内蒙古东部旱区“蒙啤麦5号”大麦新品种肥料、密度与产量的关系研究

吕二锁，冯晓清，李建波，郭呈宇，徐广祥，马 宇，巴 图，徐寿军，刘志萍

（1.内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古 呼和浩特010031；2.通辽市农村牧区社会事业发展中心，内蒙古 通辽028000；3.内蒙古民族大学 农学院，内蒙古 通辽028043；4.巴彦淖尔市农牧业科学研究所，内蒙古 临河015000）

大麦作为我国的原产作物，具有生育期短、适应性广、抗逆性强、丰产性好等特性，在世界各地均可种植［1］。大麦籽粒中富含淀粉、蛋白质、糖类、脂肪及维生素等营养成分［2］，是我国重要的经济性农作物，在国民经济和农业生产中起到重要作用。近年来，在我国北方地区，啤酒、白酒、饲草料、醋、保健品等行业生产对大麦的需求日益增加［3］。大麦作为内蒙古自治区重要的优势特色作物，其种植面积广、产量高、品质好，特别是呼伦贝尔地区，是内蒙古春大麦主产区。该地区位于内蒙古东北部的大兴安岭西北麓，地处北纬47°05′～53°20′、东经115°31′～126°04′，属于温寒大陆性气候，年平均气温-3～1℃，≥10℃的积温为1 650～2 000℃，无霜期70～100 d，年平均降水量为350～400 mm，由于冬季气温低、雪多、蒸发量小，因此，春旱较轻，有利于大麦产业的快速发展［4］。作为我国北方啤酒大麦的重要生产基地，呼伦贝尔地区大麦种植面积达全区总面积的70%［5］。

在不同生态区种植不同的大麦品种，应针对其自身品种特性选择适宜的栽培环境及采取配套的农艺措施，这是作为提高大麦产量和改善品质的关键途径［6-7］。本试验根据“蒙啤麦5号”的品种特性，在内蒙古东部旱区开展了肥料（氮、磷、钾）、密度4因素4水平正交回归组合设计的研究，探寻该品种在东部旱区高产、优质最佳综合栽培技术模式，充分发挥该品种的增产潜力，以期为大面积推广该品种确定合理的肥料、密度提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料内蒙古农牧业科学院作科所选育的二棱皮大麦“蒙啤麦5号”，该品种具有籽粒外观品质好、丰产性、稳产性好、耐肥抗倒，综合性状好等优点，籽粒千粒重53.5 g，发芽率为96%。

1.2 试验地概况试验地设在海拉尔农垦牙克石农场农林科技试验站，前茬为马铃薯，土质为黑钙土，肥料选用尿素（N：46%）、重过磷酸钙（P2O5：46%）、硫酸钾（K2O：50.0%），一次性施入，2018年5月23日播种，人工开沟、条播。

1.3 试验设计与方法试验采用N、P、K及密度4因素4水平正交回归设计，水平及因子设定如下：纯氮45.0 kg·hm-2为0水平，变化区间为21.0 kg；纯磷54.0 kg·hm-2为0水平，变化区间为21.0 kg；纯钾15.0 kg·hm-2为0水平，变化区间为7.5 kg；保苗密度555万株·hm-2为0水平，变化区间为45万株；本试验0水平处理为处理25，在数据分析中0水平为对照。试验共计25个小区，每小区种16行，行长5.0 m，行距0.25 m，小区面积20.0 m2，区间距0.5 m，重复间距离0.8 m，设3次重复。四周设保护行2～4 m。

1.4 主要性状调查与数据分析大麦各生育期进行定点观测、记录生长发育动态（包括：播种、出苗、分蘖、孕穗、开花、灌浆及成熟日期等）。苗齐后，每一小区定点调查基本苗、分蘖数、成穗数，折算每公顷基本苗、每公顷分蘖数和每公顷穗数。在蜡熟后期每小区取样15株考种，测定：株高、单株穗数、主穗长、主穗粒数、主穗粒重、单株粒数、单株粒重、千粒重和容重等指标。小区全部收获记产，同时将考种结果计入小区实产，后折算每公顷产量。

采用Microsoft Excel 2007和SAS9.05数据处理软件对试验数据进行计算和统计分析［8］，以产量、千粒重、容重为目标进行多元逐步回归分析。

2 结果与分析

2.1 不同因素处理对“蒙啤麦5号”产量及其他性状的影响

续表1

续表2

由表1、表2可知，在25个处理中，产量水平为4 728.0～6 678.0 kg·hm-2，其中，产量超过6 000.0 kg·hm-2的处理有6个。对照（处理25）产量为6 027.0 kg·hm-2，产量居第6位。处理1产量最高，为6 678.0 kg·hm-2，超对照10.8%；该处理下，千粒重为60.2 g，容重621 g·L-1，株高为94.0 cm，单株粒重为3.34 g。处理3产量居第2位（6 528.0 kg·hm-2），超对照8.3%，千粒重60.4 g，容重617 g·L-1，株高为84.0 cm，单株粒重为3.08 g。处理2产量居第3位，为6 252.0 kg·hm-2，超对照3.7%，千粒重59.2 g，容重634 g·L-1，株高为91.0 cm，单株粒重为3.22 g。产量最低为处理8，仅为4 728.0 kg·hm-2，较对照减产21.6%，千粒重62.1 g，容重601 g·L-1，株高为91.0 cm，单株粒重为3.15 g。

表1 不同因素处理下“蒙啤麦5号”千粒质量、容重和产量统计Tab.1 1 000-grain quality，test weight and yield statistics of“Mengpimai 5”under different factors

表2 不同因素处理下“蒙啤麦5号”室内考种数据统计Tab.2 Statistics of indoor test species data of“Mengpimai 5”under different factors

对25个处理中产量排名前5位处理与对照（处理25）进行产量显著水平统计分析（表3）。结果表明，高产处理1与对照差异性达显著水平，其余4个（处理2、处理3、处理22、处理24）高产处理与对照间无显著差异，5个高产处理间差异性未达显著水平；故在本试验区域，蒙啤麦5号的施肥标准及密度可采用的标准为：尿素（纯氮）97.8～143.5 kg·hm-2，重过磷酸钙（纯磷）117.4～163.0 kg·hm-2，硫酸钾（纯磷）30.0～45.0 kg·hm-2，密度510～600万株·hm-2，在此施肥及栽培密度标准下，可获得较高产量6 177.0～6 678.0 kg·hm-2。25个处理中，千粒重范围为57.8～62.6 g；容重范围在601～635 g·L-1。

表3 5个高产处理（小区产量）与对照显著水平统计分析Tab.3 Statistical analysis of significant levels between 5 high yield treatments（plot yield）and control

2.2 不同肥料、密度处理对“蒙啤麦5号”产量、千粒重、容重的回归分析对25个正交处理试验的产量进行了多元回归拟合，得方程如下（Y：产量，X1：公顷施尿素（纯氮），X2：施重过磷酸钙（纯磷），X3：施硫酸钾（纯钾），X4：保苗数）：Y=6210.39-53.71X1-6.38X2+83.99X3+0.92X4+0.10X1X2+0.10X1X3+0.13X1X4-0.02X2X3-0.27X3X4（决定系数R2=0.804 1）。经求解可知，该栽培条件和田间管理水平下，最高理论产量为7 233.1 kg·hm-2，随之匹配条件为：公顷施尿素（纯氮）164.1 kg，重过磷酸钙（纯磷）184.5 kg，硫酸钾（纯钾）52.5 kg，保苗346.5万株。对25个正交处理试验的千粒重进行了多元回归拟合，得方程（Y：千粒重，X1：公顷施尿素（纯氮），X2：施重过磷酸钙（纯磷），X3：施硫酸钾（纯钾），X4：保苗数）如下：Y=66.3500+0.0200X1-0.1100X2+0.3700X3-0.0300X4-0.0001X1X2-0.0001X1X3-0.0006X2X3+0.0004X2X4-0.0010X3X4（决定系数R2=0.701 7）。经求解可知，该栽培条件和田间管理水平下，最高理论千粒重为62.34 g，随之匹配条件为：公顷施尿素（纯氮）165.0 kg，重过磷酸钙（纯磷）184.5 kg，硫酸钾（纯钾）7.5 kg，保苗346.5万株。对25个正交处理试验的容重进行了多元回归拟合，得方程如下（Y：容重，X1：公顷施尿素（纯氮），X2：施重过磷酸钙（纯磷），X3：施硫酸钾（纯钾），X4：保苗数）：Y=585.7900-0.6200X1+0.6400X2+0.1900X4+0.0005X1X2+0.0034X1X3+0.0012X1X4+0.0029X2X3-0.0023X2X4-0.0015X3X4（决定系数R2=0.722 4）。经求解可知，该栽培条件和田间管理水平下，最高理论容重为645 g·L-1，随之匹配条件为：公顷施尿素（纯氮）30.0 kg，重过磷酸钙（纯磷）184.5 kg，硫酸钾（纯钾）52.5 kg，保苗271.5万株。

3 讨论与结论

采用适宜的栽培措施可改善作物田间生长环境，进而调控作物的生理生化过程［9］。研究表明，合理的施肥量、施肥时期和播种密度是决定啤酒大麦高产、优质的重要因素［10］。徐寿军等［11］研究认为，肥料和种植密度等栽培因子可显著影响麦类作物花后旗叶光合特性及衰老进程，从而影响光合产物向籽粒的供应能力和产量。在植物生命活动中氮素起着及其重要作用，被称为生命元素。合理增施氮肥可提高植物叶片叶绿素含量，改善光合性能，有利于有机物积累，从而提高作物经济产量［12］。一般情况下，作物生育前期施肥越多，苗长得越高越快，容易出现徒长、倒伏现象［13］。顾宏富等［14］研究穗粒数、有效穗数及千粒重对产量的影响发现，有效穗数随着施氮量的增加而增加，而穗粒数、千粒重随着施氮量的增加呈下降趋势。王茂莹等［15］研究发现，增加氮肥用量，可有效提高小麦穗数、穗粒数，千粒重呈现先升高后降低变化趋势，合理的氮肥运筹有利于提高麦类作物成穗率，增加穗粒数，从而提高麦类作物产量。因此，本试验选择二棱大麦品种“蒙啤麦5号”为试材，在内蒙古东部旱区进行肥料、密度与产量的关系研究，以明确我区东部特定生态条件下的大麦最佳综合配套高产栽培技术措施，以期为该品种能够获得高产优质的大面积推广提供最佳的数据支撑。结果表明，在此生态条件下，大麦品种“蒙啤麦5号”的生产潜力可达到7 233.1 kg·hm-2，该品种在内蒙古东部旱区适宜的尿素（纯氮）用量为1 64.1 kg·hm-2，重过磷酸钙（纯磷）施用量为184.5 kg·hm-2，硫酸钾（纯钾）施用量为52.5 kg·hm-2，每公顷基本苗346.5万株为最佳；同时，籽粒千粒重及容重等理化指标均符合GB/T 7416-2008对二棱啤酒大麦品质要求。说明“蒙啤麦5号”肥料吸收、转化、利用率高，可在中、高等肥料配合水平下获得较高的经济产量。