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《山东农业大学》 2009年
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施氮和花后灌溉对强筋小麦籽粒产量和品质的调控效应

姚凤娟  
【摘要】: 1施氮与花后灌溉对强筋小麦籽粒产量和品质的影响 本研究选用两个强筋小麦品种——藁城8901和济麦20作为研究对象,设置氮肥和花后不同灌水频次处理,研究氮肥和花后灌水频次对籽粒产量及其产量构成因素、蛋白质各组分及其动态变化规律、流变学特性、谷蛋白大聚合体粒度分布特征、面包体积的影响。主要研究结果如下: 1.1氮肥与花后灌溉对强筋小麦籽粒产量的影响 两个品种的施氮处理,无论理论产量还是实际产量都显著高于不施氮处理。随花后灌水频次增加,两个品种的籽粒产量均显示出先增加后降低的趋势。其中,在花后灌3水(90mm)时藁城8901的产量最高;而济麦20的籽粒产量在花后灌2水(60mm)时最高。 1.2氮肥与花后灌溉对籽粒蛋白质各组分含量的影响 花后灌溉处理对蛋白质及其组分含量均表现为随花后灌水次数增加先提高后降低的趋势,但是不同品种、同一品种不同组分达到最高含量的灌水频次不同。氮肥对两个品种的影响表现为单体蛋白含量均因施用氮肥而显著提高;藁城8901的可溶性谷蛋白含量基本不受施氮的影响,济麦20则因追施氮肥而显著提高;济麦20的不溶性谷蛋白含量和谷蛋白含量基本不受施氮的影响,藁城8901则因施氮肥而显著提高。藁城8901谷蛋白聚合指数表现为施氮处理显著高于不施氮处理,济麦20则为不施氮处理高于施氮处理,可见两个品种蛋白质各组分对氮肥的响应不同。 1.3氮肥与花后灌溉对籽粒谷蛋白大聚合体粒度分布特征的影响 不同水肥处理成熟期小麦GMP粒度分布趋势类似,粒径范围0.37~245μm。小麦GMP颗粒的体积分布为双峰曲线,第一个峰值出现在5μm左右,第二个峰值出现在66~100μm之间,济麦20颗粒大于100μm的百分含量在花后灌2水时为最高,藁城8901则是颗粒在10~100μm的百分含量在花后灌2水时最高,而大于100μm的百分含量在花后灌1水时为最高,两个品种施氮处理颗粒大于100μm的百分含量均高于不施氮处理。D(4,3)显示,随花后灌水频次的增加先增加后降低的趋势,且济麦20和藁城8901均在花后灌3水时为最高。GMP颗粒数目分布为单峰曲线,峰值出现在1μm左右。表面积分布呈M型曲线,峰值分别出现在2μm左右和60~100μm之间;不同水分处理两个品种,D(3,2)显示出和D(4,3)相同的趋势。 1.4氮肥与花后灌溉对面团流变学特性和面包体积的影响 随花后灌水频次增加,2个品种的湿面筋含量和吸水率基本不受影响,面粉蛋白质含量、面团稳定时间、面团形成时间以及面包体积均表现为先增加后降低的趋势。但面团稳定时间、面团形成时间最长和面包体积最大的花后灌水频次存在着品种间差异。藁城8901均以花后灌2水表现为最优,面团形成时间和面包体积1,2,3水间差异不显著。济麦20花后灌1水时面团稳定时间显著优于其他处理,但面包体积和面团形成时间在花后灌1水和2水时差异不显著。施用氮肥使得两个品种的蛋白质含量、湿面筋含量增加,面粉吸水率提高,面团稳定时间和面团形成时间显著变长,面包体积变大。 1.5蛋白质品质与面团流变学特性、面包体积的相关性分析 相关分析显示:藁城8901面团稳定时间与单体蛋白含量和谷蛋白总含量的相关性达到显著水平,与不溶性谷蛋白的相关性达到极显著水平。面包体积与蛋白质含量、单体蛋白含量、谷蛋白总含量以及不溶性谷蛋白含量极显著相关,与湿面筋含量和面团稳定时间显著相关。济麦20面团稳定时间与不溶性谷蛋白含量的相关性达到显著水平,面包体积与谷蛋白总含量、可溶性谷蛋白含量、不溶性谷蛋白含量极显著相关,与湿面筋含量显著相关,而蛋白质含量与面团稳定时间、面包体积的相关性不显著。通过回归分析发现,花后不同灌水频次条件下,不溶性谷蛋白含量的改变是导致面团稳定时间发生变化的关键因子。而谷蛋白含量可能是影响面包体积的主要因子。 2花后灌溉时期和灌溉量对小麦籽粒产量和品质的影响 以强筋冬小麦品种济麦20和藁城8901为试验材料,采用防雨池栽的方式,设置花后不同灌水时期和灌水量等7个不同的水分处理,研究不同灌水处理对籽粒产量及其构成因素、蛋白质各组分及其动态变化规律、流变学特性、谷蛋白大聚合体粒度分布特征和面包品质的影响。主要研究结果如下: 2.1花后不同水分处理对籽粒产量的影响 与花后不灌水处理比较,花后灌水处理可以显著提高小麦籽粒产量,同时千粒重也得到了明显提高,但是不同灌水时期和灌水量对籽粒产量的影响不同。花后灌1水和2水处理的籽粒产量显著高于花后灌3水的处理,花后28天灌水的济麦20产量显著降低,藁城8901花后14天和28天灌水产量低于花后7天灌水处理,由此可见灌浆期灌水过多或者过迟均不利于产量的形成。 2.2花后不同水分处理对籽粒蛋白质各组分含量的影响 济麦20花后不灌水处理的蛋白质含量、醇溶蛋白含量和清球蛋白含量均高于花后灌水处理,谷蛋白及其各组分(可溶性谷蛋白、不溶性谷蛋白)的含量则低于灌水处理。藁城8901花后不灌水处理的蛋白质含量、醇溶蛋白含量、谷蛋白含量以及可溶性谷蛋白含量均低于花后灌1水处理,高于花后灌3水处理,清球蛋白各处理间无差异,花后不灌水处理的不溶性谷蛋白含量低于花后各灌水处理。 济麦20高、低分子量可溶性谷蛋白含量以及总可溶性谷蛋白含量均为花后7+14天灌水处理为最高,而高、低分子量不溶性谷蛋白以及总不溶性谷蛋白和总谷蛋白含量以花后灌1水的处理为最高。 藁城8901蛋白质含量、高、低分子量可溶性谷蛋白含量、总谷蛋白含量、醇溶蛋白和清球蛋白含量均以花后14天灌1次水时处理为最高,而高、低分子量不溶性谷蛋白以及总不溶性谷蛋白的含量则为花后7+14天灌水处理显著高于其它灌水处理。从不同灌水时期和灌水量的影响分析,两个品种的蛋白质各组分含量在花后灌1水和灌2水的(7+14天)处理显著高于花后其他灌水处理。 2.3花后不同水分处理对小麦籽粒谷蛋白亚基含量的影响 两个品种的高分子量谷蛋白亚基含量均为花后不灌水处理显著低于花后灌1水的各处理。在花后灌1水的条件下,两个品种均显示花后14天灌水处理的高分子量谷蛋白亚基显著高于其他灌水处理,花后灌2水的条件下,则均表现出花后7+14天的灌水处理显著高于其它灌水处理。不同的花后灌水量处理结果显示,花后灌1水处理的高分子量谷蛋白亚基含量显著高于花后灌2水和灌3水的处理;济麦20花后灌2水处理明显高于花后灌3水的处理,而藁城8901花后灌2水和3水的处理间差异不显著。花后水分处理对于低分子量谷蛋白亚基含量的影响不显著。 2.4花后不同水分处理对籽粒谷蛋白大聚合体粒度的分布特征的影响 不同水分处理的小麦谷蛋白大聚合体粒度的分布特征是一致的,粒径范围为0.37~245μm,不同处理间的粒径体积和表面积的分布显示出一定差异性。即本试验条件下,两个品种均显示出,花后灌1水的粒径体积和表面积显著高于花后灌2水和3水的处理。花后不同灌水时期显示,花后7天灌水处理的GMP颗粒粒径D(4,3)和D(3,2)均为最高。 2.5花后不同水分处理对面团流变学特性和面包体积的影响 不同水分处理对湿面筋含量和吸水率无显著影响,但是对面团稳定时间影响显著。花后灌1水条件下,两个品种的面团稳定时间在不同灌水时期处理间差异不显著,花后灌2水条件下,济麦20花后7+14天灌水处理的面团形成时间和稳定时间为最优,藁城8901的花后灌2水分各处理面团稳定时间差异不显著。不同灌水量显示,花后灌1水处理面团稳定时间为最长。 花后灌1水各处理中,济麦20在花后14天灌1水的面包体积较大,藁城8901花后7天灌水处理的面包体积显著大于其他灌水处理;花后灌2水的各处理中,济麦20在花后7+28天灌水处理面包体积显著优于其他花后水分处理。不同灌水量比较,济麦20花后灌1水和灌2水的面包体积差异不显著,但是二者均显著优于花后灌3水的处理,即花后灌1水和2水处理,有利于增大面包体积;藁城8901在花后灌2水的面包体积为最优。说明在本试验条件下,两个品种花后灌3水对面包体积均表现出不利的影响,即使得面包体积显著变小。 2.6蛋白质品质与面团流变学特性、面包体积相关和回归分析 籽粒蛋白质各组分含量与面包品质和面团流变学特性的相关分析显示,济麦20,面包总评分和吸水率与蛋白质及其各组分含量间相关性均不显著。谷蛋白含量以及谷蛋白/醇溶蛋白与面包体积分别呈显著或极显著正相关。谷蛋白聚合指数、不溶性谷蛋白含量、高低分子量不溶性谷蛋白含量、HMW-GS含量、谷蛋白大聚合体粒度D(4,3)均与面团的稳定时间呈极显著正相关;不溶性蛋白、聚合指数以及高低分子量谷蛋白与面团的形成时间呈极显著正相关,而谷蛋白和谷蛋白/醇溶蛋白与面团的形成时间呈显著正相关。 针对藁城8901各参数的相关性分析发现,不溶性谷蛋白、聚合指数、低分子量不溶性谷蛋白以及谷蛋白与醇溶蛋白的比例均与面包体积呈显著或极显著的正相关,醇溶蛋白与面包体积呈极显著的负相关;醇溶蛋白、清球蛋白、以及湿面筋含量均与面包的总评分呈显著或极显著负相关;高分子量谷蛋白亚基与稳定时间呈极显著正相关,吸水率与稳定时间呈极显著负相关;而高分子量谷蛋白亚基与吸水率呈极显著负相关。 在本试验条件下,通过回归分析发现,花后不同的水分处理,影响面团稳定时间发生变化的关键因子是不溶性高分子量谷蛋白含量以及谷蛋白大聚合体粒度;而影响面包体积的关键因素则是谷蛋白含量以及湿面筋的含量。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S512.1

【参考文献】
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