施氮量对不同品种小麦籽粒蛋白组分和加工品质的影响(英文)

[目的]研究不同施氮量对不同品种的冬小麦籽粒的蛋白组分以及加工品质的影响。[方法]在较高土壤肥力的条件下,以2个强筋小麦品种临优145和郑麦9023,两个弱筋小麦品种宁麦9号和宝丰949为材料,设置三种氮肥用量(0、150和300kg/hm2),测量冬小麦籽粒蛋白质含量、蛋白组分含量和比例以及加工品质。[结果]增施氮肥有利于提高籽粒蛋白质及其各组分的含量。总蛋白质、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量均随着施氮量的增加显著提高,清蛋白含量也随施氮量的增加而提高,但不同施氮水平下差异不显著。氮肥施用量对小麦籽粒各组分在总蛋白中所占比例的影响不大,各蛋白组分在籽粒总蛋白中所占比例相对稳定。增施氮肥能够提高面粉的沉降值、湿面筋含量、面包体积和面包评分,降低小麦籽粒的容重。[结论]为形成优质专用小麦技术体系提供理论依据。     

施磷量对不同类型专用小麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响

以强筋小麦中优9507、中筋小麦扬麦12号、弱筋小麦扬麦9号为供试材料,在缺磷土壤(速效磷含量为4.10 m g.kg-1)上以施磷量为试验因素,研究施磷量对小麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响。结果表明:施磷能显著调控小麦籽粒蛋白质及其组分含量。不同类型小麦品种施磷量与籽粒蛋白质含量均呈抛物线关系,适量施磷可增加蛋白质含量而改善中、强筋小麦籽粒品质,不同施磷量处理弱筋小麦籽粒的蛋白质含量均小于115 m g.g-1,符合国家标准GB/T 17893-1999;施磷对不同类型小麦品种籽粒蛋白质各组分含量的调控幅度不一,主要增加中、强筋小麦籽粒谷蛋白和醇溶蛋白含量以及弱筋小麦籽粒谷蛋白含量。综合考虑施磷量对不同类型专用小麦籽粒产量和品质的影响,在设计的试验条件下,强筋小麦适宜施磷(P2O5)量为144 kg.hm-2,中、弱筋小麦为108 kg.hm-2。     

施氮量对弱筋小麦扬辐麦2号产量和品质调节效应

以弱筋小麦扬辐麦2号为试验材料,研究施氮量对弱筋小麦籽粒产量、蛋白质及其组分含量、淀粉及其组分含量、湿面筋含量的影响。结果表明:在一定施氮量范围内,增施氮肥,籽粒产量、蛋白质和面筋含量提高,淀粉及其组分含量下降;施氮量超过适宜值后,籽粒产量下降,籽粒蛋白质及醇溶蛋白、谷蛋白和面筋含量继续上升,且籽粒蛋白质含量超过弱筋小麦标准;过量施氮,籽粒产量和蛋白质产量均下降,施氮量以172 kg·hm~(-2)左右最为适宜。试验结果初步将弱筋小麦扬辐麦2号的施氮量划分为4个区域,即施氮高效区、产量品质协调施氮区、奢侈施氮区和过量施氮区。     

施氮量对不同品种小麦籽粒蛋白组分和加工品质的影响

在较高土壤肥力条件下,以两个强筋小麦品种临优145和郑麦9023,两个弱筋小麦品种宁麦9号和宝丰949为材料,研究了施氮量对冬小麦籽粒蛋白质含量、蛋白组分含量和比例以及加工品质的影响.结果表明,增施氮肥有利于提高籽粒蛋白质及其各组分的含量.总蛋白质、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量均随着施氮量的增加显著提高,清蛋白含量也随施氮量的增加而提高,但不同施氮水平下差异不显著.氮肥施用量对小麦籽粒各组分在总蛋白中所占比例的影响不大,各蛋白组分在籽粒总蛋白中所占比例相对稳定.增施氮肥能够提高面粉的沉降值、湿面筋含量,面包体积和面包评分,降低小麦籽粒的容重.沉降值、湿面筋含量、吸水率、面包体积和面包评分与谷蛋白含量均呈极显著正相关.     

氮肥运筹对不同类型小麦籽粒品质的影响

研究了不同施氮水平及基追比对不同类型小麦籽粒品质的影响。结果表明,强筋小麦和弱筋小麦适宜的施氮范围为150～225 kg/hm2(纯氮)。但强筋小麦和弱筋小麦在施氮水平及氮肥运筹上存在差异,强筋小麦:稳定氮肥用量,在150～225 kg/hm2纯氮范围内提高氮素用量,氮肥后移,减少底氮用量,加大追氮比例有利于提高强筋粉的综合品质,而以施纯氮225 kg/hm2,基肥∶拔节肥∶孕穗肥为4∶5∶1调控效果最好;弱筋小麦:在150～225 kg/hm2纯氮范围内适量减少氮肥用量,增加基肥比例,减少追肥比例,可明显促进弱筋粉综合品质的提高,而以施纯氮150 kg/hm2,基肥∶拔节肥∶孕穗肥为6∶3∶1调控效果最佳。     

施氮量对不同强筋小麦品种产量和品质的影响

选用7个强筋小麦品种,采用二因素裂区设计,研究了不同施氮量对小麦产量和品质的影响以及品种之间产量和品质的差异。结果表明:在施氮量0~300 kg/hm2范围内,随施氮量的增加,产量增加,但施氮三水平间差异不显著;随施氮量的增加,蛋白质含量和产量逐渐增加,但相邻水平间增加幅度逐渐减少;强筋小麦的主要加工品质性状均随施氮量的增加而改善,三个施氮水平下降落数值、沉降值、形成时间、稳定时间和面包体积等主要加工品质指标与对照相比,均有明显提高,吸水率受施氮量的影响最小。不同品种间主要加工品质性状有较大的差异。强筋小麦各主要加工品质性状受品种遗传因素的影响大于施氮处理,生产上首先应选择适于本地种植的强筋专用品种,然后采用相配套的栽培措施,才能达到优质高产的目标。济麦20是目前适于当地种植的强筋小麦首选品种,在中高土壤肥力条件下,协调籽粒产量、蛋白质含量和各项主要加工品质性状的适宜施氮量不宜超过225 kg/hm2。     

施氮量和种植密度对弱筋小麦宁麦18籽粒产量和蛋白质含量的影响

【目的】明确最佳施氮量和种植密度以提高弱筋小麦产量和品质。【方法】以优质高产弱筋小麦宁麦18为试验材料,在大田条件下设置4个施氮水平(120、180、240、300 kg/hm2)和4个种植密度(120、180、240、300万株/hm2),研究施氮量和种植密度对宁麦18籽粒产量与蛋白质含量的影响。【结果】施氮量和种植密度均显著影响宁麦18的产量及其产量构成因素。宁麦18的籽粒产量随施氮量和种植密度的增加而增加,但施氮量和种植密度超过适宜值(即施氮量N 180 kg/hm2、种植密度240万株/hm2)后,籽粒产量呈明显下降趋势。增施氮肥显著提高宁麦18籽粒蛋白质含量,但施氮水平为N 240和300 kg/hm2的处理间籽粒蛋白质含量差异不显著。种植密度对籽粒蛋白质含量的影响不明显。【结论】在本试验条件下,实现宁麦18高产与优质相结合的适宜施氮量为N 180 kg/hm2,种植密度为240万株/hm2。     

密肥互作对弱筋小麦产量与品质的影响

以弱筋小麦扬麦15为材料,采用大田试验,研究了种植密度、行距和施氮量及其互作对弱筋小麦产量和品质的调控效应。试验设计了2个密度处理150×104/hm2和225×104/hm2基本苗,2个行距处理24 cm和30 cm,3个施氮量水平150、210和270 kg/hm2。结果表明,小麦籽粒产量随施氮量和密度的增加而显著提高,穗数的增加是产量提高的主要原因。行距对产量没有明显的影响,但高密度扩行加剧群体竞争,降低产量。密度和施氮量对小麦籽粒蛋白质含量和面粉面筋含量均有显著的同步调控效应,随密度的增加显著降低,随施氮量的增加显著升高。在中等施氮条件下,高密度处理无论何种行距均能使籽粒蛋白质含量和面筋含量符合国家标准。因此,采用225×104/hm2基本苗、24 cm和210kg/hm2施氮量可同步协调弱筋小麦产量和品质的关系,达到高产优质。     

施氮量对弱筋小麦籽粒品质与氮素利用的影响

为探究施氮量对弱筋小麦籽粒品质和氮素利用的影响,以弱筋品种宁麦13与皖西麦0638为材料,设置4个施氮量(折纯N 0、120、180、240 kg·hm^-2),研究其对弱筋小麦籽粒产量、品质性状与氮素吸收利用的影响。结果表明,在0~240 kg·hm^-2的施氮量范围内,随着施氮量增加,供试弱筋小麦的籽粒产量先增加后减少,当施氮量为180 kg·hm^-2时产量最高;随着施氮量增加,供试弱筋小麦籽粒的蛋白质含量、湿面筋含量、硬度、沉降值、面团稳定时间等品质性状均呈上升趋势。供试的弱筋小麦,开花期、成熟期植株与籽粒中积累的氮均主要来源于土壤。当施氮量为120~240 kg·hm^-2时,随着施氮量增加,供试弱筋小麦成熟期籽粒中积累的氮来源于肥料的量呈先增加后降低的趋势,当施氮量为180 kg·hm^-2时,来源于肥料的量最高。当施氮量为120~240 kg·hm^-2时,供试弱筋小麦的氮素利用效率为25.68~44.76 kg·kg^-1,氮肥生产效率为25.16~50.82 kg·kg^-1,随着施氮量增加,供试弱筋小麦的氮肥生产效率下降。     

氮素运筹技术对冬小麦籽粒产量和品质的影响

研究结果表明 ,施氮量与籽粒产量、蛋白质含量均呈二次抛物线关系。籽粒产量的临界施氮量小于籽粒蛋白质含量的临界施氮量 ,0～ 2 33.1kg/hm2 为产量和蛋白质含量的同步增长区 ,2 33.1～ 2 71.4kg/hm2 为异步徘徊区 ,2 71.4kg/hm2 以上为同步下降区。增施氮肥能提高籽粒麦谷蛋白、醇溶蛋白的含量及籽粒麦谷蛋白与醇溶蛋白的比值 ,同时显著提高籽粒湿面筋含量、面团稳定时间和面团拉伸度。氮肥基施与追施相结合有利于提高籽粒产量和品质 ,以基施、拔节和孕穗期 3次施肥效果最佳。适当加大中后期氮肥施用比例 ,对提高小麦籽粒营养和加工品质有着重要的作用。     

施氮量对小麦籽粒蛋白质组分含量及加工品质的影响

 研究了氮肥用量对不同小麦品种籽粒蛋白质组分含量变化及加工品质的影响 ,分析了蛋白质各组分含量和比例与加工品质的关系。结果表明 ,增施氮肥能够显著提高籽粒蛋白质各组分的含量 ,但对各组分含量提高的幅度存在差异 ,其中清蛋白、球蛋白和谷蛋白随着施氮量的增加 ,所占的比例升高 ,而醇溶蛋白和剩余蛋白则随着施氮量的增加 ,所占比例下降。增施氮肥能够显著提高湿面筋含量和沉降值 ,延长面团形成时间和稳定时间 ,提高吸水率。面团吸水率、形成时间和稳定时间与麦谷蛋白含量均呈极显著正相关。发现增施氮肥提高了小麦籽粒蛋白质含量并改变了蛋白质各组分所占的比例 ,增施氮肥是改善小麦加工品质的重要原因。     

氮肥与硫肥施用对相同HMW-GS组分春小麦谷蛋白大聚合体含量的影响

黑龙江是中国重要的强筋春小麦产区,虽然培育出了多个优质强筋麦品种,但是如何通过合理的施肥技术等保证小麦品质已成为黑龙江小麦生产的重要问题。作为品质鉴定指标,麦谷蛋白大聚合体的含量比蛋白质和湿面筋含量更具代表性。为此,在相同HMW-GS背景下研究了氮肥与硫肥施用对小麦谷蛋白大聚合体的含量的影响。试验分设4个施肥处理（未施肥、单施纯硫50 kg.hm-2、单施纯氮150 kg.hm-2、纯硫50 kg.hm-2＋纯氮150 kg.hm-2）。结果表明：氮肥与硫肥的不同处理对小麦籽粒的蛋白质和麦谷蛋白大聚合体有明显影响。施硫肥、氮肥以及2种肥料混施提高了上述2个品质指标及其比值。综合研究表明,在3种处理方式上,氮肥与硫肥混合施用对蛋白质、麦谷蛋白大聚合体影响最大。因此,生产上在提高氮肥用量的同时,可通过增施硫肥,达到小麦高产优质的目的。     

钾素水平对小麦氮素积累和运转及籽粒蛋白质形成的影响

 【目的】试图阐明施钾对小麦植株氮素积累、运转和籽粒蛋白质形成的影响机理。【方法】在池栽条件下，以宁麦9号（低蛋白）和扬麦10号（中蛋白）两个蛋白质含量不同的冬小麦品种为材料，研究了不同施钾水平下植株氮素积累、运转和开花期叶片含钾量的特征及其与籽粒蛋白质和各组分含量的关系。【结果】与不施钾相比，施钾提高了籽粒蛋白质含量，极显著提高了球蛋白和醇溶蛋白含量，由于对谷蛋白含量的作用甚微，因而显著降低了谷/醇比。施钾提高了开花期叶片含钾量进而显著促进了小麦植株花前氮素的积累和贮存氮素的运转，较高的开花期叶片钾营养水平显著提高了扬麦10号的花后氮积累，但对宁麦9号花后氮积累的促进作用较小。两种类型小麦的籽粒蛋白质含量对施钾的响应程度不同，扬麦10号大于宁麦9号。【结论】施钾条件下，因较高开花期叶片含钾量而显著提高的宁麦9号花前贮存氮素运转量和扬麦10号花后氮积累量，分别是这两种类型小麦籽粒蛋白质含量增加的重要生理原因。在本试验条件下，宁麦9号和扬麦10号的适宜施钾水平分别为K2O 150、225 kg·ha-1。     

施氮量对小麦强势和弱势籽粒氮素代谢及蛋白质合成的影响

 研究了施氮量对强筋小麦强势粒和弱势粒氮素代谢和蛋白质合成的影响。结果表明：强势粒的蛋白质含量和单粒蛋白质积累量在灌浆过程中均大于弱势粒，强势粒开花后21 d前的谷氨酰胺合成酶活性和花后28 d的游离氨基酸含量显著高于弱势粒，是强势粒蛋白质积累速率快的生理原因。成熟期，同一施氮处理强势粒的清蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白和谷蛋白大聚合体含量大于弱势粒，而球蛋白含量小于弱势粒。适量施氮，籽粒中的蛋白质含量和积累量显著增加，强势粒和弱势粒的游离氨基酸含量、可溶性蛋白质含量、谷氨酰胺合成酶活性之间的差异减小，蛋白质含量和积累量的差异亦减小；当施氮量由150 kg·ha-1增至240 kg·ha-1，弱势粒蛋白质含量增加，而强势粒蛋白质含量无显著变化；随施氮量增加，籽粒的各蛋白质组分含量呈增加趋势，不同粒位不同蛋白质组分的增幅不同，以弱势粒中谷蛋白含量和谷蛋白大聚合体含量的增幅大，说明施氮量对籽粒蛋白质和蛋白质组分含量的调控主要是通过对弱势粒的调控实现的。     

Effects of zinc fertilizer and short-term high temperature stress on wheat grain production and wheat flour proteins

Content of wheat flour proteins affects the quality of wheat flour.Zinc nutrition in wheat can change the protein content of the flour.The inconsistency and instability of wheat grain quality during grain filling while under high temperature stress(HTS)are major problems in the production of high quality wheat.At present,there is a lack of studies on zinc fertilizer and HTS effects on wheat flour protein and the content of its components.For this study,treatment combinations of four levels of zinc fertilizers and exposure to a short-term HTS,at 20 d after flowering(D20),were tested on two wheat cultivars with different gluten levels.Individuals of a strong gluten wheat,Gaoyou 2018(GY2018),and a medium gluten wheat,Zhongmai 8(ZM8),were grown in pots at the Institute of Crop Sciences,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing in 2015–2017.We measured grain yield and weight and the activities of two enzymes(nitrate reductase and glutamine synthetase)from the flag leaves,collected at D10 and D20.Total protein content,protein yield,and content of four protein components(albumin,gliadin,glutenin,and globulin)were measured from flour produced from the pot-grown plants.HTS significantly increased the contents of total protein,albumin,gliadin,and glutenin in wheat grains,and reduced the grain yield,grain weight,protein yield,globulin content,and flag leaf nitrate reductase(NR)and glutamine synthetase(GS)activities.The results showed that HTS and zinc fertilizer had greater impacts on the strong gluten cultivar compared to the medium gluten cultivar.Under HTS,grain yield decreased by 13 and 8% in GY2018 and ZM8,respectively;protein yield decreased by 7 and 8% in GY2018 and ZM8,respectively.Zinc fertilizer increased:grain and protein yields;grain weight;total protein,albumin,gliadin,and glutenin contents;protein yield;and NR and GS activities.In contrast,zinc fertilizer reduced the content of globulin.The addition of 15 mg Znsoil had the strongest effect on grain yield and quality as compared to the other three treatments(additions of 0,30,and 45 mg Znsoil).Zinc fertilizer also reduced the negative effects of HTS on protein yield,content,and components’content.Therefore,wheat grown with additional zinc in the soil can improve the quality of the flour.     

施氮时期对冬小麦植株-土壤体系肥料氮去向的影响

通过15N示踪试验,研究了黄淮地区施氮时期对冬小麦植株-土壤体系肥料氮去向的影响。结果表明:随着施氮时期后移,小麦籽粒中的氮素含量增加,叶和茎中氮素含量降低。小麦植株氮素总积累量以拔节期追氮最高。拔节期追氮更有利于提高籽粒的氮素积累量,降低营养器官的氮素积累量,促进营养器官中的氮素向籽粒中转运。不同施氮时期条件下,冬小麦的氮肥生产效率和氮素收获指数均表现为拔节期追氮最高。拔节期追氮更有利于促进强筋小麦品种氮素的吸收,提高中弱筋小麦品种氮素的利用。小麦植株氮素总积累量来源于肥料氮的比例随施氮时期的后移呈降低趋势。推迟施氮时期,植株氮素总积累量来自基肥氮的比例增加,来自追肥氮的比例减少。随施氮时期后移,肥料氮在0～100 cm土壤中的残留呈现增加趋势。与起身期和孕穗期追氮相比,拔节期灌溉后追施氮肥,肥料氮在20～60 cm土壤中残留量最大。综合分析肥料氮在小麦季的去向得出,拔节期追氮肥料氮去向更均衡。     

磷氮配施对小麦籽粒蛋白质组分含量和面团特性的影响

 【目的】试图阐明磷氮配施对小麦籽粒蛋白质品质的影响。【方法】以蛋白质品质差异较大的小麦强筋型品种藁城8901和弱筋型品种山农1391为材料,进行磷氮配施田间试验,测定籽粒蛋白质及其组分含量的动态变化和面团的流变学特性。【结果】藁城8901在施225 kg•ha-1氮肥水平下,与不施磷肥相比,增施磷肥的清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白和总蛋白及谷蛋白大聚合体含量提高,吸水率、面团形成时间、稳定时间和评价值增加,公差指数降低。施P2O5 240 kg•ha-1处理较施P2O5 120 kg•ha-1处理的相应效果降低。藁城8901在不施氮肥、山农1391在不施氮肥及施225 kg•ha-1氮肥水平下,随磷肥用量增加清蛋白和球蛋白含量提高,醇溶蛋白、谷蛋白、总蛋白和谷蛋白大聚合体含量降低;吸水率、面团形成时间、稳定时间和评价值下降,公差指数升高。【结论】不同品种在不同供氮水平条件下,增施磷肥时,小麦籽粒蛋白质及其各组分含量、面团流变学特性等变化的趋势不同。对强筋型品种藁城8901,在保证氮肥供应的基础上适量增施磷肥可提高其加工品质;对弱筋型品种山农1391,增加磷肥用量有利于其加工品质的改善。     

不同土壤肥力条件下施氮量对强筋小麦产量和蛋白质组分的影响

试验结果表明 ,在不同土壤肥力条件下 ,不同施氮量对强筋小麦的产量和蛋白质组分有显著的影响。成穗数随施氮量的增加而极显著地提高 ,千粒重则随其显著地下降 ;穗粒数随施氮量的增加逐渐上升 ,达到高峰后下降。氮肥对栽培强筋小麦的增产作用表现为低肥力 >高肥力。对小麦籽粒蛋白质组分的影响表现为高肥力条件施氮显著提高粗蛋白和清蛋白的含量 ;低肥力条件下施氮极显著的提高粗蛋白、清蛋白、醇溶蛋白和麦谷蛋白的含量。