氮磷配施对甘啤7号籽粒品质及植株氮磷钾 含量的影响

柳小宁 潘永东 张华瑜 包奇军

摘要：研究了氮磷配施对啤酒大麦甘啤7号籽粒品质及植株氮磷钾含量的影响，结果表明，不施氮磷肥的对照组相对于施N 10 kg/hm2+P2O5 10 kg/hm2的试验组，全磷在茎秆、叶片、叶鞘、籽粒中含量分别增加了45.4%，64.5%，56.4%，12.9%；全氮在茎秆、叶片、叶鞘、籽粒中分别增加了4.8%，5.0%，1.8%，1.5%；钾在茎秆、叶片、叶鞘中分别增加了18.9%，48.1%，11.7%，籽粒中不显著。不同部位肥素积累程度从大到小依次为叶、茎、鞘、籽粒。籽粒蛋白质增加了7.6%，饱满粒和千粒重含量分别下降了7.3%和4.6%。

关键词：成熟期；啤酒大麦；籽粒品质；氮肥；磷肥

中图分类号：S512.3 文献标志码：A 文章编号：1001-1463（2018）10-0061-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.10.019

Effects of Different Biodegradable Film on Soil Quality

CHENG Wanli 1，2， WANG Lei 1，2， WANG Shuying 1，2， MA Mingsheng 1，2， DANG Yi 1，2， ZHAO Gang 1，2， FAN Tinglu 1，2

（1. Institute of Dryland Agriculture， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070，China； 2.Key Laboratory of Efficient Water Utilization in Dryland Agriculture of Gansu Province，Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：In this paper， 3 kinds of different biodegradable film of BASF， Kingfa and Xinfu were used in embedding experiments to investigate the effect of degradation products of biodegradable films on soil quality. The results showed that after 233 days of embedment， degradation of BASF film was the fastest， the degradation products of all three kinds of films did not decrease the soil nutrient content or soil bioactivity nor cause the heavy metal accumulated， and the functional microorganisms were different in involving the degradation of different biodegradable films. The three kinds of degradation films selected did not have negative effects on soil quality during the observation period.

Key words：Biodegradable film；Soil nutrient；Soil bioactivity；Heavy metal

氮、磷是作物生长的重要营养物质，其供应状况和农作物的生长发育及品质有密切关系。但在生产中，种植户为了提高产量，盲目大量施肥现象日趋严重[1 ]。氮磷肥已经成为目前农作物施用量最多、使用最不合理的肥料，这不但影响了产量，还对作物品种的生理特性及品质产生影响，甚至给土壤质量带来负面影响[2 ]，也给生态环境造成了威脅。研究表明，氮磷供给不平衡会造成氮的增产效益和施肥量成反比[3 ]，也有作物会因氮磷的施入造成田间倒伏[4 ]，啤酒大麦如果肥料施入不合理，也会因群体大而倒伏，从而降低籽粒产量和品质等等[5 ]。因此在既不影响土壤质量又能改善生态环境的前提下，研究肥料对高产、优质、经济的作物品种的影响非常重要。施氮肥不仅能提高大麦产量，还会增加蛋白质含量[6 ]，但用于酿造啤酒的大麦品质要求蛋白质含量不能太高。还有研究认为，施磷肥可提高啤酒大麦产量，对蛋白质含量有抑制作用[7 ]。

甘啤7号是具有高产、优质、广适、抗逆性强的啤酒大麦品种，同时也是耐“瘠薄”作物。生育期102 d左右，高度抗倒伏，且抗干热风、抗条纹病和其它病害，适宜在甘肃省河西走廊、中部沿黄灌区及内蒙古、黑龙江等地区种植。有关甘啤7号在当地通常施肥水平的情况下，对其籽粒品质方面的影响程度和影响趋势的研究比较少，尤其对成熟期植株中肥素的积累规律研究还没有涉及。我们以不施氮磷作为对照组、以施用当地常用氮磷配比水平作为试验组，研究了甘啤7号在当地通常施肥水平下籽粒品质的变化趋势和变化程度，以及当地通常施肥水平对成熟期植株中肥素吸收和积累情况，以期为甘啤7号的高产、优质、经济、绿色合理施肥和大麦秸秆的合理利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

指示啤酒大麦品种甘啤7号，由甘肃省农业科学院经济作物与啤酒原料研究所提供。供试肥料为尿素（含N 46%），磷酸二铵（含P2O5 46%，N 18%）。

1.2 试验区概况

试验于2016年在武威黄羊镇甘肃省农业科学院啤酒大麦试验基地进行，河西东部平川灌区，海拔1 766 m，年日照时数2 360～2 920 h，年平均气温6.0～7.0 ℃，年降水量200～260 mm，无霜期135～150 d。土壤为灌漠土，耕层（0～20 cm）含有机质17.1 g/kg、全氮1.00 g/kg、全磷0.87 g/kg、全钾38.5 g/kg、速效氮70.3 mg/kg、速效磷35.4 mg/kg，pH 8.3，前茬作物大麦，地力均匀，中等肥力，水浇地。

1.3 试验设计

试验设2个处理，分别为对照组（CK），不施N、P2O5；试验组施N 10 kg/hm2、P2O5 10 kg/hm2。正常氮磷水平处理作为底肥在播种期一次性施入。试验随机区组排列，小区面积100 m2，3次重复，小区间加宽1 m的保护行，保护行中间起垄（垄宽0.50 m，垄高0.25 m）以便浇水和防止串肥。播种量按450万粒/hm2计，于3月20日播种。播种后及时镇压，以防跑墒。5月10日灌头水、6月13日灌二水，其余田间管理同当地大田。收获时每小区随机取长势正常的植株20株，按叶、茎、穗、籽粒等进行分样，将所分取的样品置烘箱内105 ℃杀青30 min，70 ℃烘干至恒定质量，待测。

1.4 试剂与测试方法

1.4.1 试剂 2.6-二硝基酚或2.4-二硝基酚，钼酸铵，偏钒酸铵，浓硝酸，30%双氧水，40%氢氧化钠，0.01 mol/L盐酸，2%硼酸，氯化钾。

1.4.2 仪器与设备 KjelcetTM8400全自动凯氏定氮仪，瑞士；电热鼓风干燥箱，上海实验仪器厂；分析天平，赛多利斯公司；紫外分光光度计，美国；F-300火焰光度计，上海元析仪器有限公司。

1.4.3 测试方法 分别对采样植株的籽粒、茎秆，叶片、旗叶用植物茎秆粉碎磨粉碎并分别密封包装。样品检测前先进行消化处理。将待测样品细粉充分混匀，准确定量放入消化管中，加入浓硫酸，置消化炉进行消化，期间分阶段加入双氧水促进消化的进行，放消化液完全清亮或者无色时即为消化终点。采用半微量凯氏定氮法测定氮含量[8 ]，采用钒钼酸铵分光光度法测定磷含量[9 ]，采用火焰光度法进行测定钾素含量[10 ]。采用瑞典1241 Grain analyzer（FOSS TECATOR）近红外仪测定籽粒蛋白质。用分级筛（SORTIMAT PFEUFFER）按照国标GB T7416-2008规定的方法测定千粒重、饱满率。

1.5 数据处理

试验数据采用Excel进行统计，Spss17.0系统进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 氮磷肥对甘啤7号籽粒品质的影响

由表1可知，与对照组相比，试验组蛋白质含量增长达到极显著水平（P < 0.01），试验组和对照组的蛋白质含量分别为11.3%和10.5%，均在啤酒大麦国家优级标准范围（10.0%～12.5%）内。水分没有响应。试验组和对照组的籽粒饱满率分别为86.37%和93.22%，也在国家优级标准范围（饱满粒≥85%）内，试验组的籽粒饱满率比对照降低7.3%，达到极显著水平（P < 0.01）。试验组和对照组千粒重分别达到47.9 g和50.2 g，在国家优级标准范围（千粒重≥45 g）内。籽粒品质的变化趋势说明，在完全不施氮磷肥和按当地正常氮磷配比施肥的情况下，甘啤7号的籽粒品质均可达到国标优级。

2.2 氮磷肥对成熟期甘啤7号植株及籽粒中氮、磷、钾含量的影响

由表2可知，与对照组相比，试验组的茎、叶、鞘及籽粒中的N素上升均达显著水平（P < 0.01），P素含量上升均达极显著水平（P < 0.01）。K素含量在茎、叶、鞘中的上升达到极显著水平（P < 0.01），籽粒中不显著。从相对值来看：N素、P素和K素的积累在植株的不同部位中对氮磷肥素的响应程度不同，P素的响应顺序从大到小依次为叶、鞘、茎、籽粒，K素和N素的响应顺序从大到小依次均为叶、茎、鞘、籽粒。N、P、K素的积累在植株同一部位的响应程度也不同，叶、茎、鞘中的肥素积累响应顺序从大到小依次均为P、K、N素，籽粒中K素不明显。可见，最容易积累营养素的部位是叶，最容易从土壤中吸收的营养元素是P。N、P肥适量施入可以有效促进土壤中的K元素在茎、叶、鞘中的积累。

3 小结与讨论

试验结果表明，不施N、 P肥的对照组相对于施N 10 kg/hm2、P2O5 10 kg/hm2的试验组（N10P10），全磷在茎秆、叶片、叶鞘、籽粒中含量分别增加了45.4%、64.5%、56.4%、12.9%，全氮在茎秆、叶片、叶鞘、籽粒中分别增加了4.8%、5.0%、1.8%、1.5%，钾在茎秆、叶片、叶鞘中分别增加了18.9%、48.1%、11.7%，籽粒中不显著。植株不同部位肥素积累程度从大到小依次为叶、茎、鞘、籽粒。籽粒蛋白质增加了7.1%，饱满粒和千粒重含量分别下降了7.9%和4.6%。甘啤7号籽粒蛋白质含量试验组比对照组增加，但在两个处理水平下，蛋白质含量均在国标优级范围内。籽粒饱满粒和千粒重虽然在试验组处理下显著增加，但是对照组也在国标范围内，由此可以说明，对于甘啤7号而言，完全可以在对照组和试验组之间进行减肥增效配置。优质啤酒大麦要求蛋白质含量适中或偏低[11 ]，而生产上增施氮肥在提高大麥产量的同时还显著提高籽粒蛋白质含量，导致蛋白质含量过高而不符合啤酒酿造要求[12 ]。因此，施适宜氮量，协调籽粒产量和蛋白质含量是大麦优质高产栽培的关键。

王秀英[13 ]研究认为，肥素的利用效率不随着施肥量的增加而增加，找到作物最为适量的施肥水平才可发挥肥料的最大效益。本试验中，相对于对照组，氮磷正常水平试验组对成熟期植株不同部位氮、磷、钾含量的响应程度不同，表现为叶最高，茎居中，鞘较低，籽粒最低。除籽粒中的钾素对施肥没响应外，其他部位对氮、磷、钾的响应程度表现为磷最大，钾居中，氮最小。因此，适量施入氮磷肥，可以促进植株的各营养器官对肥素的吸收积累，尤其是氮磷肥的施入可以刺激土壤中的钾元素在茎、叶、鞘的积累。大麦植株对土壤中肥料的吸收积累机理，为秸秆还田和饲用处理提供了可能。秸秆肥料的合理利用，可以降低土壤容重，提高土壤孔隙度，增加农作物的产量[14 - 16 ]，避免了因焚烧秸秆引起的环境污染问题，而且还可以改善土壤结构，提高地力，降低生产成本，提高种植户的收入。

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（本文责编：杨 杰）