施氮量对稻茬小麦弱筋生产性能的影响

doi:10.13287/j.1001-9332.202504.008

应用生态学报 ›› 2025, Vol. 36 ›› Issue (5): 1422-1430.doi: 10.13287/j.1001-9332.202504.008

施氮量对稻茬小麦弱筋生产性能的影响

佟汉文¹, 李朝苏², 刘易科¹, 付鹏浩¹, 邹娟¹, 吴波^1,3, 朱展望^1*, 张平⁴

¹湖北省农业科学院粮食作物研究所, 武汉 430064;
²四川省农业科学院作物研究所, 成都 610066;
³湖北汇楚智生物科技有限公司, 武汉 430064;
⁴湖北省南漳县清河管理区农业技术推广站, 湖北南漳 441522

收稿日期:2024-08-09 修回日期:2025-03-08 出版日期:2025-05-18 发布日期:2025-11-18
通讯作者: *E-mail: zhuzhanwang@163.com
作者简介:佟汉文, 女, 1980年生, 副研究员。主要从事高产高效小麦新品种选育及其配套栽培技术研究。E-mail: tonghanwen@126.com
基金资助:
湖北省技术创新计划项目(2024BBB007)、湖北省科技重大专项(2022ABA001)和国家小麦产业技术体系项目(CARS-03)

Effect of nitrogen application rate on the production of weak-gluten wheat in rice stubble system

TONG Hanwen¹, LI Chaosu², LIU Yike¹, FU Penghao¹, ZOU Juan¹, WU Bo^1,3, ZHU Zhanwang^1*, ZHANG Ping⁴

¹Food Crops Institute, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064, China;
²Crop Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Chengdu 610066, China;
³Hubei Huichuzhi Biological Technology Co., Ltd., Wuhan 430064, China;
⁴Nanzhang Qinghe Agricultural Technology Extension Center, Nanzhang 441522, Hubei, China

Received:2024-08-09 Revised:2025-03-08 Online:2025-05-18 Published:2025-11-18

摘要/Abstract

摘要： 弱筋小麦生产以较低的蛋白质和湿面筋含量为优质目标,产量和品质对施氮量的需求存在矛盾。本试验在长江中游稻茬麦区连续两年研究了施氮量(0、45、90、135、180和225 kg·hm^-2)对4个小麦品种(川麦104、绵麦367、蜀麦1671和西科麦8号)弱筋生产性能的影响。结果表明:与年度和品种相比,施氮量对小麦单位面积穗数、穗粒数、倒二叶SPAD值、氮肥偏生产力、蛋白质和湿面筋含量的影响更显著。随施氮量的增加,平均籽粒产量、单位面积穗数、穗粒数和上二叶SPAD值呈增加趋势,千粒重和氮肥偏生产力呈降低趋势,氮肥农学利用率先升后降,在90 kg·hm^-2施氮量达到最高值,而蛋白质和湿面筋含量先降后升,均在45 kg·hm^-2施氮量达到最低值。施氮量>180 kg·hm^-2后,4个品种籽粒产量两年度均无显著增加。施氮量≤135 kg·hm^-2时,绵麦367的蛋白质和湿面筋含量两年度均符合优质弱筋小麦标准,籽粒产量可达6030 kg·hm^-2;施氮量≤90 kg·hm^-2时,川麦104、蜀麦1671和西科麦8号的蛋白质和湿面筋含量两年度均符合优质弱筋小麦标准,籽粒产量分别达5550、5397和5066 kg·hm^-2。相关分析表明,籽粒产量与单位面积穗数和穗粒数,蛋白质含量与上二叶SPAD值均呈极显著正相关。综上,稻茬小麦弱筋生产中量质协同的适宜施氮量为90～135 kg·hm^-2,4个品种中绵麦367表现更优。提高单位面积穗数和穗粒数、降低上二叶SPAD值是长江中游稻茬小麦弱筋生产的品种选择和氮肥施用目标。

关键词: 长江中游, 稻茬小麦, 施氮量, 籽粒产量, 弱筋

Abstract: Weak-gluten wheat production prioritizes reduced grain protein content and wet gluten content as quality targets, creating a yield-quality trade-off under nitrogen (N) fertilization. We conducted a two-year field experiment in the rice stubble wheat system of the middle Yangtze River basin to evaluate the effects of six N application rates (0, 45, 90, 135, 180, and 225 kg·hm^-2) on four wheat cultivars (Chuanmai 104, Mianmai 367, Shumai 1671, and Xikemai 8). The results showed that compared to annual variations and cultivar differences, N application exerted stronger influence on spike number per unit area (SA), kernels per spike (KS), SPAD value of penultimate leaf, nitrogen partial factor productivity (PFP_N), protein content, and wet gluten content. Increasing N rates enhanced grain yield, SA, KS, and SPAD value of the upper two leaves (SPADS), and reduced 1000-kernel weight and PFP_N. Agricultural nitrogen use efficiency (AFUE_N) peaked at 90 kg N·hm^-2, whereas protein content and wet gluten content reached minima at 45 kg·hm^-2 before rising with higher N inputs. Yield for any cultivar was not significantly increased in both years when N exceeded 180 kg·hm^-2. Mianmai 367 consistently met weak-gluten quality standards (protein content <12.0%, wet gluten content <24.0%) at N rates ≤135 kg·hm^-2 across both years, achieving grain yield of 6030 kg·hm^-2. Chuanmai 104, Shumai 1671, and Xikemai 8 required stricter N limitations (≤90 kg·hm^-2), with a yield of 5550, 5397, and 5066 kg·hm^-2 respectively. Grain yield showed significant positive correlations with SA and KS, while protein content was positively correlated with SPADS. In summary, the optimal N application range to synchronize yield and weak-gluten quality was 90-135 kg·hm^-2, with Mianmai 367 as the most suitable cultivar. Enhancing spike number per unit area and kernels per spike while reducing SPADS should guide cultivar selection and N management for weak-gluten wheat production.

Key words: the middle reaches of the Yangtze River, wheat in rice stubble, nitrogen application rate, grain yield, weak-gluten

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Effect of nitrogen application rate on the production of weak-gluten wheat in rice stubble system

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