姚金保，馬鴻翔，張平平，張 鵬，楊學明，周淼平

(江蘇省農業(yè)科學院/江蘇省農業(yè)生物學重點實驗室, 江蘇 南京 210014)

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施氮量和種植密度對弱筋小麥寧麥18籽粒產量和蛋白質含量的影響

姚金保，馬鴻翔，張平平，張 鵬，楊學明，周淼平

(江蘇省農業(yè)科學院/江蘇省農業(yè)生物學重點實驗室, 江蘇 南京 210014)

【目的】明確最佳施氮量和種植密度以提高弱筋小麥產量和品質?！痉椒ā恳詢?yōu)質高產弱筋小麥寧麥18為試驗材料，在大田條件下設置4個施氮水平(120、180、240、300 kg/hm2)和4個種植密度(120、180、240、300萬株/hm2)，研究施氮量和種植密度對寧麥18籽粒產量與蛋白質含量的影響。【結果】施氮量和種植密度均顯著影響寧麥18的產量及其產量構成因素。寧麥18的籽粒產量隨施氮量和種植密度的增加而增加，但施氮量和種植密度超過適宜值(即施氮量N 180 kg/hm2、種植密度240萬株/hm2)后，籽粒產量呈明顯下降趨勢。增施氮肥顯著提高寧麥18籽粒蛋白質含量，但施氮水平為N 240和300 kg/hm2的處理間籽粒蛋白質含量差異不顯著。種植密度對籽粒蛋白質含量的影響不明顯。【結論】在本試驗條件下，實現寧麥18高產與優(yōu)質相結合的適宜施氮量為N 180 kg/hm2，種植密度為240萬株/hm2。

弱筋小麥；氮肥水平；種植密度；籽粒產量；蛋白質含量

【研究意義】弱筋小麥(國外稱為軟質小麥)是指籽粒質軟(硬度低)、蛋白質含量低、面筋強度弱、延伸性較好、適宜制作餅干、糕點和南方軟質饅頭(小饅頭)等食品的小麥。受其品質形成特殊性、以及地理區(qū)位和生態(tài)因素等的影響，優(yōu)質的弱筋小麥一般更適于在中低緯度地帶生產，國外僅在美國和澳大利亞等國家局部地區(qū)適合種植軟紅冬或軟白冬小麥。江蘇省的沿江、沿海地區(qū)為我國長江中下游弱筋小麥優(yōu)勢產業(yè)帶建設的核心區(qū)域，近年來，該區(qū)域弱筋小麥種植面積穩(wěn)定在35萬hm2。然后由于標準化生產管理技術不倒位，生產品質的一致性差，難以達到面粉加工企業(yè)的要求。小麥的籽粒產量和品質，不僅取決于品種的遺傳特性，而且受生態(tài)環(huán)境和栽培措施的影響。在各種栽培措施中，施氮量和種植密度是影響小麥籽粒產量和品質的重要因素。因此，明確合理施氮量和種植密度，協同提高產量和品質是弱筋小麥優(yōu)質高產栽培技術的重要內容?！厩叭搜芯窟M展】長期以來，前人多數側重施氮量或種植密度單個因子對弱筋小麥籽粒產量和品質影響的研究。多數研究結果表明，在一定范圍內增施氮肥，籽粒產量、蛋白質含量提高[1-3]，但施氮量超過一定范圍，籽粒產量增加不顯著甚至降低，籽粒蛋白質含量繼續(xù)上升，且籽粒蛋白質含量超過弱筋小麥標準[4-7]。有關種植密度影響弱筋小麥籽粒產量和品質的研究報道較少，且觀點不一致[8-10]?！颈狙芯壳腥朦c】寧麥18是目前長江中下游麥區(qū)正在示范推廣的弱筋小麥品種，該品種具有分蘗力強，成穗率高，小穗小花結實性好，每穗粒數多，綜合抗病性強，弱筋品質穩(wěn)定等優(yōu)點。寧麥18在江蘇省淮南片和國家冬小麥長江中下游組區(qū)域試驗中，平均產量分別比對照揚麥11和揚麥158增加9.76 %和7.80 %，試驗產量均居所有參試品種(系)第1位。但如何合理科學地運用栽培措施在保證或提高產量的前提下，進一步優(yōu)化其品質仍缺乏研究?！緮M解決的關鍵問題】本研究以寧麥18為試驗材料，研究不同施氮量、種植密度以及二者間互作對其籽粒產量和蛋白質含量的影響規(guī)律，旨在明確寧麥18產量和品質協同提高的施氮量和種植密度的最佳組合，以期為長江中下游麥區(qū)弱筋小麥的栽培及標準化生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗于2012-2013年在江蘇省農業(yè)科學院六合試驗基地進行。試驗田前茬為水稻，土壤為板漿白土，壤質，0～20 cm土層有機質1.69 %，全氮0.114 %，堿解氮84.6 mg/kg，速效磷34.7 mg/kg，速效鉀70.4 mg/kg。小麥全生育期有效積溫2151.6 ℃，降水355.9 mm，日照時數1099.4 h。

1.2 試驗設計

供試材料為優(yōu)質高產弱筋小麥品種寧麥18。試驗采用施氮量和種植密度二因素隨機區(qū)組設計。施氮量(純N)設120、180、240和300 kg/hm2，分別用A1、A2、A3和A4表示。氮肥分基肥、苗肥和拔節(jié)孕穗肥3次施用，氮肥運籌比例為基肥︰苗肥︰拔節(jié)孕穗肥 = 5︰2︰3。氮肥︰磷肥(P2O5)︰鉀肥(K2O)施用比例為1︰0.5︰0.5，磷、鉀肥基施。種植密度即基本苗設120、180、240和300萬株/hm2，分別用B1、B2、B3和B4表示。2012年10月31日采用人工開行條播，小區(qū)長5 m，行距25 cm，每小區(qū)種10行，小區(qū)面積13.3 m2，3次重復。

1.3 測定項目

成熟前每小區(qū)取中間2行調查成穗數，每小區(qū)隨機取100穗測定穗粒數；小區(qū)收獲后脫粒曬干揚凈實測產量和千粒重。籽粒樣品經3個月生理后熟后采用瑞典Perten公司生產的DA7200固定光柵連續(xù)光譜近紅外品質分析儀測定籽粒蛋白質含量。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2003進行數據整理和DPS統計分析軟件進行顯著性檢驗(LSD法)。

2 結果與分析

2.1 施氮量、種植密度對籽粒產量及其產量構成因素的影響

由表1可知，施氮量、種植密度以及兩者間的互作對寧麥18籽粒產量的影響均達極顯著水平(P<0.0001)。增施氮肥能顯著提高寧麥18的籽粒產量，低氮A1(120 kg/hm2)處理的籽粒產量為6975.6 kg/hm2，中氮A2(180 kg/hm2)處理的籽粒產量為7677.3 kg/hm2，A2較A1增產10.06 %，增產達顯著水平。但當氮肥用量由A2(180 kg/hm2)提高到A4(300 kg/hm2)時，產量反而明顯下降，表明施氮水平達到180 kg/hm2時, 再增加施氮量對提高籽粒產量不利。特別是在中高密度B3(240萬株/hm2)條件下，當施氮量增加到180 kg/hm2時，再增加施氮水平籽粒產量下降尤其明顯。由表1還可以看出，在本試驗種植密度(120～240萬株/hm2)范圍內，寧麥18的籽粒產量隨種植密度的增加而顯著提高，B2(180萬株/hm2)和B3(240萬株/hm2)處理的籽粒產量分別比B1(120萬株/hm2)增加11.80 %和16.62 %。但當種植密度增加到240萬株/hm2時，再增加種植密度，籽粒產量反而明顯下降。

在本試驗條件下，寧麥18籽粒產量以A2B3的處理最高，多重比較結果表明，該處理除與A3B3處理的產量差異不顯著外，與其他處理的產量差異均達顯著水平?？梢姡谶m期播種期內，以適當降低施氮量和中等種植密度的組合(即施氮量N 180 kg/hm2和種植密度240萬株/hm2)的產量最高。

從產量結構(表1)看，施氮量對寧麥18穗數的影響達到了極顯著水平(P<0.0001)，穗數隨著施氮量的增加而增加，但A2、A3和A4處理間差異不顯著，說明在實際生產中，中等水平的施氮量即可保證寧麥18足夠的穗數。施氮量對寧麥18穗粒數的影響也達極顯著水平(P<0.0001)，增施氮肥能顯著提高寧麥18穗粒數，A2和A3處理的穗粒數分別比A1增加2.3和2.1粒，但A2和A3處理間的穗粒數差異不顯著，當施氮量增加到N 240 kg /hm2時，再增加施氮水平穗粒數反而明顯下降。施氮量對寧麥18千粒重也有一定的影響(P<0.01)，寧麥18千粒重隨施氮水平增加呈下降趨勢。種植密度對寧麥18的產量構成因素具有極顯著影響(P<0.0001)，穗數隨著種植密度的增加而增加；穗粒數隨種植密度的增加先增加，當種植密度增加到180萬株時，再增加種植密度穗粒數呈明顯的下降趨勢；千粒重則隨種植密度的增加呈明顯降低的趨勢，4種處理間差異均達顯著水平。

表1 施氮量和種植密度對寧麥18籽粒產量及其構成因素的影響

注：A1、A2、A3、A4表示施氮量分別為120、180、240、300 kg·hm-2；B1、B2、B3、B4表示種植密度分別為120、180、240、300萬株·hm-2。同行和同列平均值后不同字母分別表示施氮量和種植密度處理間差異達5 %顯著水平。下同。 Note：A1, A2, A3 and A4 indicated that the nitrogen application rates were 120, 180, 240 and 300 kg/hm2, respectively; B1, B2, B3 and B4 indicated that the plant densities were 120×104, 180×104, 240×104and 300×104seedlings/hm2, respectively. Mean values followed by different letters in a column or line are significant among nitrogen application rate and plant density at the 5 % level, respectively. The same as below.

2.2 施氮量、種植密度對籽粒蛋白質含量的影響

由表2可知，施氮量極顯著影響寧麥18籽粒蛋白質含量(P<0.0001)。籽粒蛋白質含量隨施氮量的增加而增加，高氮(A4) 處理的蛋白質含量分別比中氮(A2) 和低氮(A1) 處理提高6.02個百分點和2.87個百分點，差異均達顯著水平，表明增施氮肥對提高籽粒蛋白質含量具有明顯調控效應，但高氮(A4) 和中高氮(A3) 處理間差異不顯著。不同種植密度處理的蛋白質含量差異不顯著(表2)，表明基本苗對寧麥18籽粒蛋白質含量沒有影響。兩因素方差分析表明，施氮量與種植密度的互作效應對寧麥18籽粒蛋白質含量影響不顯著。

3 討 論

3.1 施氮量對弱筋小麥籽粒產量和蛋白質含量的影響

多數研究認為，在一定范圍內增加施氮量能提高弱筋小麥籽粒產量，當施氮量超過一定值后，隨施氮量的增加，籽粒產量下降，表明籽粒產量與施氮量呈二次曲線關系[1-2, 6-7]。本研究結果顯示，隨施氮量的增加，寧麥18的籽粒產量呈先增加后降低趨勢，以施氮水平N 180 kg/hm2處理的籽粒產量最高，這與束林華等[6]、姜朋等[11]的研究結果基本一致，但與王曙光等[1]、陸增根等[7]的研究結果不完全吻合。有關施氮量對弱筋小麥籽粒產量的影響結果不盡相同，主要是由于不同研究者所選用的品種、肥料運籌方式、試驗地土壤條件以及氣候條件等因素不同所致。Sowers等[12]研究發(fā)現，在土壤高殘留氮素條件下，減少施氮量既能保持弱筋小麥高產又能降低籽粒蛋白質含量。進一步分析表明，施氮量對寧麥18籽粒產量的提高主要是通過增加單位面積有效穗數和穗粒數來實現的，這可能與該品種在一定產量水平范圍內其千粒重均比較穩(wěn)定有關[13]。關于弱筋小麥籽粒蛋白質含量與施氮量關系的研究已有報道。王曙光等[1]研究結果表明，弱筋小麥寧麥9號籽粒蛋白質含量與施氮量呈極顯著正相關(r= 0.9862**)，姚金保等[3]、陸增根等[7]、和Koenig等[14]分別利用弱筋小麥品種寧麥13、揚麥9號和Eltan作試材，得出了同樣的結果，本試驗利用寧麥18作試驗材料也同樣證實了上述結論。

表2 施氮量和種植密度對寧麥18籽粒蛋白質含量的影響

3.2 種植密度對弱筋小麥籽粒產量和蛋白質含量的影響

種植密度會造成小麥群體結構不同而帶來溫光等生態(tài)條件的差異, 最終影響籽粒產量，但即使同一弱筋小麥品種在不同地點獲得最高產量的種植密度存在較大差異[15-16]。劉萍等[9]研究認為，當弱筋小麥品種揚麥9號密度從105萬株/hm2增至240萬株/hm2時，籽粒產量隨密度增加而上升，密度再增加，產量則下降。陸成彬等[17]認為增加種植密度有利于提高揚麥9號籽粒產量，當種植密度為300萬株/hm2時籽粒產量最高，但與225萬株/hm2間籽粒產量差異不顯著。Johnson等[8]認為種植密度在288和576萬株/hm22種處理條件下，密度處理對5個弱筋小麥的籽粒產量均未有明顯影響。本試驗結果表明，種植密度在 120 ～ 240萬株/hm2范圍內，隨著種植密度的增加，籽粒產量明顯增加，再增加種植密度，產量反而明顯下降，這與劉萍等[9]研究結論完全一致。本研究還表明，隨種植密度的增加，寧麥18的有效穗數顯著增加，穗粒數呈先增加后下降趨勢，千粒重則明顯下降。有關種植密度對弱筋小麥籽粒蛋白質含量的影響報道較少，結論也不完全一致。劉萍等[9]、陳俊才等[10]研究認為，在一定的密度范圍內，隨著密度增加弱筋小麥籽粒蛋白質含量降低，但超過一定的范圍，隨著密度增加其籽粒蛋白質含量也增加。在本試驗條件下，未發(fā)現弱筋小麥籽粒蛋白質含量與種植密度存在明顯相關性，這與Makano等[18]和Carr等[19]利用中強筋小麥品種作試驗材料獲得的結果相一致。

4 結 論

適當增施氮肥和增加種植密度能提高寧麥18籽粒產量，增施氮肥顯著提高寧麥18籽粒蛋白質含量，但種植密度與籽粒蛋白質含量關系不密切。綜合來看，要保證寧麥18既要品質達到弱筋小麥標準，又要高產的最佳施氮量為純氮180 kg/hm2，種植密度為240萬株/ hm2。

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(責任編輯 陳 虹)

Effect of Nitrogen Application Rate and Plant Density on Grain Yieldand Protein Contents of Weak Gluten Wheat Cultivar Ningmai 18

YAO Jin-bao, MA Hong-xiang, ZHANG Ping-ping, ZHANG Peng, YANG Xue-ming, ZHOU Miao-ping

(Jiangsu Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Jiangsu Province for Agrobiology, Jiangsu Nanjing 210014, China)

【Objective】The present study was conducted to verify the optimum nitrogen application rate and plant density for high yield and better quality in weak gluten wheat production.【Method】The weak gluten wheat cultivar(Ningmai 18) was used as tested material. The experiments were conducted to study the effect of nitrogen application rate (120, 180, 240 and 300 kg/hm2) and plant density (120×104, 180×104, 240×104and 300×104seedlings/hm2) on the grain yield and protein content of Ningmai 18 for 2012-2013.【Result】The nitrogen level and plant density significantly affected on the grain yield and components of Ningmai 18. The grain yield increased with the increase of N level and plant density, however, the grain yield was significantly decreased when the nitrogen level was more than N 180 kg /hm2and the plant density was more than 240×104seedlings/hm2. The increase of N significantly increased grain protein content, however, there was no significant difference between 240 and 300 kg N/hm2on grain protein content. Plant density did not result in the significant change of grain protein content.【Conclusion】As far as the grain yield and protein content were concerned, the most optimal nitrogen application rate and plant density for Ningmai 18 were 180 kg N/hm2and 240×104seedlings/hm2, respectively.

Weak gluten wheat; Nitrogen rate; Plant density; Grain yield; Protein content

1001-4829(2017)7-1507-04

10.16213/j.cnki.scjas.2017.7.007

2016-07-20

農業(yè)部現代農業(yè)產業(yè)技術體系項目(CARS-03)；江蘇省自然科學基金(BK20161375)；江蘇省農業(yè)科技自主創(chuàng)新資金(CX14-2002)

姚金保(1962-)，男，江蘇常熟人，碩士，研究員，主要從事小麥遺傳育種研究，E-mail: yaojb@jaas.ac.cn， Tel：02584390298。

S512.1

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