后期叶面追氮对小麦产量、品质及氮素吸收利用的影响

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针对后期叶面追氮对小麦籽粒蛋白质含量及加工品质的影响前人已有较多研究,然而研究结果不尽一致。其原因可能在于不同研究中叶面追氮时期范围较广,涵盖了从小麦孕穗期至籽粒灌浆中期较为宽泛的范围,而不同时期叶面追氮效果间存在差异。因此,推测可能存在优化籽粒蛋白质组成及改善小麦加工品质的后期叶面追氮关键期。然而,相关研究尚未见报道,且不同叶面追氮时期对小麦氮素吸收利用、蛋白质组成及加工品质的影响规律及其调控机理尚未明确。基于以上问题,本研究以优质强筋小麦‘藁优2018’、‘师栾02-1’和中筋小麦‘济麦22’为供试作物,于2019~2021年在河北省辛集市开展田间试验,试验设置6个处理:CK为不施氮处理;各施氮处理均基施90 kg N/hm2;其中处理NE80、NE120分别于拔节期施氮80 kg N/hm2、120 kg N/hm2,无后期叶面追氮;处理FNB、FNA和FN10DAA于拔节期施氮80 kg N/hm2后,分别于孕穗期、开花期和花后10天叶面追氮40 kg N/hm2。研究后期叶面追氮对小麦产量、品质及氮素吸收利用的影响。主要试验结果如下:(1)与无后期叶面追氮(NE80和NE120)处理相比,后期叶面追氮(FNB、FNA和FN10DAA)不利于小麦产量的提高。相同施氮量条件下,后期叶面追氮对强筋小麦穗粒数均有不同程度的降低,其中,藁优2018穗粒数显著降低10.0%~16.7%;此外,后期叶面追氮降低了强筋小麦花后干物质累积及对籽粒的贡献率,藁优2018花后干物质累积及对籽粒的贡献率最大降幅分别为43.2%和38.8%,师栾02-1最大降幅分别为28.6%和27.0%,进而降低籽粒产量,然而,随叶面追氮时期后移,籽粒产量的响应存在品种间差异。随叶面追氮时期后移至花后10天(FN10DAA),藁优2018产量逐渐恢复至相同施氮量无后期叶面追氮(NE120)处理水平,而师栾02-1无此响应。而各施氮处理对济麦22产量均无显著影响。(2)与无后期叶面追氮处理相比,后期叶面追氮显著提高小麦籽粒蛋白质及面筋蛋白(醇溶蛋白和谷蛋白)含量,同时有效改善面粉湿面筋含量及面团流变学特性等加工品质。不同后期叶面追氮处理中,藁优2018、师栾02-1和济麦22籽粒蛋白质含量、面筋蛋白含量及湿面筋含量均以花后10天叶面追氮(FN10DAA)处理最高,相比于孕穗期叶面追氮(FNB)处理,籽粒蛋白质含量分别提高9.6%、9.9%和6.4%;面筋蛋白含量分别提高11.9%、8.0%和13.0%;湿面筋含量分别提高10.6%、5.2%和9.1%。然而,后期叶面追氮对小麦加工品质的改善效果及其效果来源存在品种间差异。后期叶面追氮对强筋小麦加工品质的改善效果较中筋小麦更为显著;后期叶面追氮对强筋小麦(藁优2018和师栾02-1)籽粒蛋白质及面筋蛋白含量和加工品质的提高效果主要来自分次施氮(FN10DAA处理与NE120处理相比),而非提高施氮量(NE120处理与NE80处理相比)。后期叶面追氮对中筋小麦(济麦22)加工品质改善效果主要来自于提高施氮量。(3)与无后期叶面追氮处理相比,后期叶面追氮处理显著提高成熟期小麦地上部吸氮量,该效果主要来自于提高施氮量。然而,分次施氮显著提高了小麦花后氮素累积量及其对籽粒的贡献率,且该效果随叶面追氮时期后移而更加显著,以花后10天叶面追氮最佳,其中强筋小麦籽粒蛋白质的合成与累积对花后氮素吸收更为敏感。此外,不同后期叶面追氮处理中,随叶面追氮时期后移,成熟期小麦地上部吸氮量及氮素吸收效率也逐渐提高,花后10天叶面追氮处理最高。然而,后期叶面追氮(尤其是开花至花后10天叶面追氮)虽降低了土壤氮素表观损失,但并未降低土壤氮素残留,仍有潜在的环境污染风险。因此,综合考虑小麦产量、品质及氮素吸收利用,在总施氮量一致的基础上将拔节期施氮量的一部分于小麦生育后期叶面追施,是保障小麦产量,提高小麦氮素吸收利用,进而提高小麦籽粒蛋白质含量、优化蛋白质组成及改善小麦加工品质的有效氮肥调控方式,且叶面追氮关键期为小麦花后10天。此外,对于强筋小麦,后期施氮优化蛋白质组成及改善加工品质的效果主要源自分次施氮,而对于中筋小麦,其效果主要源自提高施氮量。
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