氯吡苯脲對小麥籽粒淀粉組分含量及淀粉粒粒度分布特征的影響

彭佃亮， 李美芹， 唐玉海， 王興翠， 裴華麗， 孫 虎， 呂金浮， 劉曉明， 喬 寧， 薛其勤， 王之鳳

(濰坊科技學(xué)院/山東省高校設(shè)施園藝實驗室/賈思勰農(nóng)學(xué)院，山東壽光 262700)

小麥胚乳中的淀粉以淀粉粒的狀態(tài)存在，主要由直、支鏈淀粉構(gòu)成[1]。前人研究結(jié)果表明，淀粉的組分、構(gòu)成比例及淀粉粒度的分布特征決定了小麥面粉及其加工品的特性[2-6]。前人研究發(fā)現(xiàn)，生態(tài)環(huán)境、栽培技術(shù)對小麥淀粉發(fā)育和微粒特性分布有較強的調(diào)控，能影響面粉的利用[3-5，7]。當(dāng)前，外施外源生長調(diào)節(jié)劑對小麥籽粒發(fā)育及產(chǎn)量的影響研究較集中[7-9]，而其與淀粉不同成分含量及淀粉微粒形態(tài)特點的聯(lián)系，重點是外源生長調(diào)節(jié)劑氯吡苯脲對小麥籽粒直、支鏈淀粉含量和淀粉微粒特點的調(diào)控知之甚少。本試驗的田間種植材料為小麥高淀粉品種山農(nóng)1391和低淀粉品種濟麥22，通過噴施外源生長調(diào)節(jié)劑氯吡苯脲對小麥籽粒淀粉總量、成分含量及微粒特點進(jìn)行研究，以期為化控改善籽粒淀粉品質(zhì)及生長調(diào)節(jié)物質(zhì)氯吡苯脲的田間推廣提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

田間種植材料為高淀粉品種山農(nóng)1391和低淀粉品種濟麥22。大田試驗在濰坊科技學(xué)院試驗基地進(jìn)行。時間為2015年9月至2016年6月。在種植小麥時基施純氮 100 kg/hm2、磷肥70 kg/hm2、鉀肥100 kg/hm2，在小麥拔節(jié)時加施純氮100 kg/hm2。小麥開花后在穗部噴施150 mg/L氯吡苯脲，對照組為噴純凈水。每個處理噴施4 m2，用量為 500 mL/m2。以0.5%體積分?jǐn)?shù)的Tween 20作為黏附劑，成熟期取樣用于淀粉品質(zhì)測定[10]。小區(qū)面積為9 m2，隨機區(qū)組排列，3次重復(fù)，測產(chǎn)面積3 m2[10]。

1.2 測定項目及方法

小麥產(chǎn)量構(gòu)成要素調(diào)查參考彭佃亮的方法[10]；淀粉含量的測定參考何照范的方法[11]；提取淀粉粒依據(jù)Peng等的方法[11]；籽粒淀粉粒粒度分布特征用激光衍射粒度分析儀LS 13320進(jìn)行測定分析[13]。

1.3 統(tǒng)計分析

用DPS 5.05進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氯吡苯脲處理對不同基因型小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

由表1可見，氯吡苯脲可顯著提高小麥籽粒千粒質(zhì)量和產(chǎn)量。與對照相比，噴施氯吡苯脲分別提高了山農(nóng)1391、濟麥22千粒質(zhì)量6.3%、2.3%；產(chǎn)量提高5.7%、4.5%，差異均達(dá)到顯著水平，而對小麥單位面積穗數(shù)和穗粒數(shù)無顯著影響。

表1 氯吡苯脲處理對小麥產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

注：每個品種同類指標(biāo)數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間有顯著差異(P<0.05)。下表同。

2.2 氯吡苯脲處理對不同基因型小麥籽粒淀粉含量及組分含量的影響

噴施氯吡苯脲顯著提高了2個小麥品種籽粒中淀粉、組分含量(表2)。與對照相比，噴施氯吡苯脲山農(nóng)1391和濟麥22的淀粉含量分別提高了6.2%、7.2%；2個品種直鏈淀粉含量分別提高了3.9%、6.6%，支鏈淀粉含量分別提高了7.0%、7.4%。

表2 氯吡苯脲處理對不同基因型小麥籽粒淀粉含量及組分含量的影響

2.3 氯吡苯脲處理對不同基因型小麥籽粒淀粉粒粒度分布的影響

2.3.1 氯吡苯脲處理對不同基因型小麥籽粒淀粉粒體積分布的影響 不同基因型與氯吡苯脲處理之間的籽粒淀粉粒體積分布存在顯著差異(表3)。B型淀粉粒(<9.9 μm)所占的體積百分比為39.11%～45.10%，A型(>9.9 μm)淀粉粒體積百分比為54.90%～60.89%。與對照處理相比，氯吡苯脲顯著增加了小麥<9.9 μm淀粉粒體積百分比。噴施氯吡苯脲后，山農(nóng)1391、濟麥22的<9.9 μm淀粉粒體積所占的比例較對照分別提高了4.3%、7.7%；而>9.9 μm淀粉粒體積比分別降低了2.6%、5.6%。由此可以得出，氯吡苯脲明顯降低了大淀粉粒體積比例，增加了小淀粉粒體積比例。

表3 氯吡苯脲處理對不同基因型小麥籽粒淀粉粒體積分布的影響

2.3.2 氯吡苯脲處理后對不同基因型小麥籽粒淀粉粒表面積分布的影響 B型淀粉粒所占的表面積百分比為 80.89%～88.31%，A型淀粉粒表面積百分比為11.68%～19.11%(表4)。與噴施清水處理相比，氯吡苯脲顯著降低了2個品種<9.9 μm淀粉粒表面積百分比。噴施氯吡苯脲后，山農(nóng)1391和濟麥22的>9.9 μm淀粉粒表面積所占的比例較對照分別降低了9.9%、22.2%。由此，可以得出氯吡苯脲明顯降低了A型(>9.9 μm)淀粉粒體積比例，提高了B型(<9.9 μm)淀粉粒體積比例。

表4 氯吡苯脲處理后對不同基因型小麥籽粒淀粉粒表面積分布的影響

2.3.3 氯吡苯脲處理后對不同基因型小麥籽粒淀粉粒數(shù)目分布的影響 <2.8 μm淀粉粒數(shù)目所占的體積百分比為94.73%～95.83%，由表5可見，<9.9 μm淀粉粒數(shù)目百分比均接近于99.90%，結(jié)果說明淀粉粒大部分為小型微粒(<9.9 μm)。較噴施清水作對照處理，2個品種<0.8 μm微粒的比例噴施氯吡苯脲后明顯減少了，而2個品種0.8～<2.8 μm 微粒的比例在噴施氯吡苯脲后上升了。

表5 氯吡苯脲處理后對不同基因型小麥籽粒淀粉粒數(shù)目分布的影響

3 討論和結(jié)論

由于我國人口增長與耕地面積矛盾的國情，決定了我國小麥生產(chǎn)應(yīng)以提高小麥單產(chǎn)來增加總產(chǎn)量[10]。氯吡苯脲顯著提高了小麥籽粒千粒質(zhì)量及產(chǎn)量，而對小麥單位面積穗數(shù)和穗粒數(shù)無明顯影響，結(jié)果表明噴施氯吡苯脲提高小麥產(chǎn)量是通過提高千粒質(zhì)量來實現(xiàn)的。

前人研究表明，小麥淀粉的組分含量及直鏈/支鏈的比例是衡量淀粉質(zhì)量的一個重要參數(shù)，對小麥籽粒品質(zhì)及用途有決定性的作用[3，5，8，10]。研究發(fā)現(xiàn)小麥籽粒中直鏈淀粉總量發(fā)生僅1%的變化就能顯著性地影響淀粉的糊化、黏度等品質(zhì)[5，12]。本次試驗結(jié)果表明，籽粒灌漿期噴施植物生長調(diào)節(jié)劑氯吡苯脲可以提高成熟期小麥籽粒中的淀粉含量、直鏈淀粉以及支鏈淀粉含量。

外界環(huán)境特征對小麥籽粒淀粉粒度特征有很大影響[3-8，10，13-14]。本研究結(jié)果表明，噴施氯吡苯脲明顯地影響了成熟期籽粒各種類型淀粉微粒的體積和表面積所占百分比率，顯著地改變了各粒徑范圍的B型微粒體積與面積所占的比例，這說明小麥籽粒中所含的小型淀粉微粒較大的微粒對籽粒灌漿期噴施氯吡苯脲的響應(yīng)比較敏感；花后籽粒灌漿期噴施氯吡苯脲后，降低了大微粒所占的體積和表面積比例，增加了小微粒所占的體積和表面積比例，而對成熟期籽粒中A、B型微粒各自所占的數(shù)目比例沒有影響。前人研究發(fā)現(xiàn)，小麥成熟期籽粒中的小型淀粉粒來自于大型淀粉體[1，5，10]，結(jié)合本試驗的研究結(jié)果，筆者認(rèn)為在籽粒灌漿期噴施氯吡苯脲后籽粒中用于淀粉發(fā)育的可溶性糖最先流向淀粉粒的生長，不是生成更多的淀粉微粒。以上結(jié)果可為化控改善小麥籽粒淀粉品質(zhì)及生長調(diào)節(jié)物質(zhì)氯吡苯脲的田間推廣提供支持。