施氮量对漯麦36光合特性、品质和产量性状的影响

摘""" 要：为明确豫中地区中强筋小麦适宜的施氮量，以漯麦36为试验材料，设置0 kg·hm-2（N0）、90 kg·hm-2（N1）、180 kg·hm-2（N2）、270 kg·hm-2（N3）、360 kg·hm-2（N4） 5个处理，分别测定光合特性、品质、硝酸还原酶活性、游离氨基酸含量和产量性状。结果表明：开花期至花后，随着施氮量的增加，旗叶SPAD值和光合参数呈先上升后下降的趋势；加工品质与氮肥施用量呈正相关，吸水量、拉伸面积、拉伸阻力、形成时间、稳定时间、湿面筋含量和沉降值均随着施氮量的增加呈先上升后下降的趋势，上述指标在N3处理下达到最大值，在N4处理下开始下降；增施氮肥后，与N0处理相比，N3处理的产量差异显著。综上所述，在合理的施氮范围内，增施氮肥可有效改善中强筋小麦旗叶光合特性，进而提高产量，改善加工品质。在本试验条件下，施氮量为270 kg·hm-2时，小麦光合参数、品质和产量较优，该施氮量可作为豫中地区中强筋小麦栽培的最佳施氮量。

关键词：中强筋小麦；施氮量；光合特性；品质；产量性状

中图分类号：S512.1""""""""" 文献标识码：A"""""""" DOI 编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2024.07.005

Effects of Nitrogen Application Rate on Photosynthetic Characteristics， Quality， and Yield Character of Luomai 36

WANG Jun，HUANG Jie，CAO Yanyan，GE Changbin，GAO Shan，LIAO Pingan

（Luohe Academy of Agricultural Sciences，Germplasm Creation of Gibberellus-resistant High Quality Wheat and New Variety Breeding Engineering Technology Research Center of Henan Province， Luohe，Henan 462300，China）

Abstract：In order to clarify the optimal nitrogen application level of medium strong gluten wheat in central Henan Province， the medium strong gluten wheat variety Luomai 36 was used as material， five nitrogen application levels included 0 kg·hm-2（N0）， 90 kg·hm-2（N1）， 180 kg·hm-2（N2）， 270 kg·hm-2（N3） and 360 kg·hm-2（N4） were set up， photosynthetic characteristics， quality， nitrate reductase activity， free amino acid content and yield character" were measured under different nitrogen application levels. The results showed that the SPAD content and photosynthetic parameters of wheat flag leaves" increased first and then decreased from the anthesis stage to after anthesis stage with the increased nitrogen application rate. The processing quality was positively correlated with the nitrogen application rate in the reasonable nitrogen application range. Water absorption， tensile area， tensile resistance， formation time， stability time， wet gluten content and settlement value of Luomai 36 increased first and then decreased with the increased nitrogen application rate，which were the highest under N3 treatment， and decreased with the increased nitrogen application rate was N4. The yield of Luomai 36 under N3 treatment was significantly different from that under N0 treatment with the increasing application of nitrogenous fertilizer. In conclusion， nitrogen application could improve the photosynthetic characteristics of flag leaves of medium-strong gluten wheat， and then increase the yield and effectively improve the processing quality in reasonable nitrogen application range. Under the experimental conditions， the photosynthetic parameters， quality and yield of Luomai 36 are better under the nitrogen application rate of 270 kg·hm-2， which is used as the best nitrogen application rate for medium strong gluten wheat cultivation in central Henan Province.

Key words： medium strong gluten wheat; nitrogen application rate; photosynthetic characteristics; quality; yield character

氮肥作为提升小麦产量的主要技术措施之一，在小麦种植过程中被大面积使用，适宜的施氮量和施肥措施对于提升小麦产量和品质至关重要[1]，但75%农户存在过量施肥的情况[2]。氮肥施用过量会使小麦出现贪青晚熟、抗逆能力下降、减产降质等现象。适宜的植株氮含量有利于叶片电子传递和气孔开放，从而延缓旗叶衰老速度，改善群体光合特性[3]。适量增施氮肥可提高小麦籽粒蛋白质含量和改善加工品质[4]。目前，有关豫中地区中强筋小麦品种氮肥施用量的研究相对较少。

漯麦36是以郑麦7698为母本、漯麦6010为父本，采用有性杂交，经系谱法选育而成的半冬性早熟中强筋小麦新品种[5]，2022年通过国家农作物品种审定委员会审定（审定编号：20220126）。经过多年多点的中间试验和示范试种，漯麦36表现出丰产稳产、综合抗性好、品质好、熟相好等特点。本研究通过设置不同施氮水平，对漯麦36旗叶光合特性、品质和产量进行分析，为豫中地区中强筋小麦氮肥科学管理提供理论依据和技术支撑。

1 材料和方法

1.1 试验材料与设计

试验小麦材料为漯麦36，由漯河市农业科学院提供。试验于2022—2023年在漯河市农业科学院试验田进行。试验田土质为砂姜黑土，前茬作物为玉米。

试验按随机区组设计，行长9.0 m，行宽1.5 m，重复3次。本试验设置5个施氮水平，分别为0 kg·hm-2（N0）、90 kg·hm-2（N1）、180 kg·hm-2（N2）、270 kg·hm-2（N3）、360 kg·hm-2（N4）。试验所用氮肥为尿素（含氮量46%），其中一半用作底肥，另一半用作拔节肥，追肥在拔节初期结合灌水进行。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 旗叶光合特性的测定 花后7、14、21、28 d，选取受光方向一致的旗叶，采用SPAD-502叶绿素仪分别测定旗叶叶绿素相对含量，每个品种测定5片叶；利用LI-6400XT光合测定仪测定小麦净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci），每处理重复4次，取平均值。

1.2.2 氮代谢关键酶活性、游离氨基酸的测定 开花期，每个小区选取15株主茎，每隔7、14、21、28 d进行氮代谢关键酶活性、游离氨基酸的测定，3次重复。硝酸还原酶（NR）酶活性采用北京索莱宝科技有限公司试剂盒进行测定，旗叶和籽粒游离氨基酸含量的测定参照杨晴等[6]的方法。

1.2.3 籽粒品质性状的测定 小麦收获后，将籽粒完全晒干。湿面筋含量采用MJ-ⅢB面筋测定仪测定，粉质仪参数用JFZD-300粉质仪测定，拉伸仪参数用JLSD电子式面团拉伸仪测定，沉降值用LYZY-2型沉降值测定仪测定。

1.2.4 籽粒产量及其构成因素的测定 成熟期，调查小麦有效穗数，并统计穗粒数、千粒质量、产量。

1.3 数据分析

本研究采用 Microsoft Excel 2010软件进行数据汇总并绘图，采用SPSS19.0软件进行统计和分析， 差异显著性检验用Duncan 新复极差法。

2 结果与分析

2.1 施氮量对旗叶光合特性的影响

由图1可知，随着生育时期的推进，不同施氮处理的SPAD值差异不同。随着施氮量的增加，旗叶SPAD值先增大后减小。花后7 d，旗叶SPAD值达到最大值。N3处理的SPAD值达到最大值。 在所有生育期中，N3处理与N0处理差异显著；花后7、21、28 d，N3处理与N1、N4处理差异显著；开花期、花后14 d，N3处理与N1、N2、N4处理差异不显著。SPAD值表现排序为 N3＞N2＞N1＞N4＞N0。上述结果表明，适量施用氮肥能够提高旗叶SPAD值。

由图2可知，在不同的施氮量条件下，旗叶光合速率均在开花期达到最大值。随着施氮量的增加，旗叶净光合速率呈先上升后下降的趋势。旗叶净光合速率表现排序为 N3＞N2＞N1＞N4＞N0。花后21 d，N3处理与所有施氮处理差异显著；在其他生育期中，N3处理与N0、N1、N4处理差异显著，与N2处理差异不显著。

由图3可知，随着施氮量的增加，旗叶蒸腾速率先增大后减小，N3处理的蒸腾速率达到最大值。旗叶蒸腾速率表现排序为 N3＞N2＞N1＞N4＞N0。在所有生育期中，N3处理与N0、N1、N4处理差异显著，与N2处理差异不显著。上述结果表明，适量施用氮肥能够提高旗叶蒸腾速率。

由图4可知，在不同的施氮量条件下，旗叶气孔导度均在开花期达到最大值。随着施氮量的增加，旗叶气孔导度呈先增大后减小的趋势，其中N3处理的气孔导度达到最大值。旗叶气孔导度表现排序为 N3＞N2＞N1＞N4＞N0。在所有生育期中，N3处理与N0、N1、N4处理差异显著；开花期、花后28 d，N3处理与N2处理差异显著；花后7、14、21 d，N3处理与N2处理差异不显著。上述结果表明，适量施用氮肥可以提高旗叶气孔导度。

由图5可知，在不同的施氮量条件下，旗叶胞间CO2浓度呈持续增加的趋势，旗叶胞间CO2浓度与净光合速率呈负相关。不同氮肥处理均表现为旗叶胞间CO2浓度先增大后减小，其中N3处理的胞间CO2浓度达到最大值。在所有生育期中，N3处理与N0、N1、N4处理差异显著；开花期和花后7、28 d， N3处理与N2处理差异显著；花后14、21 d，N3处理与N2处理差异不显著。上述结果表明，施用氮肥可以明显改善旗叶胞间CO2浓度。

2.2 施氮量对旗叶、籽粒硝酸还原酶活性的影响

由图6、图7可知，旗叶、籽粒硝酸还原酶活性随着生育进程的进行呈下降的趋势。随着施氮量的增加，旗叶和籽粒硝酸还原酶活性在花后不同时期均呈先上升后下降的趋势。当施氮量为180 kg·hm-2时，旗叶、籽粒硝酸还原酶活性含量最高。上述结果表明，过高或过低的施氮量均不利于旗叶、籽粒硝酸还原酶活性的提高。

2.3 施氮量对旗叶、籽粒游离氨基酸含量的影响

由图8、图9可知，旗叶游离氨基酸含量随着灌浆进程的进行呈先上升后下降的趋势。花后14 d，旗叶游离氨基酸含量达到最高值，之后下降。旗叶游离氨基酸含量表现排序为N2＞N3＞N1＞N4＞N0。当施氮量为180 kg·hm-2时，旗叶游离氨基酸含量最高。籽粒游离氨基酸含量随着灌浆进程的进行呈下降的趋势。花后7 d，籽粒游离氨基酸含量达到最大值。随着施氮量的增加，籽粒游离氨基酸含量呈先上升后下降的趋势。当施氮量为180 kg·hm-2时，籽粒游离氨基酸含量最高。上述结果表明，适当增施氮肥可提高旗叶、籽粒游离氨基酸含量。

2.4 施氮量对漯品质的影响

由表1可知，随着施氮量的增加，吸水量、拉伸面积、拉伸阻力、形成时间、稳定时间、湿面筋含量和沉降值均表现为先上升后下降的趋势，N3处理的吸水量、稳定时间、湿面筋含量、沉降值均达到最大值。上述结果表明，氮肥是影响小麦籽粒加工品质的重要因素之一，适当增施氮肥可以提高中强筋小麦加工品质，尤其是面团稳定时间。

2.5 施氮量对产量及其构成的影响

由表2可知，随着施氮量的增加，实际产量、穗数、穗粒数、千粒质量呈先增大后减小的趋势，N3处理的实际产量、穗数、千粒质量均达到最大值，N2处理的穗粒数达到最大值；施氮量对穗数影响不显著。N3处理的实际产量达到最高值，与其他氮处理差异显著，N0处理的穗粒数与其他氮处理差异显著。施氮对千粒质量影响显著。上述结果表明，增施氮肥可调节穗粒数和千粒质量，进而提高小麦产量。

2.6 产量与光合特性的关系

由表3可知，在N0处理下，开花期，产量与SPAD、Gs呈极显著正相关；花后7、14 d，产量与SPAD呈显著正相关；花后28 d，产量与Tr呈显著正相关，与Ci呈显著负相关。在N1处理下，花后21 d，产量与Pn呈极显著正相关。在N2处理下，花后14、21 d，产量与SPAD呈极显著正相关；开花期、花后28 d，产量与Tr呈显著正相关；花后28 d，产量与Gs呈显著正相关。在N3处理下，花后28 d，产量与Pn呈显著正相关，开花期，产量与Tr呈显著正相关。在N4处理下，花后14 d，产量与Tr呈显著正相关。

2.7 产量与品质的关系

由表4可知，在N0、N1处理下，产量与品质指标均呈极显著正相关；在N2处理下，产量与粗蛋白含量、拉伸面积、沉降值呈极显著正相关，与形成时间、稳定时间、湿面筋含量呈显著正相关；在N3处理下，产量与沉降值呈极显著正相关，与稳定时间呈显著正相关；在N4处理下，产量与品质无显著正相关关系。上述结果表明，不同的施氮量会影响小麦产量与品质的关系。

3 讨论与结论

3.1 讨论

3.1.1 施氮量对旗叶光合特性的影响 已有研究表明，旗叶净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2 浓度均随着施氮量的增加呈先上升后下降的趋势[7]。当施氮量低于270 kg·hm-2时，小麦光合色素含量、光合特性指标随着施氮量的增加而显著升高[8]。本研究中，花期至花后，随着施氮量的增加，旗叶SPAD值和光合参数呈先升后降的趋势。这说明合理增施氮肥有利于小麦生育后期光合作用。

3.1.2 施氮量对氮代谢的影响 王文政等[7]研究表明，在一定的施氮范围内，旗叶和籽粒NR活性增加，蛋白质含量也增加。本研究发现，适宜的施氮量提高了NR酶活性等氮代谢生理参数，促进了氨基酸的合成与转化，提高了蛋白质含量。这说明合理施氮能促进小麦氮代谢和改善蛋白品质。

3.1.3 施氮量对品质的影响 前人研究表明，面团稳定时间是面粉蛋白质和面筋质量的综合表现，对食品加工品质具有重要作用，生产上可以通过合理施用氮肥来提高面团稳定时间[9-10]。Noureldin等[11]研究表明，在合理的施氮范围内，加工品质与氮肥施用量呈正相关，这与本研究结果一致。这说明合理施用氮肥可以提升小麦加工品质。

3.1.4 施氮量与产量及其构成的关系 氮肥运筹是调节小麦群体生育的重要技术手段，对小麦群体性状及产量形成具有重要影响[12]。以往研究结果表明，随着施氮量的增加，籽粒产量、穗数和千粒质量相关性状逐渐增加，这与本研究结果一致。但过量施氮会导致小麦籽粒产量显著降低[14-16]。本研究中，当施氮量为270 kg·hm-2时，漯麦36产量达到最大值，当施氮量为360 kg·hm-2时，漯麦36产量不增反降，因此要合理施用氮肥。

3.2 结论

旗叶SPAD值、光合参数、籽粒NR活性、籽粒游离氨基酸含量加工品质和产量均随着施氮量的增加呈先上升后下降的趋势。因此，在合理的施氮范围内，增施氮肥可改善中强筋小麦漯麦36的光合特性，促进氮代谢，提高产量，改善蛋白品质和加工品质。本试验条件下，豫中地区中强筋小麦栽培的最佳施氮量为270 kg·hm-2。

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