蒋进，李小雨，王淑荣，张连全

(1 南充市农业科学院，四川 南充 637000；2 四川农业大学小麦研究所，四川 成都 611130)

弱筋小麦软质率高、蛋白质和湿面筋含量低，是制作松软糕点、酥性饼干等食品的重要原料[1]。目前国内优质弱筋小麦缺口较大。四川麦区小麦生育后期阴雨寡照，昼夜温差小，不利于蛋白质的积累和形成。据2013 年中国小麦质量报告，相比华北北部强筋麦区，四川小麦籽粒粗蛋白含量平均值低2.18%，湿面筋含量平均值低6.7%，四川盆地被划分为中筋和弱筋麦优势区，主要发展中筋小麦，部分地区适宜发展弱筋小麦[2-3]。而四川小麦主产区的小麦加工品质参数多偏向弱筋类型，更宜发展优质弱筋小麦[4]。因此，培育适应该区域的优质高产弱筋小麦新品种，优化品种布局，研究高效生产技术，是促进小麦产业健康发展的重要途径。“十一五”以来，四川小麦育种家通过创新种质资源，应用现代作物育种技术手段，成功育成了数个优质弱筋专用型新品种[5]，如南麦660、蜀麦830、川麦93 和南麦941 等，在四川及长江上游冬麦区范围内得到了大面积推广应用。为提升小麦产量和保障品质，亟需开展与新品种相适应的配套生产技术研究。已有研究表明，施肥量与小麦产量和品质的关系密切，其中氮肥是影响小麦生产的重要因素，小麦对氮素的吸收、同化和转运，直接影响产量和品质[6-10]。增加施氮量可以协同提高小麦产量和籽粒蛋白质含量，但氮肥用量超过一定范围时，产量增加不显著甚至降低，且品质下降[11-14]。研究表明[15-17]，皖麦38(强筋)和皖麦44(中筋)达到最高产量的施氮量分别为224.6 kg/hm2和207.5 kg/hm2；弱筋小麦扬麦13 和宁麦13 达到高产优质，适宜的施氮量应在105～210 kg/hm2范围内；弱筋小麦宁麦18 高产与优质相结合的适宜施氮量为180 kg/hm2。因此，不同类型小麦所需氮素有所差异。

综上所述，不同生态区应根据气候特点和品种的特性，确定最优氮肥使用量，以促进小麦优质高产、节本增效。本研究针对西南麦区四川东北部丘陵山区的生态气候特点，以新培育弱筋小麦品种南麦660、南麦941 为试验材料，设置4 个氮肥水平梯度，研究不同施氮量下小麦产量和品质的特性，及参数间的相关关系，以期为本区域弱筋小麦生产科学施肥提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2020—2021 年在南充市农业科学院试验基地(31°07′57.32″N，105°48′59.76″E)进行。该地属典型的亚热带湿润季风气候。试验田前茬为甘薯，紫色壤土，0～20 cm 耕层土壤有机质11.47 g/kg，全氮1.21 g/kg，碱解氮43.18 mg/kg，有效磷6.57 mg/kg，速效钾131.58 mg/kg，pH 8.27。

1.2 试验设计

试验采用品种和施氮量二因素裂区设计，主区为品种，副区为施氮量。试验品种为南麦660、南麦941，各小区基本苗为240 万株/hm2。设置4 个施氮水平，即施纯氮0 kg/hm2(N0)、105 kg/hm2(N105)、150 kg/hm2(N150)、195 kg/hm2(N195)，磷钾肥以N195计，按N ∶P2O5∶K2O ＝1 ∶0.5 ∶0.5 标准，作底肥一次性施用。试验共计8 个处理，3 次重复，总计24 个小区。播种方式为条播，行长4 m，行距0.3 m，种植10 行，小区面积12 m2(4 m×3 m)，小区间距0.3 m，区组间距0.5 m，四周设置保护行。于2020 年11月11 日播种，2021 年5 月23 日收获。

1.3 样品采集与测定

5 月22 日，每小区选1.2 m2(1 行)统计穗数，折算单位面积有效穗数，然后随机选取30 穗调查穗粒数。各小区人工收获后单独脱粒，晾晒干后称重，折算产量(籽粒含水量以13%计)，并测定千粒质量。

采用FOSS DS2500F 型近红外光谱分析仪测定籽粒的粗蛋白含量、湿面筋含量和沉降值等品质性状。测定前去除样品中的杂质和不完善粒。

1.4 数据分析

利用Microsoft Excel 2013 整理数据和作图，利用DPS v7.05 软件、LSD 法进行多重比较和差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 施氮量对弱筋小麦产量及产量构成的影响

由表1 可以看出，在施纯氮0～195 kg/hm2范围内，增施氮肥均可提高2 个弱筋小麦品种籽粒产量，其中南麦941 的整体产量较高。随着施氮量增加，供试2 个弱筋小麦品种的产量均呈上升趋势，其中南麦660 单位面积产量受施氮量的影响大，N0、N105与N195产量差异显著，N0与N150、N195差异显著；南麦941 的N0与其余3 个施氮量处理产量差异显著。南麦660 和南麦941 不同处理的整体产量差异显著。

表1 不同施氮量条件下的弱筋小麦产量比较Table 1 The yields of weak gluten wheat under different nitrogen application

由表2 可看出，适量增加施氮量可有效调控小麦群体结构。随着施氮量的增加，分蘖数增加，其中南麦941 分蘖受施氮量影响较南麦660 大，南麦941 的N0处理与N105、N150和N195处理间差异显著；随施氮量增加两个品种有效穗数均呈上升趋势，南麦660 处理间差异不明显，南麦941 的N0和N105处理与N150和N195处理间差异显著；随施氮量增加两个品种穗粒数均不同程度增加，而千粒质量下降。从产量构成分析，施氮量对单位面积有效穗数和穗粒数的影响是导致籽粒产量变化的主要原因。

表2 不同氮素水平下弱筋小麦产量构成因子比较Table 2 Comparison of yield components of weak gluten wheat under different nitrogen levels

2.2 产量与其构成因子的简单相关分析及通径分析

由表3 可以看出，有效穗数、穗粒数和千粒质量与产量(Y)的相关系数从大到小排序为有效穗数(r＝0.748)＞穗粒数(r＝0.536)＞千粒质量(r＝-0.316)，其中有效穗数、穗粒数与产量相关达极显著水平，说明对小麦产量的提高起主导作用。通径分析表明，三因子对产量的贡献大小与简单相关分析结果一致，有效穗数通过穗粒数较通过千粒质量对产量的作用大，穗粒数通过有效穗数对产量的作用较通过千粒质量大，千粒质量通过有效穗数对产量的作用较通过穗粒数大，说明增加产量应注重提高有效穗数和穗粒数，兼顾提高千粒质量。

表3 产量与产量构成因子的相关分析和通径分析结果Table 3 Correlation and path analysis on yield and yield components

2.3 施氮量对弱筋小麦籽粒品质性状的影响

由表4 可知，增加施氮量可明显影响小麦籽粒品质。两个品种籽粒粗蛋白含量均随施氮量的增加而增加，南麦660 的N0、N105处理与N150、N195处理间差异显著，南麦941 的N195与N0、N105和N150处理间差异均显著，说明南麦941 籽粒粗蛋白含量对氮肥用量的响应较南麦660 明显；两个品种的湿面筋含量均随施氮量的增加而增加，南麦660 的N0处理与其余3 个处理差异显著，N105处理与N195处理差异显著，南麦941 的N0处理与其余3 个处理差异显著；籽粒硬度随施氮量增加而增加，南麦660 的N195处理与其余3 个处理差异显著，南麦941 的N0、N105处理均与N150和N195处理差异显著；沉降值随施氮量增加而升高，南麦660 的N0处理与其余3 个处理差异显著，N105和N150处理差异不显著，但均与N195处理差异显著，南麦941 的N195处理与其余3 个处理差异显著。

由表4 可看出，不同品种在降落数值上有显著差异(P＜0.05)，在粗蛋白和湿面筋含量、籽粒硬度、弱化度和沉降值方面差异不显著；不同施氮量对南麦660 和南麦941 籽粒粗蛋白含量、湿面筋含量、籽粒硬度和沉降值有极显著影响(P＜0.01)，对弱化度、降落数值的影响未达显著水平(P＞0.05)；品种和氮肥水平互作均未达显著水平。

表4 不同氮素水平下弱筋小麦籽粒品质性状Table 4 Grain quality characters of weak gluten wheat under different nitrogen levels

3 讨论

对小麦产量与施氮水平的研究发现，在一定施氮量范围内，籽粒产量随施氮量的增加而增加，但施氮量超过一定范围，籽粒产量随施氮量的增加反而显著降低[18-19]。本研究以南麦660 和南麦941 两个小麦品种为材料，发现在0～195 kg/hm2施氮量范围内，2 个品种的产量均随施氮量增加而增加。其中，南麦941 单位面积有效穗数受施氮量的影响较南麦660 大。通径分析结果表明，有效穗数对籽粒产量的贡献最大，增施氮肥主要通过提升有效穗数而提高产量；2 个品种的穗粒数随施氮量的增加而增加，施氮水平的影响达到显著水平；2 个品种的千粒质量随施氮量的增加而增加，品种和施氮水平对千粒质量的影响达显著水平。周栋等[17]研究发现，小麦穗粒数和籽粒产量在施氮240 kg/hm2时较180 kg/hm2显著下降，穗数和千粒质量也下降，但未达显著水平，本研究与其结论类似。在不同区域和不同施氮量范围内，增加氮肥用量可以通过增加有效穗数和穗粒数来提高籽粒产量，但超过最佳施氮量后，千粒质量明显下降，产量表现为“报酬递减”，栽培措施应该协调好高产和环境间的关系。

一定施氮量范围内，小麦主要加工品质随施氮量的增加而改善，增施氮肥可促进氮素转运，有利于提高籽粒蛋白质含量和品质[20]，但不同品种间存在明显差异，施肥量若超出合理范围，会降低小麦加工品质[21]。小麦高产优质的合理施氮量因小麦品种类型和环境的不同而存在差异。杨延兵等[22]研究发现，在88～176 kg/hm2施氮量范围内，随着施氮量增加，小麦籽粒蛋白质含量、干湿面筋含量、沉淀值、面团稳定时间及面团拉力等指标同步升高。张耀兰等[23]研究发现，小麦蛋白质和湿面筋含量、沉淀值、面团形成和稳定时间等品质指标均与施氮量呈线性正相关。赵广才等[24]对强筋小麦济麦20 研究发现，在150～300 kg/hm2施氮量范围内，小麦产量和蛋白质含量随施氮量的增加而增加，且达到极显著水平。本研究发现，供试两个弱筋小麦品种籽粒粗蛋白质和湿面筋含量、籽粒硬度、沉降值等指标均随施氮量的增加而升高，氮水平对粗蛋白质和湿面筋含量、籽粒硬度和沉降值的影响达显著水平，但当施氮量为195 kg/hm2时，2 个品种的品质均不能达到弱筋小麦标准。

4 结论

施氮量对小麦产量和品质具有显著影响，南麦660、南麦941 产量和品质以不施氮表现最差，随着施氮量增加，产量和品质呈上升趋势，但当施氮量达到195 kg/hm2时，两个品种品质均不符合弱筋小麦标准。本试验条件下，四川东北部供试品种种植密度为240 万株/hm2时，最佳施氮量为150 kg/hm2，P、K 肥均按75 kg/hm2有效成分配施，可实现小麦高产和优质。