氮素对中筋小麦产量及淀粉合成特性的影响扬州大学

1、氮素对中筋小麦产量及淀粉合成特性的影响姓名：唐瑭 导师：梁建生单位：扬州大学农学院农学系 专业：植物学淀粉是小麦籽粒中的重要组分，约占粒重的6080，它与蛋白质含量的多寡共同决定着产量的高低和品质的优劣。小麦品质与直链淀粉含量、淀粉的糊化特性、蛋白质含量、面筋强度等多方面有关。近年来研究表明，小麦籽粒直链淀粉含量、直/支比、支链淀粉结构、颗粒性状、膨胀特性和淀粉脂等性状对馒头、面条和面包品质均影响1，2，3、4，5,，直链淀粉含量过高的有面粉制成的馒头体积小、韧性差，制成的面条易拉断；直链淀粉含量适中或偏低时，制成的馒头和面条具有较好的韧性和食用品质且。因而，加工馒头和面条用小麦品种的总淀粉含

2、量不宜过高，直链淀粉含量应偏低或中等，支链淀粉含量应相对较高，选择加工面条和馒头的品种时，应注意对总淀粉含量及其组分含量的要求6，7，8,。淀粉糊化特性是反映淀粉品质的重要指标，它不仅与淀粉直/支比例有关，而且对面条等食品的食用品质有重要影响。利用粘度速测仪RVA测定淀粉糊化特性，国内外一些研究表明，淀粉粘度值与面条品质高度正相关，一般峰值粘度越高，面条品质越好(（光滑、有弹性、有咬劲）。吴殿星等利用 RVA 分析研究水稻淀粉粘滞特性，依反弹值（setback,最终粘度-低谷粘度）可有效区分品种表观直链淀粉含量（ACC）的高低，低ACC品种的反弹值一般为负值，中等或高ACC品种的反弹值为正值。

3、本试验利用优质中筋小麦扬麦10号，通过氮素运筹等栽培措施处理，研究中筋小麦的产量形成特性、籽粒中淀粉含量以及小麦面粉的粘度特性及其与淀粉直/支比例的关系，以期了解氮素运筹对中筋小麦产量形成和淀粉合成调控的效应，旨在为专用小麦优质、高产、高效栽培提供措施依据。1.材料与方法试验于20002001年在扬州大学农学院作物栽培生理重点实验室试验场进行, 土壤肥力水平为水解N 42.32 mg/kg，速效P2O5 42.23 mg/kg,速效K2O 114.47 mg/kg,土壤有机质1.362%。试验田前茬为水稻。供试品种为优质中筋小麦扬麦10号。1.1 试验设计采用二因素裂区设计，氮肥施用量为主区，

4、设纯氮180kg/ha和纯氮240kg/ha二个水平；氮肥运筹方式为裂区，设基肥：平衡肥：倒3叶肥：剑叶肥5:1:2:2、3:1:3:3，基肥：平衡肥：倒2叶肥5:1:4、7:1:2，基肥：平衡肥9:1五个水平，基肥于播种前施用，平衡肥于返青期施用，倒3叶肥于叶龄余数时施用，倒2叶肥于叶龄余数时施用，剑叶肥于叶龄余数时施用。磷（P2O5）、钾（K2O）肥施用量均为108kg/ha，磷、钾肥50基施，50于叶龄余数时追施。共10个处理。小区面积为×3，重复三次。11月2 日播种，密度150万公顷，行距30cm，人工条播。1.2 测定项目和方法1.2.1 叶面积与干重1.2.2 强势粒灌

5、浆动态1.2.3 籽粒淀粉含量测定1.2.4 淀粉粘度测定利用 Newport快速粘度仪Super3（RVA，澳大利亚新港公司）。测定模式选用标准方法1和标准分析方法1。样品用量为面粉（14.0%含水量），放入测定铝筒中，加入蒸馏水25ml，用塑料搅拌桨手工搅拌810次，然后置于RVA中。最初10s以960r/min搅拌以使面粉形成一致的面粉悬浮液，再以160r/min的速度旋转至测定结束。RVA初始温度为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，每样品测定时间为13min。整个测定过程的温度和转速由Thormocline for

6、 windows version 2.1 软件控制。RVA参数包括峰值粘度（peak viscosity，PV），即温度达到95时的最高粘度；低谷粘度（through viscosity，TV），即温度为95时的最低粘度；稀懈值（breakdown，BD），即峰值粘度与低谷粘度之差；最终粘度（final viscosity，FV），即温度冷却至50时的最高粘度；反弹值（setback，SB），即最终粘度与低谷粘度的差值；峰值时间（peak time，PT），粘度达到峰值所需的时间等。成熟期考种计产成熟期取样考查大田穗数、穗粒数、千粒重，各小区取3m2收获计产。1.3 数据分析方法本文数据均在E

7、xcel、SAS中进行数据的计算、绘图与统计2、结果与分析2.1 氮素对中筋小麦产量形成的调控效应2.1.1 产量及其结构由表1可见，理论产量以180kg/ha施氮量、氮肥运筹3：1：3：1处理最高，8675.85kg/ha，180kg/ha施氮量、氮肥运筹9：1处理最低，7098.00kg/ha。理论产量在施氮量间、氮肥运筹间差异达到极显著水平。千粒重在氮肥运筹间差异达到显著水平，每穗粒数在施氮量间、氮肥运筹间及两者互作效应间差异达到极显著水平。穗数在施氮量间差异达到极显著，在氮肥运筹间、施氮量和氮肥运筹互作效应间差异达显著水平。由表3可见，增加施氮量，穗数显著上升，每穗粒数显著下降，产量显

8、著提高；c，3：1：3：1处理的每穗粒数、千粒重和理论产量均显著高于其它处理，因而本试验条件下，增加施氮量有利于增加穗数，氮肥后移有利于增加每穗粒数和千粒重，从而提高产量。2.1.2 干物质生产与积累表4可见，拔节开花期干物质积累占小麦生物产量比例最高，开花成熟期是小麦产量形成关键时期，这期间干物质积累量与籽粒干重呈极显著线性正相关，相关系数为0.8574。2.1.3 籽粒灌浆特性由图12可见，180kg/ha施氮量，强势粒灌浆动态和灌浆速率峰值均以氮肥运筹为3：1：3：1处理最高，9：1处理最低，强势粒灌浆速率在花后2025天达到峰值；同一氮肥运筹，施氮量增加，灌浆强度下降，灌浆速率峰值降低

9、。2.2 氮素对中筋小麦淀粉合成的调控效应2.2.1 中筋小麦籽粒的淀粉合成特性2.2.1.1 含量及其组分由表5、6可见，扬麦10号随施氮量增加、氮肥后移，其直链淀粉含量、支链淀粉含量、总淀粉含量、直链淀粉占总淀粉百分率以及直/支比例均呈下降趋势，方差分析表明，施氮量间直链淀粉含量、总淀粉含量差异极显著，支链淀粉含量差异不显著；氮肥运筹间直链淀粉含量差异显著，支链淀粉含量差异极显著；施氮量和氮肥运筹间互作效应差异不显著。2.1.1.2 淀粉积累动态 由图3、表7可见，扬麦10号强势粒直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累均呈“S”型曲线增长，直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累量可用Logistic方程拟

10、合，积累量由快变慢的转折点分别为花后25.75天，23.01天，23.70天。表8可以看出，氮肥运筹相同，强势粒直链淀粉积累量从花后15天起，180kg/ha施氮量处理在各时期都明显高于其它处理，施氮量为240kg/ha，7：1：2处理从花后5天到花后35天直链淀粉积累量都高于其它处理，在花后40天3：1：3：1处理最高。由表9-10可见，氮肥运筹相同，支链淀粉积累量从花后15天起180kg/ha施氮量处理在各时期明显高于施氮量240kg/ha处理，变化趋势与直链淀粉积累量一致。总淀粉积累量变化与支链淀粉一致。由表11可见，扬麦10号强势粒直链淀粉积累速率各处理均在花后2530天达到峰值，之后

11、下降直至成熟。直链淀粉积累速率峰值，低氮处理高于高氮处理。因而240kg/ha施氮量下，氮肥运筹为3：1：3：1处理直链淀粉积累速率峰值低，其直/支比例降低，利于提高中筋类小麦籽粒的加工品质。表12、13，扬麦10号强势粒支链淀粉、总淀粉积累速率变化趋势基本一致，达到速率峰值时间比直链淀粉早，各处理均在花后2025天达到峰值，且在花后2530天仍保持较高的积累速率。2.2.2 中筋小麦淀粉粘度特性由表14可见，180kg/ha施氮量峰值粘度、低谷粘度以氮肥运筹为9：1处理最高，5：1：4处理最低；240kg/ha施氮量以氮肥运筹为3：1：3：1处理最高，7：1：2处理最低。氮肥运筹相同180k

12、g/ha施氮量处理峰值粘度、低谷粘度、反弹值均明显高于240kg/ha施氮量处理。因而低施氮量水平峰值粘度增加，利于中筋小麦面粉加工品质的改良。直链淀粉含量与峰值粘度、最终粘度呈显著正相关，相关系数分别为0.6442*、0.7242*，与反弹值呈极显著正相关（r=0.8557*）。直/支比例与峰值粘度、最终粘度呈显著正相关，相关系数为0.6907*、0.7209*，与反弹值呈极显著正相关（r=0.7848*）。 3、小结与讨论（1）氮素对产量形成的调控效应：本试验条件下，中筋小麦扬麦10号的理论产量、穗粒数和穗数在施氮量间均达极显著水平，氮肥运筹间千粒重、穗数达显著水平，理论产量和穗粒数达极显

13、著水平；同一施氮量下，3:1:3:3处理的穗粒数、千粒重均显著高于其它处理，因而其产量高于其它处理。花后积累量与籽粒的干重呈极显著线性相关（r= 0.8574*），提高群体花后积累量是增加产量的重要措施。氮肥后移，增加穗粒数，提高籽粒灌浆强度，增加了籽粒的千粒重，利于花后干物质积累，从而提高产量。因此，从产量上看，240kg/ha施氮量、氮肥运筹3:1:3:3处理最好。（2）氮素对淀粉合成特性的调控效应：施氮量间直链淀粉含量、总淀粉含量差异极显著，氮肥运筹间直链淀粉含量差异显著，支链淀粉含量、总淀粉含量差异极显著，随施氮量增加、氮肥后移直链淀粉含量、支链淀粉含量、总淀粉含量、直链淀粉占总淀粉百

14、分率以及直/支比例均呈下降趋势。低氮水平下，直、支、总淀粉含量均较高，因而其积累量和积累速率均高于高氮处理；氮肥后移，虽然直、支、总淀粉含量下降，但后期氮素供用充足，灌浆强度高，粒重显著增加，因而3:1:3:3处理直、支、总积累量均较高。直链淀粉含量、直/支比例与峰值粘度、最终粘度、反弹值均存在显著相关性，可利用RVA主要粘度值反映直链淀粉含量和直/支比例的高低。前人研究表明，RVA峰值粘度与不同类型的面条小麦弹性、韧性和食用品质呈极显著的正相关，因而在180kg/ha施氮量下，淀粉峰值粘度较高，利于提高面粉加工品质。因此，从品质上看，180kg/ha施氮量、氮肥运筹3:1:3:3处理最好。专

15、用类型小麦应满足优质、高产、高效的要求，对于中筋小麦其淀粉直/支比例要略低、峰值粘度要高、蛋白质含量应适中，因而本试验条件下，180kg/ha施氮量、氮肥运筹3:1:3:3处理对中筋小麦的品质和产量有利。参考文献1. 方克旋等.小麦直链淀粉含量测定及其含量对食品品质 的影响J.中国粮油食品,1985,2:27282.黄东印等.冬小麦品质性状及其与面条品质性状关系的初步研究J.华北农学报,1990,5(1):40453.陈绍军.论小麦馒头的品质要求.种子,1990,4:32334.Mecormick K M. 膨胀势在选择小麦面条品质方面的应用.国外农学-麦类作物,1992,6:28305. HoleJand