孫文彥，尹紅娟，田昌玉，徐久凱，趙秉強(qiáng)，唐繼偉

（1中國(guó)農(nóng)科院德州實(shí)驗(yàn)站，山東 德州 253015；2東營(yíng)市農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東 東營(yíng) 257091；3東營(yíng)市技師學(xué)院，山東 東營(yíng) 257091）

0 引言

黃淮冬麥區(qū)的小麥品質(zhì)普遍存在總體質(zhì)量不高，尤其在加工適應(yīng)性方面較差的問(wèn)題[1]。氮肥是小麥產(chǎn)量和品質(zhì)形成中容易調(diào)控的栽培措施[2]，不合理施肥不僅浪費(fèi)資源而且產(chǎn)生了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題[3]，合理施氮是實(shí)現(xiàn)小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效生態(tài)安全的必要前提。

氮素在小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的形成過(guò)程中起著極為重要的關(guān)鍵性作用。大量研究表明，增加氮肥施用有利于增加小麥子粒蛋白質(zhì)含量和加工品質(zhì)。在一定范圍內(nèi)，施氮量越高，小麥產(chǎn)量和子粒蛋白協(xié)同提高，小麥子粒蛋白質(zhì)含量、干濕面筋含量、沉淀值、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間以及面團(tuán)拉力等品質(zhì)指標(biāo)表現(xiàn)越好，施氮量150～300 kg/hm2可實(shí)現(xiàn)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的同步提升[4]，施氮量240 kg/hm2左右可以獲得高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的最佳組合[5-6]。過(guò)量施氮雖然仍可以增加子粒蛋白含量，但是并不能持續(xù)顯著的提高產(chǎn)量[7-8]，當(dāng)施氮量超過(guò)225 kg/hm2后，氮素的調(diào)節(jié)效應(yīng)減弱，中強(qiáng)筋品種甚至出現(xiàn)負(fù)效應(yīng)[9]。對(duì)于不同品質(zhì)類型小麥而言，無(wú)論是強(qiáng)筋小麥品種還是中筋小麥品種，子粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量隨施氮量的增加逐漸提高，施氮量270 kg/hm2時(shí)達(dá)到最大值，增加到360 kg/hm2時(shí)子粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量均有所降低[10]。關(guān)于有機(jī)肥對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的研究表明，一般而言，在總施氮量相等的情況下，有機(jī)肥對(duì)小麥品質(zhì)的效應(yīng)小于化肥[11-12]。而也有研究認(rèn)為施氮225 kg/hm2條件下，施用雞糞、豬糞對(duì)小麥各品質(zhì)指標(biāo)的提升作用與化肥效果相當(dāng)，且明顯優(yōu)于牛糞[13]。

雖然大量研究揭示了氮肥在改善小麥品質(zhì)中的重要作用，但現(xiàn)有報(bào)道中有關(guān)有機(jī)肥氮和化肥氮定量施用對(duì)小麥子粒品質(zhì)的相關(guān)研究較少，尤其是對(duì)于優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥品種的關(guān)注不多，且大多數(shù)試驗(yàn)的氮肥施用量?jī)H僅限定在300 kg N/hm2以下，更高水平的施氮量下品質(zhì)表現(xiàn)如何，有機(jī)肥氮和化肥氮的表現(xiàn)如何，缺少相關(guān)研究。本研究利用豬糞氮、化肥氮不同用量（分別為0、60、120、180、240、300、360、420、500、600 kg/hm2）定位試驗(yàn)，明確不同用量有機(jī)肥與化肥對(duì)小麥品質(zhì)的影響，確定不同類型氮肥的最適用量范圍，并依此來(lái)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

長(zhǎng)期定位試驗(yàn)于2006 年10 月開始在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院德州實(shí)驗(yàn)站陵縣基地進(jìn)行。有機(jī)肥和化肥均設(shè)置10 個(gè)N 水平：每季作物0、60、120、180、240、300、360、420、500、600 kg/hm2，共計(jì)19 個(gè)處理（共用1 個(gè)不施氮處理CK）。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，共57 個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積5 m×5 m。種植制度為冬小麥—夏玉米一年兩熟制，2006年10月—2009年6月小麥品種為優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥品種‘煙農(nóng)19’，2009年10月至今小麥品種為‘濟(jì)麥22’。試驗(yàn)田間日常管理參考當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣，采用常規(guī)栽培模式。

有機(jī)肥用量由施肥前測(cè)定的含水量和全氮含量折算，2006年10月至2009年6月施用的有機(jī)肥為風(fēng)干豬糞，含水量11.2%，全氮含量(N) 1.85%，磷含量(P2O5)1.27%，鉀含量(K2O)1.52%，粉碎后混合均勻，于小麥、玉米播種前作基肥施入，2009年10月以后有機(jī)肥為鮮牛糞?；侍幚碇?，小麥季100%的磷鉀肥和50%的氮肥做基肥，50%氮肥在小麥拔節(jié)期追施?；侍幚淼牧租浄释度肓颗c同一氮水平有機(jī)肥處理有機(jī)肥帶入的磷鉀量相等，氮肥為尿素(N 46.4%)，磷肥為磷酸二銨(N18%、P2O546%)，鉀肥為硫酸鉀(K2O 50%)。

1.2 樣品采集及測(cè)定

2009年6月小麥成熟后，各小區(qū)全部人工收割，風(fēng)干脫粒稱重計(jì)算產(chǎn)量，貯藏后熟3 個(gè)月后測(cè)定各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)，子粒蛋白質(zhì)含量采用瑞典FOSSl 24 近紅外(NIR)谷物品質(zhì)分析儀測(cè)定（ICC標(biāo)準(zhǔn)NO.202）；容重按GB5498—1985 測(cè)定；千粒重按GB5519—2008 測(cè)定；子粒硬度GB/T21304—2007；濕面筋含量采用瑞典波通公司面筋分析儀測(cè)定（LS/T6102—1995進(jìn)行）；沉降值采用GB/T15685—1995；降落數(shù)值采用瑞典波通1900 型降落數(shù)值儀(GB/T 10361-2)；粉質(zhì)參數(shù)采用德國(guó)布拉本德粉質(zhì)儀測(cè)定（參照ICC，No.115 和GB/T 14614—2006）；拉伸參數(shù)采用德國(guó)布拉本德拉伸儀測(cè)定（參照ICC標(biāo)準(zhǔn)No.114和GB/T14615—2006）。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2007 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和作圖，用SAS V8統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行相關(guān)性分析和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥產(chǎn)量

由圖1可知，連續(xù)3年不施肥后，小麥子粒產(chǎn)量?jī)H為2616 kg/hm2。同一施氮量條件下豬糞氮和化肥氮之間比較，豬糞氮60、120、500 kg/hm2處理的子粒產(chǎn)量小于化肥氮，豬糞氮180、240、360、420 kg/hm2處理的產(chǎn)量大于化肥氮，豬糞氮300 kg/hm2和600 kg/hm2處理的產(chǎn)量與化肥氮差別不大。施用豬糞氮各處理間比較，360 kg/hm2的子粒產(chǎn)量最大，為7463 kg/hm2。在施氮量0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，子粒產(chǎn)量y與豬糞氮用量x的關(guān)系可以表示為y=-0.0276x2+22.545x+2759.2，R2=0.944；施用化肥氮各處理間比較，600 kg/hm2的子粒產(chǎn)量最大，為6898 kg/hm2，但與300 kg/hm2處理的差異不大(6816 kg/hm2)，子粒產(chǎn)量y與化肥氮x的關(guān)系可以表示為y=-0.0187x2+16.753x+3235.8，R2=0.9193。

圖1 不同用量化肥氮和豬糞氮對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

2.2 品質(zhì)指標(biāo)

2.2.1 千粒重、容重、硬度指數(shù)、降落數(shù)值 由圖2可知，不施氮處理的千粒重為48.9 g。同一施氮量條件下豬糞氮和化肥氮之間比較，施氮量120、180、360 kg/hm2時(shí)，豬糞氮處理的千粒重高于化肥氮，300、420、500、600 kg/hm2時(shí)，豬糞氮處理的千粒重低于化肥氮，60、240 kg/hm2時(shí)，豬糞氮處理的千粒重與化肥氮相同。在施氮量0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，千粒重y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=-0.0117x+48.291，R2=0.7123；與化肥氮用量x的關(guān)系為y=-0.0055x+47.342，R2=0.3607。

圖2 不同用量化肥氮和豬糞氮對(duì)千粒重、容重、硬度指數(shù)、降落數(shù)值的影響

不施氮處理的容重821.6 g/L。施氮量60、120、180、300、420、500、600 kg/hm2，豬糞氮處理的容重低于化肥氮，施氮量240、360 kg/hm2，豬糞氮處理的容重高于化肥氮。在施氮量0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，容重y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=-0.0136x+823.94，R2=0.1325；與化肥氮用量x的關(guān)系為y=0.0054x+823.91，R2=0.2005。

不施氮處理的硬度指數(shù)為60.7。施氮量60、120、180、600 kg/hm2時(shí)，豬糞氮處理硬度指數(shù)低于化肥氮，240、300、420 kg/hm2時(shí)，豬糞氮處理的硬度指數(shù)大于化肥氮，施氮量360、500 kg/hm2時(shí)，豬糞氮和化肥氮處理的硬度指數(shù)相同。在施氮量0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，子粒硬度指數(shù)y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=-0.00002x2+0.0146x+61.184，R2=0.6659；與化肥氮用量x的關(guān)系為y=-0.00001x2+0.0068x+61.946，R2=0.2051。

不施氮處理的降落數(shù)值為411.3 s。除180 kg/hm2處理時(shí)，豬糞氮處理的降落數(shù)值比化肥氮略高外，其他豬糞氮處理的降落數(shù)值均高于化肥氮。在施氮量0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，降落數(shù)值y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=0.079x+428.88，R2=0.6836。與化肥氮用量x的關(guān)系為y=-0.0003x2+0.1962x+410.45，R2=0.5761。

2.2.2 粗蛋白、沉降值、濕面筋、面筋指數(shù) 由圖3可知，不施氮處理的粗蛋白質(zhì)為11.4%。同一施氮量條件下豬糞氮和化肥氮之間比較，60 kg/hm2豬糞氮處理和化肥氮處理的粗蛋白質(zhì)含量相同，施氮量120、180、240、300、360、420 kg/hm2豬糞氮處理粗蛋白含量低于化肥氮處理，施氮量500、600 kg/hm2時(shí)，豬糞氮處理粗蛋白含量大于化肥氮。在施氮量0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，粗蛋白含量y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=0.0067x+11.297，R2=0.9589；粗蛋白含量y與化肥氮用量x的關(guān)系為y=-0.00001x2+0.0146x+11.163，R2=0.9677。

圖3 不同用量化肥氮和豬糞氮對(duì)粗蛋白、沉降值、濕面筋和面筋指數(shù)的影響

不施氮處理的沉降值為59.3 mL。施氮量60、120、180、240、500 kg/hm2，豬糞氮處理的沉降值低于化肥氮，施氮量300、360、420、600 kg/hm2，豬糞氮處理的沉降值高于化肥氮。在0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，沉降值y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=0.0126x+59.25，R2=0.8105；與化肥氮用量x的關(guān)系為：y=0.0072x+60.618，R2=0.4325。

不施氮處理的濕面筋為23.7%。施氮量60 kg/hm2，豬糞氮和化肥氮處理的濕面筋含量一樣，施氮量120、180、240、300、360、420 kg/hm2，豬糞氮處理濕面筋含量低于化肥氮處理，施氮量500 和600 kg/hm2時(shí)，豬糞氮處理濕面筋含量大于化肥氮。在0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，濕面筋含量y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=0.0184x+23.72，R2=0.9519；與化肥氮用量x的關(guān)系：y=-0.00004x2+0.0399x+23.281，R2=0.9593。

不施氮處理的面筋指數(shù)為72.6%。除卻施氮量300、600 kg/hm2，豬糞氮處理的面筋指數(shù)小于化肥氮處理外，其他氮量處理(0、60、120、180、240、360、420、500 kg/hm2)，豬糞氮處理的面筋指數(shù)大于化肥氮處理。在0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，面筋指數(shù)y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=-0.0031x+81.481，R2=0.0069；與化肥氮用量x的關(guān)系為y=-0.004x+77.202，R2=0.0141。

2.2.3 吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù) 由圖4 可知，不施氮處理的吸水率為62.3%。同一施氮量條件下豬糞氮和化肥氮之間比較，除卻360、600 kg/hm2時(shí)，豬糞氮處理的吸水率高于化肥氮處理外，其他氮量處理(0、60、120、180、240、300、420、500 kg/hm2)，均是豬糞氮處理小于化肥氮。在0～600kg/hm2范圍內(nèi)，吸水率y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=-0.0004x+62.538，R2=0.1066；與化肥氮用量x的關(guān)系為y=-0.00001x2+0.0045x+62.508，R2=0.5061。

圖4 不同用量化肥氮和豬糞氮對(duì)吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)的影響

不施氮處理的形成時(shí)間為3.0 min。施氮量60 kg/hm2時(shí)，豬糞氮和化肥氮處理的形成時(shí)間差別不大，施氮量120、180、240 kg/hm2時(shí)，豬糞氮處理的形成時(shí)間小于化肥氮處理，而施氮量300、360、420、500、600 kg/hm2時(shí)，豬糞氮處理的形成時(shí)間大于化肥氮處理。在0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，形成時(shí)間y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=0.0266x+0.6693，R2=0.727；與化肥氮用量x的關(guān)系為：y=0.0132x+2.2036，R2=0.6137。

不施氮處理的穩(wěn)定時(shí)間為5.7 min。除施氮量120、180 kg/hm2的穩(wěn)定時(shí)間豬糞氮處理小于化肥氮處理外，其他氮量處理(60、240、300、360、420、500、600 kg/hm2)豬糞氮處理的穩(wěn)定時(shí)間大于化肥氮處理。在0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，穩(wěn)定時(shí)間y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=-0.00007x2+0.0761x+2.3123，R2=0.8072；與化肥氮用量x的關(guān)系為y=0.00005x2+0.0532x+4.3109，R2=0.7494。

不施氮處理弱化度為39.0。施氮量360、600 kg/hm2處理時(shí)，豬糞氮和化肥氮處理的弱化度差別不大，施氮量120、180 kg/hm2時(shí)豬糞氮處理的弱化度大于化肥氮，其他氮量處理(60、240、300、420、500 kg/hm2)時(shí)，豬糞氮處理的弱化度小于化肥氮處理。在0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，弱化度y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=-0.0577x+36.785，R2=0.7334；與化肥氮用量x的關(guān)系為y=-0.0449x+34.806，R2=0.6082。

不施氮處理的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)81.0。施氮量120、180 kg/hm2時(shí)，豬糞氮處理的質(zhì)量指數(shù)小于化肥氮處理，其他氮量處理時(shí)均是豬糞氮的質(zhì)量指數(shù)大于化肥氮。在0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，質(zhì)量指數(shù)y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=-0.0006x2+0.7402x+49.067，R2=0.8082；與化肥氮用量x的關(guān)系為：y=-0.0006x2+0.5821x+71.544，R2=0.6283。

2.2.4 拉伸阻力、延伸度和拉伸面積 由圖5可知，不施氮處理的50 mm 拉伸阻力為348.0。同一施氮量條件下豬糞氮和化肥氮之間比較，豬糞氮60、180、300 kg/hm2處理50 mm拉伸阻力小于化肥氮，其他施肥處理(120、240、360、420、500、600 kg/hm2)處理的50 mm拉伸阻力大于化肥氮處理。在0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，50 mm 拉伸阻力y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=0.0817x+343.22，R2=0.1978；與化肥氮用量x的關(guān)系為：y=-0.0351x+360.45，R2=0.0359。

圖5 不同用量化肥氮和豬糞氮對(duì)面團(tuán)拉伸阻力、延伸度和拉伸面積的影響

不施氮處理的最大拉伸阻力為421.0。豬糞氮60、120、300 kg/hm2處理的最大拉伸阻力小于化肥氮，施氮量180 kg/hm2時(shí)，豬糞氮和化肥氮差別不大，施氮量240、360、420、500、600 kg/hm2處理時(shí)，豬糞氮的處理大于化肥氮。在0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，最大拉伸阻力y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=0.2013x+407.04，R2=0.6501；與化肥氮用量x的關(guān)系為：y=0.0569x+433.46，R2=0.0752。

不施氮處理的延伸度為129.7 mm。豬糞氮60、180、240、300 kg/hm2處理的延伸度大于化肥氮，豬糞氮處理120、360、420、500、600 kg/hm2的延伸度小于化肥氮。在0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，延伸度y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=0.0137x+126.59，R2=0.139；與化肥氮x的關(guān)系為：y=0.0251x+125.31，R2=0.3413。

不施氮處理的拉伸面積為71.7 cm2。豬糞氮60、120、300、360、420 kg/hm2處理的拉伸面積小于化肥氮，豬糞氮180、240、500、600 kg/hm2處理的拉伸面積大于化肥氮。在0～600 kg/hm2范圍內(nèi)，拉伸面積y與豬糞氮用量x的關(guān)系為y=0.038x+68.439，R2=0.784；與化肥氮x的關(guān)系為：y=0.0243x+71.335，R2=0.4306。

2.3 品質(zhì)指標(biāo)間及其與施氮量的相關(guān)性

表1可知，17個(gè)指標(biāo)間共有68對(duì)指標(biāo)高度相關(guān)，且達(dá)到了顯著水平。與粗蛋白質(zhì)高度相關(guān)的有11個(gè)，分別是濕面筋、沉降值、千粒重、降落數(shù)值、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)、最大拉伸阻力、延伸度、拉伸面積；而硬度指數(shù)、容重、面筋指數(shù)、吸水率、50 mm 拉伸阻力5 個(gè)指標(biāo)與蛋白質(zhì)含量相關(guān)性不顯著。與蛋白質(zhì)含量高度相關(guān)的指標(biāo)也與濕面筋含量顯著相關(guān)。除卻延伸度與沉降值相關(guān)性不顯著外，與蛋白質(zhì)和濕面筋顯著相關(guān)的其他10 個(gè)指標(biāo)也與沉降值高度相關(guān)；而面筋指數(shù)與其他品質(zhì)指標(biāo)均相關(guān)性不顯著。子粒硬度指數(shù)與其他指標(biāo)均不相關(guān)，容重僅與千粒重和形成時(shí)間顯著性相關(guān)。而千粒重與面筋指數(shù)、硬度指數(shù)、吸水率、50 mm拉伸阻力、延伸度不相關(guān)，其他11 個(gè)指標(biāo)均與千粒重顯著相關(guān)。降落數(shù)值與面筋指數(shù)、硬度指數(shù)、容重、吸水率、延伸度不相關(guān)，其他11個(gè)指標(biāo)與降落數(shù)值顯著相關(guān)。粉質(zhì)儀測(cè)定的品質(zhì)指標(biāo)中，吸水率僅與穩(wěn)定時(shí)間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)這2 個(gè)指標(biāo)顯著相關(guān)，與形成時(shí)間高度相關(guān)的有11 個(gè)指標(biāo)，與穩(wěn)定時(shí)間、弱化度以及粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)高度相關(guān)的有12個(gè)指標(biāo)。拉伸儀測(cè)定的各項(xiàng)指標(biāo)中，50 mm 拉伸阻力僅與降落數(shù)值、最大拉伸阻力、延伸度3 個(gè)指標(biāo)高度相關(guān)，與延伸度高度相關(guān)的指標(biāo)有7個(gè)，與最大拉伸阻力和拉伸面積高度相關(guān)的均有11個(gè)指標(biāo)。

由表2可知，粗蛋白，濕面筋，沉降值、千粒重、降落數(shù)值、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)、最大拉伸阻力和拉伸面積與豬糞氮量間相關(guān)性達(dá)顯著水平，且相互之間存在顯著的相關(guān)性（表1），而面筋指數(shù)、硬度指數(shù)、容重，吸水率，50 mm拉伸阻力和延伸度與豬糞氮量間無(wú)顯著相關(guān)性，且這些指標(biāo)與其他大部分品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性不顯著（表1）。除卻降落數(shù)值與化肥氮相關(guān)性不顯著外（圖5），其他品質(zhì)指標(biāo)與化肥氮間的相關(guān)性表現(xiàn)與豬糞氮一致。

表1 不同用量化肥氮和豬糞氮處理品質(zhì)指標(biāo)間相關(guān)性

表2 品質(zhì)指標(biāo)與不同類型施氮量間的相關(guān)性

2.4 品質(zhì)指標(biāo)的聚類分析

以不同氮肥類型和用量處理的小麥子粒17 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)依據(jù)，使用類平均數(shù)法對(duì)19個(gè)氮肥處理進(jìn)行系統(tǒng)聚類，結(jié)果如圖6 所示，在馬氏距離1.0 時(shí)可以將19個(gè)處理分成2類。第一類，豬糞氮＜240 kg/hm2，化肥氮＜180 kg/hm2的6 個(gè)處理：CK、Org60，Org120，Org180 和Inorg60，Inorg120。大部分品質(zhì)指標(biāo)較差（圖1～5），而且產(chǎn)量較低，在2616～6334 kg/hm2之間，平均產(chǎn)量4652 kg/hm2，為低產(chǎn)低質(zhì)類型。

圖6 不同氮肥處理的聚類分析

第二類，豬糞氮≥240 kg/hm2，化肥氮≥180 kg/hm2的13 個(gè)處理，各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)表現(xiàn)好，產(chǎn)量高，在5834～7463 kg/hm2之間，平均產(chǎn)量6695 kg/hm2，為高產(chǎn)高質(zhì)類型。由聚類分析結(jié)果可知，豬糞氮施用量不少于240 kg/hm2，化肥氮施用量不少于180 kg/hm2時(shí)，小麥產(chǎn)量和品質(zhì)均處于好的水平。

3 討論

3.1 有機(jī)肥與化肥對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

一些長(zhǎng)期定位試驗(yàn)表明，試驗(yàn)開始的前幾年，化肥處理的作物產(chǎn)量明顯高于有機(jī)肥處理，試驗(yàn)持續(xù)10多年后，有機(jī)肥處理的作物產(chǎn)量可以達(dá)到或超過(guò)化肥處理[14-17]，而本試驗(yàn)用風(fēng)干粉碎的豬糞作為有機(jī)氮源，其產(chǎn)量效應(yīng)與化肥氮無(wú)顯著差異。大量研究表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥對(duì)作物產(chǎn)量的效應(yīng)主要取決于供肥特性[18-19]，其中供氮特性最為關(guān)鍵，影響供氮特性的肥料種類和氮肥用量對(duì)作物產(chǎn)量的提升效應(yīng)均有不同程度的影響，對(duì)于有機(jī)肥來(lái)說(shuō)，其腐解程度直接影響有機(jī)肥中速效養(yǎng)分的含量以及施入土壤后的礦化分解速率。在相同的施氮量條件下，本身速效養(yǎng)分含量高，礦化分解速率快的有機(jī)肥供氮特性更類似于化肥[20]。本試驗(yàn)中，雖然風(fēng)干豬糞有機(jī)氮養(yǎng)分濃度較化肥低，但是等氮量施用條件下用量大，且經(jīng)過(guò)粉碎后施入土壤又經(jīng)過(guò)旋耕，與土壤接觸充分且均勻，不但可以迅速提高土壤中主要養(yǎng)分的濃度，滿足作物生長(zhǎng)需求，而且會(huì)帶入額外的中微量元素，營(yíng)養(yǎng)成分更全面，施用豬糞后兼具有機(jī)肥的培肥作用，能改善土壤的物理化學(xué)性質(zhì)[19,21]，所以本試驗(yàn)各個(gè)施氮水平的豬糞處理均達(dá)到了與等氮量化肥處理一樣的產(chǎn)量水平，而在本長(zhǎng)期定位試驗(yàn)的供試有機(jī)肥種類換成牛糞后，牛糞氮的產(chǎn)量效應(yīng)低于化肥氮[22]。

3.2 有機(jī)肥與化肥對(duì)小麥品質(zhì)的影響

大量文章在氮肥不同用量、不同施用時(shí)期、不同施用方法對(duì)小麥品質(zhì)的影響方面進(jìn)行了報(bào)道。一般而言，化肥氮施用量0～240 kg/hm2范圍內(nèi)，施氮量越高，小麥子粒蛋白含量，面團(tuán)和面粉等多數(shù)品質(zhì)指標(biāo)表現(xiàn)越優(yōu)。氮素施用量再增大會(huì)導(dǎo)致單位化肥氮在提質(zhì)增產(chǎn)方面的效益顯著降低[23-25]。有研究認(rèn)為，牛糞氮對(duì)小麥品質(zhì)的影響小于化肥氮[11-13]，而雞糞和豬糞對(duì)小麥品質(zhì)的效應(yīng)與化肥效應(yīng)相當(dāng)[13]，這是因?yàn)椴煌N類有機(jī)肥對(duì)小麥品質(zhì)的影響取決于其在小麥生育期內(nèi)的供氮狀況。施用牛糞后供應(yīng)速效氮水平顯著的低于化肥的速效氮供應(yīng)水平，對(duì)小麥品質(zhì)的作用遠(yuǎn)小于化肥。而施用雞糞和豬糞這兩類有機(jī)肥后，在小麥生育期內(nèi)提供的速效氮水平較高，對(duì)小麥品質(zhì)的影響與化肥效果相近。本試驗(yàn)結(jié)果也表明，粗蛋白，濕面筋，沉降值、千粒重、降落數(shù)值、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)、最大拉伸阻力和拉伸面積與牛糞氮和化肥氮用量間相關(guān)性均達(dá)顯著水平。而面筋指數(shù)、硬度指數(shù)、容重，吸水率，50 mm拉伸阻力和延伸度與氮肥用量間相關(guān)性不顯著，這其中的硬度指數(shù)與化肥氮和豬糞氮均為二次曲線關(guān)系，降落數(shù)值與化肥氮呈二次曲線關(guān)系，與豬糞氮呈線性正相關(guān)，容重隨施氮量增加無(wú)顯著變化（圖2）；面筋指數(shù)隨施氮量的增加有降低的趨勢(shì)（圖3）；吸水率雖然與化肥氮呈二次曲線關(guān)系，但是隨豬糞氮量增加變化不明顯（圖4）；50 mm 拉伸阻力隨施氮量增加變化不明顯，延伸度隨施氮量增加有升高的趨勢(shì)（圖5）?？梢酝茰y(cè)不同施氮量會(huì)通過(guò)顯著影響子粒蛋白含量，進(jìn)而影響到與蛋白質(zhì)含量顯著相關(guān)的各個(gè)品質(zhì)指標(biāo)；而與蛋白質(zhì)含量相關(guān)性不強(qiáng)的品質(zhì)指標(biāo)，如硬度指數(shù)、容重等受施氮量的影響不大。

3.3 品質(zhì)指標(biāo)的多元統(tǒng)計(jì)分析

用來(lái)表征小麥子粒品質(zhì)的指標(biāo)有很多，且多數(shù)指標(biāo)間存在復(fù)雜的相互聯(lián)系，本試驗(yàn)各指標(biāo)間的相關(guān)性分析表明，17 個(gè)指標(biāo)間共有68 對(duì)指標(biāo)高度相關(guān)，與其他品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性顯著達(dá)10個(gè)以上的指標(biāo)有11個(gè)，分別為粗蛋白、濕面筋、沉降值、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)、最大拉伸阻力、拉伸面積、千粒重、降落數(shù)值。這些指標(biāo)間直接進(jìn)行簡(jiǎn)單比較不能更好的揭示不同氮肥種類和用量對(duì)小麥品質(zhì)影響的規(guī)律。聚類分析作為一種綜合分析方法，能夠在多個(gè)對(duì)象和多個(gè)指標(biāo)互相關(guān)聯(lián)的情況下分析它們的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，可以作為綜合分析評(píng)價(jià)小麥品質(zhì)指標(biāo)的重要方法[26]。本試驗(yàn)通過(guò)聚類分析，將19個(gè)氮肥處理分為低產(chǎn)低質(zhì)和高產(chǎn)高質(zhì)兩個(gè)類型。結(jié)果表明，豬糞氮施用量不少于240 kg/hm2，化肥氮施用量不少于180 kg/hm2時(shí)，小麥產(chǎn)量和品質(zhì)均處于好的水平，再增加施氮量并未顯著的提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì)。由此可知，科學(xué)合理的選用氮肥種類和施氮量才能達(dá)到綜合改善產(chǎn)量和子粒品質(zhì)的目的。

4 結(jié)論

小麥產(chǎn)量、粗蛋白、濕面筋、沉降值、千粒重、降落數(shù)值、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)、最大拉伸阻力和拉伸面積與豬糞氮和化肥氮施用量間有顯著的相關(guān)性。施用豬糞和化肥均可顯著提高小麥產(chǎn)量和品質(zhì)，且兩者提升作用相當(dāng)。豬糞氮施用量240 kg/hm2，化肥氮施用量180 kg/hm2時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的協(xié)同提高，過(guò)量施用化肥氮或豬糞氮對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的提升作用不明顯。