栽培措施對軟紅冬小麥加工品質的效應

張平平，劉婷婷，姚金保，馬鴻翔，張 鵬，楊學明，周淼平

(江蘇省農業生物學重點實驗室/江蘇省農業科學院/江蘇省現代作物生產協同創新中心，江蘇南京 210014)

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栽培措施對軟紅冬小麥加工品質的效應

張平平，劉婷婷，姚金保，馬鴻翔，張 鵬，楊學明，周淼平

(江蘇省農業生物學重點實驗室/江蘇省農業科學院/江蘇省現代作物生產協同創新中心，江蘇南京 210014)

摘要：為了解長江中下游麥區大田栽培措施對軟紅冬小麥品質的影響，以寧麥9號和寧麥14為試材，于2010-2012年度研究了播期、密度和氮肥管理對小麥蛋白質含量、吹泡儀參數和糖酥餅干直徑的效應。結果表明，氣象條件對小麥品質性狀影響較大；播期、密度和氮肥管理在不同年度對寧麥9號和寧麥14品質性狀的影響不同，播期、密度和氮肥管理間的互作效應較小。2010-2011年度，播期、密度和氮肥管理等栽培措施對兩個小麥品種的多數品質性狀的效應不顯著，僅晚播處理顯著提高了寧麥9號的蛋白質含量，降低了寧麥9號和寧麥14的面團延展性。2011-2012年度，高密度和氮肥后移處理未顯著影響寧麥9號的餅干直徑，但顯著提高了面團彈性；晚播、高密度和氮肥后移處理顯著提高了寧麥14的面團彈性，降低了其餅干直徑。長江中下游麥區現有的常規栽培措施不利于優質弱筋小麥的生產，應加強大面積推廣品種的調優栽培技術研究。

關鍵詞：栽培措施；軟紅冬小麥；加工品質

小麥的品質性狀主要由基因型、環境、栽培管理措施以及它們之間的互作共同決定，其中，栽培管理措施較容易人為調控。已有研究表明，氮肥施用量、施氮時間及追肥方式可顯著影響小麥籽粒的加工品質[1-6]。不同氮肥管理措施對不同類型小麥品質的調節效應不同，對于中筋及強筋小麥品種，氮肥施用量可同向協調產量和品質[3-4]；對于弱筋小麥，若使產量和品質共同提高則不僅要精確控制氮肥施用總量，還需調節氮肥在生育期內的供給時間[4-5]。施氮方式相同時，增施氮肥可顯著提高弱筋小麥的蛋白質含量和面筋強度[7]。總施氮量180 kg·hm-2時，采用5∶1∶2∶2的氮肥運籌方式有利于協調弱筋小麥的品質和產量[5]。陸增根等[4]研究發現，總施氮量為200 kg·hm-2時，采用7∶2∶1(基肥∶拔節肥∶孕穗肥)施氮方式可實現弱筋小麥的高產優質。朱新開等[8]研究表明，基追平衡施氮總量220～270 kg·hm-2時，中筋小麥揚麥10號的蛋白質和濕面筋含量分別大于12%和30%，可實現優質高產。氮肥對小麥品質的影響也與其他營養元素和土壤肥力水平有關，如鄒鐵祥等[7]研究發現，氮、鉀肥合理配比可實現寧麥9號的高產優質。

播期和密度對小麥產量和品質性狀的影響較為明顯[9-11]。陳愛大等[10]的研究顯示，推遲播期可顯著提高中筋小麥鎮麥168的籽粒蛋白含量和面筋強度，種植密度過高則會弱化面筋強度、降低面團吸水率。姜 朋等[9]的研究表明，推遲播期和增加密度雖顯著提高了中弱筋小麥生選6號的面筋強度，但對其餅干加工品質并無顯著影響。吳九林等[12]認為，適期晚播時，增加密度可提高寧麥9號的產量，但低密度更有利于降低面筋含量和強度。劉 萍等[13]研究表明，中筋小麥揚麥12和弱筋小麥揚麥9號的蛋白質含量均隨種植密度的提高先降低后升高。李春燕等[14]從植株和籽粒的氮素代謝特征闡明了降低施氮總量、追氮比例、增加密度利于弱筋小麥生產的生理機制。

長江中下游冬麥區占全國小麥生產總量的23%，是我國最重要的中、弱筋軟紅冬麥生產區，具有典型的稻麥輪作制度[15-17]。由于直播稻、晚粳稻的大面積推廣，以及種糧大戶水稻晚割面積的逐年增加，小麥適期播種面臨較大挑戰，氮肥施用和播量控制粗放更難以保證小麥生產的高產優質，小麥品質逐年下降[18-19]。為此，本研究采用長江中下游麥區普遍存在的栽培管理措施，利用典型的中筋和弱筋軟紅冬麥品種，研究播期、密度和氮肥管理等栽培措施對小麥品質性狀的影響，以期為該區優質小麥的生產提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料與設計

供試材料為小麥品種寧麥14(中筋)和寧麥9號(弱筋)。試驗于2010-2012年度在江蘇省農業科學院六合試驗基地進行(北緯N32°29′23″，東經E118°37′27″)。試驗地0～20 cm土層中速效氮、速效磷、速效鉀和有機質含量在2010年秋播時分別為95.7、42.5、89.7、16.4 g·kg-1；在2011年秋播時分別為90.4、53.1、82.3、15.6 g·kg-1。試驗采用裂區設計，播期為主區，設適播(D1，11月1日)和晚播(D2，11月20日)；密度和施氮為副區，密度設適宜密度(R1，2.1×106株·hm-2)和高密度(R2，3.0×106株·hm-2)兩個處理。采用1.3倍基本苗的播種量，齊苗后經間苗固定密度。純氮施用總量為225 kg·hm-2，設基追比7∶1∶2(N1)和5∶2∶3(N2)(基肥∶蘗肥∶拔節肥)2個處理；密度和氮肥管理隨機排列，3次重復。小區面積13.3 m2，每小區10行，行長5 m。磷、鉀肥基肥分別施用112.5 kg·hm-2的P2O5和K2O。其他管理措施同當地大田生產。

1.2測定項目與方法

潤麥至含水量14.5%，參考AACC 26-10.02用Bühler MLU 202(Bühler Inc.,Uzwil,Switzerland)試驗磨制粉。用Perten DA 7200(Perten Instruments,Stockholm,Sweden)近紅外光譜儀測定小麥籽粒蛋白質含量。參考AACC 54-30.02使用NG型吹泡示功儀(Chopin,France)測定吹泡儀參數，記錄彈性(P)、延展性(L)和能量(W)。樣品的加工品質按照AACC 10-50.05方法，測定6塊酥性餅干的直徑之和。

1.3數據處理

用SAS 9.0統計分析軟件進行數據統計和方差分析；用LSD法進行差異分析。

2結果與分析

2.1不同種植季的氣象條件分析

由表1可以看出，試驗點在2010-2011和2011-2012兩個小麥種植季的氣溫和降水量均存在差異。第一年度播種期(11月)和越冬期(1月)的最低氣溫較第二年度低；分蘗期(12月)和2、3月份的最低與最高氣溫均較第二年度略高；兩個年度拔節末期、抽穗至成熟期(4、5月)的最低與最高氣溫基本相同。

第一年度與第二年度的降水量分別為161和347 mm，后者是前者的2.2倍。從小麥全生育期降水分布看，第一年度播種至越冬期的降水量明顯低于第二年度，第一年度11和1月份的降水量為8和10 mm，第二年度均為23 mm。第一年度4月(小麥抽穗開花水分臨界期)的降水量也明顯低于第二年度，前者僅為后者的1/5。兩個年度氣溫和降水量的較大變化可能會對小麥生長發育、產量結構和籽粒品質造成影響。

2.2品質性狀的方差分析

方差分析表明，年份對小麥品質性狀的影響最大(數據未顯示)，這可能與兩年度不同的氣候條件有關。由表2可以看出，不同栽培措施對兩個小麥品種的不同品質性狀影響不同。播期對兩個年度寧麥9號的蛋白質含量均有顯著影響，但并未顯著影響其面團彈性和餅干直徑；對寧麥14在第一年度的面團延展性和吹泡儀能量影響顯著，在第二年度的面團彈性和餅干直徑影響顯著。密度對兩個小麥品種品質性狀的影響在兩個年度間差異較大，第一年度僅對寧麥9號的面團延展性和寧麥14的餅干直徑有顯著影響，第二年度則對寧麥9號和寧麥14的面團彈性、寧麥14的餅干直徑均有顯著影響。氮肥基追比在第一年度未對兩個小麥品種的品質性狀造成顯著影響；在第二年度對兩個小麥品種的面團彈性和寧麥14的餅干直徑有顯著影響。栽培措施的互作效應對兩個小麥品種品質性狀也有影響，第一年度播期×密度顯著影響寧麥9號的彈性、延展性和寧麥14的餅干直徑；第二年度播期×氮肥管理顯著影響了寧麥9號的面團延展性。從栽培措施對兩個小麥品種餅干直徑的影響看，寧麥9號加工品質的穩定性優于寧麥14。

2.3不同栽培措施對小麥品質性狀的影響

由表3可見，對于寧麥9號，第一年度晚播顯著提高蛋白質含量，第二年度晚播則顯著降低了蛋白質含量，晚播對其他被測參數的影響不顯著(第一年度的延展性除外)。對于寧麥14，第一年度晚播顯著降低了面團延展性和吹泡能量；第二年度晚播顯著提高了面團彈性，顯著降低了餅干直徑。高密度在第二年度顯著提高了兩個小麥品種的面團彈性和吹泡儀能量，降低了面團延展性；密度對寧麥9號的餅干直徑影響不顯著，高密度在兩個年度均顯著降低了寧麥14的餅干直徑。與7∶1∶2的氮肥管理相比，氮肥后移(5∶2∶3)在第二年度顯著提高了兩個小麥品種的面團彈性，寧麥9號和寧麥14的面團彈性分別提高4.5和5.4 cm，但顯著降低了寧麥14的餅干直徑。

表1　2010-2012年度小麥生育期的最低氣溫、最高氣溫和降水量

總之，高密度和氮肥后移處理顯著增加了2個小麥品種的面團彈性。面團彈性對不同栽培措施更敏感，而面團延展性相對較穩定。餅干直徑對栽培措施的反應在小麥品種間表現不同，第二年度不同栽培措施均未顯著改變寧麥9號的餅干直徑；但晚播、高密度和氮肥后移處理均顯著降低了寧麥14的餅干直徑。

表2　寧麥9號和寧麥14的蛋白含量、吹泡儀參數和餅干直徑的方差分析(均方值)

* 表示在0.05水平差異顯著

* indicates significant difference at 0.05 level

表3　不同栽培管理措施對寧麥9號和寧麥14品質性狀的影響

同列相同小麥品種數據后不同字母表示處理間差異顯著水平為0.05

Different letters following dates within the same column and wheat variety mean significant difference at 0.05 level among different treatments

3討 論

江蘇淮南及長江中下游稻茬麥普遍存在適期播種難、播量偏大、氮肥施用量大等問題，導致弱筋小麥品質較差。2008和2010年中國小麥質量報告顯示[18-19]，長江中下游麥區的弱筋小麥達標率為0。本試驗中，兩個年度小麥品種苗期氣溫和全生育期的降水量差異較大，這可能是不同栽培措施對兩個小麥品種在不同年度的品質參數影響不同的主要原因。苗期低溫干旱、全生育期降雨量偏低減弱了播期、密度和氮肥管理的水溫耦合效應，尤其是小麥拔節和抽穗開花期較低的降水量使不同管理措施對小麥生長發育的調控能力減弱[21-22]。

前人研究表明，在總氮量供給相同的條件下，不同栽培措施可顯著改變小麥面筋強度，但對蛋白質含量的影響較小，表明栽培措施改變了小麥不同蛋白質組分的占比[1-2]。本研究發現225 kg·hm-2氮肥用量下，7∶1∶2和5∶2∶3兩種氮肥運籌模式間小麥蛋白質含量差異不顯著，但5∶2∶3處理增加了面筋強度，說明施肥模式可改變小麥籽粒蛋白組分的相對含量。曹 麗等[23]和岳鴻偉等[24]的研究也表明，追氮模式能夠改變小麥籽粒中谷蛋白亞基及大聚體的粒度分布，進而影響其加工品質，且在品種間存在差異。朱新開等[25]的研究表明，在施氮180～240 kg·hm-2的條件下，增施氮肥和氮肥后移均能提高不同專用小麥的蛋白質含量和面筋強度，但在施氮240 kg·hm-2時，7∶1∶2和5∶1∶4兩種氮肥運籌方式對小麥寧麥9號蛋白質含量和面筋強度的影響不顯著，與本研究結果一致。陸增根等[1]和李春燕等[5]在180 kg·hm-2總施氮量條件下，分別利用7∶1∶2(基肥∶拔節肥∶孕穗肥)和5∶1∶2∶2(基肥∶蘗肥∶拔節肥∶孕穗肥)的管理措施均可使揚麥9號達到優質弱筋小麥標準，表明降低氮肥投入總量是實現優質弱筋小麥的基本條件。本地區小麥大面積生產施氮量(純氮)多為210～240 kg·hm-2，本研究發現在施氮量為225 kg·hm-2時，兩種施氮模式下寧麥9號的籽粒蛋白質含量皆大于12.6%。這可能是當前生產中弱筋小麥品種難以實現優質生產的原因。李春燕等[14]研究表明，在2.4×106株·hm-2和 240 kg·hm-2施氮條件下，寧麥9號的蛋白質和濕面筋含量分別為10.45%和21.74%，達到了優質弱筋小麥的標準。這可能與試驗點土壤、氣候等條件有關。

劉 萍等[13]研究發現，在密度為1.05×106～2.85×106株·hm-2時，弱筋小麥揚麥9號和中筋小麥揚麥12號的蛋白質總量和谷蛋白/醇溶蛋白比均呈先下降后上升的趨勢，1.95×106～2.85×106株·hm-2密度間顯著不差異。姜 朋等[9]和陳愛大等[10]對弱筋小麥生選6號和中筋小麥鎮麥168的研究表明，晚播顯著提高小麥蛋白質含量，但對面筋強度的影響較小；高密度提高了小麥的蛋白質含量但不利于面筋強度的提高。本研究發現，晚播和高密度在兩年度對小麥蛋白質含量的改變均較小，在第一年度對小麥面筋強度的影響均不顯著；在第二年度顯著提高了寧麥9號和寧麥14號的面筋強度(寧麥9號晚播處理除外)。說明密度和播期主要通過改變小麥籽粒蛋白組分的相對比例影響面筋質量，且對中筋小麥品種影響較大。小麥品質的穩定性仍是優質小麥生產面臨的主要問題，開展大面積主導品種與氣候、栽培管理措施關系的研究，對優質小麥的品質穩定和加工利用具有重要意義。

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收稿日期：2015-07-06修回日期：2015-09-09

基金項目：國家自然科學基金項目(31101146)；江蘇省農業自主創新資金項目(CX(14)2002)；國家小麥產業技術體系項目(CARS-03)

通訊作者：馬鴻翔(E-mail：hxma@jaas.ac.cn)

中圖分類號：S512.1；S311

文獻標識碼：A

文章編號：1009-1041(2016)06-0789-06

Effect of Cultivation Strategies on Processing Quality of Soft Red Winter Wheat

ZHANG Pingping,LIU Tingting,YAO Jinbao,MA Hongxiang,ZHANG Peng,YANG Xueming,ZHOU Miaoping

(Key Laboratory of Agrobiology of Jiangsu/Jiangsu Academy of Agricultural Sciences/Jiangsu Collaborative Innovation Center for Modern Crop Production,Nanjing,Jiangsu 210014,China)

Abstract:A field experiment was conducted with split-plot design in two successive crop seasons(2010-2011 and 2011-2012) to investigate the effect of cultivation strategies on kernel protein content,alveograph parameters and sugar snap cookie diameter of Ningmai 9 and Ningmai 14,which were two typical soft red winter wheat varieties in the middle and lower reaches of the Yangtze River wheat region. In this experiment,sowing date was placed in the main plot,and seedling rate and nitrogen splitting pattern were treated with two factor random design.The result showed that meterological conditions had a greater influence on the quality of wheat. Sowing date,seedling rate and nitrogen splitting pattern affected the quality traits of both varieties significantly in different crop seasons. The interaction among sowing date,seedling rate,and nitrogen application pattens was not important in determining the quality traits. In the first crop season,cultivation strategies did not significantly affect most of wheat quality traits. Late-sown significantly increased the kernel protein content of Ningmai 9,but decreased dough extensibility in both cultivars. High seedling rate and delayed nitrogen application significantly increased dough tenacity,but did not significantly affect the cookie diameter of Ningmai 9. Late-sown,high seedling rate and delayed nitrogen application significantly increased dough tenacity,but significantly decreased the cookie diameter of Ningmai 14. It is difficult to produce high quality weak gluten wheat in terms of the current cultivation strategies. It is important to conduct detailed investigation about the relationship between cultivation strategies and wheat quality based on popular commercial cultivars.

Key words:Cultivation strategies; Soft red winter wheat; Processing quality

網絡出版時間：2016-05-30

網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160530.1549.030.html

第一作者E-mail：pp_zh@163.com