氮肥对小麦产量及品质的效应

吕宝顺, 王明霞, 高玉峰, 隋建村

(1.山东省东营市东营区农业农村局, 山东 东营 257100; 2.山东省东营市东营区牛庄镇农业综合服务中心, 山东 东营 257086)

肥料是小麦的粮食。施肥可显著提高小麦产量及产量构成要素[1～8]。肥料配施的增产作用显著高于单施，随着施肥量的增加，肥料的增产幅度呈增加趋势[1，7～10]，化肥配施的增产效果更为显著[1，7～12]。不同施肥水平及氮肥基追比例条件下，籽粒产量均随施肥水平的提高和氮肥追施比例的增加而提高[1，11～12]。增施磷肥和钾肥可显著提高冬小麦产量[1，9，13]。施肥是改善小麦产量和品质最为重要的措施，施肥对品质有显著的效应[1～2，4，10～17]。东营市是黄河三角洲高效生态经济区的中心城市，耕地面积22.92万hm2，小麦是东营市的主要粮食作物，2018-2020三年种植面积一直在10万hm2以上，平均单产6 016 kg/hm2，比山东省小麦平均单产(6 331 kg/hm2)低了5.2%。单产水平不高，品质差异也较大。如何提高单产，保障总产稳定，优化质量结构是我市粮食生产工作的重点。为此我们选择目前主推品种烟农1212，研究不同氮肥用量对其产量和品质的效应，完善其高产调优栽培技术，为该品种推广提供技术支撑。

1 试验设计与方法

1.1 试验地点

试验在山东省东营市东营区牛庄镇穗东家庭农场进行，海拔4 m。年日照2 623 h，年降雨量555.9 mm，年平均温度12.8℃。试验地土壤类型为潮土，土壤质地为壤土，前茬作物为玉米，试验材料为烟农1212，从当地市场购买。试验地播前土壤有机质含量13.5 g/kg，速效氮含量52.2 mg/kg，速效磷含量10.75 mg/kg，速效钾含量115.4 mg/kg,有效铜含量2.7 mg/kg，有效铁含量11.1 mg/kg，有效锌含量1.1 mg/kg，有效锰含量11.5 mg/kg，pH 8.55。

1.2 试验设计与方法

试验共设4个处理，3个重复，每个小区100 m2，随机排列。试验地底肥施磷肥(P2O5)120 kg/hm2，施钾肥(K2O)90 kg/hm2。处理1为高氮水平，施纯氮240 kg/hm2；处理2为中氮水平(调查3个乡镇群众施氮肥水平)纯氮225 kg/hm2；处理3为低氮水平，即纯氮150 kg/hm2；处理4为不施肥(CK)。氮肥60%作底肥，40%拔节期追肥，磷钾肥全部作底肥。磷肥肥源为二铵，氮肥用尿素，钾肥用硫酸钾，均从当地市场购买。

主要调查指标及主要仪器：在越冬期、拔节期和成熟期分别调查群体数量及个体叶龄、单株次生根和分蘖数量，成熟期每个小区取3个样点，每个样点取20个穗子测定株高、穗粒数、小穗数、不孕小穗数、穗长，收获时每个小区收获6 m2,用于测产和测定千粒重及籽粒品质。采用德国赛多利斯集团生产的Sartorius PMD511-00U近红外品质分析仪进行测定小麦籽粒品质，其主要指标包括容重(g/L)、籽粒硬度(%)、湿面筋含量(%)、蛋白质含量(%)、沉降值(mL)、吸水率(%)、稳定时间(min.)、最大拉伸面积(cm2)、延展性(mm)和最大拉升阻力(B.U)。

1.3 试验主要管理技术措施及数据处理方法

试验于2019年10月10日采用条播播种。播种量150 kg/hm2。2019年12月2日化学除草。2020年3月24日追施氮肥，4月23日进行一喷三防。2020年6月13日收获。2020年3月8日进行春灌，灌水量120 m3/hm2。其它管理措施同大田。试验数据用Excel进行处理。

2 试验结果

2.1 施肥对小麦产量的影响

不同氮肥水平对小麦产量的效应见表1。从表1中可以看出，处理较对照增产5.5%～12.5%，表明施肥可显著提高小麦产量。不同施氮量处理之间产量差异显著。高氮处理产量最高，比中氮处理增产2.0%，差异不显著；高氮处理比低氮处理增产6.6%，中氮处理比低氮处理增产4.5%。因此，当地适宜氮肥用量为225 kg/hm2。

从表1产量构成因素比较可知，提高氮肥用量对产量构成因素均有影响，以成穗数变化最为显著，处理之间差异极显著，对穗粒数和千粒重也有显著影响。从成穗数看，施肥可显著提高成穗数，增幅7.3%～17.0%；增施氮肥同样可显著提高成穗数，高氮处理较中氮提高7.7%，较低氮处理提高了9.0%，增穗效果极显著，中氮处理较低氮处理提高了1.2%，差异不显著。这表明：一方面增施肥料可显著提高成穗数，另一方面也表明，磷钾肥一定的情况下，较大幅度提高氮肥有助于成穗数提高。

表1 施氮肥对小麦产量及其结构的效应

施肥可显著提高穗粒数，增幅3.5%～8.0%；增施氮肥穗粒数降低，但差异不显著，降幅随着氮肥用量增大而增大。这表明：增施肥料可显著提高穗粒数，但穗粒数随着氮肥用量增加而减少。从千粒重看，施肥对其有一定影响，但无明显变化规律。中氮处理比对照高1.4%，高氮和低氮处理均显著低于对照，分别比对照低1.8%和3.0%。高氮处理的千粒重比中氮的低3.1%。

2.2 施肥对小麦穗部性状及株高的效应

施肥及不同氮肥用量对株高及穗部性状效应见表2。从表2调查数据及比较分析结果看，施肥及氮肥调节对小麦株高及不孕小穗数有显著影响。株高随施氮量的增加而增加，不孕小穗数随施氮量的增加而减小。施肥处理对穗长、小穗数及每个小穗结实粒数均有一定影响，但处理之间差异不显著。

表2 不同氮肥水平下株高与穗部性状比较

施肥处理株高显著高于对照，增加3.8～6.6 cm，增幅4.5%～7.9%，随着施氮量增加，增加幅度呈增加趋势。不同施氮处理，株高随施氮量增加而增加，增加2.3～2.8 cm，增幅2.6%～3.2%。高氮处理较中氮处理株高仅增加了0.5 cm。但处理间差异不显著。并表现出随施氮量的增加差异变小的趋势。施肥处理不孕小穗数极显著减少，减少1.1～2.9个/穗，减幅21.1%～55.8%，随着施氮量增加，减少幅度越大。不同施氮处理的不孕小穗数随施氮量增加而减少，减少1.0～1.8个/穗，减幅24.4%～43.9%，高氮处理较中氮处理不孕小穗数减少25.8%。处理间差异极显著。

处理穗长增加0.1～0.2 cm,增加幅度0.7%～1.7%，处理之间差异不显著，同样处理之间小穗数差异不显著，施肥处理小穗数增加0.0～0.5个/穗，增加幅度0.0%～2.2%。每个小穗平均结实粒数增加1.6%～8.0%，处理间差异不显著。

2.3 施肥对个体质量的效应

施肥及氮肥对小麦个体质量有显著的影响。以越冬期和拔节期叶龄、单株次生根及单株分蘖变化为例，其效应见表3。从表3可知,施肥显著促进了个体生长发育进程，越冬期和拔节期主茎叶龄较对照分别增加0.4～1.3和0.6～1.3，增加幅度7.4%～24.1%和9.7%～21.0%。单株次生根数量显著增加，越冬期不同处理单株次生根增加1.0～2.4条,增加幅度15.2%～36.4%，以中氮水平处理效果最为显著；拔节期单株次生根增加2.4～6.2条，增加幅度10.8%～27.9%，同样以中氮处理增幅效果最为显著。

表3 不同氮肥水平下个体质量比较

从单株分蘖数量看，不同处理越冬期和拔节期单株分蘖数量增加0.7～3.2个和1.4～3.4个，增加幅度在18.4%～84.2%和23.3%～56.7%。这表明施肥和氮肥有显著的促蘖效果。从分蘖结构看，II级分蘖平均单株增加1.3～1.4个，较I级单株平均分蘖增加了0.4～0.5个，增加幅度44.4%～55.5%。这表明氮肥对II级分蘖效应比对I级分蘖的效应更为明显。就I级分蘖看，越冬期比对照增加8.3%～58.3%，拔节期增加17.6%～35.3%；II级分蘖越冬期增加35.7%～128.6%，拔节期增加30.8%～84.6%。也证明处理可显著增加单株小分蘖数量。

2.4 施肥对品质的效应

施肥及氮肥调控对小麦烟农1212的品质效应见表4。从表4可以看出，不同氮肥水平对小麦籽粒蛋白质含量和湿面筋含量有显著影响，处理间差异显著；对籽粒硬度、稳定时间、最大拉升面积、最大拉升阻力和延展性有极显著影响，处理之间差异极显著；对籽粒容重、沉降值和吸水率有影响，但处理之间差异不显著。

表4 施肥对烟农1212小麦品种籽粒品质的效应比较

从表4看出，处理可显著提高籽粒蛋白质含量2.8%，提高幅度0.6%～4.8%；湿面筋含量显著提高13.4%，增加幅度10.3%～17.2%。籽粒硬度极显著提高5.1%，提高幅度4.0%～7.2%；稳定时间提高21.8%，提高幅度6.9%～48.3%；最大拉伸面积极显著提高11.2%，提高幅度5.1%～17.3 %；最大拉升阻力极显著提高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%；吸水率极显著提高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 结果与讨论

施肥具有显著的增产作用，但其增产作用与品种的基因型、生态条件及栽培管理技术实施质量有关[1～9]。试验结果表明，在磷钾肥用量相同的条件下，随着施氮量的增加，增产幅度呈增加趋势，增产幅度在5.5%～12.5%。这与张睿等[7～12]研究结果一致。施氮量增加到一定程度，增产效应变小，高氮水平与中氮水平产量仅相差2个百分点，而氮肥相差15 kg/hm2。这说明高量施用氮肥已经不再是影响小麦增产的主要因素，磷、钾肥水平及地力基础水平高低可能是影响产量的主要因素。从产量结果看，当地适宜的氮肥水平为中氮水平，适宜氮肥用量在225 kg/hm2。

施肥和提高氮肥用量对产量构成因素均有显著影响。笔者试验结果成穗数提高7.3%～17.0%；穗粒数增加3.5%～8.0%。这与鞠正春等[11～13]研究结果一致。对千粒重的效应与前人部分研究结果不尽一致[1～4]，中氮处理比对照高1.4%，高氮和低氮处理分别比对照低1.8%和3.0%。这一方面可能与处理后单株分蘖数增加18.4%～84.2%，特别是II级分蘖比I级分蘖多44.4%～55.5%，影响了成穗蘖及其生长及后期养分向籽粒的转运，另一方面可能与试验年度后期气候条件有关，特别是灌浆期温度和湿度有关；有待进一步研究。

施肥及氮肥调节对不孕小穗数有显著影响，可显著提高小穗结实性。不孕小穗数随施氮量的增加而减小，平均每穗减少1.1～2.9个，减幅21.1%～55.8%，随着施氮量增加，减少幅度越大。这与刘一等[18～20]研究不尽一致。可能是拔节期追氮，改善了中后期养分供给及其小穗之间营养竞争，特别是穗子顶部和基部小穗营养状况，促使其结实率提高。

施肥可以改善籽粒品质，特别是氮肥对籽粒品质的改善作用更为明显。试验结果表明，不同氮肥水平对小麦籽粒蛋白质含量和湿面筋含量有显著影响；对籽粒硬度、稳定时间、最大拉升面积、最大拉升阻力和延展性有极显著影响；但对籽粒容重、沉降值和吸水率没有显著影响。各指标变化规律与于振文等[13～16]研究结果不尽一致。这可能与品种基因型差异有关，也可能与生态类型[19～20]及地力水平[7，18～19]等有关，有待进一步研究。