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作物杂志,2024, 第5期: 220–227 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.05.031

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

减量施氮对春小麦不同器官氮肥利用及籽粒品质的影响

路佳慧1(), 王爽1, 李云2, 郭振清1, 王健1, 韩玉翠1(), 林小虎1()   

  1. 1河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室，066004，河北秦皇岛
    2河北科技师范学院乡村振兴研究中心，066004，河北秦皇岛
  • 收稿日期:2023-06-07 修回日期:2023-09-16 出版日期:2024-10-15 发布日期:2024-10-16
  • 通讯作者: 韩玉翠，主要从事作物栽培与遗传育种研究，E-mail：yucuihan84@163.com；林小虎，主要从事作物栽培与遗传育种研究，E-mail：xiaohulin2008@163.com
  • 作者简介:路佳慧，主要从事作物栽培研究，E-mail：jiahuilu9969@163.com
  • 基金资助:
    国家“十三五”重大科技支撑项目(2017YFD0300908-3);秦皇岛市科学技术研究与发展计划(202201B023);河北科技师范学院研究生创新资助项目(CXZZ202310)

Effects of Reduced Nitrogen Application on Nitrogen Utilization and Grain Quality in Different Organs of Spring Wheat

Lu Jiahui1(), Wang Shuang1, Li Yun2, Guo Zhenqing1, Wang Jian1, Han Yucui1(), Lin Xiaohu1()   

  1. 1College of Agronomy and Biotechnology, Hebei Normal University of Science and Technology / Hebei Key Laboratory of Crop Stress Biology, Qinhuangdao 066004, Hebei, China
    2Research Center of Rural Vitalization, Hebei Normal University of Science and Technology, Qinhuangdao 066004, Hebei, China
  • Received:2023-06-07 Revised:2023-09-16 Online:2024-10-15 Published:2024-10-16

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PDF (PC)

14

摘要：

为探究冀东地区春小麦适宜施氮量，以春小麦“津强11”为材料，设置4个施氮水平，分别为0（N0）、80（N80）、160（N160）、240 kg/hm2（N240），分析了减量施氮对春小麦器官生长、各器官氮素积累与转运、籽粒氮肥利用效率和加工品质的影响。 结果表明，减氮利于小麦后期氮素积累与转运，N80和N160处理时，花后氮素对籽粒贡献率分别为29.63%和28.53%，显著高于N240处理（18.23%）；小麦生育后期N80处理的鞘、秆、籽粒氮素积累量最大，分别为5.04、10.35、143.73 kg/hm2。籽粒的氮肥利用效率、氮肥农学利用效率、氮肥生理利用率和氮肥偏生产力均表现为N80>N160>N240；N80处理籽粒含水量、湿面筋含量均达到最大值，N160处理下籽粒蛋白质含量最高，可以提高小麦的后期加工品质。综合考虑，建议冀东地区春小麦种植的最佳施氮量为80~ 160 kg/hm2。

关键词: 春小麦, 氮素积累与转运, 氮肥利用率, 加工品质

Abstract:

In order to investigate the appropriate nitrogen amount of spring wheat in eastern Hebei province, “Jinqiang 11” spring wheat was utilized as the study material, and four levels of nitrogen application were established, the effects of 0 (N0), 80 (N80), 160 (N160), and 240 kg/ha (N240) on spring wheat processing quality, organ growth, nitrogen accumulation, and organ transport were examined. The results showed that nitrogen reduction was beneficial to the accumulation and transport of nitrogen in the later stage of wheat, and the contribution rates of post flowering nitrogen to grain were 29.63% and 28.53% when nitrogen reduction was reduced to N80 and N160, which was significantly higher than that of N240 (18.23%). The highest nitrogen accumulation levels were 5.04, 10.35 and 143.73 kg/ha in the sheaths, stems and grains of N80 at the later growth stage of wheat, respectively. Nitrogen use efficiency, nitrogen agronomic use efficiency, nitrogen physiological use efficiency and nitrogen partial productivity of grain were N80 > N160 > N240. When nitrogen was reduced to N80, the grain water content and wet gluten content reached the maximum values, and protein content was the highest at N160 treatment, which could improve the quality of wheat in later processing. Considering the above factors, it is suggested that 80-160 kg/ha is the best nitrogen application rate for spring wheat planting in eastern Hebei Province.

Key words: Spring wheat, Nitrogen accumulation and transport, Nitrogen fertilizer utilization rate, Processing quality

图1

不同施氮处理对各生育时期株高的影响 不同字母表示处理间在0.05水平差异显著，下同。

表1

不同施氮处理下穗部生长指标

处理
Treatment		 穗长
Length of spike
(cm)		 小穗数
Spikelet number
(×104/hm2)		 穗粒数
Grains per spike		 有效小穗数
Efficient spikelet
number		 无效小穗数
Inefficient spikelet
number		 结实率
Seed-setting percentage
(%)
N0 29.03±0.09a 16.68±0.13a 46.50±0.95b 14.33±0.02b 1.85±0.09b 143.31±2.07c
N80 29.60±0.15a 16.55±0.33a 51.75±0.70a 14.77±0.20ab 1.78±0.03b 156.37±0.61a
N160 29.63±0.18a 16.51±0.18a 47.32±0.94b 14.42±0.13b 2.09±0.03a 143.27±2.45c
N240 30.20±1.19a 16.65±0.28a 50.03±1.35a 15.11±0.17a 1.54±0.03c 150.23±1.79b

图2

不同施氮处理下花后叶片黄化率

图3

不同施氮处理下旗叶SPAD值

表2

不同施氮处理下春小麦各生育时期地上部分氮素积累量

部位Position 处理Treatment 拔节期Jointing 孕穗期Booting 抽穗期Heading 开花期Flowering 成熟期Maturity
鞘Sheath N0 26.58±0.56Aa 13.67±0.61Dc 14.68±0.00Cd 17.31±0.65Bc 3.02±0.25Ec
N80 26.74±0.65Aab 19.34±1.42Bb 16.98±0.18Cc 19.29±0.85Bbc 5.04±0.51Da
N160 26.69±0.37Ab 18.89±0.18Cb 18.46±0.84Cb 21.68±2.09Bb 3.77±0.17Db
N240 26.64±1.34Aab 21.47±1.25Ba 21.41±0.21Ba 25.41±1.26Aa 4.66±0.33Ca
叶Leaf N0 53.43±1.52Aa 50.43±1.56Bc 41.46±0.39Cd 37.53±1.04Dc 6.41±0.76Eb
N80 52.06±1.92BCab 62.48±1.70Aa 54.29±0.70Bc 48.41±4.20Cb 7.64±0.43Da
N160 51.76±1.81Bb 56.45±2.18Ab 56.32±0.59Ab 48.44±2.88Bb 7.69±0.33Ca
N240 51.14±1.36Cab 65.95±2.14Aa 59.13±0.50Ba 58.54±4.05Ba 7.05±0.48Cab
秆Stem N0 － 16.54±0.46Cc 18.02±0.69Bc 27.98±0.52Ac 6.49±1.08Ddef
N80 － 16.84±0.36Cc 20.05±0.15Bb 38.16±2.04Aa 10.35±0.45Dd
N160 － 19.35±0.38Bb 21.16±0.15Ba 33.06±2.18Aa 8.38±1.42Cdef
N240 － 20.57±0.44Ba 21.46±0.28Ba 31.09±1.91Abc 9.14±1.19Cde
穗Spike N0 － 7.62±0.30Cc 18.91±0.51Bd 23.73±0.86Ac －
N80 － 8.61±0.38Cb 23.78±0.63Bc 32.33±1.48Aa －
N160 － 9.64±0.11Ba 24.81±0.52Ab 25.30±0.72Ac －
N240 － 8.89±0.33Cb 26.20±0.11Ba 28.23±0.80Ab －
籽粒Grain N0 － － － － 111.14±4.72Cc
N80 － － － － 143.73±8.57Aa
N160 － － － － 134.83±4.96ABab
N240 － － － － 130.75±0.89Bb

表3

不同施氮处理下各器官氮素转运特征

处理
Treatment		 花前氮素转运量
Pre-anthesis N transport amount (kg/hm2)		 花前氮素转运率
Pre-anthesis N transport efficiency (%)		 氮素转运对籽粒的贡献率
Contribution rate of N transport to the grain (%)
鞘Sheath 叶Leaf 秆Stem 鞘Sheath 叶Leaf 秆Stem 花前Pre-anthesis 花后Post-anthesis
N0 14.29±0.68c 31.12±1.72c 23.16±7.78a 82.54±0.02a 82.91±0.03b 78.11±0.07a 74.86±3.19b 25.14±1.08b
N80 14.25±1.00c 40.77±4.59b 27.48±6.19a 73.88±0.03b 84.22±0.02ab 72.65±0.04a 70.37±2.93b 29.63±2.93a
N160 17.90±1.95b 40.76±3.19b 23.36±2.40a 82.59±0.01a 84.13±0.02ab 73.61±0.02a 71.47±2.14b 28.53±2.14a
N240 20.75±1.59a 51.49±4.51a 21.95±0.97a 81.66±0.02a 87.96±0.02a 70.59±0.04a 81.77±3.10a 18.23±3.10c

表4

不同施氮处理下籽粒氮肥利用效率

处理
Treatment		 氮肥利用效率
Nitrogen use
efficiency (%)		 氮肥农学利用效率
Nitrogen agronomic use
efficiency (kg/kg)		 氮肥生理利用率
Nitrogen physiological
use efficiency (kg/kg)		 氮肥偏生产力
Nitrogen partial
productivity (kg/kg)		 氮收获指数
Nitrogen harvest
index (%)
N0 － － － － 81.57±3.46a
N80 40.33±0.08a 10.73±1.49a 0.06±0.01a 85.03±1.07a 81.56±3.42a
N160 14.67±0.00b 4.47±0.81b 0.04±0.01a 41.62±0.37b 81.41±3.00a
N240 8.33±0.01b 1.68±0.76b 0.02±0.00b 26.44±0.16c 78.24±0.53a

表5

不同施氮处理下籽粒加工品质

处理
Treatment		 含水量
Moisture		 蛋白质含量
Content of
protein		 吸水率
Water
absorption		 湿面筋含量
Wet gluten
content
N0 11.69±0.03a 15.39±0.45a 44.41±3.15b 27.01±0.52a
N80 11.54±0.10a 15.67±0.64a 47.88±0.28a 27.93±0.75a
N160 11.53±0.19a 15.81±0.97a 48.13±0.83a 26.64±2.42a
N240 11.50±0.11a 15.73±0.13a 48.66±1.25a 26.42±0.41a
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