灌溉条件下大麦氮素管理：历史与现代品种的产量与品质优化研究

这篇研究通过2015-2019年在美国爱达荷州蛇河平原的田间试验，系统评估了6个麦芽大麦品种（含历史与现代品种）对氮素供应（N-supply）的响应。研究采用线性平台（LP）和二次平台（QP）模型确定关键氮供应量（CNS），发现现代品种在110-170 kg N ha?1的CNS范围内较历史品种增产10%-20%，且籽粒蛋白含量（≤128 g kg?1）和饱满度（>90%）均符合麦芽工业标准。成果为半干旱灌溉区大麦生产的氮肥减施（较现行推荐量降低25%）提供了科学依据，潜在年节省氮肥成本800-1400万美元。

　　

摘要

大麦（Hordeum vulgare L.）是美国麦芽酿造的主要谷物，爱达荷州占全国产量的40%以上。研究通过2015-2019年田间试验，比较了历史品种（Klages、Harrington）与现代品种（Moravian 69、Voyager、Gemcraft等）对氮素供应的响应。结果表明，现代品种在关键氮供应量（CNS）下的产量较历史品种高10%-20%，且籽粒蛋白含量稳定低于麦芽工业阈值（128 g kg^?1）。

材料与方法

试验设计：在蛇河平原17个试验点采用随机区组设计（RCBD），测试6个氮水平（0-224 kg N ha^?1）。土壤无机氮（NO₃-N + NH₄-N）通过2 M KCl提取测定。

品种选择：涵盖历史品种（如1973年育成的Klages）和现代品种（如专为精酿啤酒培育的Gemcraft）。

数据分析：采用线性平台（LP）和二次平台（QP）模型确定CNS，并分析籽粒蛋白与饱满度的响应。

结果与讨论

氮素响应差异：Klages的CNS最低（110 kg N ha^?1），但现代品种在141-170 kg N ha^?1的CNS下产量更高（8929 kg ha^?1）。

品质调控：氮素增加导致籽粒蛋白上升（斜率0.134 g kg^?1 per kg N ha^?1，Klages最敏感），但所有品种在CNS下的蛋白均低于阈值。

经济意义：按当前种植面积计算，优化氮肥用量可年节省800-1400万美元，占生产成本的7%-11%。

结论

现代品种通过育种和农艺协同优化实现了产量与品质的双重提升。研究支持将氮肥推荐量从235 kg N ha^?1降至141-170 kg N ha^?1，为可持续麦芽大麦生产提供了实践指导。