内蒙古平原灌区春小麦品质特性及形成机理的研究

【摘要】： 通过多年多点田间试验和调查研究,开展了内蒙古平原灌区(土默川和河套)春小麦品质现状和特性、影响春小麦品质形成的因素(生态环境与栽培条件、基因型、施肥)、春小麦籽粒发育过程中品质的形成特点以及花后不同光合器官对品质的作用和不同光合器官下氮磷钾配比对品质调控效应的研究。主要研究结果有: 1.河套平原灌区春小麦千粒重、容重、沉降值、面团稳定时间、降落数值、湿面筋含量平均值均高于全国(2006)和黑龙江(1992)平均水平;烘焙品质评分值、蛋白质含量低于全国平均值;土默川平原平均千粒重、容重、面团稳定时间、烘焙品质评分值、蛋白质均低于全国水平,湿面筋含量高于全国水平。 2.自然生态和栽培条件对7项品质指标变异程度大小的顺序依次是面团稳定时间、千粒重、降落数值、蛋白质、湿面筋、烘焙品质评分值、容重。河套平原容重、千粒重、降落数值、面团稳定时间,烘焙品质评分值均显著高于土默川地区;而蛋白质与土默川相当,湿面筋含量显著低于土默川。自然生态和栽培条件对氨基酸含量影响较大的5种氨基酸依次是酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、胱氨酸、组氨酸;Se、Zn、Fe三个目前人们生活中追求的矿质营养元素都易受栽培条件和生态环境的影响,籽粒锌(Zn)、硒(Se)的平均含量以土默川平原高于河套平原,铁(Fe)的平均含量则是土默川平原低于河套平原。 3.遗传因素和环境条件对品质影响程度的大小因籽粒品质性状的不同而异。籽粒蛋白质、容重、千粒重、氨基酸是环境条件的影响大于遗传因素,而面团稳定时间、烘焙品质评分值、湿面筋是遗传因素的影响大于环境条件,遗传因素和环境条件对降落数值的影响不相上下。 4.不同基因型春小麦8项品质指标变异度大小的顺序依次为面团稳定时间、沉降值、烘焙品质评分值、降落数值、湿面筋、千粒重、蛋白质、容重;变异度最大的5种氨基酸依次是赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、组氨酸、脯氨酸,矿质元素含量变异度大小依次是钙、铁、镁、锌。 5.施氮肥可大幅度提高蛋白质、湿面筋的含量,延长面团稳定时间,提高降落数值,改善烘焙品质;施磷肥可显著提高千粒重和容重,增加湿面筋含量,改善烘焙品质;施钾肥可显著提高蛋白质、湿面筋含量,增加千粒重,延长面团稳定时间。氮肥、磷肥、钾肥的施用都有利于籽粒氨基酸总量、动物必需氨基酸、人必需氨基酸和赖氨酸含量的提高;氮肥的施用,提高了籽粒中磷、硫、钙、镁、铁、铜、锌的含量;氮、磷配合,使磷、钾、硫、钙、镁、铁、铜的含量有不同程度的提高;钾肥的施用,使钾、铁、锰的含量明显提高。 6.硼肥对品质没有显著影响,锌肥使容重和降落数值明显增加;硼肥可不通称度地提高钙、镁、铁、锰、铜、锌、硒的含量,锌肥可不同程度地增加钙、铜、锌、硒的含量;硼肥对必需氨基酸含量及组成(占总量%)有显著正效应;锌肥使赖氨酸含量显著提高,且显著提高了必需氨基酸和赖氨酸的组成。 7.氮肥种类(尿素、硝铵、碳铵)对小麦品质的影响较小;氮肥用量对小麦加工品质中的面团稳定时间影响最大、对营养品质中淀粉含量的影响最小、对小麦矿物质中锌含量的影响最大,对维生素中VE含量的影响最大;随着氮肥施用期后移,容重、粗蛋白、降落数值、面团稳定时间、湿面筋含量以及面包烘焙品质评分值都得到了提高,淀粉含量降低,粗脂肪和粗灰分含量有降有升;籽粒磷、钾、钙、铁含量整体呈降低的趋势,锌含量呈上升的趋势;氮肥后移使VB1和VB2含量均降低,使VE含量增加;除丙氨酸、缬氨酸、蛋氨酸外,后期施氮有利于籽粒中其它各种氨基酸含量的提高。 8.氮肥用量、种类、施用时期对籽粒硝态氮含量的影响都很小。 9.随春小麦籽粒发育进程,淀粉含量递增、粗蛋白质含量递减、粗脂肪含量呈先升后降的趋势、灰分含量整体上是降低的趋势;钾、钙、锌、铁含量递减,磷含量先降后升,VB1、VB2、VE含量整体上呈下降的趋势,氨基酸总含量渐增;出粉率、湿面筋含量、面团形成时间、面团稳定时间、面团延伸性渐增,最大拉伸阻力则呈倒“N”型,即“降低—升高—降低”;拉伸比整体上呈下降趋势。 10.不同光合器官对籽粒营养成分的变异度以淀粉含量最大,其次为灰分和脂肪,粗蛋白最小;对籽粒矿质元素中铁含量引起的变幅最大,其次为钙和钾,再次为磷,最小的为锌;对维生素中B族维生素(B1、B2)引起的变幅较大,对VE引起的变幅较小。从光合器官的类型来看,春小麦开花后非叶光合器官(穗、穗下节间、旗叶鞘)对籽粒品质的影响并不弱于叶器官(旗叶、倒二叶、倒三叶)。不同光合器官下氮磷钾配比对品质的调控效应由于品质指标的不同而有所差异。