喬海龍，陳　和，陳　健，陶　紅，臧　慧，欒海業(yè)，張英虎，沈會權

(江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所， 江蘇 鹽城　224002)

我國已成為世界第一大啤酒生產(chǎn)國，然而由于國內啤酒大麥生產(chǎn)的高成本和品質參差不齊等原因，每年需從國外進口500萬t左右的啤酒大麥。江蘇省是我國啤酒大麥的主要產(chǎn)區(qū)之一，近年來大麥種植面積維持在20萬hm2左右，啤酒大麥占總面積的95%，每年可提供70萬～80萬t的啤酒原料[1-4]。啤酒大麥作為一種特殊的工業(yè)原料，對籽粒品質有著較高的要求[5-6]。在啤酒大麥種植過程中，播種時期、氮肥施用量、種植密度等栽培方式都會對啤酒大麥的產(chǎn)量和品質產(chǎn)生不同程度的影響[7-10]。氮肥作為植物生長的必需元素，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起到了不可替代的作用，諸多研究表明，增施氮肥有利于大麥生長，促進分蘗、增大群體，獲得高產(chǎn)；但隨著氮肥施用量的增加，植株莖葉氮含量提高，花前植株氮積累對籽粒蛋白質含量形成起著關鍵作用，顯著提高了籽粒蛋白質的含量[11-14]。因此，探索適宜的施氮水平和種植密度，對于改善啤酒大麥品質、增強國產(chǎn)啤酒大麥市場競爭力和促進我國啤酒大麥生產(chǎn)具有重要意義。

大麥蘇啤7號是江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所選育的優(yōu)質啤酒大麥品種，2014年通過江蘇省農(nóng)作物品種審定委員會鑒定，目前在江蘇開始推廣種植。本試驗通過對蘇啤7號在不同施氮量和密度下產(chǎn)量形成、氮素積累和籽粒品質變化的研究，為其在大面積生產(chǎn)中提供施用氮肥的理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　材料

供試品種為蘇啤7號，屬春性、二棱啤酒大麥。試驗于2015—2016年在江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所試驗場進行。土壤為壤性脫鹽潮土，試驗地土壤養(yǎng)分含量，堿解氮74.2 mg·kg-1、有效磷41.5 mg·kg-1、速效鉀57.8 mg·kg-1、有機質25.6 g·kg-1。

1.2　處理設計

試驗采用2因素裂區(qū)試驗設計。密度為主區(qū)，設4個種植密度(基本苗)水平：D1150萬·hm-2，D2225萬·hm-2，D3300萬·hm-2，D4375萬·hm-2。氮肥用量設為副區(qū)，純氮用量設4個水平：N00，N1150 kg·hm-2，N2225 kg·hm-2，N3300 kg·hm-2。小區(qū)面積12 m2，重復3次。氮肥用量按基追比7∶3分別于播種時和拔節(jié)期施用，氮肥為尿素。磷肥(P2O5)225 kg·hm-2作基肥，播種時一次施入。2015年10月27日播種，人工條播，行距30 cm。田間管理同一般大田生產(chǎn)。

1.3　測定項目及方法

在成熟期調查各處理田間穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重、籽粒產(chǎn)量等產(chǎn)量構成因素，并實收產(chǎn)量。

植株莖葉氮素含量，分別在各處理的抽穗期(4月25日)、灌漿期(5月15日)和成熟期(5月29日)，取長勢一致的植株10株，樣品于105 ℃下殺青30 min，80 ℃下烘干至恒重，采用凱氏定氮法測定。成熟后籽粒蛋白質含量測定同樣采用凱氏定氮法，按全氮量的5.7倍計算。

采用Excel和SPSS進行試驗數(shù)據(jù)的整理和統(tǒng)計分析。

2　結果與分析

2.1　莖葉氮含量

在作物的營養(yǎng)生長階段，氮素大部分集中在幼嫩的器官中，當轉入生殖生長以后，氮素就逐步向籽粒中轉移。由表1～2可知，蘇啤7號生育后期，莖葉中氮素逐漸向籽粒轉移，從抽穗期至成熟期，莖葉氮含量逐漸降低。在各生育期，除密度D1(150萬·hm-2)和D4(375萬·hm-2)二水平間葉片氮含量差異顯著外，其他密度水平?jīng)]有顯著影響。在相同生育期，隨著種植密度的增加，葉片氮含量依次降低，這表明，群體增大在一定程度上導致個體氮素的吸收轉運量降低。施氮量對蘇啤7號各生育期葉片氮含量有顯著影響，隨著施氮量的增加，各生育期葉片中氮含量均依次遞增，尤其是在N3(300 kg·hm-2)施氮水平下，各生育期、種植密度下的葉片氮含量都達最高值。隨著生育期的推進，葉片氮含量明顯降低，說明葉片中的氮素逐漸向籽粒轉移。

從表2可以看出，蘇啤7號莖稈中氮含量從抽穗至成熟期逐漸減少，種植密度對莖稈氮含量有一定的影響，隨著種植密度的增大，莖稈氮含量依次降低，但各密度處理間差異不顯著。施氮量對莖稈氮含量有顯著影響，隨著施氮量的增加，莖稈氮含量逐漸增高，蘇啤7號各生育期，施氮肥N1、N2、N33個水平與不施氮肥(N0)間存在顯著差異。

2.2　籽粒蛋白質含量

由表3可知，種植密度對蘇啤7號籽粒蛋白質含量有一定影響。在D1(150萬·hm-2)密度下，各氮肥處理的籽粒蛋白質含量平均為 11.89%，隨著種植密度的增大，籽粒蛋白質含量逐漸降低，但各種植密度水平間差異不顯著。蘇啤7號籽粒蛋白質含量隨施氮量的增加而增加，不同的氮肥水平間蛋白質含量差異顯著，N3(300 kg·hm-2)水平下，籽粒蛋白質含量最高，平均達到 13.26%。在N2(225 kg·hm-2)施氮水平和D2(225萬蘇啤7號)種植密度下，蘇啤7號籽粒蛋白質含量為 12.21%，達到了啤酒大麥國標的優(yōu)級標準(GB/T 7416—2008)。由此說明，在啤酒大麥種植過程中，適宜的種植密度和施氮量對籽粒優(yōu)良品質的形成尤為關鍵。

表1　　　　施氮量和密度對大麥蘇啤7號不同時期葉片氮含量的影響　%

注：平均同行或同列數(shù)據(jù)后標有不同的小寫字母，表示其在0.05水平上差異顯著，表2～4同。

表2　　　　施氮量和密度對大麥蘇啤7號不同時期莖稈全氮含量的影響　%

2.3　產(chǎn)量及其構成因素

從表4可以看出，不同種植密度對蘇啤7號產(chǎn)量構成因素及產(chǎn)量的影響均有一定差異。穗數(shù)隨著種植密度的增高依次增加，種植密度D1(150萬·hm-2)與D2、D3、D4水平間有顯著差異，D4(375萬·hm-2)種植密度下穗數(shù)最高，達到平均729.46萬·hm-2。每穗粒數(shù)隨著種植密度的增高依次降低，種植密度D1、D2與D3、D4水平間有顯著差異；D2(225萬·hm-2)種植密度下每穗粒數(shù)最高。千粒重隨著種植密度的增高依次降低，種植密度D1千粒重最高，達到平均41.19 g，與D3、D4水平間差異顯著。蘇啤7號在D2種植密度下獲得最高籽粒產(chǎn)量，平均6 815.29 kg·hm-2，且與密度D1、D4水平間有顯著差異。由此說明，適中的種植密度，以及產(chǎn)量構成因素間的均衡協(xié)調才是獲得高產(chǎn)的關鍵。

表3　　　　施氮量和密度對大麥蘇啤7號籽粒蛋白質含量的影響　%

表4　施氮量和密度對大麥蘇啤7號產(chǎn)量及其構成因素的影響

氮肥對大麥生長有著重要作用，表4顯示，蘇啤7號的穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均隨施氮量的增加而增加，在N2(225 kg·hm-2)施氮水平下，平均值分別達到755.03萬·hm-2、26.07個、37.82 g和7 926.38 kg·hm-2，且施氮與不施氮間均有顯著差異。在N2施氮水平和D2種植密度下，蘇啤7號獲得了較高的穗數(shù)、每穗粒數(shù)和產(chǎn)量，分別達到832.38萬·hm-2、26.07個和7 926.38 kg·hm-2。由此可見，種植密度和施氮量并不是越高越好，適宜的種植密度、適當?shù)氖┑?，以及產(chǎn)量構成因素的協(xié)調才能獲得較高的產(chǎn)量水平。

2.4　產(chǎn)量與產(chǎn)量構成因素間的相關性

在不同施氮水平下，通過對蘇啤7號產(chǎn)量和產(chǎn)量構成因素的相關分析(表5)可知，每穗粒數(shù)和產(chǎn)量存在顯著正相關關系，穗數(shù)、千粒重與產(chǎn)量呈極顯著正相關。穗數(shù)對蘇啤7號產(chǎn)量的影響最大，其次是千粒重和每穗粒數(shù)。通過回歸分析，產(chǎn)量(Y)、穗數(shù)(X1)、每穗粒數(shù)(X2)、千粒重(X3)間可建立回歸方程Y=-17 304.7+9.6X1+389.5X2+188.9X3(r=0.892**)。施氮量的增加，能有效地提高產(chǎn)量的構成因素，從而增加產(chǎn)量。

表5　　　　大麥蘇啤7號產(chǎn)量和產(chǎn)量構成因素的相關系數(shù)

注：數(shù)據(jù)后標有*表示在0.05水平上差異顯著，**表示在0.01水平上差異顯著。

3　小結與討論

在啤酒大麥栽培過程中，種植密度、施氮量對植株氮素轉運積累、產(chǎn)量和籽粒品質都有重要的影響[15-16]。在大麥營養(yǎng)生長階段，在相同施氮量下，隨著種植密度的提高，莖葉氮含量逐漸降低；而在相同的種植密度下，隨著施氮量的增加，莖葉氮含量逐漸提高。但從抽穗開花后，植株莖葉氮的積累隨著生育期的推進逐漸降低，植株莖葉中的氮開始向籽粒轉運積累。本試驗結果與大多數(shù)研究的結果[10,14,16-17]相同。

籽粒蛋白質含量是啤酒大麥品質的重要指標，蛋白質含量過高對啤酒釀造會產(chǎn)生不利影響。王顥等[18]研究表明，籽粒蛋白質含量隨播種量的增加而下降。臧慧等[19]研究表明隨著施氮量的增加，啤酒大麥籽粒蛋白質含量逐漸增加，在210 kg·hm-2的施氮量和高密度下可獲得較好的籽粒品質。本研究表明，隨著種植密度的增大，啤酒籽粒蛋白質含量雖然逐漸降低，但差異不顯著。施氮量對啤酒大麥籽粒蛋白質有顯著影響，隨著施氮量的增加，籽粒蛋白質含量顯著提高。氮素是構成蛋白質的重要成分，適當?shù)牡蔬\籌有利于蘇啤7號產(chǎn)量、產(chǎn)量構成因素和籽粒蛋白質的形成，225 kg·hm-2的施氮量下，產(chǎn)量潛力能夠充分發(fā)揮，且產(chǎn)量構成要素間協(xié)調均衡，籽粒蛋白質含量也可達到啤酒大麥國標規(guī)范的二棱大麥1級標準。

啤酒大麥高產(chǎn)優(yōu)質栽培中，種植密度和施氮量對產(chǎn)量及產(chǎn)量構成因素影響較大。張金汕等[10,14]研究表明，隨著種植密度的增加，每穗粒數(shù)、千粒重下降，在一定的種植密度下，大麥產(chǎn)量隨密度的增加而提高，但過大的密度反而使產(chǎn)量下降。常金華等[7]研究表明，氮能幫助大麥有效提高分蘗和群體數(shù)量，從而提高產(chǎn)量和質量。在大麥生長過程中，氮肥過多或缺少都對大麥生長不利，太多會導致莖稈柔軟，莖葉徒長，易倒伏，籽粒品質欠佳[20-21]。本研究表明，種植密度和施氮量都應該在適宜的范圍，密度過高并不能獲得較高的產(chǎn)量，反而在較高的施氮量下易發(fā)生倒伏，千粒重、產(chǎn)量和品質均有下降。在225萬·hm-2的種植密度和225 kg·hm-2的施氮量下，蘇啤7號易獲得較高的籽粒產(chǎn)量，且籽粒蛋白質含量也符合啤酒大麥的標準。

參考文獻：

[1]陳和，許如根，王龍俊，等.江蘇啤酒大麥品種發(fā)展及其品質定位[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2011，39(4): 1-4.

[2]劉玉春，許如根.增強國產(chǎn)啤酒大麥在國內啤麥原料市場競爭力的幾點建議[J].大麥與谷類科學，2003(1): 46-47.

[3]張宇萍，韓一軍.中國大麥生產(chǎn)和消費及供求形勢[J].農(nóng)業(yè)展望，2007，3(6): 38-40.

[4]李作安.中國啤酒大麥品質與國外的差距探究[J].浙江農(nóng)業(yè)科學，2011(1): 10-13.

[5]柳小寧，潘永東，張華瑜，等.啤酒麥芽品質的影響因素分析[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，2010(10): 41-43.

[6]柳小寧，潘永東，張華瑜，等.蛋白質含量與大麥及麥芽品質指標問的相關趨勢分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2015，43(6): 278-280.

[7]常金華，張俊梅，王寶義，等.氮肥供應對啤酒大麥品質及產(chǎn)量的影響[J].河北農(nóng)業(yè)大學學報，2000，23(4): 26-28.

[8]葉玲珍，黃業(yè)昌，張國平.氮肥運籌對大麥啤酒混濁性狀的影響[J].麥類作物學報，2015，35(2): 263-267.

[9]黨愛華，許文芝，崔永龍，等.不同播種時期對大麥產(chǎn)量和品質的影響[J].大麥與谷類科學，2006(3): 19-22.

[10]張金汕，董慶國，方伏榮，等.種植密度和施氮量對啤用大麥生長、產(chǎn)量及品質的影響[J].中國農(nóng)業(yè)大學學報，2016，21(9): 23-32.

[11]劉桃菊，唐建軍，張東營，等.施氮量對大麥干物質生產(chǎn)及氮素吸收利用效率的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2010，38(35)：20060-20062.

[12]同延安，趙營，趙護兵，等.施氮量對冬小麥氮素吸收、轉運及產(chǎn)量的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，2007，13(1): 64-69．

[13]郭天財，宋曉，馬冬云，等.氮素營養(yǎng)水平對冬小麥碳氮運轉的影響[J].西北植物學報，2007，27(8): 1605-1610．

[14]沈會權，欒海業(yè)，陳和,等.施氮水平對啤酒大麥氮素吸收、轉運及籽粒蛋白質含量的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)學報，2013，29(5): 1034-1038.

[15]楊玉紅，趙曙琴，韋龍友.不同播期與基本苗對蘇啤6號產(chǎn)量的影響[J].大麥與谷類科學，2013(2): 22-24.

[16]張想平，牛小霞，錢永康，等．種植密度對釀造專用大麥原麥品質的影響[J].中國釀造，2012,31(7)：137-139.

[17]張如標，王蓓蓓，丁煥新,等.氮肥對耐鹽啤酒大麥產(chǎn)量、品質及光合功能的影響[J].麥類作物學報，2013，33(1): 162-168.

[18]王顥，潘永東，包奇軍，等．啤酒大麥種植密度對產(chǎn)量品質的影[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37(24)：11480-11481.

[19]臧慧，陳和，陳健，等.施氮量和播種密度對蘇啤6 號產(chǎn)量、產(chǎn)量構成因素及其蛋白質含量的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學，2011(7):42-44.

[20]沈會權，陳和，茆訓余,等.施氮量、密度和播種期對蘇啤4號經(jīng)濟性狀的影響[J].大麥與谷類科學，2007(1): 33-36.

[21]姜朋，楊學明，張鵬，等.氮肥用量與基追比例對弱筋小麥‘生選6號’產(chǎn)量和品質的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學報，2015，28(4): 1683-1688.