李 赢，刘海翠，石 吕，石晓旭，薛亚光，刘 建，魏亚凤
（江苏沿江地区农业科学研究所/南通市循环农业重点实验室，江苏 南通 226541）
氮素是植物生长发育必需的重要元素，对作物最终产量的贡献可达40%～50%，氮肥的合理施用是影响作物增产的关键[1]。我国是世界上最大的氮肥生产国和消费国，由于近年来过量施用氮肥，土壤、大气和水污染等环境问题日益突出[2]。为了提高氮肥利用效率，降低氮损失和排放，应根据不同作物的需肥特性、气候环境和土壤条件等因素研究适宜的氮肥施用量和运筹方式。
大麦是世界第四大禾谷类作物，部分大麦成熟时颖壳与籽粒分离，籽粒裸露，故称裸大麦，又称青稞、元麦和米麦。大麦的产量和品质除了与品种本身特性有关，也与环境因素、栽培条件等息息相关。前人研究发现，不同氮肥用量及运筹方式对大麦的产量和品质影响很大[3-8]。刘国一等研究发现，随着施氮量的提高，藏青320 和品比13 的产量均呈现先上升后下降的趋势，且2个品种最高产量的施氮量不同[3]。张建青等研究发现，过量施用氮素会导致青稞植株倒伏，产量降低[4]。张如标等研究发现，通过增加氮肥用量，啤酒大麦泰兴9425 籽粒产量、干物质积累量均呈上升趋势；
不同氮肥运筹方式及氮肥用量下，蛋白质和淀粉含量表现相反[5]。李雪等研究发现，提高施氮量可以显著提高青稞的产量和千粒质量，而穗数和穗粒数差异均不显著[6]。沈会权等研究发现，随着施氮量的增加，苏啤3号的千粒质量呈下降趋势，蛋白质含量上升，同一氮肥水平下，氮肥后移会导致籽粒蛋白质含量上升[7]。陈晓东等对盐丰1号和扬饲麦1号的氮肥用量及运筹比例进行了研究，发现施氮量的上升会提高饲料大麦的产量和蛋白质含量，降低淀粉含量；
相同氮素水平不同运筹方式下，产量、蛋白质含量和淀粉含量差异不具有统计学意义[8]。前人通过设置不同氮肥用量和运筹方式，研究了不同用途大麦的产量和品质指标的变化趋势，但由于生态环境、大麦品种特性、土壤养分等方面的差异，得出的结论存在差异。
苏裸麦2号是江苏沿江地区农业科学研究所选育的春性中熟二棱裸大麦品种，该品种丰产、稳产性好，生育期适中，综合性状优良，可作为优质杂粮开发[9]。为了探究苏裸麦2号的高效栽培模式，减少氮肥的施用，提高氮肥利用效率，本研究拟通过探究不同氮肥用量和运筹方式对苏裸麦2号产量和品质指标的影响，明确适宜的氮肥用量和运筹方式，为该品种的优质高产提供参考。
1.1 试验设计
本试验在江苏沿江地区农业科学研究所薛窑基地（120.87°E、32.01°N）进行，土质为沙壤土，前茬作物为水稻，土壤有机质含量24.45 mg/g，总氮含量1.6 mg/g，碱解氮含量128.8 mg/kg，速效磷含量24.99 mg/kg，速效钾含量 91.67 mg/kg，土壤 pH 值为7.94。本试验以苏裸麦2号为供试材料。
试验采用两因素随机区组设计，设3个氮肥运筹方式，分别为C（1基肥占40%，苗肥占20%，孕穗肥占40%）、C（2基肥占40%，苗肥占30%，孕穗肥占30%）、C（3基肥占40%，苗肥占40%，孕穗肥占20%）；
施肥量设3个水平，分别为D（1纯氮150 kg/hm）2、D（2纯氮210 kg/hm2）、D（3纯氮270 kg/hm2）。氮肥施用量和氮肥运筹共组合成9个处理。全生育期P、K 施入量为90 kg/hm2，于播种前一次性基施。试验小区面积为7.75 m（2长6.20 m、宽1.25 m），行距0.25 m，3 次重复。播种方式为条播，播种密度为15 万株/667 m2基本苗。其他管理措施同当地大田生产。
1.2 测定项目与方法
农艺性状：每个处理选取第1 和第2个重复，2个重复各选取2 段长势均匀行长为1 m 的麦苗，考察供试材料的茎蘖动态。收获前每小区连续选取20穗，考察穗粒数和千粒质量，小区全收获测产。形态特征和生物学特性考察参照国家作物科学数据中心《大麦种质资源数据质量控制规范》。
β- 葡聚糖含量（质量分数）的测定依据NY/T 2006—2011《谷物及其制品中β- 葡聚糖含量的测定》；
总膳食纤维含量的测定依据GB 5009.88—2014《食品安全国家标准食品中膳食纤维的测定》；
可溶性膳食纤维含量的测定依据GB/T 37492—2019《粮油检验谷物及其制品水溶性膳食纤维的测定酶重量法》；
粗纤维含量的测定使用酸碱洗涤法；
粗蛋白含量的测定依据NY/T 2017—2011《植物中氮、磷、钾的测定》。
1.3 统计分析
利用Excel 2019 进行数据处理，利用SPSS 21.0进行差异显著性分析。
2.1 不同氮肥用量及运筹方式对苏裸麦2号茎蘖动态的影响
针对不同氮肥用量和运筹方式，调查不同处理下的茎蘖动态。由图1 可知，不同氮肥用量及运筹方式下，苏裸麦2号的茎蘖动态均呈现先上升后下降的趋势。不同氮肥运筹方式下，C1与C2处理下苏裸麦2号的茎蘖动态表现优于C3处理，且C1和C2处理间茎蘖动态大致相同。随着氮肥用量的上升，苏裸麦2号的高峰苗和有效穗数均表现为D3＞D2＞D1，表明增施氮肥有利于促进苏裸麦2号分蘖，提高茎蘖数。
图1 不同氮肥用量及运筹方式对苏裸麦2号茎蘖动态的影响
2.2 不同氮肥用量及运筹方式对苏裸麦2号产量及其构成因素的影响
由表1 可知，随着施氮量的增加，苏裸麦2号的穗数、穗粒数和千粒质量均呈上升趋势，其中D2和D3处理下苏裸麦2号千粒质量显著高于D1处理，穗数和穗粒数在不同氮肥用量下差异不具有统计学意义。随着苗期氮肥比例的增加，穗数和穗粒数均表现出先上升后下降的趋势，且C2>C1>C3，而千粒质量表现为先下降后上升的趋势。不同氮肥用量及运筹方式对苏裸麦2号籽粒产量有明显影响。氮肥用量相同，不同氮肥运筹方式下，苏裸麦2号籽粒产量均表现出先上升后下降的趋势，籽粒产量表现为C2>C1>C3，差异不具有统计学意义。在C1和C2处理下，籽粒产量均随着施氮量的增加而增加，在C3处理下，籽粒产量随着氮肥用量的增加表现出先上升后下降的趋势。不同氮肥用量下，籽粒产量表现为D3>D2>D1。当施氮量由150 kg/hm2提高到210 kg/hm2时，苏裸麦2号的产量增加了14.93%，而当施氮量从210 kg/hm2提高至270 kg/hm2时，仅增产0.31%。
2）g/hm k /（量产均平D3 D2 D1 6 5.5 4 71 7.53 98 4.37 902 4 7.7 56 4 2 a A abc B A abcd B A e d B A 0 1.4 4 87 6.67 18 5.24 066 5 9.2 61 4 3 a A a A ab A e cd B A 3 5.2 4 38 9.78 45 4.22 620 4 0.7 75 4 0 a A cde b B A abcde B A e B 7.99 4 87.94 862 4.25 31 4 2 a A a A b A均平.68 42a A .04 42a A .42 42a A响影的素因成构其及量产号2麦裸苏对式方筹运及量用肥氮同不1表/g量质粒千）穗/粒/（数粒穗2）/hm个万/（数穗D3 D2 D1均平D3 D2 D1均平D3 D2 D1.81 43 2 2.6 4 1.62 4.26 27 5.7 27 5 6.9 2 7.09 2 3 3.3 57 9.00 58.00 82 5 0 49.0 5 a A c b C B A cd D C B a A a A a A a A a A ab B A ab B A c b B A.99 42 3 1.7 4 1.40 4.06 28 3.7 28 5 8.7 2 6.70 2 3 4.3 60 0.00 60.00 51 6 0 62.0 5 ab C B A cd D C B d D C a A a A a A a A a A ab B A a A abc B A.15 43 0 3.2 4 0.90 4.10 27 2.9 28 8 7.1 2 5.20 2 0 3.0 53 3.00 56.00 90 4 0 46.0 5 ab B A ab B A d D a A a A a A a A a A c ab B A c B c b B A.32 43 2 42.5 1 1.3 4.47 28 3 27.6 6.33 2 4.00 58.33 574 3.3 52 5 a A a B A b B a A a A a A a A a A a A。同表下。0.01）＜P （义意学计统度、高.05）0＜P （义意学计统有异差示表别分母字写大、母字写小同不的后理处C1C2C3均平据:数注
氮肥运筹和氮肥用量互作下，除穗粒数差异不具有统计学意义外，苏裸麦2号的穗数在C3D2处理下表现最差，为490.00 万个/hm2，在C2D2处理下表现最好，为651.00 万个/hm2，较C3D2处理增加32.86%，2个处理间的穗数差异具有高度统计学意义。千粒质量在C3D1处理下表现较差，为40.90 g，在C1D3处理下表现最好，为 43.81 g，较 C3D1处理增加了 7.11%，2个处理间的差异具有高度统计学意义。苏裸麦2号籽粒产量在C3D1处理下表现最低，仅4 075.70 kg/hm2，在 C2D3处理下表现最好，为 5 186.67 kg/hm2，C2D2处理次之，为5 066.24 kg/hm2，较C3D1处理籽粒产量分别增加了27.26%和24.30%，与C3D1间的差异均具有高度统计学意义。当施氮量从210 kg/hm2提高到270 kg/hm2时，C2D3处理产量较 C2D2处理仅增加了2.38%，增长幅度低且差异不具有统计学意义。因此，为了降低生产成本，提高氮肥利用效率，苏裸麦2号在C2D2处理下即可实现高产。
2.3 不同氮肥用量及运筹方式对苏裸麦2号籽粒品质指标的影响
由表2 可知，随着氮肥用量的增加，籽粒粗蛋白和β- 葡聚糖含量呈上升趋势，D3处理下籽粒粗蛋白含量显著高于D1处理，β- 葡聚糖含量极显著高于D1处理；
可溶性膳食纤维和总膳食纤维含量均呈先上升后下降的趋势，粗纤维含量呈下降趋势。施氮量从 150 kg/hm2增加 60、120 kg/hm2，籽粒粗蛋白含量平均分别增加4.62%和2.42%，β- 葡聚糖含量平均分别增加5.95%和2.30%，增加幅度下降。基肥施氮量不变、苗肥氮肥比例上升、孕穗肥氮肥用量比例下降的情况下，籽粒粗纤维和粗蛋白含量下降，可溶性膳食纤维和总膳食纤维含量先上升后下降，β- 葡聚糖含量几乎没有变化。可见，适量增加氮肥用量可以提高籽粒的粗蛋白、β- 葡聚糖、可溶性膳食纤维和总膳食纤维含量，进而提高苏裸麦2号的籽粒品质；
而不同氮肥运筹方式对苏裸麦2号籽粒品质指标影响较小。
00 g）g/1/（量含维纤食膳总均平D3 D2 D1均平.67 16 a A.06 16 a A.19 17 a A.77 16 a A 1 A a 2.4.09 17 a A.58 17 a A.55 17 a A.15 16 a A 5 A b 1.9.86 16 a A.26 16 a A.51 16 a A.81 17 a A 7 A b 1.8 6.64 1.08 17.91 16 a A a A a A/%量含D31 A a 2.21.70 A a 9 A a 1.70 A a 1.9响影的标指质品粒籽号2麦裸苏对式方筹运及量用肥氮同不2表维纤粗%/量含糖聚- 葡β 0 g）g/10/（量含维纤食膳性溶可g）g/k/（量含白蛋粗D2 D1均平D3 D2 D1均平D3 D2 D1均平D3 D2 D1 4 A a 2.5 8 A a 2.4 3.89 A a 4.02ab A 3.86abc B A 3.78cd b B A 8.60 A a 8.17 A a 9.01 A a 8.63 A a 1 3.5 a 11A 1 8.2 a 11A 9 4.4 ab 11B A 2 7.8 bc 10B A 1.91 A a 2.24 A a 3.85 A a 3.96c ab A 3.99ab A 3.60 B d 9.11 A a 9.03 A a 9.45 A a.87 A a 8 9 0.7 a 11A 4 4.9 11 ab B A 3 8.2 10 bc B A 9 9.1 10 abc B A 6 A a 1.9 1.86 A a 3.89 A a 4.06 A a 3.91abc B A 3.71cd B A 8.48 A a 8.24 A a 8.21 A a.00 A a 9 2 9.4 a 10A 3 0.9 11 abc B A 1 3.2 11 abc B A 2 4.1 10 c B 4 A a 2.1 9 A a 2.1 1 A a 4.0 2 A a 3.9 0 B b 3.7 8.48 A a 8.89 A a 8.83 A a 9 14.6 a 1A 8 11.9 ab 1A 4 07.0 b 1A理处C1C2C3均平
苏裸麦2号籽粒的粗蛋白含量在C3D1处理下表现最差，为104.12 g/kg，C1D3处理下表现最好，为118.21 g/kg，较C3D1处理增加了13.53%；
粗蛋白含量表现前3 的依次为C1D3>C2D3>C1D2。可溶性膳食纤维含量在C2D2处理下表现最好，为9.45 g/100 g，在C1D3处理下表现最差，为8.17 g/100 g，各处理间差异均无统计学意义；
表现前3 的依次为C2D2>C2D3>C1D2。总膳食纤维含量在C3D1处理下表现最好，为17.81 g/100 g，在 C1D3处理下表现最差，为 16.06 g/100 g，各处理间差异均无统计学意义；
表现前3 的依次为C3D1>C2D3>C2D2。β- 葡聚糖含量在C2D1处理下表现最差，为3.60%，在C3D3处理下表现最好，为4.06%，较C2D1处理增加了0.46 百分点，2个处理间的差异具有高度统计学意义；
表现前3 的依次为C3D3>C1D3>C2D2。粗纤维含量在C1D2处理下表现最好，为2.54%，在C2D3处理下表现最差，为1.70%，下降了0.84 百分点，各处理间差异均无统计学意义。C2D2处理下，苏裸麦2号的β- 葡聚糖、可溶性膳食纤维和总膳食纤维含量均排前3。综上所述，在C2D2处理下，苏裸麦2号的品质指标最佳。
3.1 不同氮肥用量及运筹方式对产量的调控
针对不同的大麦品种，明确适宜的氮肥用量及运筹方式是降低生产成本、提高大麦产量的重要手段。张金汕等研究发现，随着施氮量的提高，甘啤4号的穗长、穗粒数、结实率和籽粒产量显著增加，成穗数和千粒质量表现为先升高后降低[10]。肖玉苹等研究发现，氮肥用量后移，啤酒大麦花30 的有效穗数、产量呈上升趋势，千粒质量呈下降趋势[11]。与前人研究结果相同，本试验发现苏裸麦2号的穗数、穗粒数、产量也均随着施氮量的提高而呈上升趋势，其中各处理间穗数和穗粒数差异不具有统计学意义。与李雪等研究结果[6]相同，随着氮肥用量的提高，苏裸麦2号的千粒质量也随之提高。当氮肥水平相同时，不同氮肥运筹方式下，产量及其构成因素差异均不具有统计学意义。本研究发现，在不同氮肥用量及运筹方式下，苏裸麦2号籽粒产量在C2D3处理下表现最佳，在C2D2处理下表现次之，而在基肥、苗肥、孕穗肥质量比为4︰3︰3、施氮量从210 kg/hm2提高到270 kg/hm2时，产量仅增长2.38%，差异不具有统计学意义。为了节本增效，提高氮肥利用效率，基肥、苗肥、孕穗肥质量比为4︰3︰3、施氮量为210 kg/hm2，即可满足高产苏裸麦2号的生产需求。
3.2 不同氮肥用量及运筹方式对品质指标的调控
前人研究发现，随着氮肥用量的提高，大麦籽粒的蛋白质含量也提高[5,7,12-13]。与前人研究结果一致，随着施氮量的提高，苏裸麦2号籽粒粗蛋白含量也增高，差异具有统计学意义，但受运筹方式影响较小。近年来，裸大麦由于籽粒中富含可溶性膳食纤维，尤其是β- 葡聚糖备受关注[14]。前人研究发现，β- 葡聚糖能够降低血浆胆固醇，降低结肠癌的风险，以及降低血糖指数，具有重要的保健功能[15]。陈锦新等研究发现，提高氮肥用量会提高大麦β- 葡聚糖含量，氮肥运筹方式不同也会影响大麦β- 葡聚糖含量，且不同品种对氮肥用量和运筹方式的变化反应也不尽相同[16]。本研究发现，提高施氮量可以显著提高苏裸麦2号籽粒的β- 葡聚糖含量，而氮肥运筹方式的改变对其影响较小，这可能与品种特性有关。前人对裸大麦可溶性膳食纤维的研究往往集中于加工方式，有关栽培方式对膳食纤维含量的研究仍较少。本研究发现，通过提高氮肥施用量和苗期氮肥比例，苏裸麦2号籽粒的可溶性膳食纤维和总膳食纤维含量均表现为先上升后下降的趋势，处理间差异均无统计学意义，表明高膳食纤维育种可能是提高裸大麦膳食纤维含量最经济有效的手段。β- 葡聚糖含量、可溶性膳食纤维含量和总膳食纤维含量是衡量裸大麦营养品质的重要指标[17]。C2D2处理下，苏裸麦 2号的β- 葡聚糖、可溶性膳食纤维和总膳食纤维含量均排前3。因此，当基肥、苗肥、孕穗肥质量比为4︰3︰3、施氮量为210 kg/hm2时，苏裸麦2号的品质指标综合表现最佳。
氮肥的过量施用不仅会对土壤、水和大气造成污染，还会导致裸大麦贪青迟熟，影响裸大麦在江苏地区早熟、调节茬口的优势，且收获时易使其遇雨倒伏发生穗发芽。因此，明确适宜的氮肥用量及运筹方式对降低生产成本、提高经济效益和促进苏裸麦2号的推广有重要的意义。综合考虑生产成本、产量和品质指标，在纯氮量210 kg/hm2，基肥、苗肥、孕穗肥质量比为4︰3︰3 时，可生产出优质高产的食用裸大麦，苏裸麦2号的产量可达5 066.24 kg/hm2，其籽粒中总膳食纤维含量为17.55 g/100 g，可溶性膳食纤维含量为9.45 g/100 g，β- 葡聚糖含量为3.99%，粗蛋白含量为108.23 g/kg，粗纤维含量为1.91%。
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