播期和密度對小麥揚麥20品質(zhì)調(diào)優(yōu)的響應

范金平， 陸成彬， 王朝順， 褚正虎， 吳建中， 彭軍成， 吳榮林

(1.江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所，江蘇揚州 225007； 2.江蘇金土地種業(yè)有限公司，江蘇揚州 225007；3.江蘇省鹽城市鹽都區(qū)作物栽培指導站，江蘇鹽城 224002)

長江中下游地區(qū)是我國主要的商品糧生產(chǎn)基地，小麥的商品化程度較高，近半個世紀以來，揚麥品種一直是該地區(qū)的主栽品種，其產(chǎn)量高低、品質(zhì)優(yōu)劣直接關(guān)系到糧食生產(chǎn)和食品安全。我國糧食生產(chǎn)實現(xiàn)“十二連增”后，供求關(guān)系發(fā)生重大變化，部分糧食作物出現(xiàn)階段性供過于求的現(xiàn)象，對于小麥更是要求提質(zhì)增效。在小麥的生產(chǎn)過程中，播期和密度可以調(diào)節(jié)籽粒產(chǎn)量及淀粉、蛋白質(zhì)等的合成與積累，進而影響其商品性及應用價值[1]。千粒質(zhì)量、容重和籽粒硬度是衡量小麥商品質(zhì)量的重要指標，而蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值、面團粉質(zhì)指標和淀粉糊化參數(shù)等是影響小麥品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標，對食品的加工品質(zhì)有重要影響[2-3]。關(guān)于播期和密度對小麥品質(zhì)影響的研究很多，但結(jié)果不盡相同。隨著播期的推遲，千粒質(zhì)量、容重逐漸降低[4-5]，蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和沉降值呈低-高-低的變化趨勢[6-7]；面團形成時間、穩(wěn)定時間和斷裂時間逐漸增加[4]，硬度變化不明顯[8-9]；播期、密度對淀粉糊化性狀有顯著影響[10-11]；但也有研究認為，蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和容重呈顯著增加趨勢[12-13]。有研究認為，種植密度對小麥籽粒品質(zhì)性狀的影響較小[14-15]，對面團粉質(zhì)參數(shù)[4]和淀粉糊化參數(shù)[11]的影響不顯著；而劉萍等研究認為，種植密度對峰值黏度和稀懈值有顯著影響[16]。

近年來，稻麥種植結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大變化，水稻輕簡直播、中晚熟品種推廣以及規(guī)模化經(jīng)營面積增加導致晚播小麥不斷增加，不利于稻—麥輪作2季作物全年的高產(chǎn)高效，亟須加強研究晚播條件下的小麥生產(chǎn)。揚麥20是國審小麥品種，具有豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、耐肥抗倒、品質(zhì)優(yōu)良、綜合抗性較好等特點，是當前長江中下游地區(qū)的農(nóng)業(yè)主導品種之一。本研究探討在晚播條件下，播期和密度對揚麥20品質(zhì)調(diào)優(yōu)的響應，以期為小麥的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　試驗材料與設(shè)計

于2013—2014年在江蘇省鹽城市鹽都區(qū)潘黃鎮(zhèn)稻麥新品種展示基地進行試驗。以揚麥20為供試品種。播期(A)設(shè)置4個水平，分別為A1(11月04日)、A2(11月11日)、A3(11月18日)、A4(11月25日)。群體密度(B)設(shè)置5個水平，分別為B1(225萬苗/hm2)、B2(300萬苗/hm2)、B3(375萬苗/hm2)、B4(450萬苗/hm2)、B5(525萬苗/hm2)。小區(qū)面積為24 m2，3次重復，隨機區(qū)組排列。氮肥施用量為270 kg/hm2，以基肥、分蘗肥、拔節(jié)肥、孕穗肥的比例為 3.0 ∶1.5 ∶2.5 ∶3.0 的方式施用。磷肥為130.5 kg/hm2，鉀肥為130.5 kg/hm2，基肥與追肥比例均為1 ∶1。田間管理與大田生產(chǎn)一致。

1.2　 測定項目與方法

籽粒容重采用HGT-1000型容重儀進行測定；硬度采用瑞典Perten單粒谷物硬度儀進行測定；蛋白質(zhì)含量采用Perten DA7200近紅外儀進行測定；濕面筋含量采用Perten Gluten matic-2200面筋指數(shù)儀，參照國家標準GB/T 14608—1993《小麥粉濕面筋測定法》進行測定；Zeleny沉降值參照AACC(American Association of Cereal Chemists)方法56-63進行測定；面團粉質(zhì)參數(shù)采用德國Brabender-E型粉質(zhì)儀，參照GB/T 14614—2006《小麥粉面團的物理特性吸水量和流變學特性的測定粉質(zhì)儀法》進行測定；淀粉糊化特性應用澳大利亞RVA-Super3黏度儀測定。

1.3　數(shù)據(jù)分析

采用Excel采集、保存數(shù)據(jù)并制圖，用Matlab 7.0軟件對數(shù)據(jù)進行分析。

2　結(jié)果與分析

2.1　不同播期和密度對揚麥20籽粒品質(zhì)性狀的影響

由表1可以看出，隨著播期的推遲，籽粒飽滿度降低，千粒質(zhì)量、容重和硬度逐漸降低，而蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和沉降值呈先升高后降低的變化趨勢。不同品質(zhì)性狀受播期變化的影響程度不同，但均達到極顯著水平。不同播期處理，千粒質(zhì)量的變化范圍為42.88～45.46 g，其中A1處理顯著高于A2處理、A3處理、A4處理，A2處理顯著高于A4處理，A2處理和A3處理、A3處理和A4處理之間差異不顯著；容重的變化范圍為771～801 g/L，硬度為24.19%～29.99%，均表現(xiàn)為A1處理顯著高于A2處理、A3處理、A4處理，A2處理顯著高于A3處理、A4處理，A3處理和A4處理之間差異不顯著；蛋白質(zhì)含量的變化范圍為11.28%～13.04%，濕面筋含量為29.38%～34.15%，均表現(xiàn)為A3處理顯著高于A1處理、A2處理，但與A4處理差異不顯著，A2處理顯著高于A1處理；沉降值的變化范圍為49.45～56.12 mL，其中A1處理顯著低于A2處理、A3處理、A4處理，而A2處理、A3處理、A4處理之間差異不顯著。相鄰播期對千粒質(zhì)量、容重、硬度、蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值等品質(zhì)性狀的影響程度不同，A1處理和A2處理、A2處理和A3處理間的播期變化的影響程度整體上大于A3處理和A4處理間的變化，即11月18日之后播種，上述品質(zhì)性狀無明顯變化。由表1還可以看出，隨著密度的增加，容重和硬度整體上呈上升趨勢，而千粒質(zhì)量、蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和沉降值整體上呈降低趨勢。因此，播種時期對揚麥20品質(zhì)性狀的影響大于種植密度以及播期和密度的互作，可通過調(diào)整播期來改善其品質(zhì)。

表1　不同播期和密度對揚麥20品質(zhì)性狀的響應

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著；**表示在0.01水平差異顯著。下表同。

2.2　不同播期和種植密度對揚麥20面團粉質(zhì)參數(shù)的影響

由表2可以看出，隨著播期的推遲，面團的形成時間、穩(wěn)定時間、斷裂時間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)均呈先升后降的變化趨勢，且均表現(xiàn)為A3處理最高，A4處理次之，A1處理最低。但不同粉質(zhì)指標對播期的響應不同，其中，穩(wěn)定時間、斷裂時間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)響應明顯，A3處理與其他播期處理之間的差異達到顯著水平，而對形成時間的響應不明顯。形成時間的變化范圍為1.51～2.00 min，穩(wěn)定時間為1.29～5.36 min，斷裂時間為2.25～6.14 min，粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)為22.53～61.40 mm。其中，穩(wěn)定時間、斷裂時間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)均表現(xiàn)為A3處理顯著高于A1處理、A2處理、A4處理，但A1處理、A2處理、A4處理間無顯著差異。相鄰播期對面團形成時間、穩(wěn)定時間、斷裂時間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)等粉質(zhì)參數(shù)的影響程度不同，以A2處理、A3處理間的變化影響最大，A1處理、A2處理間的變化影響較小。不同種植密度以及播期和密度的互作對揚麥20面團形成時間、穩(wěn)定時間、斷裂時間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)均無顯著影響。說明不同播種時期對揚麥20面團粉質(zhì)參數(shù)的影響遠大于種植密度的影響，因此可通過調(diào)整播種期來改善揚麥20的面團品質(zhì)。

2.3　不同播期和密度對揚麥20淀粉糊化特性的影響

由表3可以看出，隨著播期的推遲，揚麥20淀粉糊化的峰值黏度、低谷黏度、最終黏度、 返彈值均呈先增加后降低的變化趨勢，稀懈值呈逐漸增加的趨勢，它們對播期的響應均達到極顯著水平，但峰值時間和糊化溫度對播期的響應不明顯。峰值黏度的變化范圍為2 831.53～3 020.93 cp，由高到低表現(xiàn)為A3處理>A4處理>A2處理>A1處理，其中A2處理、A3處理、A4處理之間差異不顯著，但均顯著高于A1處理。低谷黏度的變化范圍為1 690.40～1 795.00 cp，由高到低表現(xiàn)為 A2處理>A3處理>A4處理>A1處理，其中A2處理和A3處理均顯著高于A1處理，A2處理、A3處理與A4處理之間以及A1處理與A4處理之間差異不顯著。稀懈值的變化范圍為1 141.13～1 260.67 cp，由高到低表現(xiàn)為A4處理>A3處理>A2處理>A1處理，其中A2處理、A3處理、A4處理均顯著高于A1處理，A3處理、A4處理顯著高于A2處理，但A3處理與A4處理之間差異不顯著。最終黏度的變化范圍為3205.60～3345.47 cp，由高到低表現(xiàn)為A2處理>A3處理>A1處理>A4處理，其中A2處理顯著高于A1處理、A4處理，但A2處理與A3處理以及A1處理與A3處理、A4處理之間差異不顯著。返彈值的變化范圍為1473.93～1 550.47 cp，由高到低表現(xiàn)為A2處理>A1處理>A3處理>A4處理，其中A2處理顯著高于A4處理，但A1處理與A2處理、A3處理之間以及A1處理與A3處理、A4處理之間差異不顯著。綜合分析可知，A2處理、A3處理的淀粉糊化特性優(yōu)于A1處理、A4處理，表明適當推遲播種時間可以改善揚麥20的淀粉特性，但過晚播種也會導致淀粉品質(zhì)下降。

表2　不同播期和密度對揚麥20面團粉質(zhì)參數(shù)的影響

由表3還可以看出，隨著密度的增加，峰值黏度、低谷黏度、稀懈值、最終黏度、返彈值整體上呈先升高趨勢，當達到峰值(B4)后又隨著密度的增加呈下降趨勢，而糊化溫度整體上呈降低趨勢，峰值時間受密度影響較小。結(jié)果表明，在晚播條件下適當增加密度可以改善揚麥20的淀粉特性，但在不同密度處理間差異不顯著。

表3　不同播期和密度對揚麥20 淀粉糊化參數(shù)的影響

3　結(jié)論與討論

小麥的品質(zhì)受基因型和環(huán)境及其互作的影響，播種時期和種植密度可通過調(diào)節(jié)小麥生長環(huán)境而對其產(chǎn)生不同程度的影響[17]。本研究表明，不同播期對揚麥20的品質(zhì)性狀均有不同程度的影響，隨著播期的推遲，千粒質(zhì)量、容重和硬度逐漸降低，而蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值均呈先升高后降低的變化趨勢，均表現(xiàn)為A3處理最高、A4處理次之。種植密度對上述品質(zhì)性狀的影響不顯著。有研究認為，容重、蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量隨著播期的延遲顯著增加，在11月15日至11月20日期間播種的小麥品質(zhì)最好[13-14]；而姜小苓等研究認為，隨著播種期的推遲，蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值均顯著降低，對硬度影響較小[8]。許多研究認為，種植密度對小麥品質(zhì)性狀的影響不顯著[4，14-15]；然而，也有研究認為，隨著種植密度的增加，濕面筋含量呈先增加后降低的趨勢，而蛋白質(zhì)含量不斷增加[8]，沉降值明顯降低，硬度顯著提高[18]。

播期對揚麥20面團粉質(zhì)質(zhì)量參數(shù)有一定的影響，其中11月18日(A3)播種的揚麥20面團穩(wěn)定時間、斷裂時間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)與其他播期處理之間的差異達到顯著水平，隨著播期的推遲，形成時間、穩(wěn)定時間、斷裂時間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)均呈先增加后降低的趨勢，其中11月18日播種的小麥面團品質(zhì)最優(yōu)。種植密度以及播期與密度的互作對粉質(zhì)質(zhì)量指標的影響不顯著。許多研究認為，播期對面團粉質(zhì)參數(shù)具有顯著影響[4，12-13]，種植密度以及播期與密度互作的影響不顯著[1，13]，這與本試驗的研究結(jié)果基本一致。但王晨陽等研究認為，播期對形成時間和穩(wěn)定時間的響應不顯著[19]；姜朋等認為，早播可以提高中、強筋小麥的粉質(zhì)質(zhì)量，種植密度以及播期與密度的交互作用對粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)的影響達到顯著或極顯著水平[14]。

本研究表明，不同播期對揚麥20的淀粉糊化參數(shù)中的峰值黏度、低谷黏度、稀懈值、最終黏度、返彈值有極顯著影響，隨著播期的推遲，峰值黏度、低谷黏度、最終黏度、返彈值均上升到一定峰值后又下降，稀懈值呈逐漸增加的趨勢，而播期對峰值時間和糊化溫度的影響不顯著，11月11日(A2)、11月18日(A3)播種的小麥淀粉糊化特性優(yōu)于11月4日(A1)和11月25日(A4)。然而，黃正來等研究認為，淀粉糊化參數(shù)均隨著播期的推遲而顯著增加[10]；王晨陽等認為，不同播期對淀粉糊化參數(shù)均無顯著影響[19]。不同種植密度對揚麥20淀粉糊化特性的影響不顯著。

本試驗的研究結(jié)果與以往的研究結(jié)論不盡一致，可能與試驗的小麥品種類型、處理設(shè)置以及所處生態(tài)環(huán)境不同有關(guān)。在遲播條件下，11月18日播種的揚麥20品質(zhì)綜合表現(xiàn)較佳。因此，可根據(jù)生產(chǎn)目標，因地制宜確定小麥的適宜播種時期，構(gòu)建合理的群體結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效。

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