摘要
氮素是影响小麦产量与品质的主要营养元素。弱筋小麦籽粒以低蛋白质含量为优质目标,为保证其丰产且低蛋白含量,要求严格把控适宜施氮量。施氮量相同时,不同施氮运筹比例会导致弱筋小麦籽粒品质下降,难以实现量质协同。不合理施用氮肥还会降低氮肥利用率,造成环境污染和资源浪费。弱筋小麦施氮量的氮肥运筹,前人虽有大量研究,但进一步减氮对产量、品质、经济效益等影响如何,尚待研究明确。本试验于2018-2019和2019-2020年度在弱筋小麦优势产区的盐城市大丰区和仪征市进行,选用弱筋小麦品种扬麦24为材料,研究了不同减氮处理对弱筋小麦籽粒产量、品质、农艺性状、生理特性、氮肥效率、经济效益的影响,分析了减氮条件下叶面肥喷施对籽粒产量和品质的调控效应,以期探明弱筋小麦优质、丰产、增效的减氮技术与途径,为弱筋小麦大面积提质增效生产提供理论和实践依据。主要结果如下: 1、施氮量270kghm-2下基本苗由180×104hm-2(CK1)增加至225×104hm-2(CK2),未显著影响籽粒产量和蛋白质含量,但显著提高了氮肥农学效率和氮肥表观利用率。基本苗225×104hm-2条件下,施氮量由270kg hm-2减少至225kg hm-2,不同施氮处理M5122、M7120、M5050间籽粒产量无显著差异,且与减氮前无显著差异;籽粒蛋白质含量和湿面筋含量较减氮前或低或相似;氮肥农学效率均有不同程度提高;经济效益较减氮前均未显著减少。在施氮量225kg hm-2基础上拔节期施氮比例减少10%至202.5kg hm-2(M5040),籽粒产量与经济效益较减氮前(CK1和CK2)无显著变化,同时氮肥农学效率提高,籽粒蛋白质含量、湿面筋含量沉降值、硬度指数显著降低。在施氮量202.5kg hm-2(M5040)基础上,继续减少施氮量会显著降低籽粒产量和经济效益,尽管测定的籽粒品质指标符合弱筋小麦国家标准,但无法实现优质、丰产、高效的协同。因此,生产中在施氮量270kg hm-2基础上可适当增密减少追氮,可减氮至202.5kg hm-2,采用基本苗225×104株hm-2、基肥施氮112.5kg hm-2和拔节肥施氮90kg hm-2的模式,可实现弱筋小麦优质、丰产、高效协同。 2、在施氮量225kg hm-2、基肥和拔节肥各施50%的基础上,基肥与拔节肥施氮比例各减少10%(M4040)会降低主要生育期群体茎蘖数,显著降低有效穗数;降低主要生育期群体叶面积指数,同时降低花后剑叶净光合速率、SPAD值、抗衰老酶SOD、POD、CAT酶活性,增加MDA含量,抑制了光合同化物的积累与转运,造成籽粒粒重降低,导致减产。在施氮量225kg hm-2、基肥和拔节肥各施50%的基础上,保持基肥施氮量不变,仅在拔节肥施氮比例减少10%(M5040)可保证群体茎蘖数,对茎蘖成穗率和最终穗数无显著影响;且未导致干物质积累量、叶面积指数显著变化,构建了良好的群体结构。因此,少量减少追氮量在生育前期保证了氮素的供应,稳定群体数量,对干物质积累量和光合生产能力无显著影响,与不减氮处理维持同一水平。但拔节肥施氮比例减少20%以上会显著降低群体质量和叶片光合特性,导致减产。因此,减氮生产中应确保在生育前期有较高的茎蘖数基础上,稳定茎蘖成穗率,以保障足够穗数;同时注重花后叶片的抗衰能力,保障籽粒灌浆光合物质。 3、基施氮肥和叶面肥喷施及其互作显著影响弱筋小麦籽粒产量和品质。基肥在0~180kg hm-2施氮范围内,随施氮量减少,籽粒产量、穗数、每穗粒数和千粒重、籽粒蛋白质含量和湿面筋含量均呈下降趋势,以180kg hm-2施氮量下穗数、籽粒产量、蛋白质含量和湿面筋含量显著较高。此外,180kg hm-2施氮量下花后剑叶SPAD值、SOD、CAT、POD、NR、GS酶活性均高于其他施氮量处理,MDA含量较低。不同施氮量条件下,开花后喷施1.5%N、0.1%KH2PO4、1.5%N+0.1%KH2PO4等叶面肥可较喷施清水对照显著增加了千粒重和籽粒产量,其中以喷施1.5%N+0.1%KH2PO4和1.5%N增重效果最明显。叶面肥1.5%N、1.5%N+0.1%KH2PO4可提高花后剑叶SPAD值,提高SOD、POD、CAT酶活性,降低MDA含量,延缓叶片的衰老,促进光合产物的积累,加大对籽粒的供应,提高产量。叶面肥对籽粒品质的影响因肥料类型而异,其中喷施叶面肥1.5%N、1.5%N+0.1%KH2PO4可提高籽粒蛋白质含量,但籽粒品质均符合弱筋小麦国家标准。因此,在小麦生育期仅施一次基肥的情况下,施氮量为180kg hm-2时可保证充足的穗数与每穗粒数,同时花后喷施叶面肥1.5%N或1.5%N+0.1%KH2PO4可延缓叶片衰老,提升碳氮代谢活力,显著提高籽粒重,同时籽粒品质符合优质弱筋小麦标准,有助于优质高效生产。