氮肥对不同类型小麦产量与品质的影响及调控差异

魏 鹏，张培文，李文阳，闫素辉*

（1.安徽科技学院 农学院，安徽 凤阳 233100；2.砀山县农业农村局，安徽 砀山 235300）

小麦是我国重要的粮食作物，对保障国家粮食安全具有重要作用，高产优质是从事小麦生产一直以来的目标。小麦的产量和品质，不仅取决于品种的遗传特性，而且受生态环境和栽培技术的影响［1］。在各种栽培措施中，氮素营养对小麦产量和品质的影响最为突出［2-3］，合理施用氮肥可促进小麦生长发育和提高产量，也对小麦籽粒品质的形成有明显的调节作用［4-5］。

在当前小麦生产中，降低氮肥施用量可以降低倒伏的风险和减少不必要的氮肥流失与浪费，但减少氮肥施用量后产量会相应地下降。合理增施氮肥对小麦干物质积累和转运有正向调控作用，能够促进花前积累干物质的转移，增加花后干物质积累量，有利于产量的提高［6-7］。有研究［8］表明在一定范围内适量增施氮肥可以提高小麦籽粒产量及籽粒蛋白质、湿面筋含量、沉淀值以及改良面团流变学特性，从而有效地改善籽粒加工品质，但施氮量超过一定范围，籽粒产量增加不显著，甚至降低［9］，加工品质趋于变劣［10］。

为此，本试验选用了不同类型小麦品种，在广泛大田施氮量210 kg/hm2的基础上，设置180 kg/hm2（N1 低氮）、240 kg/hm2（N2 高氮）2 个施氮水平，研究不同对氮敏感型小麦品种产量与品质及其相关构成因素的变化，及对氮肥响应差异，以期为小麦高产栽培与优质栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本试验于2019 年10 月-2020 年9 月在安徽科技学院科技园进行。以对氮敏感型品种：扬麦19、扬麦22、生选6 号，氮迟钝型品种：宁麦9、皖西麦0638、荃麦725，共计6 个小麦品种为试验材料，采用随机区组设计，设置180 kg/hm2（N1）和240 kg/hm2（N2）2 个纯施氮水平。试验地前茬为玉米，试验小区面积为9 m2（3 m × 3 m），行距25 cm，种植密度为450 万株/hm2，3 次重复。小麦播种方式为人工播种。氮、磷、钾肥分别为尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O512%）、氯化钾（K2O 60%），磷、钾肥全部底施，施用量均为120 kg/hm2。氮肥的基追比为5∶5，追肥在拔节期施入。全生育期无灌溉，其他田间管理同常规生产基本一致。

1.2 试验方法及测定项目

1.2.1 倒伏状况调查 调查倒伏时期及倒伏程度。倒伏程度以级别（茎秆与地面夹角）表示，0 级为（90～ 75）°，1 级为（75～ 45）°，2 级为（45～ 15）°，3 级为（15～ 0）°。在成熟期调查小麦倒伏发生率，在发生倒伏的处理小区，在其倒伏区域挑选5 个倒伏均匀的小区域，用量角器多次测量倒伏角度，计算平均值，并测量实际倒伏面积。倒伏指数=倒伏级别* 倒伏面积。

1.2.2 产量及其构成因素的测定 在抽穗期调查小麦有效穗数，在每个处理小区中先随机挑选出一片小麦长势均匀的区域，再用长尺量出1 m2，取该1 m2区域内小麦有效穗计数；在成熟期调查每穗实粒数，在每个处理小区中挑选出15 株长势均匀一致的小麦单株，用剪刀将其麦穗剪下，取其籽粒每穗实粒数计数；在小麦成熟期进行测产，在每个处理小区中先随机挑选出一片小麦长势均匀的区域，再用长尺量出1 m2，分扎晒干脱粒，再考种称重；用测产的籽粒，每个处理随机数取100 粒籽粒，称重，记为百粒重，再换算为千粒重，每个处理重复5 次。

1.2.3 籽粒品质性状的测定 籽粒淀粉与粗蛋白、湿面筋等含量、磨粉品质与面团流变学特性的测定用Perten 公司的DA7200 近红外分析仪测定。

1.2.4 淀粉RVA 黏度参数的测定 试验各处理的小麦籽粒使用Perten 公司的3100 型实验室粉碎磨仪器磨出淀粉。糊化特性各参数采用Perten 公司的Starchmaster-2 型快速黏度分析仪测定。

1.3 数据分析与处理

采用Excel 2003 和DPS 5.0 软件统计分析数据，采用LSD 法进行差异显著性检验（差异显著性为0.05）。

2 结果与分析

2.1 氮肥对田间倒伏情况的影响

由图1 可知，扬麦19、扬麦22、生选6 在不同氮水平下的倒伏指数呈显著性差异，宁麦9、皖西麦0638、荃麦725 在不同氮水平下的倒伏指数差异性不显著。随着施氮量的增加，倒伏指数升高，扬麦19、扬麦22、生选6 的升高幅度分别为216.67%、23.75%、353.49%，宁麦9、皖西麦0638、荃麦725 的升高幅度较小，分别为9.40%、1.83%、0。由此可见，本试验中品种扬麦19、扬麦22、生选6 对氮肥响应程度较大，为氮敏感型品种；品种宁麦9、皖西麦0638、荃麦725 对氮肥响应程度相对较小，为氮迟钝型品种。

图1 不同处理小麦植株倒伏指数的比较Fig.1 Lodging index comparison of wheat plants in different treatments

2.2 氮肥调控对产量及其相关构成因素的影响

实际产量、穗数、千粒重在不同氮水平下呈极显著性差异，穗粒数在不同氮水平下差异性不显著（表1）。与低氮下相比较，不同小麦品种高氮水平下的实际产量整体降低，氮敏感型降低了19.82%，氮迟钝型降低了2.62%（其中荃麦725 产量略有升高）；穗数整体显著升高，氮敏感型升高了6.55%，氮迟钝型升高了4.61%；千粒重整体显著降低，氮敏感型降低了5.58%，氮迟钝型降低了9.84%。由此可见，氮肥主要是通过影响小麦穗数和千粒重，进而影响小麦产量，过高的氮肥施用量不利于氮敏感型小麦产量的提升，对氮迟钝型小麦产量的影响较小。

表1 不同处理的小麦品种产量及其相关构成因素比较Tab.1 Comparison of different wheat varieties′yield and related components

2.3 氮肥对小麦籽粒一次加工品质的影响

容重、硬度在不同品种间存在极显著差异，出粉率在不同品种间存在显著差异（表2）。荃麦725 和扬麦22 的硬度较大，生选6 和宁麦9 的硬度较小；扬麦19 和荃麦725 的容重较大，生选6 和皖西麦0638 的容重较小；扬麦19 和扬麦22 的出粉率较高，出粉率较低的品种为生选6 和皖西麦0638。容重、硬度、出粉率在不同氮水平间差异性均不显著，说明氮肥不是影响小麦籽粒一次加工品质的关键因素。

表2 不同处理小麦籽粒硬度、容重、出粉率比较Tab.2 Comparison of wheat grain hardness,test weight,and flour extraction rate in different treatments

2.4 氮肥对小麦籽粒二次加工品质的影响

由表3 可知，粗蛋白含量、湿面筋含量和沉淀值在不同品种间均呈极显著性差异，在不同氮水平下均呈极显著性差异。与低氮下相比较，不同品种高氮下的粗蛋白含量、湿面筋含量、沉淀值均显著增加，氮敏感型品种的增加幅度分别为8.04%、7.55%、15.84%，氮迟钝型品种的增加幅度分别为3.38%、3.23%、3.39%。说明氮肥是影响小麦籽粒二次加工品质的重要因素之一，高氮有利于籽粒粗蛋白含量、湿面筋含量和沉淀值的增加，且氮敏感品种的增加幅度显著高于氮迟钝型品种。

表3 不同处理小麦粗蛋白含量、湿面筋含量、沉淀值比较Tab.3 Comparison of wheat protein content,wet gluten content,and sedimentation value in different treatments

2.5 氮肥对淀粉RVA 黏度参数的影响

由表4 可知，峰值黏度、低谷黏度、最终黏度在不同氮水平下呈显著性差异，稀懈值在不同氮水平下呈极显著性差异。与低氮水平相比较，高氮水平下峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、稀懈值均显著降低，氮敏感型品种的降低幅度分别为6.95%、5.26%、4.16%、10.95%，氮迟钝型品种的降低幅度分别为6.37%、6.81%、7.38%、5.61%。说明增加施氮量会降低小麦籽粒淀粉RVA 黏度参数，其中对峰值黏度、稀懈值的降低效果，氮敏感型品种大于氮迟钝型品种，对低谷黏度、最终黏度的降低效果，氮迟钝型品种大于氮敏感型。

3 讨论

小麦产量是由单位面积穗数、穗粒数和千粒重3 个因素共同构成的，施氮水平通过影响小麦产量构成因素进而影响小麦产量［11］。马瑞琦等［12］研究表明，适宜的施氮量可以协调提高穗数、穗粒数和千粒重，进而显著提高小麦产量。本研究显示，氮肥主要是通过影响小麦穗数和千粒重，进而影响小麦产量，相较于氮迟钝型品种，氮敏感型小麦产量降低了19.82%，氮迟钝型小麦产量降低了2.62%（其中荃麦725 产量略有升高），高氮不利于氮敏感型小麦产量的提升，对氮迟钝型小麦产量的影响较小。

氮素是影响小麦产量和品质最主要的因素之一，合理施用氮肥可促进小麦生长发育和提高产量，也对小麦籽粒品质的形成有明显的调节作用［13-14］。Nemat 等［15］认为在一定范围内小麦加工品质与氮肥施用量呈正相关，随着施氮量的增加，小麦籽粒蛋白质含量、干湿面筋含量和沉淀值等品质指标同步升高，但过量施氮则会使品质降低。Otteson 等［16］与赵广才等［17］研究认为，施用适量氮肥对小麦生长具有显著促进作用，小麦籽粒产量、蛋白质含量、干湿面筋含量、沉淀值、面团稳定时间以及面团拉力等也均有不同程度升高。本研究显示，容重、硬度、出粉率在不同氮水平间差异性均不显著，粗蛋白含量、湿面筋含量和沉淀值在不同氮水平下均呈极显著性差异，与低氮水平相比较，高氮水平下有利于籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和沉淀值的增加，氮敏感型品种的增加幅度分别为8.04%、7.55%、15.84%，氮迟钝型品种的增加幅度分别为3.38%、3.23%、3.39%，氮敏感型品种的增加幅度显著高于氮迟钝型品种。氮肥不是影响小麦籽粒一次加工品质的关键因素，氮肥是影响小麦籽粒二次加工品质的重要因素之一。

王晨阳等［18］和蒋达等［19］研究表明，小麦淀粉糊化特性随着施氮量的增加而显著或极显著下降，而林琪等［20］认为，增施氮肥有利于小麦淀粉RVA 谱特征参数的提高。本研究则显示，随着施氮量的增加，小麦淀粉糊化峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、稀懈值均显著降低，氮敏感型品种的降低幅度分别为6.95%、5.26%、4.16%、10.95%，氮迟钝型品种的降低幅度分别为6.37%、6.81%、7.38%、5.61%。可见增加施氮量对氮敏感型品种的峰值黏度、稀懈值的降低效果大于氮迟钝型品种，对氮迟钝型品种的低谷黏度、最终黏度的降低效果大于氮敏感型品种。