魏 鵬，袁建新，王玲玲，閆素輝

（安徽科技學(xué)院 農(nóng)學(xué)院，安徽 鳳陽(yáng) 233100）

小麥?zhǔn)俏覈?guó)重要的糧食作物，對(duì)保障國(guó)家糧食安全具有重要作用。高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)是小麥生產(chǎn)一直以來(lái)的目標(biāo)，影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì)因素眾多，如品種的遺傳特性、生態(tài)環(huán)境、栽培技術(shù)和自然災(zāi)害等［1]。在各種栽培措施中，氮素營(yíng)養(yǎng)與種植密度對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響最為突出［2-3]。施用氮肥是提高小麥產(chǎn)量的重要技術(shù)措施，但過(guò)量施用氮肥，會(huì)降低小麥的抗倒性能，進(jìn)而加大小麥倒伏發(fā)生的可能性，降低小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)［4-5]。密度也是影響小麥產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，密度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致穗數(shù)不足，產(chǎn)量降低［6]；密度過(guò)高，則莖稈纖細(xì)，容易發(fā)生倒伏，同樣導(dǎo)致產(chǎn)量降低［7]。在當(dāng)前小麥生產(chǎn)中，過(guò)高的氮肥施用量可能增加倒伏的風(fēng)險(xiǎn)和減少不必要的氮肥流失與浪費(fèi)，但減少氮肥施用量后產(chǎn)量會(huì)相應(yīng)地下降。在一定范圍內(nèi)，隨著種植密度增加，小麥產(chǎn)量不斷增加［8]。因此可以在減氮的同時(shí)通過(guò)適宜增加種植密度來(lái)提高產(chǎn)量，在生產(chǎn)中合理的施氮量與種植密度是優(yōu)質(zhì)增產(chǎn)機(jī)制的重要基礎(chǔ)，在減氮增密條件下找出適宜的種植密度和施氮量對(duì)小麥的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)至關(guān)重要。

籽粒蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量是小麥營(yíng)養(yǎng)、食用和加工品質(zhì)的重要指標(biāo)，沉淀值（也叫沉降值）是反映烘烤面包品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，與籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量密切相關(guān)［9]。適量增加氮肥施用量可以提高小麥產(chǎn)量及籽粒蛋白質(zhì)、濕面筋含量和沉降值，從而有效地改善小麥加工品質(zhì)［10]。但氮肥施用過(guò)量，則會(huì)使小麥加工品質(zhì)趨于變劣。種植密度也是影響小麥籽粒品質(zhì)的重要因素［11]，徐月明等［12]認(rèn)為小麥籽粒蛋白質(zhì)和濕面筋含量與種植密度呈二次曲線關(guān)系。因此通過(guò)合理的氮肥施用量和種植密度，最大限度發(fā)揮高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種的產(chǎn)量和品質(zhì)潛力，獲得產(chǎn)量和品質(zhì)效益的統(tǒng)一，已然成為亟待解決的重要課題。為此，本試驗(yàn)在大田小麥廣泛使用施氮量為210 kg/hm2、種植密度為257萬(wàn)株/hm2的基礎(chǔ)上［13-14]，以江淮地區(qū)兩個(gè)主推品種‘寧麥13’和‘皖西麥0638’為試驗(yàn)材料，分別設(shè)置3個(gè)不同施氮水平和3個(gè)種植密度，研究施氮水平和種植密度對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和籽粒品質(zhì)形成的影響，為小麥高產(chǎn)栽培和優(yōu)質(zhì)栽培的合理施氮量和種植密度提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2017-2018年在安徽科技學(xué)院科技園進(jìn)行。試驗(yàn)地前茬為玉米，耕作層0～20 cm土層中有機(jī)質(zhì)含量16.65 g/kg、堿解氮72.75 mg/kg、速效鉀96.05 mg/kg、速效磷17.45 mg/kg。試驗(yàn)材料為‘寧麥13’（NM 13）和‘皖西麥0638’（W38）。采用裂裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為品種，裂區(qū)為氮肥處理，設(shè)3個(gè)施氮水平：120 kg/hm2（N1）、180 kg/hm2（N2）和240 kg/hm2（N3）；裂裂區(qū)為密度處理，設(shè)3個(gè)密度梯度：180萬(wàn)株/hm2（D1）、240萬(wàn)株/hm2（D2）、300萬(wàn)株/hm2（D3），重復(fù)3次。氮、磷、鉀肥分別為尿素（N 46%）、過(guò)磷酸鈣（有效P2O512%）、氯化鉀（K2O 60%），磷、鉀肥全部底施，氮肥的基追比為7∶3，追肥在拔節(jié)期施入。小區(qū)面積為9 m2（3 m×3 m），行距25 cm，3次重復(fù)。全生育期無(wú)灌溉，其他管理措施與常規(guī)農(nóng)田基本一致。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的測(cè)定 在抽穗期調(diào)查小麥有效穗數(shù)，在每個(gè)處理小區(qū)中先隨機(jī)挑選出一片小麥長(zhǎng)勢(shì)均勻的區(qū)域，再用長(zhǎng)尺量出1 m2，數(shù)取該1 m2區(qū)域內(nèi)小麥有效穗數(shù)；在成熟期調(diào)查每穗實(shí)粒數(shù)，在每個(gè)處理小區(qū)中挑選出15株長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的小麥單株，用剪刀將其麥穗剪下，數(shù)取其籽粒每穗實(shí)粒數(shù)；在小麥成熟期進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，在每個(gè)處理小區(qū)中先隨機(jī)挑選出一片小麥長(zhǎng)勢(shì)均勻的區(qū)域，再用長(zhǎng)尺量出1 m2，分扎曬干脫粒，再考種稱重；用測(cè)產(chǎn)的籽粒，每個(gè)處理隨機(jī)數(shù)取100粒籽粒，稱重，記為百粒重，再換算為千粒重，每個(gè)處理重復(fù)5次。

1.2.2 籽粒品質(zhì)性狀的測(cè)定 以成熟期測(cè)產(chǎn)的籽粒為材料，分別從每個(gè)處理中隨機(jī)取出部分籽粒，設(shè)置3次重復(fù)，再用Perten公司的DA 7200近紅外分析儀分別測(cè)定其籽粒粗蛋白含量、濕面筋含量和沉淀值。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Microsoft Excel 2003和DPS進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮密互作對(duì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

氮密互作對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響見(jiàn)表1。由表1可以看出，種植密度對(duì)穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重以及產(chǎn)量均呈極顯著性影響。在相同施氮量下，隨著種植密度的增加，穗數(shù)呈上升趨勢(shì)，穗粒數(shù)、千粒重均呈下降趨勢(shì)，產(chǎn)量呈先上升后下降趨勢(shì)，兩個(gè)品種表現(xiàn)一致。D2水平較D1水平總產(chǎn)量增加了1216.48 kg/hm2，D2水平較D3水平總產(chǎn)量減少了148.91 kg/hm2，可見(jiàn)種植密度在180～240萬(wàn)株/hm2范圍內(nèi)，密度每增加1萬(wàn)株/hm2，產(chǎn)量約增加20.27 kg/hm2；種植密度在240～300萬(wàn)株/hm2范圍內(nèi)，密度每增加1萬(wàn)株/hm2，產(chǎn)量約減少2.48 kg/hm2。

施氮量對(duì)穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重以及產(chǎn)量均呈極顯著性差異。在相同種植密度下，隨著施氮量的增加，穗數(shù)、穗粒數(shù)均呈上升趨勢(shì)，千粒重呈先下降后上升趨勢(shì)，產(chǎn)量呈先上升后下降趨勢(shì)，兩個(gè)品種表現(xiàn)一致。N2水平較N1水平總產(chǎn)量增加了488.02 kg/hm2，N2水平較N3水平產(chǎn)量減少了422.77 kg/hm2，可見(jiàn)施氮量在120～180 kg/hm2范圍內(nèi)，氮肥每增加1 kg/hm2，產(chǎn)量約增加8.13 kg/hm2；在施氮180～240 kg/hm2范圍內(nèi)，氮肥每增加1 kg/hm2，產(chǎn)量約減少7.05 k g/hm2。

表1 氮密互作對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Tab.1 Effect of the interaction of nitrogen application level and planting density on yield and its components

2.2 氮密互作對(duì)籽粒粗蛋白含量的影響

氮密互作對(duì)籽粒粗蛋白含量的影響見(jiàn)表2。由表2可知籽粒粗蛋白含量在不同種植密度和不同施氮量下均呈極顯著性差異。在相同種植密度下，籽粒粗蛋白含量隨著施氮量的增加呈先上升后下降趨勢(shì)，N2水平較N1水平粗蛋白總含量增加了1.28%，N2水平較N3水平粗蛋白總含量損失了0.69%，可見(jiàn)施氮量在120～180 kg/hm2范圍內(nèi)，氮肥每增加1 kg/hm2，粗蛋白含量約增加0.0213%；在施氮180～240 kg/hm2范圍內(nèi)，氮肥每增加1 kg/hm2，粗蛋白含量約減少0.0115%；在相同施氮量下，籽粒粗蛋白含量隨著種植密度的增加呈先降低后增長(zhǎng)的趨勢(shì)，D1水平較D2水平粗蛋白含量減少了0.68%，D3水平較D2水平粗蛋白含量增加了1.55%，可見(jiàn)種植密度在180～240萬(wàn)株/hm2范圍內(nèi)，密度每增加1萬(wàn)株/hm2，粗蛋白含量約減少0.0113%；種植密度在240～300萬(wàn)株/hm2范圍內(nèi)，密度每增加1萬(wàn)株/hm2，粗蛋白含量約增加0.0258%。

表2 氮密互作對(duì)籽粒粗蛋白含量、濕面筋含量與沉淀值的影響Tab.2 Effect of the interaction of nitrogen application level and planting density on grain protein content,wet gluten，and sedimentation value

2.3 氮密互作對(duì)籽粒濕面筋含量的影響

氮密互作對(duì)籽粒濕面筋含量的影響見(jiàn)表2。由表2可知，籽粒濕面筋含量在不同種植密度和不同施氮量下均呈極顯著性差異。在相同種植密度下，籽粒濕面筋含量隨著施氮量的增加呈上升趨勢(shì)，N3水平較N1水平濕面筋總含量增加了4.54%，可見(jiàn)施氮量在120～240 kg/hm2范圍內(nèi)，氮肥每增加1 kg/hm2，濕面筋含量約增加0.0378%；在相同施氮量下，濕面筋含量隨著種植密度的增加呈先降低后上升的趨勢(shì)，D1水平較D2水平濕面筋總含量減少了2.45%，D3水平較D2水平濕面筋總含量增加了3.00%，可見(jiàn)種植密度在180～240萬(wàn)株/hm2范圍內(nèi)，密度每增加1萬(wàn)株/hm2，濕面筋含量約減少0.0408%；種植密度在240～300萬(wàn)株/hm2范圍內(nèi)，密度每增加1萬(wàn)株/hm2，濕面筋含量約增加0.05%。

2.4 氮密互作對(duì)籽粒沉淀值的影響

氮密互作對(duì)籽粒沉淀值的影響見(jiàn)表2。由表2可知，籽粒沉淀值在不同種植密度和不同施氮量下均呈極顯著性差異。在相同種植密度下，籽粒沉淀值隨著施氮量的增加呈先上升后降低趨勢(shì)，N2水平較N1水平沉淀值增加了7.52 mL，N2水平較N3水平沉淀值降低了3.71 mL，可見(jiàn)施氮量在120～240 kg/hm2范圍內(nèi)，氮肥每增加1 kg/hm2，沉淀值約增加0.1253 mL，施氮量在240～300 kg/hm2范圍內(nèi)，氮肥每增加1 kg/hm2，沉淀值約降低0.0618 mL；在相同施氮量下，沉淀值隨著種植密度的增加呈降低趨勢(shì)，D3水平較D1水平沉淀值含量減少了9.54 mL，可見(jiàn)種植密度在180～300萬(wàn)株/hm2范圍內(nèi)，密度每增加1萬(wàn)株/hm2，沉淀值約減少0.0795 mL。

3 討論

諸多栽培措施中，施氮量和種植密度對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響最突出［15]。李筠等［16]研究表明隨著種植密度的增加，小麥籽粒產(chǎn)量、穗粒數(shù)呈先增加后降低的趨勢(shì)。李成軍等［17]研究表明隨著種植密度的增加，小麥籽粒中的蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量及面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。本研究顯示，種植密度在180～240萬(wàn)株/hm2范圍內(nèi)，產(chǎn)量呈上升趨勢(shì)，粗蛋白含量、濕面筋含量和沉淀值均呈下降趨勢(shì)；種植密度在240～300萬(wàn)株/hm2范圍內(nèi)，產(chǎn)量和沉淀值呈下降趨勢(shì)，粗蛋白含量和濕面筋含量呈上升趨勢(shì)。由此可見(jiàn)，在180～240萬(wàn)株/hm2種植密度范圍內(nèi)，隨著種植密度的增加，在增產(chǎn)的同時(shí)也降低了小麥品質(zhì)，在240～300萬(wàn)株/hm2種植密度范圍內(nèi)，隨著種植密度的增加，雖然小麥的產(chǎn)量降低了，但小麥的品質(zhì)得到了改善。

氮素是影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì)最主要的因素之一，合理施用氮肥可促進(jìn)小麥生長(zhǎng)發(fā)育并提高小麥產(chǎn)量，也對(duì)小麥籽粒品質(zhì)的形成有明顯的調(diào)節(jié)作用［18]。馬瑞琦等［19]研究表明適宜的施氮量可以協(xié)調(diào)提高穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，進(jìn)而顯著提高小麥產(chǎn)量。Otteson等［20]與趙廣才等［21]研究認(rèn)為施用適量氮肥對(duì)小麥生長(zhǎng)具有顯著促進(jìn)作用，小麥籽粒產(chǎn)量、蛋白質(zhì)含量、干濕面筋含量、沉淀值、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間以及面團(tuán)拉力等也均有不同程度升高。本研究顯示，施氮量在120～180 kg/hm2范圍內(nèi)，小麥產(chǎn)量、粗蛋白含量、濕面筋含量和沉淀值隨著施氮量的增加均呈上升趨勢(shì)；施氮量在180～240 kg/hm2范圍內(nèi)，小麥產(chǎn)量、粗蛋白含量和沉淀值隨著施氮量的增加均呈下降趨勢(shì)，濕面筋含量呈上升趨勢(shì)。即在120～180 kg/hm2施氮范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加，小麥產(chǎn)量和品質(zhì)同步上升；在180～240 kg/hm2施氮范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加，小麥產(chǎn)量和品質(zhì)同步降低。因此，生產(chǎn)上適宜的施氮量不僅能夠提高小麥的產(chǎn)量，同時(shí)也能改善小麥的品質(zhì)，但過(guò)量施用氮肥，不僅降低了小麥的產(chǎn)量還會(huì)使小麥品質(zhì)變劣。

從品種上來(lái)看，本研究顯示，‘皖西麥0638’和‘寧麥13’在產(chǎn)量上總體相差不大，‘寧麥13’在濕面筋含量、沉淀值上高于‘皖西麥0638’，但在粗蛋白含量上低于‘皖西麥0638’。在低密度和高密低氮條件下，‘寧麥13’的產(chǎn)量顯著高于‘皖西麥0638’，但在低密度時(shí)‘寧麥13’的品質(zhì)指標(biāo)顯著低于‘皖西麥0638’；在適宜密度（中密度）低氮條件下，‘皖西麥0638’的產(chǎn)量、品質(zhì)都優(yōu)于‘寧麥13’。

綜上所述，當(dāng)施氮水平為主要影響因子時(shí)，隨著施氮量的增加，小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的變化呈統(tǒng)一性（同步增加或降低）；當(dāng)種植密度為主要影響因子時(shí)，隨著種植密度的增加，小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的變化相反。在施氮量為180 kg/hm2，種植密度為240萬(wàn)株/hm2時(shí)小麥產(chǎn)量最高，但在此栽培條件下籽粒粗蛋白含量、濕面筋含量低于相同施氮量但種植密度為300萬(wàn)株/hm2的栽培條件，在后者栽培條件下，小麥產(chǎn)量也相對(duì)較高，兩個(gè)品種表現(xiàn)一致。由此可見(jiàn)，要獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)小麥，在江淮地區(qū)‘寧麥13’和‘皖西麥0638’適宜在施氮量180 kg/hm2、種植密度300萬(wàn)株/hm2的條件下種植。