于國琦，李忠芹，楊玉紅，呂 超，王菲菲，郭寶健，朱 娟，許如根

(1.植物功能基因組學(xué)教育部重點實驗室/江蘇省作物基因組學(xué)與分子育種重點實驗室/江蘇糧食作物現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心/揚州大學(xué)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展研究院，江蘇揚州 225009；2.江蘇方強集團有限公司，江蘇鹽城 224014)

氮肥是作物生長重要的肥料因子，合理的氮肥運籌是提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)的有效栽培措施。前人就氮肥施用量、施用時期、運籌比例等對作物籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響進行了大量研究。大麥根據(jù)用途分為啤用大麥、飼用大麥和食用大麥，不同大麥品種的遺傳特性不同，其優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)也存在一定的差異。飼用大麥要求籽粒蛋白含量越高越好。Mckenzi等研究指出，一定范圍內(nèi)，啤酒大麥籽粒產(chǎn)量與蛋白含量隨施氮量的升高而升高，過量氮肥投入使產(chǎn)量增幅下降，甚至造成減產(chǎn)。許 明等研究認為，隨著大麥生育后期施氮量的增加，增產(chǎn)效果顯著，且有利于籽粒蛋白含量的積累。籽粒蛋白質(zhì)含量過高，不符合啤酒大麥釀造要求，導(dǎo)致麥芽品質(zhì)指標(biāo)下降。生產(chǎn)上往往通過適當(dāng)控制施氮量、增加P、K肥比例及合理肥料運籌方式來保證啤酒大麥的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。根據(jù)品種特性，探討不同大麥品種的配套栽培技術(shù)，對實現(xiàn)專用大麥的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)具有重要意義。揚農(nóng)啤7號和揚飼麥3號是揚州大學(xué)大麥研究所育成的優(yōu)質(zhì)啤用大麥品種和優(yōu)質(zhì)飼、食兼用大麥品種，也是目前江蘇大麥主要推廣品種；揚飼麥3號產(chǎn)量高、籽粒外觀品質(zhì)好，生產(chǎn)上常將其作為啤酒大麥原料生產(chǎn)品種使用；揚農(nóng)啤7號因其耐肥、抗倒、高產(chǎn)，生產(chǎn)上常通過增施氮肥、氮肥后移等手段，片面追求高產(chǎn)，導(dǎo)致其作為啤酒釀造原料的麥芽品質(zhì)下降，甚至不達標(biāo)。為進一步規(guī)范揚飼麥3號和揚農(nóng)啤7號的品種專用性及配套生產(chǎn)技術(shù)，本試驗以揚農(nóng)啤7號和揚飼麥3號為材料，研究不同肥料運籌方式對兩個大麥品種產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以明確江蘇優(yōu)質(zhì)啤酒大麥原料生產(chǎn)的品種和栽培技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

以揚州大學(xué)大麥試驗研究所選育的啤用大麥品種揚農(nóng)啤7號和飼、食兼用大麥品種揚飼麥3號為材料。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗于2017-2019 年在江蘇省方強試驗農(nóng)場農(nóng)科所進行，前茬作物水稻，土質(zhì)為沙壤土，土壤肥力中等偏上。設(shè)4種肥料運籌方式，詳見表1，每小區(qū)10行，行長3.3 m，行距0.2 m，隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)。拔節(jié)肥在葉齡余數(shù)3.5時施用，復(fù)合肥的氮、磷、鉀含量均為15%。除肥料處理外，其他栽培管理技術(shù)措施同大田。

表1 肥料種類及運籌方式Table 1 Fertilizer types and application methods kg·hm-2

1.3 測定性狀及方法

1.3.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素測定

大麥成熟后，每小區(qū)取3個1 m行長測穗數(shù)，隨機取20穗測穗粒數(shù)；按小區(qū)收獲，測定千粒重和小區(qū)產(chǎn)量。籽粒25 ℃恒溫貯藏三個月后，測定蛋白質(zhì)含量和麥芽品質(zhì)。

大麥籽粒研磨過100目篩，稱取麥粉0.5 g(精確至0.000 2)置于消化管中；在通風(fēng)櫥內(nèi)，每消化管中加入濃硫酸10 mL，靜置12 h，用消煮爐400 ℃消化90 min；冷卻至常溫，利用FOSS凱氏定氮儀測定含氮量，并計算籽粒全氮含量，乘轉(zhuǎn)化系數(shù)6.25，即為籽粒蛋白含量。

1.3.2 麥芽品質(zhì)測定

稱取過1.7 mm篩的籽粒300 g，制麥程序參照汪軍妹等的方法。制麥結(jié)束后烘干去除麥根，稱取50 g麥芽，利用脆度儀測定麥芽脆度；剩余麥芽樣品用Miag DLFU盤式粉粹機(盤間距為0.2 mm)研磨成粉，于4 ℃冰箱保存，用于麥芽品質(zhì)性狀測定。采用歐洲啤酒釀造協(xié)會(EBC)分析方法，測定麥芽α-氨基氮、浸出率、庫爾巴哈值及糖化力。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel和SPSS 25.0對數(shù)據(jù)進行整理與分析以及圖表的繪制。

2 結(jié)果與分析

由表2可知，品種、年份、肥料運籌方式及肥料運籌方式與年份互作均對穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重產(chǎn)生了顯著(<0.05)或極顯著(<0.01)影響；肥料運籌方式與品種互作對穗粒數(shù)的影響顯著；肥料運籌方式對產(chǎn)量的影響極顯著。

表2 大麥產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的方差分析(F值)Table 2 ANOVA of barley yield and its components(F value)

由表3可知，揚農(nóng)啤7號和揚飼麥3號均以N2處理籽粒產(chǎn)量最高，N1處理產(chǎn)量最低，兩處理間的差異顯著(<0.05)。N3和N4處理產(chǎn)量居中，兩處理間差異均不顯著。N2處理較其余3個處理增產(chǎn)率分別為：揚農(nóng)啤7號0.2%～ 11.7%，揚飼麥3號2.5%～20.4%。從產(chǎn)量構(gòu)成要素來看，四種肥料運籌方式下，揚農(nóng)啤7號和揚飼麥3號均以N1處理穗數(shù)最少，處理間表現(xiàn)為N4>N3>N2>N1；穗粒數(shù)和千粒重在不同年份不同肥料運籌方式間均存在一定的差異，且差異程度因品種和年份而異。

表3 大麥產(chǎn)量及其構(gòu)成要素性狀Table 3 Barley yield and its components

2.2 大麥籽粒品質(zhì)和麥芽品質(zhì)性狀的方差分析

由表4可知，除麥芽糖化力在年份間的差異不顯著外，其余籽粒品質(zhì)和麥芽品質(zhì)性狀受年份、品種及肥料運籌方式影響均極顯著；年份與肥料運籌方式互作對麥芽脆度無顯著效應(yīng)，其余籽粒品質(zhì)和麥芽品質(zhì)性狀受年份與肥料運籌方式互作及品種與肥料運籌方式互作影響均極顯著。說明大麥籽粒品質(zhì)和麥芽品質(zhì)性狀受氣候因子、品種遺傳因素及肥料運籌方式及其互作影響，以品種遺傳因素為主。

表4 大麥品質(zhì)性狀的方差分析(F值)Table 4 ANOVA of barley quality traits(F value)

2.3 不同處理對大麥籽粒品質(zhì)和麥芽品質(zhì)的 影響

由表5可知，同一年份，參試品種均以N2處理籽粒蛋白含量最高、N3處理籽粒蛋白含量最低；N2和N1處理籽粒蛋白含量均顯著性高于N4和N3處理籽粒蛋白含量。除麥芽α-氨基氮外，揚農(nóng)啤7號不同肥料運籌方式的麥芽脆度、庫爾巴哈值、浸出率和糖化力均優(yōu)于揚飼麥3號相應(yīng)處理的相應(yīng)性狀；麥芽脆度基本表現(xiàn)為N1>N4>N3>N2，揚農(nóng)啤7號N3和N4處理的麥芽α-氨基氮、庫爾巴哈值及糖化力較好，揚飼麥3號N1和N2處理的α-氨基氮、庫爾巴哈值及糖化力較好。

表5 大麥籽粒品質(zhì)和麥芽品質(zhì)性狀Table 5 Barley grain quality and malt quality traits

3 討 論

3.1 肥料運籌方式對大麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

已有研究認為，大麥生育前期施用氮肥增產(chǎn)作用顯著。隨氮肥用量的增加，大麥有效穗數(shù)和籽粒產(chǎn)量呈逐漸上升趨勢；氮肥后移時，越冬苗、返青苗莖蘗數(shù)及有效穗數(shù)下降，但成穗率升高。本研究表明，在適當(dāng)增加氮肥用量下，提高基肥和拔節(jié)肥的復(fù)合肥比例，不施苗肥，大麥在全生育期生長穩(wěn)健，穗數(shù)適宜，產(chǎn)量構(gòu)成要素比較協(xié)調(diào)，揚農(nóng)啤7號和揚飼麥3號均獲得高產(chǎn)；不增加施肥量，將部分拔節(jié)肥前移到苗肥，可促進冬前分蘗發(fā)生，單位面積穗數(shù)增加，但穗粒數(shù)和千粒重降低，參試品種均未能獲得高產(chǎn)，如N3和N4處理；N1處理的總氮量并不最低，但參試品種的產(chǎn)量均最低，主要是因為基肥的復(fù)合肥比例不高，且未施用苗肥，導(dǎo)致成穗率略低，穗數(shù)偏少，達不到二棱大麥高產(chǎn)的理想穗數(shù)，即使施用一定量拔節(jié)肥，穗粒數(shù)和千粒重有所提高，但未能彌補穗數(shù)的不足。揚農(nóng)啤7號和揚飼麥3號的產(chǎn)量與品質(zhì)對同一肥料運籌方式響應(yīng)存在一定的差別，產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素在不同年份間存在一定的差別，這與前人研究結(jié)論不一致，原因可能與參試品種及肥料運籌方式不同有關(guān)。大麥千粒重既受遺傳基因控制，同時也受環(huán)境的影響。因此，在大麥生產(chǎn)中，首先要選擇遺傳特性優(yōu)良的品種，同時應(yīng)根據(jù)品種特性和用途，確定適宜的肥料運籌方式，并根據(jù)氣候條件作調(diào)整，這樣才能獲得理想的產(chǎn)量構(gòu)成因子及產(chǎn)量。

3.2 肥料運籌方式對大麥籽粒蛋白含量的影響

常金華等研究指出，啤酒大麥的生產(chǎn)中，氮肥應(yīng)以基肥為主，適當(dāng)控制追肥比例，可有效降低籽粒蛋白含量，提高啤酒大麥品質(zhì)。沈會權(quán)等研究認為，大麥籽粒蛋白含量隨施氮量的增加而升高，相同施氮量下，蛋白質(zhì)含量隨氮肥的后移而升高。肖玉蘋等研究指出，拔節(jié)肥氮含量增加，籽粒淳溶蛋白、谷蛋白以及蛋白含量顯著增加。陳錦新、張國平研究表明，大麥生育后期施用氮肥可顯著增加籽粒蛋白含量。本研究表明，N1與N2處理的籽粒蛋白含量顯著高于N3與N4處理，即增加拔節(jié)肥比例可提高籽粒蛋白質(zhì)含量。一般優(yōu)質(zhì)啤酒大麥籽粒蛋白含量要求在9%～12.5%之間，適當(dāng)降低啤酒大麥拔節(jié)肥的比例，可防止啤酒大麥籽粒蛋白含量超標(biāo)。N3處理為揚農(nóng)啤7號獲得合格籽粒蛋白含量的最優(yōu)肥料處理。飼用大麥要求籽粒蛋白含量越高越好，N2處理下?lián)P飼麥3號的籽粒蛋白含量最高。

3.3 肥料運籌方式對大麥麥芽品質(zhì)的影響

啤酒大麥麥芽品質(zhì)由多個性狀共同評價，品質(zhì)性狀間相互制約。本研究表明，N3與N4處理有利于揚農(nóng)啤7號麥芽α-氨基氮、庫爾巴哈值和糖化力的提高。N1與N2處理有利于揚飼麥3號α-氨基氮、庫爾巴哈值和糖化力的提高。我國啤酒大麥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，麥芽糖化力≥260 WK，浸出率≥76%，庫爾巴哈值介于40%～45%之間，α-氨基氮≥160 mg·100 g，麥芽脆度一般在70%以上。綜合揚農(nóng)啤7號和揚飼麥3號麥芽品質(zhì)性狀，所有處理的浸出率均未達最低行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。揚飼麥3號除個別處理的α-氨基氮達到最低麥芽標(biāo)準(zhǔn)外，其余所有麥芽指標(biāo)均未達到麥芽品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，說明揚飼麥3號雖然是二棱大麥，但在江蘇不適宜作為優(yōu)質(zhì)啤酒大麥原料生產(chǎn)品種使用；其籽粒蛋白質(zhì)含量較高，是比較理想的優(yōu)質(zhì)飼食兼用大麥品種。兩年揚農(nóng)啤7號N4處理的主要麥芽品質(zhì)指標(biāo)均達到或接近啤酒大麥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此，中等及以上肥力條件下，揚農(nóng)啤7號純氮用量在210 kg·hm左右，適當(dāng)提高復(fù)合肥比例，合理施用苗肥(4葉1心)，適當(dāng)降低拔節(jié)肥的比例，并將拔節(jié)肥施用時期控制在倒3.5葉前，可實現(xiàn)揚農(nóng)啤7號的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。