作者：楊竹，周賓寒，吳翠翠，丁富功，Bimpong Daniel，孫吉，宋祯祯，方正武，張迎新，王書平*
機關：農業農村部長江中遊作物綠色高效生産重點實驗室（部省共建）/長江大學農學院
簡介：楊竹，女，安徽滁州人，碩士研究所學生，研究方向：小麥遺傳育種。*通信作者，副教授，博士，從事小麥遺傳育種和種質資源創新研究。
基金項目：國家重點研發計劃項目(2017YFD0100800);國家轉基因生物新品種培育重大專項(2018ZX0800909B);湖北省重點研發計劃項目(2022BBA0035);湖北省科學技術重大創新專項(2018ABA085)。
來源：《安徽農業科學》2024年5期
引文格式：楊竹,周賓寒,吳翠翠,等.氮密互作對弱筋小麥長麥8号産量和品質的影響[J].安徽農業科學,2024,52(5):23-27.
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長按識别論文專屬二維碼，聽作者講述論文寫作背景，與同行交流心得體會。
小麥是大陸的主要糧食作物之一，具有重要的商品價值和戰略儲備價值，其高産穩産對于保障大陸糧食安全極其重要。近年來，随着國家對農業供給側結構性改革的深入推進及人民生活水準的不斷提高，糧食生産已向提質增效轉變，其中，綠色、優質專用小麥如弱筋小麥新品種越來越受到市場的青睐。江漢平原屬亞熱帶季風氣候區，氣候溫暖潮濕，小麥生育中後期雨水量大，日照偏少，籽粒蛋白質和面筋含量較低，是大陸長江中下遊弱筋小麥主産區。而生産上為了提高弱筋小麥的産量，通常采用增加施氮量來實作，進而導緻籽粒品質下降，出現弱筋不弱的現象。是以，在選育優質弱筋小麥品種的基礎上，如何建立健全配套的保優栽培技術，對促使長江中下遊麥區成為全國最大的弱筋小麥生産基地，打破對進口弱筋小麥的依賴以及提升國産弱筋小麥的國際競争力具有重要意義。弱筋小麥具有蛋白質含量低、面筋強度弱等特殊品質性狀，多項研究表明，小麥的籽粒産量和品質受遺傳特性和生态環境及栽培措施的重要調控，其中施氮量和種植密度是關鍵因子，在生産中通過降低氮肥施用量來保持弱筋小麥的優良品質，但由此會導緻小麥産量降低。而二者的合理搭配可以促進産量和品質的協同提高。
有研究發現，遲播弱筋小麥高産優質的最佳處理組合為施氮量180kg/hm2和種植密度300萬株/hm2，而稻茬弱筋麥區較為适宜的施氮量為225kg/hm2。此外，适當的增密減氮也有利于弱筋小麥的優質穩産，而過量增密減氮則會導緻小麥産量下降，品質不穩定。目前，有關施氮量和種植密度對弱筋小麥産量和品質的研究較多，但小麥的高産優質因品種類型和生态環境的不同而存在差異。
目的
研究弱筋小麥産量和品質協同提高的最佳施氮量和種植密度。
方法
以優質高産弱筋小麥長麥8号為試材，設計大田雙因素裂區試驗，設定120kg/hm2（N1）、180kg/hm2（N2）和300kg/hm2（N3）3個施氮水準以及180萬株/hm2（D1）、270萬株/hm2（D2）和360萬株/hm2（D3）3個種植密度，分别調查氮密互作對小麥物候期、株高、穗長、穗數、穗粒數、千粒重及産量的影響，并系統分析氮密互作對籽粒蛋白質含量和濕面筋含量的影響。
結果
◆氮密互作對物候期的影響
由表1可知，不同施氮量和種植密度對長麥8号後期的生殖生長均造成了不同程度的影響，使開花期和成熟期随着施氮量和種植密度的增大表現出延遲現象。進一步分析發現，施氮量和種植密度的互作效應對生育期的影響達到了顯著水準（P＜0.05）。
從圖1可見，在施氮量下，随着種植密度的增大，生育期在低氮組（N1）、中氮組（N2）和高氮組（N3）内均存在顯著差異（P＜0.05），其中低氮（N1）下，低密（D1）分别與中密（D2，194.33d）和高密（D3，194.67d）生育期差異顯著（P＜0.05），而中密（D2）與高密（D3）間差異不顯著（P>0.05），表明在低氮水準下，随着種植密度的增大成熟期基本一緻。中氮（N2）下，低密（D1，194.33d）和中密（D2，194.67d）分别與高密（D3，196.33d）生育期差異顯著（P＜0.05）。高氮（N3）組内生育期的差異則與中氮（N2）一緻，低密（D1，194.67d）和中密（D2，195.33d）分别與高密（D3，196.33d）生育期差異顯著（P＜0.05）。在中氮組和高氮組内，低密與中密之間差異不顯著（P>0.05），表明在中氮和高氮水準下，适度的種植密度不會顯著推遲小麥成熟期，而較高的種植密度則會顯著推遲小麥成熟。
注：不同小寫字母表示處理間差異顯著（P＜0.05）。
圖1 氮密互作對長麥8号生育期的影響
在種植密度下，随着施氮量的增加，生育期在低密組（D1）、中密組（D2）和高密組（D3）内均存在顯著差異（P＜0.05），且變化趨勢基本一緻，即中氮（N2）和高氮（N3）均比低氮（N1）成熟期顯著延遲（P＜0.05）（除D2N2與D2N3差異不顯著外）；但在中氮和高氮之間無顯著差異（P>0.05）。這表明适量施用氮肥對小麥的生育期無顯著影響，但施氮量過多時，小麥生育期會顯著延遲，導緻成熟期推後。
◆氮密互作對農藝性狀、産量及其構成因素的影響
由表2可知，在氮密互作的9個進行中，僅有高密高氮（D3N3）的株高分别與中密低氮（D2N1）和中密高氮（D2N3）存在顯著差異（P＜0.05），且高密高氮（D3N3）互作條件下的株高均高于其他施氮量和種植密度互作處理，為91.50cm；而中密低氮（D2N1）株高最矮，為88.00cm。此外，氮密互作對小麥穗長的影響達到顯著水準（P＜0.05），施氮量相同時，穗長均随密度的增加而顯著變短（P＜0.05），但顯著性差異表現不同；低氮（N1）和中氮（N2）下，高密度（D3N1/D3N2）比低密（D1N1/D1N2）和中密（D2N1/D2N2）穗長分别縮短6.5%、8.3%和6.3%、6.4%，且差異顯著（P＜0.05）。種植密度相同時，穗長均随施氮量的增加而顯著增加（P＜0.05）(除D2N1與D2N2、D2N2與D2N3、D3N1與D3N2（差異不顯著外)；低密度（D1）下，各處理間差異均顯著（P＜0.05），高氮（N3）處理下的穗長比低氮處理增加了11.4%;中密度（D2）下，中氮（N2）和高氮（N3）處理的穗長分别比低氮（N1）增加了2.6%和5.0%；高密度（D3）下，高氮（N3）處理的穗長分别與低氮（N1）和中氮（N2）處理存在顯著差異（P＜0.05），高氮（N3）處理的穗長比低氮（N1）處理增加了8.3%。這表明在種植密度相同的情況下，施氮量與小麥穗長呈正相關。氮密互作條件下，低密高氮（D1N3）的穗長最長，而高密低氮（D3N1）的穗長最短。
注：同列不同小寫字母表示處理間差異顯著（P＜0.05）。
從産量結構分析，施氮量相同時，低氮（N1）下，種植密度對長麥8号的有效穗數、穗粒數有顯著影響（P＜0.05），對千粒重無顯著影響（P>0.05）；其中，中密低氮（D2N1）下的有效穗數高于其他2個處理，低密低氮（D1N1）下的穗粒數高于高密低氮（D3N1）處理；高氮下（N3），高密（D3）處理的有效穗數和穗粒數均與低密（D1）處理存在顯著差異（P＜0.05），有效穗數增加了18.3%，穗粒數則減少了6.4%；而千粒重在3個處理間均呈顯著差異（P＜0.05），且随密度的增加，千粒重呈先增加後降低的趨勢，低密（D1）和中密（D2）處理下的千粒重較高，較高密（D3）處理相比分别增加了5.0%、11.3%。種植密度相同時，低密度（D1）下，施氮量對有效穗數、千粒重均無顯著影響（P>0.05），而對穗粒數有顯著影響（P＜0.05）；中密度（D2）下，施氮量對有效穗數無顯著影響（P>0.05），而對穗粒數和千粒重有顯著影響（P＜0.05）；高密度（D3）下，施氮量對有效穗數、穗粒數及千粒重均有顯著影響（P＜0.05），其中，高氮處理的有效穗數顯著高于其他2個處理（P＜0.05），低氮處理的穗粒數顯著低于其他2個處理（P＜0.05），千粒重3個處理間均呈顯著差異（P＜0.05），在中氮處理下達到最大值，為48.39g。氮密互作條件下，大部分處理的産量均存在顯著差異（P＜0.05）（除D1N3與D2N3、D2N2與D3N3差異不顯著外），且D3N2處理下産量最高，為6308.92kg/hm2。
◆氮密互作對籽粒外觀性狀與品質性狀的影響
由表3可知，在籽粒外觀性狀方面，氮密互作對長麥8号的籽粒長無顯著影響（P>0.05），在中氮（N2）下，種植密度對籽粒寬和籽粒面積有顯著影響（P＜0.05），且2個性狀均随密度的增加呈先增後減的趨勢。
注：同列不同小寫字母表示處理間差異顯著（P＜0.05）。
在籽粒品質性狀方面，施氮量相同時，粗蛋白含量和濕面筋含量随種植密度的增加總體呈現下降趨勢，且粗蛋白含量僅在高氮（N3）處理下随種植密度的增加到達顯著水準（P＜0.05）；濕面筋含量在高氮（N3）處理下均随種植密度的增大而顯著降低（P＜0.05）。氮密互作條件下，粗蛋白含量和濕面筋含量存在顯著差異（P＜0.05），并且僅在D1N3和D2N3處理下未到達GB/T17320—2013标準中弱筋小麥品種的品質要求，在其他處理下均符合弱筋小麥品種對品質的要求。
結論
合理的氮肥施用量及種植密度可以實作弱筋小麥産量和品質的同步提高。該研究結果表明，種植密度和施氮量對弱筋小麥長麥8号的生長發育、産量及其構成因素、籽粒外觀性狀與品質性狀均造成了不同程度的影響。在該研究條件下，實作長麥8号産量和品質協同提高的最适氮密組合為180kg/hm2施氮量和360萬株/hm2種植密度。
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- 采編：夏夢
- 排版：小同