王志龙，王志伟，乔祥梅，程耿，程加省，于亚雄
（云南省农业科学院粮食作物研究所，昆明 650205）
青稞(Hordeum vulgarevar.nudum)是禾本科大麦属作物，又称裸大麦，具有适应性广、抗寒耐旱、耐贫瘠等优良特性，是藏区主要的粮食作物，在生产中占有重要的地位[1]。在云南，青稞种植面积约有1.3万hm2，主要集中在云南西北部的迪庆和丽江等地区[2]，青稞富含β-葡聚糖、总黄酮、γ-氨基丁酸和膳食纤维等营养功能成分[3]。近年来，随着人们对β-葡聚糖、总黄酮和γ-氨基丁酸在抗菌消炎、抗衰老、降血糖和抑制癌细胞增生等保健功效方面研究的深入[4]，加之政府加大对青稞产业开发力度的支持，青稞生产越来越受到重视[5]，青稞正由一个区域性的口粮作物逐渐向全球性药食同源作物发展[2]。
大量研究表明，种植密度和氮肥用量是影响作物产量的主要因素[6]。作物的品质不仅取决于品种自身的遗传特性，还与栽培措施有关[7]，其中种植密度和氮肥的施用量对籽粒的品质起关键作用[8-9]。围绕着青稞密氮互作与产量的关系，前人展开了广泛的研究，总结出一系列提高青稞产量的栽培措施和方法。杨天赐等[10]研究表明，播种密度和肥料运筹对青稞品种产量影响不显著。王志龙等[11]研究认为，不同密度对产量影响极显著，而不同施氮量对产量没有显著影响。张金汕等[12]在新疆对啤酒大麦进行密氮试验，结果表明产量均随密度的增加先升高后降低，施氮量对产量和产量要素的提高均有促进作用，密度对籽粒的蛋白质、淀粉含量均无显著性影响，施氮量对蛋白质和淀粉含量影响显著，并提出了最佳的密度氮肥栽培措施。魏斌等[13]研究氮素对青稞产量的影响，随着施氮强度加大，产量持续提高，但增长速率下降。关于密度和追肥时期对作物籽粒产量和品质的影响前人已有较多报道，但就云南地区密氮对青稞品质的研究鲜见报道。为此笔者以创全国冬青稞高产纪录的青稞高产品种‘云大麦12号’为试验材料，分别设置3个梯度的种植密度水平和施氮水平，研究不同密氮处理对青稞品质的影响，旨在为‘云大麦12号’的栽培推广以及品质改善提供理论依据。
1.1 材料与试验地概况
‘云大麦12 号’由云南省农业科学院粮食作物研究所选育和提供，在2019 年实收测产验收产量达到9412.50 kg/hm[2]，创全国冬青稞高产纪录。试验于2019—2020年在云南省农业科学院嵩明科研基地(25°21′N，103°05′E)进行，试验地海拔1900 m，地力均匀，地势平坦，土壤为棕土，土壤基础养分含量为速效磷60.00mg/kg、速效钾106.00mg/kg和速效氮86.60mg/kg[11]。
1.2 试验设计
试验采用裂区设计，以密度(D)为主区、氮肥施用量(N)为副区，各设3 个梯度，其中密度为85 万株/hm2(D1)、120 万株/hm2(D2)、155 万株/hm2(D3)，播种量根据密度和发芽率以田间出苗率80%计算粒数，称数到行。氮肥施用量为纯氮0 kg/hm2(N1)、112.5 kg/hm2(N2)、225 kg/hm2(N3)，施氮量以尿素（含N 量46.4%）折算一次性施入。
小区长3.57 m、宽1.82 m，面积6.67 m2，行距23 cm，共9个处理，3次重复，共计27个小区。其余同一般大田管理，全生育期管理防虫不防病。
1.3 测定项目及数据处理方法
正常成熟后，收获籽粒自然晾干。用德国Brabender公司生产的Quanrumat Junior磨粉仪，过100目筛得全粉；
用瑞典波通近红外谷物分析仪DA7250对‘云大麦12号’全粉进行蛋白质、总淀粉、直链淀粉、γ-氨基丁酸、β-葡聚糖、总黄酮、生物碱、脂酸共计8 个营养和功能成分品质进行检测。用Excel和SPSS 26.0对数据进行处理和分析。
2.1 不同处理对‘云大麦12号’品质的影响
表1 结果表明，密度处理对总淀粉(F=4.492*)、总黄酮(F=4.726*)含量有显著影响，对蛋白质(F=2.382)、γ-氨基丁酸(F=1.465)、β-葡聚糖(F=1.126)、直链淀粉(F=0.663)、生物碱(F=3.469)和脂酸(F=2.078)影响不显著。
施氮量对蛋白质(F=14.234**)、总淀粉(F=14.277**)、总黄酮(F=17.451**)和生物碱(F=7.717**)含量有极显著影响，对直链淀粉(F=5.019*)含量有显著影响，对γ-氨基丁酸(F=2.141)、β-葡聚糖(F=1.071)、脂酸(F=0.573)影响不显著。密氮互作对所有品质性状影响均不显著。说明‘云大麦12 号’的γ-氨基丁酸、β-葡聚糖和脂酸等品质含量受密度和施氮量影响小，蛋白质和直链淀粉含量主要受施氮量的影响，密度对其没有显著影响，总淀粉、总黄酮和生物碱受施氮量和密度的影响均较大。
表1 密度和施氮量及其互作对‘云大麦12号’品质的影响%
2.2 不同密度对品质的影响
从图1 可以看出，随播种密度的增加蛋白质、γ-氨基丁酸、总黄酮和生物碱4个品质含量逐渐降低，其中蛋白质和γ-氨基丁酸各密度之间品质含量没有显著差异，总黄酮和生物碱含量在D1 和D2、D3 之间差异显著；
β-葡聚糖、总淀粉、直链淀粉和脂肪酸4个品质含量随密度的增加先增加再降低，均在D2时含量达最高，其中β-葡聚糖、直链淀粉和脂酸含量在各密度之间差异不显著，总淀粉含量在D1和D2、D3之间差异显著。
图1 不同密度对‘云大麦12号’品质的影响
2.3 不同施氮量对品质的影响
图2 表明，随施氮量的增加，蛋白质、总黄酮和生物碱3个品质含量逐渐增加，且蛋白质和总黄酮在N1和N2、N3之间呈极显著差异；
生物碱在N1和N3之间呈极显著差异；
总淀粉含量随施氮含量的增加逐渐变小且在N1 和N2、N3 之间差异极显著；
直链淀粉含量随施氮含量的增加逐渐变小，且N1 和N3 之间存在极显著差异；
γ-氨基丁酸和β-葡聚糖的含量随施氮量的增加先增加再减小，差异不显著，在N2时最大；
脂酸含量随施氮量的增加先变小后变大，不显著，在N1时最大，差异不显著。
图2 不同施氮量对‘云大麦12号’品质的影响
以上结果表明，高氮肥利于蛋白质、总黄酮和生物碱含量的极显著增加，特别是蛋白质和生物碱在N3比N1含量分别增加11.28%和8.70%；
不施氮利于总淀粉和直链淀粉含量的增加；
γ-氨基丁酸、β-葡聚糖和脂酸含量虽有波动，但影响均不显著。
高产一直是作物育种和栽培的主要目标，也是品种能否通过区域试验和审定（登记）的主要条件，因此，冯西博等[14]、黄海皎等[15]主要在种植密度和施肥量对青稞产量影响进行相关研究，对青稞品质的研究主要集中于不同品种在品质指标上的差异，而在密度和氮肥对青稞品质的影响方面鲜有研究。魏亚凤等[16]对7个青稞品种的品质分析表明，粗蛋白含量仅为8.61%～9.61%、β-葡聚糖总体含量较低(3.06%～4.31%)，总淀粉含量为38.14%～80.93%，直链淀粉含量为12.78%～22.26%。周红等[17]对12个黑青稞的品质分析表明，蛋白质含量最高为14.07%，β-葡聚糖含量为3.91%～6.88%，总淀粉含量为52.81%～66.32%，直链淀粉含量为18.96%～25.94%。在本研究中，不同密氮处理下‘云大麦12 号’的β-葡聚糖含量范围为7.06%～7.26%，均比上述研究结果高，直链淀粉最高含量为19.79%～20.51%，与上述研究结果相当，在N3条件下蛋白质含量最高可达14.30%，说明‘云大麦12号’自身β-葡聚糖含量较高，同时适宜在高氮肥的栽培模式下产生高蛋白含量。
石晓旭等[18]以‘苏裸麦2号’为材料研究播种量对青稞品质的影响，随着播种量的增加，β-葡聚糖和蛋白质含量均呈极显著下降的趋势。而在本研究中‘云大麦12 号’β-葡聚糖含量随密度的增大先增加后降低，但无显著差异；
随密度的增加蛋白质含量虽逐渐降低，但也没有显著差异，这也表明密氮处理对不同的青稞品种的品质影响不尽相同，需要针对不同的品种进行密度和氮肥等相关的栽培技术研究，为品种栽培措施的确定提供依据。
本研究通过设置不同梯度的密度和氮肥施用量对冬青稞‘云大麦12号’的品质的影响进行相关研究，结果表明，不同密度之间，蛋白质、γ-氨基丁酸、β-葡聚糖、直链淀粉和脂酸含量之间虽有波动，但是无显著差异；
总黄酮和生物碱在D1时显著增加，总淀粉在D2和D3时比D1显著增加。在不同氮肥时，高氮利于蛋白质、总黄酮和生物碱含量的极显著增加，特别是蛋白质和生物碱在N3比N1含量分别增加11.28%和8.70%；
不施氮利于总淀粉和直链淀粉含量的增加。说明‘云大麦12号’作为食品特别是功能食品时最佳的密氮组合为D1N3，即种植密度85万株/hm2和施氮量225 kg/hm2。