不同灌水處理對小麥產量和籽粒品質的影響

楊洪強， 顧晶晶， 田文仲， 段國輝， 溫紅霞， 張少瀾， 高海濤

(洛陽農林科學院，河南洛陽 471022)

河南省是我國小麥生產大省，常年種植面積在 470萬hm以上，約占全國小麥種植面積的20%，總產量約占全國的1/4，且以半冬性小麥品種為主。近年來隨著小麥審定品種數量的增加，高產型品種不斷涌現，生產上最大的問題是在提高小麥產量的同時也要兼顧小麥的品質，籽粒品質影響面粉及其制品的質量，直接關系到小麥生產的經濟收益和食品工業的效益。小麥的產量和品質受品種遺傳特性、土壤條件、氣候因素、栽培措施等因素的多重影響，其中灌水是最主要的影響因素之一，合理的栽培措施可以促進產量和品質協同提高。我國北方農業用水的70%用于小麥灌溉，人工灌溉是提高產量的重要手段，不同的灌水量及不同時期、不同灌水次數均能影響籽粒產量、營養品質和加工品質。褚鵬飛等研究證明，高產和優質結合最佳的灌水模式是在拔節期、開花期分別灌水60 mm。李向東等研究發現，經濟效益最優的灌水模式是在小麥拔節期、孕穗期各灌水1次。郭天財等研究發現，增加灌水可以提高小麥產量，而隨著灌水量、灌水次數的增加，到一定程度后產量不再明顯變化。陳金平等認為在小麥不同生育時期進行適宜的灌溉有利于產量的提高和品質的改善。本試驗以洛麥26、洛麥28、洛麥29為材料，研究不同品種、不同灌水處理對小麥產量、產量三要素及品質的影響，旨在為在高產小麥品種生產上確保高產穩產的同時，品質盡量達到較高水平提供依據，從而發揮品種的最佳效益。

1 材料和方法

1.1 試驗概況

2016—2017年在洛陽農林科學院國家區試站試驗田(34.63°N，112.49°E，海拔127.8 m)進行試驗。供試品種為洛麥26、洛麥28和洛麥29。試驗田地勢平坦，土層深厚，壤質土，基肥于播種前統一撒施復合肥(N、PO、KO含量均為15%)450 kg/hm，拔節期統一追施氮肥100 kg/hm，于2016年10月15日播種，20 cm 等行距種植，小區長9 m、寬3 m，面積27 m，3次重復，人工精播耬播種，播種量 120 kg/hm，基本苗180萬/hm。設置5個灌水處理：全生育期不灌水(W0)、越冬期灌水(W1)、拔節孕穗期灌水(W2)、越冬期+拔節孕穗期灌水(W3)、拔節孕穗期+開花期灌水(W4)、越冬期+拔節孕穗期+開花期灌水(W5)，每次灌水量為 600 m/hm。灌水時間：越冬期為12月25日，拔節孕穗期為3月17日，開花期為4月20日。

1.2 小麥生育期內氣象分析

由表1可知，播種期降水量為72.6 mm，墑情較好，越冬期和早春氣溫偏高，積溫足、墑情適宜，分蘗增加，灌漿中后期出現持續干熱風，對小麥灌漿速率有一定影響，對千粒質量影響較大。

表1 2016—2017年小麥生育期部分氣象參數

1.3 取樣及測定方法

1.3.1 產量 于2017年6月3日按小區全部收獲，計算單位面積籽粒產量。拔取1 m樣方內的植株進行室內考種分析。

1.3.2 籽粒營養品質測定 蛋白質含量測定：用瑞典波通(Sweden Perten)公司生產的DA 9200型近紅外光譜分析儀測定。濕面筋含量測定：根據籽粒硬度將籽粒含水量調整到14%～15%，著水潤麥 18 h，參照NY/T 1094.4—2006《小麥實驗制粉 第4部分：布勒氏法用于軟麥統粉》，用無錫錫糧公司生產的仿工業磨磨粉，按GB/T 14608—93《小麥粉濕面筋測定法》采用波通2200型面筋儀測定干面筋含量、濕面筋含量及面筋指數。

1.3.3 籽粒加工品質測定 沉淀值測定依照NY/T 1095—2006《小麥沉淀值測定 Zeleny法》測定，結果換算14%濕基條件系測定值。粉質參數測定：用瑞典波通公司生產的mic-douful微型粉質儀測定面團吸水率，穩定時間和形成時間。

1.3.4 數據處理分析 試驗數據采用SPSS 22.0和Excel 2010進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 不同灌水處理對小麥產量及構成因素的影響

由表2可知，不同處理間穗數變化趨勢一致，均表現為W5>W3>W1>W4>W2>W0。與W0處理相比，3個品種小麥灌水處理下小麥穗數均有所增加，W3處理下穗數升高達顯著水平(<0.05)，W1～W5處理的穗數均值分別提高了10.5%、4.6%、15.0%、8.2%、22.0%。不同處理間穗粒數和千粒質量變化趨勢略有不同，與W0處理相比，灌水處理下小麥的穗粒數和千粒質量均有所降低，洛麥26和洛麥29只在越冬期灌1次水處理下穗粒數顯著降低，洛麥28各處理間的穗粒數和千粒質量差異均不顯著。不同處理間產量變化趨勢基本一致，W5處理最高，其次是W3和W4處理，二者產量差異不顯著，W0處理最低，與W0處理相比，灌水處理下小麥產量顯著提高，灌1次水處理下平均產量提高了7.9%、9.5%，灌2次水處理下產量提高了14.6%、14.2%，灌3次水處理下產量提高了20.6%。洛麥29可孕>洛麥26可孕>洛麥28可孕，洛麥26各處理間差異不顯著，洛麥28灌1次水和灌3次水處理與W0處理相比顯著降低，洛麥29灌3次水處理與W0處理相比顯著降低。洛麥29不孕>洛麥28不孕>洛麥26不孕，洛麥26灌水處理顯著低于不灌水處理，W4處理最低，洛麥28和洛麥29灌2次水和灌3次水處理顯著低于不灌水處理。

由表3方差分析結果可知，小麥的產量及其構成因素受不同品種和不同灌水處理影響顯著或極顯著，二者交互作用對產量及主要產量構成因素的影響不顯著。

2.2 不同灌水處理對小麥籽粒營養品質的影響

由表4可知，灌水對小麥籽粒營養品質有較大影響，不同品種間蛋白質含量、濕面筋含量、干面筋含量、面筋指數在不同處理間差異顯著(<0.05)。洛麥26蛋白質含量在W1處理下顯著降低，在W2處理下明顯升高，而其他處理下差異不顯著。洛麥28蛋白質含量在W4和W5處理下顯著高于W0，而其他處理與W0處理相比差異不顯著。洛麥29蛋白質含量在W5處理下顯著低于W0處理，而其他處理與W0處理相比差異不顯著。洛麥26濕、干面筋含量在W0處理下最高，在W5處理下最低，灌水處理下濕、干面筋含量顯著低于W0處理；洛麥28濕、干面筋含量在W0處理下最低，在W5處理下最高；洛麥29濕、干面筋含量在W4處理下最高，W4和W5處理顯著高于W0處理，其他處理和W0處理差異不顯著。3種小麥在相同灌水次數下，不同生育期灌水存在顯著差異。洛麥26不同處理間面筋指數差異不顯著；洛麥28在W4處理下面筋指數最高但與W0處理之間差異不顯著，其他灌水處理下面筋指數顯著低于W0處理；洛麥29在W4處理下面筋指數低于W0處理，其他處理顯著高于W0處理。

表2 不同灌水處理對小麥產量及構成因素的影響

表3 不同灌水處理對小麥產量及構成因素影響的方差分析結果(F值)

由表5方差分析結果可知，不同品種和不同灌水處理及二者交互作用顯著或極顯著影響了小麥蛋白質含量、濕面筋、干面筋和面筋指數。

2.3 不同灌水處理對小麥籽粒加工品質的影響

由表6可知，洛麥26沉淀值在W0處理下最高，灌水處理間差異不顯著；洛麥28在W4和W5處理下沉淀值顯著高于W0；洛麥29在W5處理下沉淀值最低，并且灌水處理與不灌水處理間差異不顯著。

洛麥26面團的形成時間在W0處理下最高，灌水處理下面團的形成時間均顯著小于W0處理；洛麥28在W4和W5處理下面團的形成時間顯著高于W0處理，而W3處理下顯著低于W0處理；洛麥29在W3處理下面團的形成時間顯著高于W0處理，而W2和W5處理下面團的形成時間顯著低于W0。3種小麥的面團形成時間在W1和W2處理以及W3和W4處理之間的差異顯著，表明相同灌水次數下，不同生育期灌水對面團的形成時間影響不同。

表4 不同灌水處理對小麥營養品質的影響

表5 不同灌水處理對小麥營養品質影響的方差分析結果(F值)

洛麥26面團穩定時間在W0處理下最高，灌水處理下面團穩定時間均顯著小于W0處理，灌2次水和灌3次水之間差異不顯著；洛麥28在W4和W5處理下面團穩定時間顯著高于W0，而W2處理下顯著低于W0；洛麥29在W3處理下面團穩定時間顯著高于W0處理，而W2和W5處理下面團形成時間低于W0處理。形成時間和穩定時間在不同品種小麥以及不同處理間的規律性相同。

表6 不同灌水處理對小麥加工品質的影響

由表7方差分析結果可知，不同品種和不同灌水處理及二者交互作用顯著或極顯著影響了小麥籽粒的沉淀值及面團形成時間和穩定時間，對吸收率的影響不顯著。

表7 不同灌水處理對小麥加工品質影響的方差分析結果(F值)

3 討論與結論

李莎莎等的研究表明，隨灌水次數的增加，穗粒數雖然得以提高，但千粒質量逐漸下降，產量則表現為先增后降，因此，適時干旱利于粒質量和產量的提高。白莉萍等的研究表明，小麥拔節后增加灌水次數品質逐漸下降，而后期增加灌水次數，特別是灌漿水有利于千粒質量的增加。吳永成等研究指出，與春季不灌水對比，春灌2次小麥水產量顯著提高，與春灌4次水無顯著差異。本研究與前人的研究結果存在一定差異，灌水處理下小麥的穗數均有所增加，產量隨灌水次數增加顯著提高，而不同處理間穗粒數和千粒質量變化趨勢略有不同，與不灌水相比，灌水處理下小麥的穗粒數和千粒質量均有所降低，產量的提高主要來自穗數的增加。

由于影響小麥品質的因素多且復雜，不同品種要考慮種植的土壤質地，配合適宜的栽培措施，充分發揮生產潛力，以實現最佳的經濟效益，其中水分不僅影響小麥的品質，也是影響產量的重要因素。徐鳳嬌等研究發現，小麥品質受水分影響較大，同時由于氣候因素、栽培措施、土壤條件等多因素影響，各研究結果略有不同。張向前等研究發現，未灌水處理和抽穗期灌水處理的蛋白質含量最高，且二者差異不顯著，而全生育期水分充足處理并不利于蛋白質含量的提高。馬少康等的研究也證實，增加灌水次數和灌水量，加工品質和蛋白組分指標均有下降的趨勢，其中開花水和灌漿水對品質的影響最為顯著。本研究發現，籽粒營養品質和加工品質在不同灌水處理下變化較大，不同品種和不同灌水處理及二者交互作用顯著或極顯著影響了小麥蛋白質含量、濕面筋含量、干面筋含量、面筋指數和小麥籽粒的沉淀值及面團形成時間和穩定時間，而對吸水率的影響不顯著。不同灌水處理下的蛋白質含量、濕面筋含量、干面筋含量、面筋指數在不同品種間差異顯著，形成時間和穩定時間在不同小麥品種以及不同處理間的規律性相同。

本試驗結果表明，處理W5(越冬期+拔節孕穗期+開花期灌水)和W3(越冬期+拔節孕穗期灌水)有利于提高籽粒產量和改善產量構成因素。處理W4(拔節孕穗期+開花期灌水)有利于提高蛋白質含量、濕面筋含量、干面筋含量和面筋指數。處理W3(越冬期+拔節孕穗期灌水)有利于提高小麥沉淀值及面團形成時間和穩定時間。綜合產量和加工品質，本試驗條件下，越冬期+拔節孕穗期灌水是獲得高產、優質的最佳灌水方案。