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佘文婷1(), 孙蕊卿1, 党海燕1, 李文虎1, 张丰1, 田怡1, 徐隽峰1, 丁玉兰1, 王朝辉1,2(
)
收稿日期:
2024-04-30
接受日期:
2024-06-17
出版日期:
2025-03-07
发布日期:
2025-03-07
通信作者:
联系方式:
佘文婷,E-mail:shewentinghygge@163.com。
基金资助:
SHE WenTing1(), SUN RuiQing1, DANG HaiYan1, LI WenHu1, ZHANG Feng1, TIAN Yi1, XU JunFeng1, DING YuLan1, WANG ZhaoHui1,2(
)
Received:
2024-04-30
Accepted:
2024-06-17
Published:
2025-03-07
Online:
2025-03-07
摘要:
【目的】明确我国主要麦区农户小麦籽粒硫含量,探究硫在小麦面粉和麸皮中的分布及影响因素,为因地制宜调控我国主要麦区小麦硫营养,优化硫养分管理提供依据。【方法】于2021—2023年两个小麦生长季,对我国18个小麦主产省(市、区)典型农户进行调研,采集小麦植株和土壤样品445份,分析小麦籽粒、面粉和麸皮的硫含量,及其与产量、生物量、收获指数、产量构成三要素、地上部硫积累分配、土壤理化性质和施肥量的关系。【结果】我国主要麦区农户小麦籽粒硫含量1.00—2.31 g·kg-1,平均为1.59 g·kg-1;面粉和麸皮硫含量分别为0.55—2.05和0.54—4.26 g·kg-1,平均为1.33和2.03 g·kg-1,约1/2的样本处于低硫水平。麦玉区和旱作区小麦籽粒和面粉的硫含量高于春麦区和稻麦区;麸皮硫含量高于面粉,两者均随籽粒硫含量的提高而增加。小麦产量和千粒重提高,有利于籽粒硫含量提升。小麦产量每增加1.0 t·hm-2,籽粒硫含量提高0.01 g·kg-1;千粒重每增加1.0 g,籽粒硫含量提高0.003 g·kg-1。籽粒和面粉硫含量与地上部各器官硫积累量正相关。随着籽粒硫含量的增加,籽粒中的硫向面粉分配的能力下降,向麸皮分配的能力明显提高,但旱作区籽粒硫积累量增加慢于产量,导致小麦产量提高而籽粒硫含量反而降低。土壤pH、硝态氮和磷肥对籽粒硫含量影响显著,三者每增加1个单位,籽粒硫含量分别提高0.02、0.0004和0.0004 g·kg-1。影响面粉硫含量的土壤因子主要是pH、铵态氮和有效铁,pH每增加1个单位,面粉硫含量提高0.04 g·kg-1,但土壤铵态氮和有效铁含量每增加1.0 mg·kg-1,面粉硫含量分别减少0.0003和0.0005 g·kg-1。【结论】我国主要麦区小麦籽粒硫含量有较大提升空间。在保证高产的同时,优化产量三要素,调节土壤pH,协调硝铵态氮、有效铁供应,合理施用氮磷肥,增施硫肥,提高土壤硫有效性,协调作物硫吸收与产量形成,是调控籽粒硫含量及其在面粉和麸皮的分配,优化小麦籽粒硫营养的重要途径。
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表1
我国主要麦区表层(0—20 cm)土壤基本理化性质"
麦区 Wheat production region | pH | 有机质 SOM (g·kg-1) | 全氮 TN (g·kg-1) | 硝态氮 NO3--N (mg·kg-1) | 铵态氮 NH4+-N (mg·kg-1) | 有效磷 AP (mg·kg-1) | 速效钾 AK (mg·kg-1) | 有效硫 AS (mg·kg-1) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
春麦区 SW | 7.9 | 27.8 | 1.5 | 21.3 | 6.1 | 42.7 | 204.3 | 31.1 |
旱作区 DW | 8.4 | 22.6 | 1.1 | 10.8 | 2.5 | 30.9 | 208.5 | 27.1 |
麦玉区 WM | 7.6 | 22.0 | 1.3 | 31.6 | 7.8 | 57.8 | 215.8 | 30.8 |
稻麦区 RW | 6.5 | 30.7 | 1.8 | 19.8 | 9.6 | 47.1 | 188.3 | 31.9 |
全国 All | 7.5 | 25.0 | 1.4 | 24.0 | 7.2 | 48.9 | 206.3 | 30.5 |
表2
籽粒硫含量分级标准"
麦区 Wheat production region | 籽粒硫水平Grain S level | ||
---|---|---|---|
高硫 HS (g·kg-1) | 中硫 MS (g·kg-1) | 低硫 LS (g·kg-1) | |
春麦区 SW (y=0.0505x+0.4544) | ≥1.67 | 1.54-1.67 | <1.54 |
旱作区 DW (y=0.0523x+0.5067) | ≥1.76 | 1.63-1.76 | <1.63 |
麦玉区 WM (y=0.0323x+0.9231) | ≥1.70 | 1.62-1.70 | <1.62 |
稻麦区 RW (y=0.0457x+0.5831) | ≥1.68 | 1.56-1.68 | <1.56 |
全国 All (y=0.0452x+0.6211) | ≥1.71 | 1.59-1.71 | <1.59 |
表3
2021—2023年我国主要麦区不同籽粒硫含量水平的面粉和麸皮硫含量平均值"
麦区 Wheat production region | 籽粒硫水平 Grain S level | 面粉硫含量 Flour S concentration (g·kg-1) | 麸皮硫含量 Bran S concentration (g·kg-1) |
---|---|---|---|
春麦区 SW | 低硫 LS | 1.27 a | 1.57 c |
中硫 MS | 1.36 a | 2.05 b | |
高硫 HS | 1.32 a | 2.49 a | |
平均 Mean | 1.30 AB | 1.93 A | |
旱作区 DW | 低硫 LS | 1.34 b | 1.75 c |
中硫 MS | 1.38 ab | 2.14 b | |
高硫 HS | 1.48 a | 2.51 a | |
平均 Mean | 1.39 A | 2.03 A | |
麦玉区 WM | 低硫 LS | 1.30 b | 1.91 c |
中硫 MS | 1.41 a | 2.11 b | |
高硫 HS | 1.43 a | 2.43 a | |
平均 Mean | 1.37 A | 2.11 A | |
稻麦区 RW | 低硫 LS | 1.23 b | 1.63 c |
中硫 MS | 1.23 b | 2.31 b | |
高硫 HS | 1.41 a | 2.76 a | |
平均 Mean | 1.26 B | 1.94 A | |
全国 All | 低硫 LS | 1.27 c | 1.76 c |
中硫 MS | 1.35 b | 2.16 b | |
高硫 HS | 1.43 a | 2.48 a | |
平均 Mean | 1.33 | 2.03 |
表4
2021—2023年我国主要麦区不同籽粒硫含量水平的小麦产量、生物量、收获指数和产量三要素"
麦区 Wheat production region | 籽粒硫水平 Grain S level | 小麦产量 Wheat yield (t·hm-2) | 生物量 Biomass (t·hm-2) | 收获指数 Harvest index (%) | 千粒重 TGW (g) | 穗粒数 Grain number per spike | 公顷穗数 Spike number (×104·hm-2) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
春麦区 SW | 低硫 LS | 5.2b | 12.0a | 42.4b | 38.3b | 30.9b | 387b |
中硫 MS | 6.3ab | 13.2a | 48.3a | 43.2ab | 34.5ab | 465ab | |
高硫 HS | 6.6a | 13.7a | 48.7a | 44.6a | 35.3a | 493a | |
平均 Mean | 5.9B | 12.7B | 45.3B | 41.0C | 32.8BC | 433BC | |
旱作区 DW | 低硫 LS | 6.6a | 14.5a | 45.6a | 44.2a | 31.0a | 436a |
中硫 MS | 6.3a | 14.1a | 44.8a | 44.7a | 30.4a | 428ab | |
高硫 HS | 4.8b | 10.2b | 47.2a | 41.1a | 30.3a | 321b | |
平均 Mean | 6.1B | 13.4B | 45.7B | 43.6B | 30.7C | 408C | |
麦玉区 WM | 低硫 LS | 7.8a | 16.7a | 48.0a | 44.3b | 33.6a | 570a |
中硫 MS | 7.8a | 16.7a | 47.5a | 46.0ab | 34.8a | 572a | |
高硫 HS | 8.0a | 16.9a | 48.1a | 46.6a | 32.7a | 541a | |
平均 Mean | 7.9A | 16.8A | 47.9A | 45.4A | 33.6B | 561A | |
稻麦区 RW | 低硫 LS | 6.5a | 14.1a | 46.2a | 44.4ab | 38.0a | 532a |
中硫 MS | 6.2a | 13.9a | 44.7a | 46.3a | 32.0b | 411b | |
高硫 HS | 5.6a | 14.4a | 39.8b | 42.7b | 34.6ab | 456ab | |
平均 Mean | 6.3B | 14.1B | 44.9B | 44.6AB | 36.0A | 491B | |
全国 All | 低硫 LS | 6.8a | 14.8a | 46.2a | 43.5b | 34.1a | 505a |
中硫 MS | 7.2a | 15.6a | 46.9a | 45.4a | 33.9a | 526a | |
高硫 HS | 6.9a | 15.1a | 46.6a | 45.0a | 32.6a | 482a | |
平均 Mean | 6.9 | 15.1 | 46.5 | 44.4 | 33.7 | 505 |
表5
2021—2023年我国主要麦区不同籽粒硫含量水平的硫积累分配情况"
麦区 Wheat production region | 籽粒硫水平 Grain S level | 籽粒硫积累量 Grain S accumulation (kg·hm-2) | 地上部硫积累量 Shoot S accumulation (kg·hm-2) | 籽粒硫分配指数 Grain S distribution index (%) | 面粉硫分配指数 Flour S distribution index (%) | 麸皮硫分配指数 Bran S distribution index (%) |
---|---|---|---|---|---|---|
春麦区 SW | 低硫 LS | 7.2b | 14.8b | 51.2a | 65.9a | 34.1c |
中硫 MS | 9.8a | 19.5ab | 50.7a | 59.0b | 41.1b | |
高硫 HS | 11.5a | 24.3a | 48.2a | 50.9c | 49.1a | |
平均 Mean | 9.0B | 18.5B | 50.2A | 60.2A | 39.8B | |
旱作区 DW | 低硫 LS | 9.6a | 20.8a | 48.4b | 59.6a | 40.4b |
中硫 MS | 10.7a | 22.3a | 50.1ab | 55.4ab | 44.6ab | |
高硫 HS | 8.9a | 16.8a | 55.1a | 54.7b | 45.3a | |
平均 Mean | 9.7B | 20.3B | 50.4A | 57.4A | 42.6B | |
麦玉区 WM | 低硫 LS | 11.7c | 24.7b | 49.3a | 52.2a | 47.8a |
中硫 MS | 13.0b | 27.0ab | 50.0a | 49.8a | 50.2a | |
高硫 HS | 14.5a | 29.6a | 50.8a | 48.4a | 51.6a | |
平均 Mean | 12.9A | 26.9A | 49.9A | 50.4B | 49.6A | |
稻麦区 RW | 低硫 LS | 9.1a | 18.2b | 52.1a | 54.7a | 45.3a |
中硫 MS | 10.0a | 18.7b | 53.4a | 50.0a | 50.0a | |
高硫 HS | 10.1a | 23.7a | 44.9b | 50.0a | 50.0a | |
平均 Mean | 9.5B | 19.1B | 51.4A | 52.8B | 47.2A | |
全国 All | 低硫 LS | 9.8b | 20.2b | 50.5a | 55.9a | 44.1b |
中硫 MS | 11.9a | 24.6a | 50.4a | 50.8b | 49.2a | |
高硫 HS | 12.6a | 26.1a | 50.3a | 50.5b | 49.5a | |
平均 Mean | 11.1 | 22.9 | 50.4 | 53.2 | 46.8 |
表6
2021—2023年我国主要麦区不同籽粒硫含量水平的土壤理化性质和施肥量"
麦区 Wheat production region | 籽粒硫水平 Grain S level | pH | 有机质 SOM (g·kg-1) | 硝态氮 NO3--N (mg·kg-1) | 铵态氮 NH4+-N (mg·kg-1) | 有效铁 AFe (mg·kg-1) | 氮肥 N (kg·hm-2) | 磷肥 P2O5 (kg·hm-2) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
春麦区 SW | 低硫 LS | 7.5b | 35.2a | 30.6a | 9.1a | 53.1a | 153b | 129b | |
中硫 MS | 8.2ab | 24.3ab | 11.3a | 2.6a | 9.9b | 322a | 228a | ||
高硫 HS | 8.6a | 17.4b | 10.7a | 3.0a | 11.2b | 328a | 202a | ||
平均 Mean | 7.9B | 27.8A | 21.3AB | 6.1AB | 32.6B | 233AB | 170A | ||
旱作区 DW | 低硫 LS | 8.3b | 22.1a | 10.0b | 2.3a | 6.2a | 165a | 102a | |
中硫 MS | 8.4ab | 22.5a | 9.4b | 2.2a | 5.6ab | 181a | 124a | ||
高硫 HS | 8.5a | 23.4a | 14.0a | 3.1a | 4.3b | 160a | 119a | ||
平均 Mean | 8.4A | 22.6B | 10.8B | 2.5B | 5.6C | 168B | 111C | ||
麦玉区 WM | 低硫 LS | 7.7a | 23.2a | 27.5a | 9.0a | 30.7a | 245a | 141a | |
中硫 MS | 7.3a | 21.8ab | 31.2a | 8.8a | 40.8a | 262a | 135a | ||
高硫 HS | 7.6a | 20.6b | 38.1a | 5.7a | 26.8a | 279a | 151a | ||
平均 Mean | 7.6C | 22.0B | 31.6A | 7.8A | 31.7B | 260A | 143B | ||
稻麦区 RW | 低硫 LS | 6.6a | 29.5b | 17.1b | 7.7b | 124.0a | 221a | 78a | |
中硫 MS | 6.2a | 27.8b | 15.9b | 8.4b | 129.1a | 189a | 79a | ||
高硫 HS | 6.5a | 39.6a | 36.2a | 18.9a | 144.7a | 156a | 89a | ||
平均 Mean | 6.5D | 30.7A | 19.8B | 9.6A | 128.4A | 203B | 80D | ||
全国 All | 低硫 LS | 7.4b | 26.9a | 21.9a | 7.6a | 60.7a | 214a | 113b | |
中硫 MS | 7.4b | 23.0b | 21.3a | 6.7a | 52.6ab | 236a | 128ab | ||
高硫 HS | 7.8a | 23.7ab | 31.0a | 6.8a | 34.8b | 239a | 141a | ||
平均 Mean | 7.5 | 25.0 | 24.0 | 7.2 | 51.9 | 226 | 123 |
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