量先增加后降低，即过量施氮对小麦产量有抑制作用，在豫北潮土区，推荐小麦施氮量为162.2～250.0 kg/hm2，既保证小麦稳定高产又兼顾环境安全；苏瑞光等[6]通过田间试验，采用小麦养分专家系统推荐施肥促进了冬小麦对氮磷钾养分的吸收和利用，具有明显的增产增收效应。这些研究为潮土区科学施肥提高肥料利用率、增强抗逆性、增加产量、提高籽粒品质提供了有价值的参考，但对于豫中潮土区土壤质地对强筋小麦的产量、品质及耐冻性的影响研究鲜有报道。

本试验通过对豫中长葛当前大面积推广的5个强筋小麦品种在潮土不同质地土壤的耐冻性、产量、品质性状等进行研究，探讨5 个强筋小麦品种在潮土区不同质地土壤类型上的综合表现特点，以期为生态类型相似区域优质强筋小麦生产基地建设、品种布局和提高一二次加工品质提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2018—2020 年在豫中长葛市进行。长葛市位于河南中部，介于北纬 34°09′～34°20′，东经113°34′～114°08′，属于暖温带季风气候，年平均气温14.3 ℃，有效积温4 670.5 ℃，无霜期220 d 左右，总日照时数2 283.4 h，年平均降水量691.6 mm，气温和土壤适宜种植优质强筋小麦。

试验共设置3 个试验点，试验点1 为南席镇马台村民辉种植合作社基地；试验点2 为石象镇车庄村汇丰合作社基地；试验点3 为古桥镇古桥村环科合作社基地。前茬作物为夏玉米，平均产量7 600 kg/hm2。试验地土壤类型均属于潮土土类，脱潮土亚类，各试验点土壤养分含量如表1 所示。

表1 不同质地土壤0～20 cm 土层的养分含量

1.2 试验材料

供试小麦为当地主推优质强筋小麦新麦26（国审麦2010007，强筋、半冬性）、丰德存麦5 号（国审麦2014003，强筋、半冬性中晚熟）、郑麦366（豫审麦2005006，强筋、半冬性）、中麦578（豫审麦20190057、国审麦 20200016，强筋、半冬性）、万丰269（国审麦20200012，强筋、半冬性）5 个品种，2018 年中麦578 和万丰269 已在100 hm2示范方内示范种植。试验材料均由河南省优质专用小麦生产基地建设暨绿色高质高效创建项目中标企业提供。新麦26、中麦578 由河南豫粮种业有限公司长葛库提供；丰德存麦5 号由河南丰田种业有限公司提供；郑麦366 由河南鼎研泽田农业科技开发有限公司提供；万丰269 由河南金粒种业有限公司长葛生产研发中心提供。

1.3 试验方法

每个试验点每个品种小区面积为0.4 hm2，3 次重复，随机排列。每个品种种植面积为1.2 hm2，5 个品种互为对照，总面积18 hm2，小区之间留1 m 走道，便于农事操作及观察记载。为确保试验数据科学、准确性，本试验播期均在10 月18 日，每公顷播种量为165 kg，肥料、药剂品种选择及用量，田间灌水量等农事操作均一致。试验田每公顷施商品有机肥3 600 kg、纯氮 195 kg（氮肥基追比为 6∶4）、五氧化二磷105 kg、氧化钾90 kg。种子采用27%苯醚·咯·噻虫悬浮包衣剂（先正达南通作物保护有限公司生产）包衣；越冬水、拔节孕穗水每次450～600 m3/hm2；除草剂选用48%双氟磺草胺·氯氟吡氧乙酸·2 甲4 氯异辛酯悬浮剂（陕西上格之路生物科学有限公司生产）900 mL/hm2防除杂草；主茎拔节始期选用5%烯效唑可湿性粉剂（四川国光农化股份有限公司生产）500 g/hm2进行控旺；3 月中下旬用25%吡唑醚菌酯悬浮剂225 g/hm2＋70%吡虫啉水分散粒剂30 g/hm2（均选用江苏盐城利民农化有限公司生产）、4 月下旬选用48%氰烯菌酯·戊唑醇悬浮剂（江苏省农药研究所股份有限公司生产）750 g/hm2＋25%噻虫嗪水分散粒剂（江苏盐城利民农化有限公司生产）225 g/hm2＋98%磷酸二氢钾晶体（四川国光农化股份有限公司生产）1 500 g/hm2防除病虫害一次。

1.4 测定项目及方法

详细记载各试验田农事操作情况、小麦生育动态，按照中华人民共和国农业行业标准NY/T1301—2007，农作物品种区域试验技术规程（小麦）调查记载。小麦成熟期从每个试验区中连续取能代表各处理生长水平的植株20 株（地上部），组成一个混合样，测量株高、穗长、穗粒数、千粒质量等农艺性状。各试验区小麦单独机械收获实测产量并取混合样品10 kg 进行品质分析。

小麦籽粒容重采用上海生产的HGT-1000 型容重器测定。制粉采用无锡BuhlerMLU-202 型实验磨，小麦制粉14 d 后备用。籽粒水分含量、蛋白质含量、湿面筋含量采用瑞典PertenIM9500 型多功能谷物近红外分析仪测定，近红外校准曲线由Perten公司提供建模，在河南凤舞面业有限公司实验室进行曲线校正，结果由系统软件自动分析。粉质指标（面粉吸水率、面团形成时间、面团稳定时间）采用瑞典Perten GM2200 型电子式粉质仪测定。拉伸面积采用北京东孚久恒拉伸仪测定。

1.5 数据分析

采用Excel 2016 进行数据处理，SPSS 19.0 统计软件进行产量、籽粒品质的差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同质地土壤对小麦出苗、成熟期的影响

2018—2019 年10 月份有效降水仅2 mm，试验田统一浇水后整地播种，出苗经历6～8 d；2019—2020 年播种期底墒充足，温度适宜，出苗经历5～7 d。2 a 试验结果表明（表2），砂壤土和轻壤土出苗时间相同，较中壤土出苗早1～3 d；品种之间以新麦26和郑麦366 出苗较早，丰德存麦5 号和万丰269 出苗较晚。3 种土壤质地均以砂壤土种植小麦成熟最早，中壤土种植小麦成熟最晚。2018—2019 年参试品种以砂壤土种植郑麦366 生育期221 d 最短，中壤土种植的丰德存麦5 号生育期226 d 最长；2019—2020 年试验结果相同，以砂壤土种植郑麦366 生育期最短，经历224 d，中壤土种植的丰德存麦5 号生育期最长，经历了231 d。2019—2020 年小麦生长期内光温水协调，反映出每个品种真实成熟期。有研究认为，小麦发育期随气候变暖相应前移，灌浆期重度干热风造成最低气温的显著升高，气温日较差减小，小麦夜间呼吸消耗增大，对其干物质积累和产量形成带来潜在不利影响，灌浆提前结束[7-10]。本试验出苗和成熟期的差异，说明了相同生态条件、品种在相同管理条件下年际间受气象因子影响较大。

表2 不同质地土壤对小麦出苗、成熟期的影响

2.2 不同质地土壤对小麦抗逆性的影响

2018 年冬季偏旱，冬季冻害出现的早，冬旱连春旱。2019 年3 月22—24 日发生春季晚霜冻害，小麦正处于拔节孕穗期，5 个品种均属于2～3 级冻害。冻害程度由高到低排序为砂壤土＞轻壤土＞中壤土；品种之间冻害程度由重到轻排序为郑麦366＞新麦26＞丰德存麦5 号＞中麦578＞万丰269。2019 年参试品种苗期土壤墒情充足，越冬期均属于一类苗，抗寒能力强，冻害在1～2 级，对成穗率及产量无影响。2 a 纹枯病均以中壤土种植郑麦366 发生程度最高，属3 级，其他4 个品种纹枯病发生程度在2～3 级。2 a 试验田小麦扬花—灌浆期均无持续阴雨天气，赤霉病严重度均在1 级。2018—2019 年度白粉病发生程度较常年轻度偏轻发生，2019—2020 年度较常年中度偏重发生。试验田均无条锈病发生，2 a 试验调查结果均属于1 级。试验田完全按照大田常规管理，春季主茎拔节始期喷施烯效唑化控药剂，合理降低株高，增强抗逆性，均无倒伏发生。丰德存麦5 号、新麦26、万丰269成熟期熟相好，属于1 级；郑麦366 有0.025%的枯死穗，中麦578 整齐度稍差。结果表明，不同质地土壤对品种耐寒性及晚霜冻害影响较大，对纹枯病、熟相存在一定影响，和参试品种本身特性有一定相关性；对白粉病、赤霉病、条锈病、倒伏这4 项指标均无明显影响。

2.3 不同质地土壤对小麦产量的影响

2.3.1 不同质地土壤下参试小麦品种产量及产量构成因素比较 由表3 可知，5 个品种在不同质地土壤表现出株高、公顷穗数、千粒质量均无显著差异，穗长、穗粒数及产量有差异；中壤土种植的小麦各项性状指标及产量均表现稳且高，说明中壤土与轻壤土、砂壤土对小麦产量存在差异，中壤土种植的小麦产量三因素指标均最高。2018—2019 年度小麦试验在不良气候因子胁迫下，轻壤土和砂壤土种植小麦籽粒产量差异不显著，但在2019—2020 年度小麦试验气候条件有利于小麦生产的前提下，中壤土和砂壤土差异显著，说明轻壤土增产潜力有待进一步挖掘。

表3 不同质地土壤下小麦产量及产量构成因素比较

2.3.2 各品种农艺性状及产量比较 由表4 可知，参试品种株高、穗长、公顷穗数、穗粒数、千粒质量、产量间差异显著。株高、穗长有显著差异与品种本身基因型有一定关系，2 a 试验结果基本一致，中麦578 最大；新麦26 平均公顷穗数以612.0 万穗稳居首位，丰德存麦5 号穗数以604.5 万穗位居第2，充分表现出2 个品种冬前分蘖率及成穗率高；中麦578 穗粒数最少，但千粒质量最高，与其他4 个品种形成鲜明对比，反映出该品种千粒质量高的特点。2018—2019 年度小麦生产灾害性天气频发，2019 年5 月份降水仅3 mm，为1952 年以来同期降雨量最少的3 个年份之一；中下旬2 次干热风（16—18 日、21—26 日）持续 9 d，造成小麦叶片功能早衰，千粒质量下降，高温逼熟，生育期较常年提前5 d左右[11]；安晓东等[12]研究认为，小麦花后高温胁迫对小麦灌浆无论是旱地还是水地都是不利的，阻碍小麦千粒质量提高。但本试验丰德存麦5 号和新麦26平均公顷产量仍突破7 500 kg，表明2 个品种不同年际间气象因子胁迫下种植具有超高产水平的高度适宜性；2019—2020 年度水、光、温等气候条件满足了小麦生长需求，平均产量均突破7 500 kg/hm2，综合抗逆性强，5 个品种均能表现出自身较好的丰产稳产性。

表4 各品种农艺性状及产量差异性比较

2.4 不同质地土壤对小麦籽粒品质的影响

2.4.1 不同质地土壤下小麦籽粒品质差异性分析 由表5 可知，中壤土较轻壤土和砂壤土种植的小麦籽粒品质之间差异显著，轻壤土和砂壤土种植的小麦籽粒品质之间无显著差异，土壤质地对小麦籽粒品质影响由高到低排序为中壤土＞轻壤土＞砂壤土。土壤质地对优质强筋小麦一次加工品质容重无显著差异，对蛋白质含量、吸水率、稳定时间、湿面筋含量、拉伸面积等二次加工品质指标有显著差异。

表5 不同质地土壤下小麦籽粒品质差异性分析

2.4.2 不同品种籽粒品质差异性分析 从表6 可以看出，5 个强筋小麦品种容重＞770 g/L，蛋白质含量＞14%，吸水率＞60%，稳定时间＞8 min，湿面筋含量＞30.0%，拉伸面积＞100 cm2，均符合2013 年发布并实施的小麦品种品质分类中华人民共和国国家标准（GB/T 17320—2013）。本试验结果表明，年际间不可控灾害气象因子对优质强筋小麦产量及籽粒品质有一定影响，整齐度和籽粒饱满度均降低，千粒质量下降，影响产量以及后期的面粉加工特性和市场价值，和秦毛毛等[13]、韩巧霞等[14]的研究结果相同。董昀等[15]、蒋志凯等[16]研究认为，新麦26品质指标受年际和地域影响较小，籽粒品质指标及加工品质指标都比较高且稳定，真正实现了高产与优质强筋性状的协调统一。本试验支持并又一次验证了上述观点，新麦26 籽粒二次加工品质5 项指标（蛋白质含量、吸水率、稳定时间、湿面筋含量、拉伸面积）均优于其他4 个品种，表明不同气象条件与不同环境条件下基因型与环境互作效应不明显，该品种在本生态区域不易受环境影响，属于稳定性优、安全性强、应用价值高的优良强筋品种。

表6 不同品种籽粒品质差异性分析

3 结论与讨论

化党领等[17]研究认为，强、中筋和弱筋小麦籽粒产量、有效穗数、籽粒蛋白质含量和蛋白质产量在潮土上最高，水稻土最低。杨阳等[18]研究认为，小麦产量壤土最高，籽粒蛋白质含量以黏土最高，壤土居中，砂土最低。韩巧霞等[14]研究认为，土壤质地对小麦籽粒蛋白质积累影响较大，蛋白质含量随土质黏重程度的提高而增加。孙君艳等[19]研究认为，小麦品质性状受不同土壤类型的影响较大，一般随着土壤黏度的增加，粗蛋白和湿面筋含量增加。赵淑章等[20]对河南省8 种不同类型土壤与强筋小麦品质和产量的关系研究表明，在同一自然气候条件下，土壤类型影响着小麦籽粒品质，但与土壤质地本身关系不大。可见前人研究结果不尽相同。本试验结果表明，豫中潮土区不同质地土壤主推强筋小麦品种均可获得较高产量和较好品质，中壤土和轻壤土较砂壤土更容易获得高产，籽粒品质则以中壤土最优，是强筋小麦产业化发展高度适宜区。

强筋小麦产量和品质的变化与当年生态区积温、光照时间、有效降雨量、土壤质量及病虫草害等因子密不可分。裴雪霞等[21]研究认为，田间科学管理与生态环境条件对优质强筋小麦产量、品质的作用可达35%以上。本试验相关施肥量参数、灌水时期及灌水量、化控和病虫草害防控药剂选择及用量、适期收获等关键技术指标均在前几年试验数据基础上优化而来。试验田均无倒伏发生，冬春季冻害发生程度较轻，纹枯病等发生程度较常年偏轻发生，说明品种本身某些缺陷（如新麦26、中麦578 植株高倒伏风险加大；郑麦366 易感纹枯病；丰德存麦5 号返青起身早，易发生春季冻害等）均可以通过配套应变栽培技术应用达到预防或最大限度降低对最终经济性状造成的损失。

综上所述，强筋小麦品种是满足优质强筋小麦生产的首要条件，强筋小麦籽粒加工品质的优劣还要取决于小麦生长的环境条件和配套栽培技术措施，规范化生产对提高强筋小麦综合抗逆性、产量、品质至关重要。只有结合当地生态条件，掌握品种特性及生长规律，通过高稳产绿色应变栽培技术配套实施均可充分挖掘不同质地土壤小麦高产潜力及提高一、二次加工品质，打通优质强筋小麦从种植收获到加工关键环节产业链，加快推进强筋小麦规模化、标准化、全程机械化生产，实现优良品种到优质产品科学配置，带动面粉加工品质及食品终端整体提升。