氮素對中筋小麥產(chǎn)量及淀粉合成特性的影響揚州大學(xué)

1、氮素對中筋小麥產(chǎn)量及淀粉合成特性的影響姓名：唐瑭 導(dǎo)師：梁建生單位：揚州大學(xué)農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)系 專業(yè)：植物學(xué)淀粉是小麥籽粒中的重要組分，約占粒重的6080，它與蛋白質(zhì)含量的多寡共同決定著產(chǎn)量的高低和品質(zhì)的優(yōu)劣。小麥品質(zhì)與直鏈淀粉含量、淀粉的糊化特性、蛋白質(zhì)含量、面筋強度等多方面有關(guān)。近年來研究表明，小麥籽粒直鏈淀粉含量、直/支比、支鏈淀粉結(jié)構(gòu)、顆粒性狀、膨脹特性和淀粉脂等性狀對饅頭、面條和面包品質(zhì)均影響1，2，3、4，5,，直鏈淀粉含量過高的有面粉制成的饅頭體積小、韌性差，制成的面條易拉斷；直鏈淀粉含量適中或偏低時，制成的饅頭和面條具有較好的韌性和食用品質(zhì)且。因而，加工饅頭和面條用小麥品種的總淀粉含

2、量不宜過高，直鏈淀粉含量應(yīng)偏低或中等，支鏈淀粉含量應(yīng)相對較高，選擇加工面條和饅頭的品種時，應(yīng)注意對總淀粉含量及其組分含量的要求6，7，8,。淀粉糊化特性是反映淀粉品質(zhì)的重要指標(biāo)，它不僅與淀粉直/支比例有關(guān)，而且對面條等食品的食用品質(zhì)有重要影響。利用粘度速測儀RVA測定淀粉糊化特性，國內(nèi)外一些研究表明，淀粉粘度值與面條品質(zhì)高度正相關(guān)，一般峰值粘度越高，面條品質(zhì)越好(（光滑、有彈性、有咬勁）。吳殿星等利用 RVA 分析研究水稻淀粉粘滯特性，依反彈值（setback,最終粘度-低谷粘度）可有效區(qū)分品種表觀直鏈淀粉含量（ACC）的高低，低ACC品種的反彈值一般為負(fù)值，中等或高ACC品種的反彈值為正值。

3、本試驗利用優(yōu)質(zhì)中筋小麥揚麥10號，通過氮素運籌等栽培措施處理，研究中筋小麥的產(chǎn)量形成特性、籽粒中淀粉含量以及小麥面粉的粘度特性及其與淀粉直/支比例的關(guān)系，以期了解氮素運籌對中筋小麥產(chǎn)量形成和淀粉合成調(diào)控的效應(yīng)，旨在為專用小麥優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效栽培提供措施依據(jù)。1.材料與方法試驗于20002001年在揚州大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物栽培生理重點實驗室試驗場進行, 土壤肥力水平為水解N 42.32 mg/kg，速效P2O5 42.23 mg/kg,速效K2O 114.47 mg/kg,土壤有機質(zhì)1.362%。試驗田前茬為水稻。供試品種為優(yōu)質(zhì)中筋小麥揚麥10號。1.1 試驗設(shè)計采用二因素裂區(qū)設(shè)計，氮肥施用量為主區(qū)，

4、設(shè)純氮180kg/ha和純氮240kg/ha二個水平；氮肥運籌方式為裂區(qū)，設(shè)基肥：平衡肥：倒3葉肥：劍葉肥5:1:2:2、3:1:3:3，基肥：平衡肥：倒2葉肥5:1:4、7:1:2，基肥：平衡肥9:1五個水平，基肥于播種前施用，平衡肥于返青期施用，倒3葉肥于葉齡余數(shù)時施用，倒2葉肥于葉齡余數(shù)時施用，劍葉肥于葉齡余數(shù)時施用。磷（P2O5）、鉀（K2O）肥施用量均為108kg/ha，磷、鉀肥50基施，50于葉齡余數(shù)時追施。共10個處理。小區(qū)面積為×3，重復(fù)三次。11月2 日播種，密度150萬公頃，行距30cm，人工條播。1.2 測定項目和方法1.2.1 葉面積與干重1.2.2 強勢粒灌

5、漿動態(tài)1.2.3 籽粒淀粉含量測定1.2.4 淀粉粘度測定利用 Newport快速粘度儀Super3（RVA，澳大利亞新港公司）。測定模式選用標(biāo)準(zhǔn)方法1和標(biāo)準(zhǔn)分析方法1。樣品用量為面粉（14.0%含水量），放入測定鋁筒中，加入蒸餾水25ml，用塑料攪拌槳手工攪拌810次，然后置于RVA中。最初10s以960r/min攪拌以使面粉形成一致的面粉懸浮液，再以160r/min的速度旋轉(zhuǎn)至測定結(jié)束。RVA初始溫度為50保持1min，然后以12/min提高到95，在95保持，再以12/min降至50，在50保持2min，每樣品測定時間為13min。整個測定過程的溫度和轉(zhuǎn)速由Thormocline for

6、 windows version 2.1 軟件控制。RVA參數(shù)包括峰值粘度（peak viscosity，PV），即溫度達(dá)到95時的最高粘度；低谷粘度（through viscosity，TV），即溫度為95時的最低粘度；稀懈值（breakdown，BD），即峰值粘度與低谷粘度之差；最終粘度（final viscosity，F(xiàn)V），即溫度冷卻至50時的最高粘度；反彈值（setback，SB），即最終粘度與低谷粘度的差值；峰值時間（peak time，PT），粘度達(dá)到峰值所需的時間等。成熟期考種計產(chǎn)成熟期取樣考查大田穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重，各小區(qū)取3m2收獲計產(chǎn)。1.3 數(shù)據(jù)分析方法本文數(shù)據(jù)均在E

7、xcel、SAS中進行數(shù)據(jù)的計算、繪圖與統(tǒng)計2、結(jié)果與分析2.1 氮素對中筋小麥產(chǎn)量形成的調(diào)控效應(yīng)2.1.1 產(chǎn)量及其結(jié)構(gòu)由表1可見，理論產(chǎn)量以180kg/ha施氮量、氮肥運籌3：1：3：1處理最高，8675.85kg/ha，180kg/ha施氮量、氮肥運籌9：1處理最低，7098.00kg/ha。理論產(chǎn)量在施氮量間、氮肥運籌間差異達(dá)到極顯著水平。千粒重在氮肥運籌間差異達(dá)到顯著水平，每穗粒數(shù)在施氮量間、氮肥運籌間及兩者互作效應(yīng)間差異達(dá)到極顯著水平。穗數(shù)在施氮量間差異達(dá)到極顯著，在氮肥運籌間、施氮量和氮肥運籌互作效應(yīng)間差異達(dá)顯著水平。由表3可見，增加施氮量，穗數(shù)顯著上升，每穗粒數(shù)顯著下降，產(chǎn)量顯

8、著提高；c，3：1：3：1處理的每穗粒數(shù)、千粒重和理論產(chǎn)量均顯著高于其它處理，因而本試驗條件下，增加施氮量有利于增加穗數(shù)，氮肥后移有利于增加每穗粒數(shù)和千粒重，從而提高產(chǎn)量。2.1.2 干物質(zhì)生產(chǎn)與積累表4可見，拔節(jié)開花期干物質(zhì)積累占小麥生物產(chǎn)量比例最高，開花成熟期是小麥產(chǎn)量形成關(guān)鍵時期，這期間干物質(zhì)積累量與籽粒干重呈極顯著線性正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.8574。2.1.3 籽粒灌漿特性由圖12可見，180kg/ha施氮量，強勢粒灌漿動態(tài)和灌漿速率峰值均以氮肥運籌為3：1：3：1處理最高，9：1處理最低，強勢粒灌漿速率在花后2025天達(dá)到峰值；同一氮肥運籌，施氮量增加，灌漿強度下降，灌漿速率峰值降低

9、。2.2 氮素對中筋小麥淀粉合成的調(diào)控效應(yīng)2.2.1 中筋小麥籽粒的淀粉合成特性2.2.1.1 含量及其組分由表5、6可見，揚麥10號隨施氮量增加、氮肥后移，其直鏈淀粉含量、支鏈淀粉含量、總淀粉含量、直鏈淀粉占總淀粉百分率以及直/支比例均呈下降趨勢，方差分析表明，施氮量間直鏈淀粉含量、總淀粉含量差異極顯著，支鏈淀粉含量差異不顯著；氮肥運籌間直鏈淀粉含量差異顯著，支鏈淀粉含量差異極顯著；施氮量和氮肥運籌間互作效應(yīng)差異不顯著。2.1.1.2 淀粉積累動態(tài) 由圖3、表7可見，揚麥10號強勢粒直鏈淀粉、支鏈淀粉、總淀粉積累均呈“S”型曲線增長，直鏈淀粉、支鏈淀粉、總淀粉積累量可用Logistic方程擬

10、合，積累量由快變慢的轉(zhuǎn)折點分別為花后25.75天，23.01天，23.70天。表8可以看出，氮肥運籌相同，強勢粒直鏈淀粉積累量從花后15天起，180kg/ha施氮量處理在各時期都明顯高于其它處理，施氮量為240kg/ha，7：1：2處理從花后5天到花后35天直鏈淀粉積累量都高于其它處理，在花后40天3：1：3：1處理最高。由表9-10可見，氮肥運籌相同，支鏈淀粉積累量從花后15天起180kg/ha施氮量處理在各時期明顯高于施氮量240kg/ha處理，變化趨勢與直鏈淀粉積累量一致。總淀粉積累量變化與支鏈淀粉一致。由表11可見，揚麥10號強勢粒直鏈淀粉積累速率各處理均在花后2530天達(dá)到峰值，之后

11、下降直至成熟。直鏈淀粉積累速率峰值，低氮處理高于高氮處理。因而240kg/ha施氮量下，氮肥運籌為3：1：3：1處理直鏈淀粉積累速率峰值低，其直/支比例降低，利于提高中筋類小麥籽粒的加工品質(zhì)。表12、13，揚麥10號強勢粒支鏈淀粉、總淀粉積累速率變化趨勢基本一致，達(dá)到速率峰值時間比直鏈淀粉早，各處理均在花后2025天達(dá)到峰值，且在花后2530天仍保持較高的積累速率。2.2.2 中筋小麥淀粉粘度特性由表14可見，180kg/ha施氮量峰值粘度、低谷粘度以氮肥運籌為9：1處理最高，5：1：4處理最低；240kg/ha施氮量以氮肥運籌為3：1：3：1處理最高，7：1：2處理最低。氮肥運籌相同180k

12、g/ha施氮量處理峰值粘度、低谷粘度、反彈值均明顯高于240kg/ha施氮量處理。因而低施氮量水平峰值粘度增加，利于中筋小麥面粉加工品質(zhì)的改良。直鏈淀粉含量與峰值粘度、最終粘度呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.6442*、0.7242*，與反彈值呈極顯著正相關(guān)（r=0.8557*）。直/支比例與峰值粘度、最終粘度呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.6907*、0.7209*，與反彈值呈極顯著正相關(guān)（r=0.7848*）。 3、小結(jié)與討論（1）氮素對產(chǎn)量形成的調(diào)控效應(yīng)：本試驗條件下，中筋小麥揚麥10號的理論產(chǎn)量、穗粒數(shù)和穗數(shù)在施氮量間均達(dá)極顯著水平，氮肥運籌間千粒重、穗數(shù)達(dá)顯著水平，理論產(chǎn)量和穗粒數(shù)達(dá)極顯

13、著水平；同一施氮量下，3:1:3:3處理的穗粒數(shù)、千粒重均顯著高于其它處理，因而其產(chǎn)量高于其它處理?；ê蠓e累量與籽粒的干重呈極顯著線性相關(guān)（r= 0.8574*），提高群體花后積累量是增加產(chǎn)量的重要措施。氮肥后移，增加穗粒數(shù)，提高籽粒灌漿強度，增加了籽粒的千粒重，利于花后干物質(zhì)積累，從而提高產(chǎn)量。因此，從產(chǎn)量上看，240kg/ha施氮量、氮肥運籌3:1:3:3處理最好。（2）氮素對淀粉合成特性的調(diào)控效應(yīng)：施氮量間直鏈淀粉含量、總淀粉含量差異極顯著，氮肥運籌間直鏈淀粉含量差異顯著，支鏈淀粉含量、總淀粉含量差異極顯著，隨施氮量增加、氮肥后移直鏈淀粉含量、支鏈淀粉含量、總淀粉含量、直鏈淀粉占總淀粉百

14、分率以及直/支比例均呈下降趨勢。低氮水平下，直、支、總淀粉含量均較高，因而其積累量和積累速率均高于高氮處理；氮肥后移，雖然直、支、總淀粉含量下降，但后期氮素供用充足，灌漿強度高，粒重顯著增加，因而3:1:3:3處理直、支、總積累量均較高。直鏈淀粉含量、直/支比例與峰值粘度、最終粘度、反彈值均存在顯著相關(guān)性，可利用RVA主要粘度值反映直鏈淀粉含量和直/支比例的高低。前人研究表明，RVA峰值粘度與不同類型的面條小麥彈性、韌性和食用品質(zhì)呈極顯著的正相關(guān)，因而在180kg/ha施氮量下，淀粉峰值粘度較高，利于提高面粉加工品質(zhì)。因此，從品質(zhì)上看，180kg/ha施氮量、氮肥運籌3:1:3:3處理最好。專

15、用類型小麥應(yīng)滿足優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的要求，對于中筋小麥其淀粉直/支比例要略低、峰值粘度要高、蛋白質(zhì)含量應(yīng)適中，因而本試驗條件下，180kg/ha施氮量、氮肥運籌3:1:3:3處理對中筋小麥的品質(zhì)和產(chǎn)量有利。參考文獻(xiàn)1. 方克旋等.小麥直鏈淀粉含量測定及其含量對食品品質(zhì) 的影響J.中國糧油食品,1985,2:27282.黃東印等.冬小麥品質(zhì)性狀及其與面條品質(zhì)性狀關(guān)系的初步研究J.華北農(nóng)學(xué)報,1990,5(1):40453.陳紹軍.論小麥饅頭的品質(zhì)要求.種子,1990,4:32334.Mecormick K M. 膨脹勢在選擇小麥面條品質(zhì)方面的應(yīng)用.國外農(nóng)學(xué)-麥類作物,1992,6:28305. HoleJand