氮磷钾肥料配施对冬小麦陕253.doc

氮磷钾肥料配施对冬小麦陕253光合性能及品质的影响摘要：小麦干物质积累的不仅受栽培因素影响，同时与群体质量和个体质量有关。不同施肥处理单株总干物质都增加，根系和地上部分干重变化趋势与总干重趋势一致。光合性能结果表明不同叶位间，功能叶光合速率差异不显著。小麦籽粒品质分析结果表明，容重与所有性状间的相关均末达到显著水平。反映营养品质的指标粗蛋白与湿面筋的正相关达极显著水平。沉降值与粗蛋白、稳定时间的正相关达显著水平，说明沉降值与营养品质和烘烤品质的关系均较密切，可同时反映蛋白质的数量和质量，因而值得重视。其它的品质性状之间的相关性未达到显著水平。最佳处理组合是N225P225K120和N225P225K180，N:P:K1:1:0.530.8从氮磷钾配比对陕253经济效益的比较分析，得到最佳施肥方案：每公顷施N 225kg，P2O5 225kg，K2O 120kg，N:P:K为1:1:0.53。关键词：氮磷钾配施；冬小麦；陕253；产量；品质施肥对小麦产量和品质影响的研究很多84-88，一般认为增施氮肥有利于提高产量和改善品质，但不同生态环境和土壤肥力条件下施肥的效应不尽一致，施肥的时期、数量、比例对小麦生长发育、产量和品质都有一定影响。关于氮、磷、钾营养元素对小麦产量和品质的影响国内外己进行过大量研究，但限于当时生产力发展水平，小麦品质主要是以蛋白质含量及组成部分为指标，其中氮对增加小麦籽粒蛋白质含量的结论比较明确；磷、钾效应的结论不够一致，很多问题尚不明确。另一方面，在20世纪90年代中期之前，限于当时的小麦品种状况，国内有关氮、磷、钾肥料试验多采用普通小麦品种，其结论不能满足当前小麦产后加工的需要。为进一步探讨氮、磷、钾对强筋优质冬小麦加工品质的影响，布置氮、磷、钾肥料配比试验。以期对以往的研究结果加以探讨，并提出合理的氮、磷、钾肥料配比结构，旨在为小麦优质高产高效栽培，科学施用氮、磷、钾肥提供理论依据，对优质小麦生产基地建设及区划有指导作用。尽早解决种植区域和栽培技术问题，优质小麦品种才更有活力，更有发展前景，才能真正实现优种、优区、优栽三结合。1试验材料本试验供试品种为陕253，是农业部公布的优质强筋小麦品种之一，在本地有着良好的品质表现。2试验设计试验于2003年10月2004年6月在渭南市农科所进行。试验地前茬为玉米，020cm耕层含全氮（开氏定氮法）0.076%，全磷（HNO3-HClO4-HF三酸溶解，SnCl2比色法，流动注射分析仪）0.065%，全钾（NaCO3焰溶火焰光度计法）1.145%，速效氮（1M KCl浸提流动注射分析仪）3.58mg/kg，速效磷（Olsen法）11.98mg/kg，速效钾（1M HNO3煮沸火焰光度计法）191.90mg/kg，土壤有机质（K2Cr2O4容量）含量1.264%，pH值8.1。氮肥用中国石油乌鲁木齐石化公司生产的尿素（N46.3%），磷肥用云南三环中化嘉吉化肥有限公司生产的磷酸二铵（P2O546%，N18%），钾肥用俄罗斯产的KCl（K2O60%）。试验共设8个处理:N0P0K0（CK1）、N135P120（CK2）、N135P120K120、N135P225K120、N135P225K180、N225P120K120、N225P225K120、N225P225K180，具体施肥水平见表2-1。试验采用随机区组设计，设4个重复，共计32个小区，小区长4.5m，宽3m，行距0.25m，12行区，小区面积13.5 m2。各肥料处理作为基肥，结合整地一次性施入各小区，于2003年10月8日进行人工条播，于2004年6月全面收获。播量为90 kg/hm2。小区管理同当地生产大田。收获时采样小区实收半区，其它小区全收，南北行向。表2-1 不同处理化肥施用量（单位:kg/hm2）Table 2-1 Fertilizer quantity in different treatments处理N0P0K0N135P120K0N135P120K120N135P225K120N135P225K180N225P120K120N225P225K120N225P225K180N0135135135135225225225P2O50120120225225120225225K2O001201201801201201803 试验测定项目和方法3.1光合性能测定在孕穗期、灌浆期分别测定单株小麦光合性能，用美国LICOR公司生产的便携式光合作用测定仪（Li-6400 Portable Photosynthesis System）直接在田间进行活体叶片测定，选择的叶片为旗叶、倒二叶，进行数据统计取其平均值。测定的参数有净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Co）、细胞内CO2浓度（Ci）、等，利用以上参数可计算出水分利用率(WUE)。计算公式为:WUE=Pn/Tr 测定的各项指标的单位为: Pn: umolCO2m-2s-1； Tr: mmolH2Om-2s-1；Co: molH2Om-2s-1； Ci: umolCO2m-2s-1；WUE: umolCO2/mmolH2O 。3.2品质性状收获后，不同处理分别取样3kg，集中进行品质性状分析。3.2.1 物理品质 容重GB5498-85；硬度ICC，No.202（瑞典波通8620型NIR谷物品质分析仪）。3.2.2 籽粒蛋白质品质 蛋白质含量ICC，No.105；ICC，No.202（瑞典波通8620型NIR谷物品质分析仪）；湿面筋含量及面筋指数ICC，No.106，手洗法；常量SDS沉淀值ICC，No.116，No.118（德国Brabender公司生产的沉淀值测定仪）。使用Brabender Quadrumat Junior实验磨进行小麦磨粉。3.2.3 籽粒磨粉品质出粉率德国谷物化学协会标准；灰分ICC标准，No.202（瑞典波通8620型NIR谷物品质分析仪）。3.2.4 降落数值ICC标准，No.107（瑞典波通1500型降落数值仪）。3.2.5 粉质参数 ICC标准，No.115（德国Brabender公司生产的粉质仪）。3.2.6 拉伸参数 ICC标准，No.114（德国Brabender公司生产的拉伸仪）。4试验结果与分析4.1氮磷钾配比对陕253孕穗期和灌浆期光合效应的影响小麦的产量，9095%来源于光合作用产物，光合作用率（净光合）高的光合作用产物也高。在小麦灌浆期，顶三叶的光合性能对籽粒的影响最大，有研究证实，在顶三叶中，旗叶的光合性能尤为重要，成熟籽粒中的干物质有2030%来自旗叶的光合作用。小麦叶片的光合生理性能表现为:有净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔传导（Co）、水分利用率（WUE）、等。在试验中，测定了不同肥料处理的陕253 孕穗期和灌浆期的光合数据（表4-1,表4-2,表4-3）。在小麦孕穗期，由表4-1可知，旗叶净光合速率之间有差异，最高的是处理N225P225K120，在气孔传导上，施肥各处理之间，差异不显著，均与CK1差异显著；从蒸腾速率看，最低处理N0P0K0（CK1）与其它各处理差异显著；在水分利用率上，最高的是处理N225P120K120和N0P0K0（CK1）。由表4-2可以看出，在小麦孕穗期倒二叶的净光合速率之间差异不明显，在气孔传导上，施肥各处理之间，差异不显著，均与CK1差异显著；蒸腾速率N225P225K120最低，为3.36 mmolH2Om-2s-1；在水分利用效率上看，处理N225P225K120最高，为5.45 umolCO2/mmolH2O，与其它各处理差异显著。小麦灌浆期，如表4-3所示，不同肥料处理小麦旗叶的净光合速率与CK1相比都有增加趋势，而细胞内CO2浓度在各处理间无一定趋势变化。不同肥料处理条件下灌浆期旗叶光合速率相比，速率最大的是施N225P225K120的处理，比CK1高出2.14molCO2m-2s-1；其次是处理N225P225K180比CK1高出1.92molCO2m-2s-1；最低的是N135P120K0（CK2）比CK1高出1.25molCO2m-2s-1；在气孔传导上，处理N225P225K180最小，为0.11 molH2Om-2s-1；在蒸腾速率上，各处理之间差异变化不大；水分利用效率上看，各施肥处理差异性较大，水分利用率最大的是处理N225P120K120，为4.21 umolCO2/mmolH2O。由以上分析比较可以看出，小麦在孕穗期和灌浆期，均是施用N225P225K120的处理，净光合速率最高，其次是施用N225P225K180的处理，CK1的净光合速率最低。这一切表明，光合速率越高，绿叶的功能就越强，形成的光合产物也就越多，它能明显的增加干物质积累和分配，提高产量，为小麦的高产、稳产提供保证。表4-1 不同氮磷钾配比陕253孕穗期旗叶光和性能比较Table4-1 Comparison of Photosynthesis of flag leaf at booting stage in different Nitrogen，Phosphorus and Kalium Cooperating Application on Shann253处理Treatments(kg/hm2)光合作用率Photo (umolCO2m-2s-1)气孔传导Cond (molH2Om-2s-1)蒸腾速率Trmmol (mmolH2Om-2s-1)水分利用率WUE (umolCO2/mmolH2O)N135P120K0（CK2）19.70ab0.49a4.18b4.71bN135P120K12019.07b0.47a4.73a4.03cN135P225K12020.50ab0.46a4.36b4.70bN135P225K18019.40b0.45a4.30b4.51bN225P120K12023.53ab0.46a4.49ab5.24aN225P225K12024.37a0.50a4.76a5.12abN225P225K18022.37ab0.49a4.83a4.63bN0P0K0（CK1）20.43ab0.38b3.90c5.24a表4-2 不同氮磷钾配比陕253孕穗期倒二叶光和性能比较Table4-2 Comparison of Photosynthesis of 2nd leaf from top booting stage in different Nitrogen，Phosphorus and Kalium Cooperating Application on Shann253处理Treatments(kg/hm2)光合作用率Photo (umolCO2m-2s-1)气孔传导Cond (molH2Om-2s-1)蒸腾速率Trmmol (mmolH2Om-2s-1)水分利用率WUE (umolCO2/mmolH2O)N135P120K0（CK2）18.23a0.37a3.72c4.90bN135P120K12019.13a0.39a4.02b4.76cN135P225K12019.20a0.41a4.04b4.75cN135P225K18020.70a0.42a4.26a4.86bN225P120K12019.40a0.42a4.08b4.75cN225P225K12018.30a0.36a3.36d5.45aN225P225K18019.43a0.36a4.00b4.86bN0P0K0（CK1）16.73a0.30b3.42d4.89b表4-3 不同氮磷钾配比陕253灌浆期旗叶光和性能比较Table4-3 Comparison of Photosynthesis of flag leaf at milky stage in different Nitrogen，Phosphorus and Kalium Cooperating Application on Shann253处理Treatments(kg/hm2)光合作用率Photo (umolCO2m-2s-1)气孔传导Cond (molH2Om-2s-1)蒸腾速率Trmmol (mmolH2Om-2s-1)水分利用率WUE (umolCO2/mmolH2O)N135P120K0（CK2）10.28a0.17a2.88ab3.57cN135P120K12010.29a0.17a2.95a3.49cN135P225K12010.79a0.13b2.65b4.07abN135P225K18010.70a0.14b2.73b3.92bN225P120K12010.86a0.16a2.58b4.21aN225P225K12011.17a0.14b2.88ab3.89bN225P225K18010.95a0.11c2.73b4.01abN0P0K0（CK1）9.03b0.14b2.65b3.41c4.2氮磷钾配比对陕253籽粒品质的影响小麦籽粒蛋白质含量是小麦营养品质的重要指标，湿面筋含量和质量是小麦加工品质的重要指标，而沉降值则是评价湿面筋质量的重要指标。氮、磷、钾肥适宜配施可改善优质强筋小麦的品质（表4-4）。湿面筋含量的高低与蛋白质含量的高低有着密切的关系，面筋的质量对小麦的营养品质和加工品质都有很大的影响；沉降值的大小，反映出面筋强度的大小，进而影响面粉的烘烤品质；面团稳定时间的长短，反映出面团结构的延伸性、粘性、弹性的强弱，也反映出面筋强度的大小，同样影响着面粉的烘烤品质。4.2.1籽粒品质在本试验中，氮磷钾配比施肥的处理，籽粒容重、蛋白质含量均达到国标优质小麦要求，但是各处理间差异较小。降落值在一定施肥范围内是增加的，但是氮磷钾肥施用过多，降落值不仅不增加，反而有下降趋势；而籽粒硬度随施肥增加有所降低。湿面筋含量除处理N0P0K0（CK1）（31.2%）、N225P225K120（31.5%）和N225P225K180（31.9%）略低于国标32.0%之外，其余各处理高于国标，稳定时间除处理N0P0K0（CK1）（2.9min）和N225P120K120（2.6min）远低于国标7.0min之外，其余各处理均明显高于国标，稳定时间最长的为处理N225P225K120，高达28.9min。但是各施肥处理的沉淀值均明显低于国家标准。籽粒容重 不同的氮磷钾配施对陕253籽粒容重影响不同，与N0P0K0（CK1）相比，平均增加1.79.5g/L，其中N135P120K120处理容重最高；试验中，同一氮、磷施肥水平下，增施钾肥，容重提高；这与王旭东，于振文研究增施钾肥后，能显著增加小麦籽粒容重。相一致；同一钾肥施用水平下，增施氮磷肥，小麦容重提高，最优处理为N135P120K120，其N:P:K1.125:1:1。蛋白质含量 不同施肥处理分别较对照N0P0K0（CK1）平均增加0.20.4个百分点，其中N135P225K180和N225P225K180处理最高，为15.6%。试验表明，在一定的施氮范围内，增施磷钾肥蛋白质含量提高，最优组合为N:P:K0.751.25:1.25:1。湿面筋含量 不同氮磷钾处理湿面筋含量分别较对照N0P0K0（CK1）平均增加0.32.6个百分点，其中N135P120K120和N225P120K120处理含量最高，而N225P225K120和N225P225K180两处理比N135P120K0（CK2）湿面筋含量要低。试验结果表明，同一施氮、磷肥水平下，增施钾肥湿面筋含量增加，这与王旭东，于振文研究一致；同一施钾肥水平下，增施氮磷肥，湿面筋含量不仅不增加，反而有所降低。最优组合为N:P:K1.1251.875:1:1。面团稳定时间 由表中可以看出，不同氮磷钾配比各处理面团稳定时间均明显高于国家标准，达到优质小麦标准。在一定程度上，随氮、磷、钾施用量的增加，面团的稳定时间显著增长；而增施磷肥，面团稳定时间不增加，反而有所降低；钾肥施用量过多，同样造成面团稳定时间下降，我们可由N225P225K120和N225P225K180看出。最佳处理是N225P225K120，其次是处理N225P225K180，N:P:K为1:1:0.530.8。4.2.2磨粉品质小麦磨粉品质包括面粉蛋白、出粉率、灰分和沉降值等，由于面粉蛋白和籽粒蛋白极显著相关，因而籽粒蛋白的差异也就反映了面粉蛋白的差异。小麦的沉降值越大表明面筋质量越好，数量也多。沉降值最高的是处理N135P225K120（42.9ml），最低的是处理N0P0K0（CK1）（37.0ml），极差为5.9,变异系数较大。沉降值 不同氮磷钾配施分别较对照N0P0K0（CK1）增加2.65.9 ml，其中N135P120K120处理最高，试验表明，在一定范围内，钾肥施用量增大，沉降值也越大。同一钾素水平下，增施氮、磷，沉降值有下降趋势，这与裴雪霞，张定一等研究结果一致。不同氮磷配比，对沉降值影响差异显著，最优氮磷比为11.125。表4-4 氮磷钾配施陕253的籽粒品质Table 4-4 Effect of N、P、K cooperating application on quality of Shaan 253处理Treatments（kg/hm2）容重（g/L）Test weight硬度（s）Hardness蛋白质含量（%）Protein content湿面筋含量（%）Wet gluten content沉降值（ml）Sedimentation Value稳定时间（min）Time of stabilization降落值FN/sN135P120K0（CK2）824.060.115.432.142.018.5375N135P120K120831.359.915.533.842.921.6406N135P225K120823.560.815.432.639.615.7405N135P225K180824.359.915.632.741.522.8387N225P120K120823.860.915.433.840.022.6397N225P225K120830.561.715.531.540.528.9395N225P225K180828.058.715.631.941.726.0379N0P0K0（CK1）821.861.815.231.237.07.9373国标77014.032.045.07.0表4-5 各指标的平均值和变异系数Table 4-5 Average and Coefficient of variation of each item项目Items平均值Average标准差Standard error变异系数Coefficient of variation容重（g/L）Test weight825.93.540.43蛋白质含量（%）Protein content15.450.130.8