中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (17): 3317-3330.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.17.007
张文霞(), 李盼, 殷文(
), 陈桂平(
), 樊志龙, 胡发龙, 范虹, 何蔚
收稿日期:
2023-01-09
接受日期:
2023-02-21
出版日期:
2023-09-01
发布日期:
2023-09-08
通信作者:
联系方式:
张文霞,E-mail:1757948408@qq.com。
基金资助:
ZHANG WenXia(), LI Pan, YIN Wen(
), CHEN GuiPing(
), FAN ZhiLong, HU FaLong, FAN Hong, HE Wei
Received:
2023-01-09
Accepted:
2023-02-21
Published:
2023-09-01
Online:
2023-09-08
摘要: 【目的】 针对甘肃省河西地区春小麦种植氮肥投入量大、肥源单一、氮素利用率低及小麦品质差的问题,探究适宜的绿肥与减量配施氮肥的栽培技术对春小麦籽粒产量、品质及氮素吸收利用的影响,以期为河西灌区春小麦高产、优质和绿色生产方式提供理论依据。【方法】 试验于2019—2021年在甘肃武威河西绿洲灌区进行,试验采用裂区设计方法,主区设单作小麦(W)和麦后复种豆科绿肥(W-G)两种种植模式;副区为5种施氮水平:农户传统施氮100% N肥(180 kg·hm-2,N4)、传统施氮的85% N肥(N3)、传统施氮的70% N肥(N2)、传统施氮的55% N肥(N1)及不施氮肥(N0)。【结果】 麦后复种绿肥结合施氮85%(W-G-N3)可显著提高小麦籽粒和生物产量,W-G-N3较单作小麦模式下施氮85%(W-N3)和传统施氮(W-N4)籽粒产量分别提高16.7%—18.4%和13.6%—34.4%,W-G-N3较W-N3与W-N4生物产量分别提高11.3%(2020)与5.2%—11.6%(2020—2021),籽粒产量提高幅度大于生物产量,因而,W-G-N3处理具有较高的收获指数,较W-N3和W-N4收获指数分别提高4.9%—15.9%和8.0%—20.5%。同时,W-G-N3可通过增加籽粒蛋白质含量、沉降值和湿面筋含量改善营养品质,其中W-G-N3较W-N3蛋白质含量、沉降值和湿面筋含量分别提高12.3%—16.1%、28.7%—47.2%和10.7%—11.1%;W-G-N3较W-N4蛋白质含量提高8.9%—12.4%,但W-G-N3与W-N4处理沉降值和湿面筋含量差异不显著。此外,W-G-N3较W-N3和W-N4有利于促进小麦吸收氮素及转化为籽粒产量,其中植株吸氮量分别提高42.2%—58.9%和35.2%—45.0%,氮肥利用率分别提高12.0%—20.6%和5.9%—20.4%,氮肥偏生产力分别提高3.6%—18.3%和28.1%—58.1%;W-G-N3处理也可补偿减氮造成的氮肥农学效率的降低,较W-G-N4氮肥农学效率提高74.2%—80.0%。相关分析表明,麦后复种绿肥配合适量减氮通过促进氮素吸收利用而增加籽粒产量,同时又可显著改善籽粒营养品质。【结论】 麦后复种绿肥结合传统施氮量的85%(153 kg·hm-2)模式是河西绿洲灌区增加春小麦产量、改善籽粒品质和提高氮肥利用效率的适宜种植模式和施氮水平。
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表1
不同种植模式及施氮水平下小麦籽粒品质的差异"
年份 Year | 种植模式 Cropping pattern | 施氮水平 N fertilizer level | 灰分含量 Ash content (%) | 蛋白质含量 Protein content (%) | 湿面筋含量 Wet gluten content (%) | 淀粉含量 Starch content (%) | 降落数值s Falling number | 硬度 Hardness | 容重 Volume weight (g·L-1) | 沉降值 Sedimentation value (mL) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2020 | W-G | N0 | 0.480e | 10.91e | 23.16de | 63.17d | 274e | 45.50e | 820bc | 10.31e |
N1 | 0.500b | 11.59d | 25.12c | 63.46cd | 308a | 49.93b | 835a | 12.02cd | ||
N2 | 0.490cd | 11.62d | 25.32c | 63.20d | 288c | 51.06b | 812c | 12.78c | ||
N3 | 0.527a | 14.36a | 28.38b | 62.15e | 279d | 56.21a | 815c | 19.08a | ||
N4 | 0.497bc | 11.56d | 25.20c | 63.18d | 292b | 49.33bc | 818c | 12.47c | ||
W | N0 | 0.487de | 10.87e | 22.90e | 63.93b | 270f | 47.92cd | 817c | 11.60d | |
N1 | 0.480e | 10.51f | 22.32e | 63.71bc | 292b | 47.35d | 824b | 10.83e | ||
N2 | 0.493bcd | 10.87e | 23.80d | 64.48a | 281d | 44.39e | 835a | 10.28e | ||
N3 | 0.527a | 12.79c | 25.64c | 62.44e | 287c | 54.96a | 817c | 14.83b | ||
N4 | 0.533a | 13.10b | 29.44a | 62.32e | 247g | 55.53a | 798d | 18.68a | ||
2021 | W-G | N0 | 0.462e | 10.16d | 21.16de | 63.98ab | 229b | 42.76e | 804ab | 8.08d |
N1 | 0.490c | 10.74bcd | 22.78cde | 63.77ab | 235ab | 44.16de | 800ab | 8.53cd | ||
N2 | 0.500b | 11.49bc | 24.43bcd | 63.23abc | 235ab | 45.74cde | 801ab | 12.68b | ||
N3 | 0.502b | 13.56a | 29.70a | 62.77bc | 210c | 48.58bc | 794bc | 13.69b | ||
N4 | 0.511a | 11.75b | 25.56bc | 61.88c | 238ab | 50.28b | 789c | 17.42a | ||
W | N0 | 0.471d | 9.99de | 20.78e | 64.58a | 225bc | 41.96e | 803ab | 5.66e | |
N1 | 0.489c | 10.50cd | 22.10de | 63.22abc | 251a | 42.27e | 801ab | 7.41de | ||
N2 | 0.471d | 9.72e | 20.35e | 63.93ab | 234ab | 47.14bcd | 807a | 8.61cd | ||
N3 | 0.500b | 11.68b | 26.73ab | 63.53ab | 220bc | 48.41bc | 800ab | 9.30cd | ||
N4 | 0.510a | 11.42bc | 22.60cde | 61.80c | 233ab | 54.78a | 780d | 10.48c | ||
显著性(P值)Significance (P value) | ||||||||||
种植模式Cropping pattern (C) | NS | ** | * | NS | NS | NS | NS | ** | ||
施氮水平N application level (N) | ** | ** | ** | NS | NS | ** | NS | ** | ||
种植模式×施氮水平C×N | ** | ** | NS | NS | NS | ** | NS | NS |
表2
不同种植模式及施氮水平下小麦籽粒产量、品质和氮素利用的相关性"
籽粒产量 GY | 硬度 H | 蛋白质含量PC | 灰分含量 AC | 沉降值 SV | 湿面筋含量 WGC | 植株吸氮量 NU | 氮肥利用率 NUE | 氮肥偏生产力 NPFP | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
硬度H | 0.628** | ||||||||
蛋白质含量PC | 0.757** | 0.724** | |||||||
灰分含量AC | 0.668** | 0.797** | 0.825** | ||||||
沉降值SV | 0.682** | 0.785** | 0.797** | 0.801** | |||||
湿面筋含量WGC | 0.759** | 0.692** | 0.963** | 0.797** | 0.781** | ||||
植株吸氮量NU | 0.807** | 0.407** | 0.568** | 0.444** | 0.562** | 0.527** | |||
氮肥利用率NUE | 0.730** | 0.295* | 0.450** | 0.411** | 0.384** | 0.424** | 0.631** | ||
氮肥偏生产力NPFP | 0.142 | -0.387** | -0.107 | -0.240 | -0.246 | -0.059 | 0.045 | 0.299* | |
氮肥农学效率NAE | 0.063 | 0.295* | 0.175 | 0.227 | -0.024 | 0.214 | -0.429** | 0.098 | -0.297* |
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