摘要 [目的]建立發(fā)揮小麥(Triticum aestivum Linn.)品種西科麥6號優(yōu)良特性的栽培技術,使品種達到高產(chǎn)高效。[方法]將小麥所需磷肥和鉀肥固定在大田生產(chǎn)水平上,設計10種施氮水平(0、60、90、120、150、180、210、240、270、300 kg/hm2),研究氮素對西科麥6號產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。[結(jié)果]氮素對葉片葉綠素含量、子粒產(chǎn)量、子粒粗蛋白質(zhì)含量都有較大影響。氮素過低過多都不利于品種光合作用、干物質(zhì)積累和蛋白質(zhì)含量的提高。在小麥的各個生長時期中,各處理均以開花期葉片葉綠素相對含量高,SPAD值最大,210 kg/hm2 氮肥處理SPAD值達到60.9,光合效能強。施氮210 kg/hm2時,在抽穗期、開花期、灌漿前期葉片SPAD值較高,子粒產(chǎn)量最高,達8 237.25 kg/hm2。施氮180 kg/hm2時,子粒粗蛋白質(zhì)含量最高達1 271.70 kg/hm2。初步確定施氮水平在180~210 kg/hm2為宜。模擬分析施氮量與子粒產(chǎn)量的最佳關系為二次方程曲線,Y=5 114.487+21.414X-0.041X2,R2=0.880,理論產(chǎn)量可達9 721.779 kg/hm2。施氮量與子粒粗蛋白質(zhì)含量的最佳擬合關系也是二次方程曲線,Y=12.911+0.021X-4.578E-5X2,R2=0.906,理論蛋白質(zhì)含量可達16.88%。[結(jié)論]確定西科麥6號最佳施氮量為180~210 kg/hm2,達到提高產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量的目的,為農(nóng)民更好地推廣使用西科麥6號提供幫助。
關鍵詞 小麥;西科麥6號;SPAD值;產(chǎn)量;品質(zhì)
中圖分類號 S511 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611(2014)16-04996-03
西科麥6號[1]是由西南科技大學培育出的優(yōu)良小麥新品種,具有優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、適應性較廣、子粒均勻、白殼白粒、粒大飽滿、角質(zhì)程度高、子粒腹溝淺商品性好等突出特點,是具有綜合抗病性能強、分蘗成穗率高、株葉型美觀、落黃轉(zhuǎn)色快等優(yōu)異特性。2008年通過四川省農(nóng)作物品種審定委員會審定。2007年統(tǒng)一送樣,農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(哈爾濱)品質(zhì)分析結(jié)果為:容重751~799 g/L,平均775 g/L;粗蛋白質(zhì)含量14.22%~15.84%,平均15.03%;濕面筋30.1%~30.5%,平均30.3%;沉降值42.1~57.8 ml,平均50.0 ml;穩(wěn)定時間4.3~5.6 min,平均5.0 min。其品質(zhì)指標有3項達到優(yōu)質(zhì)強筋小麥標準,所有指標遠超優(yōu)質(zhì)中筋小麥標準,是同期審定品種中各項指標最優(yōu)秀的品種。該品種不僅可以制作優(yōu)質(zhì)饅頭、面條、餃子,還可以作優(yōu)質(zhì)強筋粉的輔料。2009年授權四川省西科種業(yè)有限責任公司獨家開發(fā)應用銷售,成功實現(xiàn)了科技成果的迅速轉(zhuǎn)化,近年來一直是四川省主要推廣品種之一。
在世界小麥高產(chǎn)國家中,英國一直把氮肥作為提高小麥產(chǎn)量和蛋白質(zhì)的最主要因素。合理施用氮肥對提高小麥子粒產(chǎn)量、改善小麥子粒品質(zhì)以及降低環(huán)境污染都具有積極意義。特別是近年來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有機質(zhì)肥料使用減少,化肥成為最主要的肥源后,科學施肥尤為值得研究。有關氮素對小麥子粒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響國內(nèi)外已有較多報道[2-8]。多數(shù)研究結(jié)果表明,增施氮肥能夠促進植株對氮素的吸收,有利于提高小麥產(chǎn)量;合理地施用氮肥,可以協(xié)調(diào)子粒產(chǎn)量和品質(zhì)的關系,實現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效同步增長的目的。研究還表明,由于小麥生態(tài)類型差異大,及冬春性的屬性差異等等,所以提出的實現(xiàn)小麥優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效氮肥施用技術并不完全一致,而且限于因素多,處理水平少[6-7],難以求得氮素水平的真正影響。為此,筆者以適應于四川盆地種植的弱春性小麥品種西科麥6號為研究對象,以較多不同氮素水平對西科麥6號進行精確施氮技術研究,以期確定該品種最佳施氮量,達到提高產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量的目的,為農(nóng)民能夠更好地推廣使用西科麥6號提供幫助。
1 材料與方法
1.1 供試材料 試驗地位于涪江沿岸,海拔480 m左右,屬于沖積沙壤土,前作水稻,拖拉機旋耕2次,整細整平,土地向陽無遮陰,灌溉條件較好。土壤有機質(zhì)含量18.9 g/kg,全氮含量0.63 g/kg,全磷含量0.42 g/kg,全鉀含量17.8 g/kg,速效氮含量43.5 mg/kg,速效磷含量5.85 mg/kg 速效鉀含量116.1 mg/kg,pH 6.76,屬于中等肥力水平。
西科麥6號系精選種子,因探討氮素水平的影響,所以用種量按常規(guī)大田水平確定。氮肥系美豐生產(chǎn)的含氮量46%的尿素。
1.2 試驗方法 試驗設置10個氮素水平,分別為0、60、90、120、150、180、210、240、270、300 kg(N)/hm2,分別用N0、N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、N9表示。為避免肥料損害種子,影響出苗,所以確定基肥和追肥比例為7∶3,基肥全部底施,與土壤拌勻后再播種,追肥于拔節(jié)期施用?;释瑫r施用P2O5 150 kg/hm2,K2O 120 kg/hm2。
試驗小區(qū)長5.00 m,寬1.33 m,5行區(qū),開溝條播,3次重復,隨機區(qū)組排列。田間管理同一般生產(chǎn)田,各小區(qū)栽培管理條件一致。
用SPAD502測定葉綠素相當含量,分別在拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、開花期、灌漿期和蠟熟期測定;拔節(jié)期和孕穗期每處理小區(qū)各選取10片頂部最大展開葉片,其余時期每處理小區(qū)各選取10片旗葉,測定葉片中部,取平均值。子粒粗蛋白質(zhì)含量用凱氏定氮法測定。
成熟時進行理論測產(chǎn),收獲時各小區(qū)取中間3行脫粒,折算單位面積產(chǎn)量,同時各小區(qū)取樣進行常規(guī)室內(nèi)考種。繪圖采用WPS表格,計算采用SPSS 20軟件。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同施氮量對西科麥6號SPAD值的影響 SPAD值反映葉綠素的相對數(shù)量。不同施氮量、不同生長時期不同小區(qū)的SPAD值都不盡相同。從表1可以看出,在拔節(jié)期和孕穗期,隨著施氮量的增加,各處理葉片中葉綠素的相對含量也隨之增加,N1~N5增加值較大,N6~N9增加相對較小。從生育時期來看,拔節(jié)至開花期葉綠素含量SPAD值增加到最大;開花后,葉綠素SPAD值開始緩慢下降,灌漿中期到蠟熟期,葉綠素相對含量下降速度最快,蠟熟期SPAD值也最低。試驗中,抽穗期SPAD值比孕穗期低,與其他相關研究有一定差異,從葉片表現(xiàn)型上看,此時期葉片顏色變淡,可能是葉片中的養(yǎng)料迅速轉(zhuǎn)移的結(jié)果。在高施氮量的一些處理中,施氮量高的SPAD值比施氮量低的SPAD值在數(shù)值上恰好相反,這可能是該試驗中,由于施氮量過高,造成部分小區(qū)倒伏,從而使植株葉片光合作用下降的緣故。
2.2 不同施氮量對西科麥6號主要性狀的影響 從表2可以看出,不同施氮量對西科麥6號的分蘗力影響較大,最高苗隨著施氮量的增加而增加。N0~N6增加較快,N6達到最高,隨后雖然施氮量增加,但是最高苗并沒有增加,這主要是由于品種的特性和自然生態(tài)條件所決定,四川的小麥品種最高苗很少達到1 000萬株/hm2。
總地看來,株高隨著施氮量的增加而增加,從處理N0最矮84.5 cm增加到處理N9最高98.4 cm,高低相差13.9 cm。試驗中,施氮量為N5和N6水平的兩個處理產(chǎn)量較高,其株高分別為90.5和93.7 cm。而處理N9植株最高,接近99 cm。在N7~N9處理中,部分小區(qū)發(fā)生不同程度的倒伏,說明西科麥6號如果施氮量過高,植株超過95 cm,就容易發(fā)生倒伏狀況,從而影響西科麥6號主要性狀和產(chǎn)量的提高。
不同施氮水平對結(jié)實小穗和穗長的影響也較大,在一定施氮水平條件下,穗長和結(jié)實小穗為正增長,超過一定限度,則呈負增長。在N4、N5、N6、N7處理中,穗長達到14 cm以上,結(jié)實小穗達到22個以上,主穗長可以達到15 cm,主穗結(jié)實小穗可以達到25個。由此可以看出,西科麥6號屬于大穗型小麥品種,適合于生產(chǎn)上采用。
施氮量對小麥的生育期也有較大的影響,全生育期相差可達6 d,過多施用氮肥,容易使小麥貪青生長,影響下一季作物種植時間。
從表3可以看出,在產(chǎn)量構成三因素中,總體上,穗粒數(shù)、穗數(shù)和千粒重隨著施氮水平的增加而增加。穗粒數(shù)和穗數(shù)在處理N6水平達到最大值。千粒重在處理N5水平時就達到最大值。超過最大值再增加施氮量,穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重不再增加反而呈下降趨勢,這與品種的生理特性以及表現(xiàn)型出現(xiàn)倒伏而影響光合作用和生殖生長發(fā)生變化都有關系。有效穗數(shù)在施氮水平N6時達到423.75萬穗/hm2,比不施氮肥的280.81萬穗/hm2,增加了143.04萬穗/hm2,施氮效果十分明顯。每穗粒數(shù)比不施氮肥最多增加11粒左右,千粒重比不施氮肥增加10 g左右,這是在磷肥和鉀肥正常施用情況下的表現(xiàn),否則差異更加明顯。結(jié)合表2可以看出,N5施氮水平下,穗粒數(shù)平均達到53.7粒,有效穗平均達到407.55萬穗/hm2,千粒重平均達53.4 g;N6施氮水平下,穗粒數(shù)平均達到55.0粒,有效穗平均達到423.75萬穗/hm2,千粒重平均達50.7 g。以上兩種氮肥施用量,能較好地協(xié)調(diào)穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重三者之間的關系,使產(chǎn)量構成三要素得到較好地平衡,從而獲得較高的產(chǎn)量,小區(qū)折合產(chǎn)量均可以達到8 000 kg/hm2以上,在生產(chǎn)上可以根據(jù)不同生態(tài)條件和土壤肥力選擇這兩種氮素施用量。
2.3 不同施氮量對西科麥6號生物產(chǎn)量及產(chǎn)量的影響 從表2、3和圖1可以看出,不同施氮水平對西科麥6號的生物產(chǎn)量具有較大的影響,在N6施氮水平下,生物產(chǎn)量達到最高值18 615.25 kg/hm2,并且在低于此施氮水平的各個處理中,隨著施氮水平的提高,生物產(chǎn)量也逐漸提高。從生物產(chǎn)量達到17 800 kg/hm2的幾個處理可以充分看到,當施氮量超過小麥品種自身生理特性后,并不是施氮量越高生物產(chǎn)量就越高,而是與小區(qū)所處位置和倒伏多少有直接關系。從小區(qū)實收折合產(chǎn)量來看,在一定施氮水平下,氮素對于小麥的增產(chǎn)效果十分顯著,并且隨著施氮量的增加產(chǎn)量也明顯增加。當施氮量為210 kg/hm2時產(chǎn)量最高,達到8 237.25 kg/hm2。超過這一施氮水平后,隨著施氮量的增加,產(chǎn)量從而逐漸下降,從圖2可以看出,不同施氮量與產(chǎn)量的關系呈一條單峰曲線。收獲指數(shù)以施氮水平N5最大,達到45.17%。
從生物產(chǎn)量、子粒產(chǎn)量和收獲指數(shù)的關系來看,生物產(chǎn)量高不一定子粒產(chǎn)量就高;也不一定是收獲指數(shù)高,子粒產(chǎn)量就一定高;只有生物產(chǎn)量和收獲指數(shù)較為協(xié)調(diào)而且在同一試驗中,兩者都比較高的情況下,才能獲得較高的子粒產(chǎn)量。因此,在大面積生產(chǎn)上,注意施肥技術,在獲得較大生物產(chǎn)量的同時,又能獲得較高的收獲指數(shù),就能獲得大面積增產(chǎn),也是有經(jīng)驗的農(nóng)民所說的將小麥種植到要倒不倒的最佳水平。
模式分析,施氮量與西科麥產(chǎn)量的最佳擬合關系為二次方程曲線:Y=5 114.487+21.414X-0.041X2,R2=0.880,理論產(chǎn)量可達9 721.779 kg/hm2。
2.4 不同施氮量對西科麥6號子粒品質(zhì)的影響 從表4和圖2可以看出,施氮量對西科麥6號小麥品種的品質(zhì)影響很大。容重可以反映子粒的飽滿程度和角質(zhì)程度高低,一般情況下,角質(zhì)程度高的子粒,蛋白質(zhì)也相對較高;子粒飽滿其商品價值較高,相同數(shù)量的子粒能夠獲得較高的效益。不施氮處理的容重為739 g/L,而施氮量達到N5水平時,容重達到804 g/L。子粒濕面筋含量不施氮時只有29.35%,而處理N6濕面筋含量達到34.88%。穩(wěn)定時間最高值6.0 min(N6處理)比不施氮增加了2.8 min;施氮水平在N5時子粒粗蛋白質(zhì)含量為15.73%,比不施氮的12.97%增加了2.76個百分點。
總體上看,施氮水平在N5時,容重、干面筋和粗蛋白質(zhì)含量的值最大;施氮水平在N6時,濕面筋含量、沉降值、穩(wěn)定時間的值最大。以上這兩種處理的施氮水平都能使西科麥6號獲得較好的品質(zhì),在大田生產(chǎn)上是值得研究和考慮的栽培模式。根據(jù)加工企業(yè)的經(jīng)驗,子粒面筋含量高,穩(wěn)定時間長,加工的面條不容易斷裂和糊湯,加工的饅頭耐咀嚼和口感較好,由此也可以作為小麥栽培中的一個參考。
從施氮量和小麥品質(zhì)的關系來看,明顯呈正相關關系,當施氮量達到較高水平后,這種關系就不明顯了。施氮過高,容易發(fā)生倒伏,造成光合作用下降,灌漿結(jié)實不正常,子粒不飽滿,從而影響品質(zhì)。生產(chǎn)上還要考慮增加施氮量所帶來的成本增加,因此要采取綜合栽培措施,達到增產(chǎn)增收的目的。模式分析,施氮量與西科麥6號子粒粗蛋白質(zhì)的最佳
3 小結(jié)與討論
有關氮肥施用量和葉片的光合特性以及與產(chǎn)量的關系有比較多的報道[2-6],不同試驗條件下總的趨勢是在小麥自身生理特性下,增加氮素施用量可以提高植株葉片葉綠素含量,改善光合性能,有利于小麥個體和群體的正常生長發(fā)育,有利于小麥的灌漿結(jié)實,從而提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的改善。該研究結(jié)果表明,適當增加氮素施用量,有利于提高葉片葉綠素含量,提高光合性能,在施氮量達到210 kg/hm2,西科麥6號在多數(shù)生長時期,其所測定的葉片SPAD值都較高。過多地施用氮肥效應降低,容易發(fā)生倒伏而不利于光合作用。有研究認為,多效唑能夠促進小麥根系生長,降低株高,防止倒伏;以及灌漿期進行葉片噴霧施氮,都可以提高葉綠素含量,促進光合作用,提高產(chǎn)量。這些都有待于西科麥6號更好地發(fā)揮增產(chǎn)增效作用進一步深入研究。
不同試驗研究表明,不同生態(tài)類型的品種和不同品質(zhì)類型的品種,其氮素施用技術及氮肥施用量不盡相同,有的研究處理水平較少[6-7]。該研究根據(jù)優(yōu)質(zhì)中筋小麥品種西科麥6號的生態(tài)條件和品種特性,從品種不施氮素到品種超施氮素發(fā)生倒伏,設置了10個水平的氮素施用量,這有利于探索施氮量對該品種產(chǎn)量和蛋白質(zhì)的真正影響,從而獲得西科麥6號優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效的栽培技術。
試驗中發(fā)現(xiàn),在施氮量為180 kg/hm2時,其產(chǎn)量為8 084.55 kg/hm2,蛋白質(zhì)產(chǎn)量為1 271.70 kg/hm2;施氮量為210 kg/hm2時,產(chǎn)量為8 237.25 kg/hm2,蛋白質(zhì)產(chǎn)量為1 249.59 kg/hm2。以子粒產(chǎn)量為標準,N6施氮水平為高,以子粒蛋白質(zhì)含量為標準,N5施氮水平為高。以營養(yǎng)學的觀點,作者認為,兩者差異不大,兩種施氮水平都能獲得較高營養(yǎng)水平的物質(zhì)。由此證明筆者的育種理念和觀點,在育種和區(qū)域試驗中,不能單一看子粒產(chǎn)量,應結(jié)合蛋白質(zhì)產(chǎn)量來衡量品種的選擇。
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責任編輯 石金友 責任校對 況玲玲