花后不同强度遮光对糯小麦和非糯小麦淀粉组分和理化特性的影响

花后弱光影响小麦淀粉分子积累和结构形成,进而使面粉的加工品质和食用品质变劣。本研究以非糯小麦轮选987和糯小麦农大糯50206为材料,设置3个花后遮光处理(不遮光、遮光30%和遮光60%),研究了花后不同强度遮光对小麦籽粒中淀粉组分及其理化特性的影响。结果表明,花后弱光胁迫使小麦籽粒中总淀粉含量减少,A-型淀粉粒比例增加,淀粉相对结晶度增大。花后光照强度降低,轮选987淀粉的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、稀澥值和反弹值增大,而农大糯50206淀粉的上述参数则呈减小趋势。轮选987淀粉的起始温度、峰值温度和终止温度随弱光胁迫的增强而降低,而糊化焓呈增加趋势;相反,农大糯50206淀粉的上述热力学特征参数呈降低趋势。相关性分析表明,直链淀粉含量、直/支比、A-型淀粉粒体积比例与相对结晶度、峰值黏度、谷值黏度、稀澥值、糊化时间和糊化焓呈显著负相关,与最终黏度和反弹值存在极显著正相关。可见,小麦花后光照强度降低影响籽粒淀粉组分和粒度分布,从而改变了淀粉的晶体、糊化和热力学特性。     

两种供水条件下两穗型小麦品种籽粒淀粉积累及相关酶活性的变化特征

在灌溉和旱作2种栽培条件下，研究了大穗型（山农710331和潍麦8号）和多穗型（济南17和鲁麦21）小麦籽粒淀粉积累及相关酶活性的变化特征。结果表明，淀粉积累速率（SAR）和蔗糖合成酶（SS）、ADPG焦磷酸化酶（AGPase）、淀粉合成酶（SSS和GBSS）和淀粉分支酶（SBE）等活性均存在明显的基因型差异。灌溉条件下大穗型品种籽粒淀粉合成相关酶的活性显著高于多穗型品种，旱作栽培条件下两穗型品种间差异变小。旱作栽培宜于增加灌浆前、中期AGPase、SS和SBE的活性，尤其对多穗型品种。大穗型品种在灌浆中后期比多穗型品种具有更强的淀粉合成能力，但对水分较为敏感。用 Richards方程模拟籽粒淀粉积累过程表明，大穗型品种籽粒淀粉积累时间长、速率高，是其淀粉积累量高的原因。     

强筋小麦胚乳淀粉粒度分布特征及其对弱光的响应

 【目的】揭示强筋小麦淀粉粒度分布特征，探讨小麦挑旗后不同阶段弱光对其胚乳淀粉粒度分布特征的影响。【方法】利用自制遮荫棚设挑旗-开花、花后1～10 d、花后11～20 d、花后21～30 d弱光处理，以大田种植小麦为对照，对2个强筋小麦品种（藁城8901和济南17）在不同弱光处理下胚乳中淀粉粒的数目、体积和表面积分布进行分析测定。【结果】小麦胚乳不同粒径淀粉粒数目分布呈单峰曲线变化，体积和表面积分布均呈双峰曲线变化。B型淀粉粒（直径<10 µm）占胚乳淀粉粒数目、体积和表面积的百分数分别为99.89%、46.85%和84.43%，A型淀粉粒（直径≥10 µm）的值分别为0.11%、53.15%和15.57%。挑旗后不同阶段弱光处理对小麦胚乳淀粉粒的数目、体积和表面积分布均有明显影响。花后11～20 d弱光处理时A型淀粉粒的数目百分数显著降低，其它处理变化不明显；弱光对B型淀粉粒内部的数目分布状况影响显著，且此影响存在遮光时期、基因型和粒位的差异。挑旗～开花弱光处理后，藁城8901强势粒BS型（直径<1 µm）淀粉粒数目降低，BL型（直径1～10 µm）淀粉粒升高，而弱势粒呈相反趋势；济南17强势粒的淀粉粒数目分布变化不显著，而弱势粒BS型淀粉粒数目降低，BL型淀粉粒升高。灌浆前期弱光处理提高小麦胚乳中BS型淀粉粒数目，中后期弱光处理提高BL型淀粉粒数目，且中期弱光处理的作用大于后期。2个品种B型淀粉粒的体积和表面积在灌浆前期弱光处理后显著提高，而A型淀粉粒的体积和表面积降低；挑旗～开花和灌浆中后期弱光处理后，A和B型淀粉粒的体积和表面积变化呈现与灌浆前期相反的趋势。【结论】强筋小麦胚乳淀粉粒数目分布呈单峰曲线变化，体积和表面积分布呈双峰曲线变化。弱光对强筋小麦胚乳淀粉粒度分布存在显著影响。     

大穗型小麦品种强、弱势籽粒淀粉积累和相关酶活性的比较

在大田条件下, 以两个大穗型小麦品种山农12和PH01-35为材料, 对籽粒发育过程中强、弱势籽粒淀粉积累及其相关酶活性变化进行了比较研究。结果表明, 两品种强势粒直链淀粉积累量和支链淀粉积累量均高于弱势粒。Logistic方程模拟淀粉积累过程, 强势粒淀粉积累起始势(C₀)高, 活跃持续期长, 平均积累速率(R_mean)高, 最终淀粉积累量高。 籽粒蔗糖合酶(SS)、ADPG焦磷酸化酶(AGPase)、UDPG焦磷酸化酶(UGPase)、可溶性淀粉合酶(SSS)和束缚态淀粉合酶(GBSS)活性均呈单峰曲线变化, 强势粒上述酶活性均高于弱势粒。花后7~21 d, 弱势粒蔗糖含量明显高于强势粒, 表明弱势粒淀粉积累量低, 并不以其淀粉合成底物的供给为限制因子, 而主要与淀粉合成能力低有关, 同时与籽粒灌浆前期胚乳细胞的数量关系密切。     

雨养和灌溉条件下施氮量对小麦干物质积累和产量的影响

为给冀东地区小麦高产栽培提供技术参考,以高蛋白质品种京冬8号和低蛋白质品种宝麦38为材料,设置0、120、240和360kg·hm-2三个施氮水平,研究了在灌溉和雨养条件下氮素营养对冬小麦干物质积累和产量形成的调控效应。结果表明,适量施氮提高了小麦干物质积累量、结实小穗数和穗粒数,促进了叶片、茎和鞘的花前贮存干物质在花后向籽粒中的转移,但过量施氮则抑制灌溉条件下营养器官花前贮存干物质在花后向籽粒的转移。施氮量对千粒重的影响因基因型和土壤水分状况不同而差异。随施氮量的增加,在雨养和灌溉条件下京冬8号千粒重分别呈降低和增加趋势,宝麦38千粒重均呈下降趋势。适当施氮可促进分蘖和分蘖成穗。与雨养栽培相比,灌溉可促进小麦干物质积累,增加穗数和延长灌浆时间,提高籽粒产量。随着施氮量的增加,两品种的氮肥生产效率和氮肥农学效率均降低。宝麦38和京冬8号籽粒产量达到最高的施氮量在雨养条件下均为120kg·hm-2,在灌溉条件下分别为120和240kg·hm-2。从产量和氮肥利用效率综合来看,宝麦38的适宜施氮量为120kg·hm-2,京冬8号的适宜施氮量为120~240kg·hm-2。     

种植密度对小麦籽粒淀粉含量和晶体特性的影响

为探究种植密度对小麦籽粒淀粉品质的调控效应,以2个小麦品种(轮选987和济麦22)为材料,分析了3个不同种植密度(150、300、450万株·hm-2)下小麦籽粒淀粉含量和晶体特性。结果表明,种植密度影响小麦籽粒淀粉的积累和组成。随种植密度的增大,直链淀粉含量呈先降后升的趋势,而支链淀粉和总淀粉含量表现为先升后降。淀粉晶体呈典型的A型特征,且不受种植密度影响。种植密度明显影响淀粉颗粒内部的结晶程度,表现为随种植密度的增大,相对结晶度先升后降。同时,种植密度改变了淀粉X-衍射图谱中各峰的精细位置和相对强度,说明种植密度对淀粉颗粒内部结晶区的晶胞结构或微晶排列也存在一定影响。淀粉的相对结晶度与直链淀粉含量呈负相关,与支链淀粉含量呈正相关。     

播期推迟对冬小麦产量形成和籽粒品质的调控效应

为了明确推迟播期对小麦产量形成和品质的影响,选用2个冬小麦品种(轮选987和京冬8号),在大田条件下研究了播期推迟对小麦群体动态、物质积累、产量构成和籽粒品质的调控效应.结果表明,播期推迟能显著降低小麦冬前分蘖数,促进春季分蘖的发生和成穗,提高分蘖成穗率.播期对小麦植株干物质积累的影响存在基因型差异.播期推迟引起小麦产量构成因素的变化,进而导致籽粒产量下降,且京冬8号出现显著下降时对应的播期早于轮选987.播期推迟后小麦籽粒中的淀粉含量呈下降趋势,蛋白质含量呈上升趋势,同时二者的主要组成成份也随之改变.因此,冀东地区选用轮选987且适当早播(10月5日播种)可以获得高产;推迟播期至10月10日则籽粒品质提高,但要注意加强小麦生育后期的田间管理,防止粒重明显降低.     

施磷对小麦旗叶氮代谢关键酶活性和子粒蛋白质含量的影响

在田间试验条件下,以强筋品种济麦20和弱筋品种山农1391为材料,研究了不同施磷水平对2类型品种小麦旗叶氮代谢关键酶活性和子粒蛋白质积累的效应。结果表明,在P2O5 0～135 kg /hm2范围内,施磷明显提高济麦20灌浆前期旗叶硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性;但却降低山农1391旗叶NR、GS活性。强筋品种济麦20在灌浆中、后期旗叶内肽酶（EP）、羧肽酶（CP）活性和蛋白质含量因施磷而提高;而弱筋品种山农1391的EP、CP活性和子粒蛋白质含量则降低。施磷使济麦20子粒清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的含量提高,球蛋白含量有所降低;但弱筋品种山农1391子粒球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的含量因施磷而降低,清蛋白含量未见显著变化。说明小麦施磷应考虑不同品质类型品种氮代谢及子粒蛋白质含量对施磷的反应。     

优质小麦子粒淀粉组成与糊化特性对氮素水平的响应

在大田条件下,选用3个不同类型优质小麦品种: 豫麦47（强筋品种）、山农8355（中筋品种）和豫麦50（弱筋品种）,设置3个氮肥水平: 施N 0、15和30 g/m2,研究了小麦子粒淀粉的粒度分布、直支链淀粉组成、糊化特性及其对氮素水平的响应。结果表明,优质小麦子粒中淀粉粒的粒径分布范围为1～45 μm,其数目分布呈单峰或双峰曲线变化,体积和表面积分布均呈双峰曲线变化,峰谷位于10 μm处; 据此可将淀粉粒分为两种类型: A型大淀粉粒（10～45 μm）和B型小淀粉粒（1～10 μm）。优质小麦子粒淀粉粒组成存在显著的基因型差异。强筋品种豫麦47子粒中B型淀粉粒的比例较高,弱筋品种豫麦50子粒中A型淀粉粒的比例较高,中筋品种山农8355居中。施氮水平对优质小麦子粒中淀粉的粒度分布存在显著影响。在本试验条件下,随氮素水平的提高,强筋品种豫麦47子粒中A型淀粉粒的比例提高,而B型淀粉粒的比例下降; 增施氮肥后弱筋品种豫麦50和中筋品种山农8355子粒中B型淀粉粒的比例增大,而A型淀粉粒的比例降低,且前者变化的幅度较大。适量增施氮肥提高优质小麦子粒中的淀粉含量,氮肥用量进一步增大后,淀粉含量降低; 增施氮肥后优质小麦子粒中直链淀粉含量降低。增施氮肥对优质小麦子粒淀粉的糊化特性存在较大影响,且此影响的趋势因基因型和施氮量而异。其中强筋品种豫麦47表现为低谷粘度、最终粘度、反弹值、糊化温度和峰值时间提高,而高峰粘度和稀懈值降低; 当氮肥用量增大至30 g/m2时,糊化温度和峰值时间降低,而以粘度为单位的参数均提高。弱筋品种豫麦50表现为增施氮肥后,RVA参数呈下降趋势,与之相对应中筋品种山农8355的呈上升趋势。相关性分析表明,B型淀粉粒的数目、体积和表面积比例与高峰粘度和稀懈值存在显著正相关; 与低谷粘度、最终粘度和反弹值存在显著负相关。子粒中直链淀粉含量、支链淀粉含量和总淀粉含量与高峰粘度和稀懈值呈显著负相关,与低谷粘度、最终粘度、反弹值和峰值时间呈一定程度正相关; 直链淀粉相对含量与RVA特征参数之间的相关趋势与子粒中直链淀粉含量的趋势一致,但均未达显著水平。由此可以认为,氮肥通过调控小麦子粒中淀粉的直、支链组成和粒度分布而影响其糊化特性。     

糯小麦和非糯小麦干物质积累及产量对灌浆期不同阶段弱光的响应

为了解花后弱光照对糯小麦和非糯小麦产量形成的影响差异,在大田条件下,选用非糯小麦品种轮选987和糯小麦品种农大糯50222两个小麦品种为材料,分别于灌浆前期(花后1～10 d)、中期(花后11～20 d)和后期(花后21～30 d)进行遮去60％的光合有效辐射处理,研究花后弱光胁迫时期对小麦干物质积累和产量的影响.结果表明,与不遮光处理(对照)相比,灌浆中期和后期遮光造成轮选987的生物产量和籽粒产量显著降低,而农大糯50222在籽粒灌浆的前期和中期遮光后均显著降低.花后不同阶段遮光处理均造成小麦花前营养器官贮存干物质在花后向籽粒的转运量及其贡献率发生变化,此影响存在明显的基因型差异.轮选987表现为籽粒灌浆前中期遮光后转运量均显著降低,后期遮光后增加,转运物质对籽粒的贡献率则表现为前期遮光降低,中后期遮光提高,尤其是后期遮光提高幅度更大.农大糯50222花前干物质的转运量在遮光后均增加,以中期遮光后增加最多,转运物质对籽粒的贡献率在前中期遮光下均增大,以中期遮光最明显,后期遮光下贡献率下降.花后不同阶段遮光改变了小麦的灌浆进程.随遮光时间的推迟,轮选987籽粒灌浆的渐增期和快增期缩短.籽粒灌浆中期遮光延长了农大糯50222灌浆的快增期.灌浆中期遮光致使小麦产量和经济系数下降的幅度最大.