施氮量对不同品质类型小麦子粒蛋白质组分含量及加工品质的影响

选用强筋小麦济麦20、中筋小麦泰山23和弱筋小麦宁麦9号,利用反相高效液湘色谱（RP-HPLC）方法测定了施氮量对不同品质类型小麦子粒蛋白质组分含量和高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）、低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）含量的影响,并分析其与子粒加工品质的关系。结果表明,随施氮量增加,强筋小麦济麦20和中筋小麦泰山23的子粒蛋白质含量及各组分含量均呈先增加后降低的趋势,施氮量为N 240 kg/hm2时,蛋白质各组分含量较高,加工品质较好; 过量施氮抑制了HMW-GS合成,这是过量施氮导致强筋和中筋小麦子粒蛋白质品质变劣的原因之一。随施氮量增加,弱筋小麦宁麦9号子粒的蛋白质各组分含量显著增加,加工品质变劣。增施氮肥,3个品种的谷蛋白和醇溶蛋白含量的增加幅度显著高于清蛋白+球蛋白含量,这是施氮改善强筋和中筋小麦子粒加工品质的主要原因。济麦20和泰山23两品种的总蛋白质含量及醇溶蛋白含量无显著差异,但强筋小麦济麦20的谷蛋白含量、贮藏蛋白、HMW-GS、LMW-GS、谷蛋白大聚合体（GMP）含量及谷蛋白与醇溶蛋白含量的比值（Glu/Gli）和HMW-GS与LMW-GS含量的比值（HMW/LMW）高于中筋小麦泰山23,这是强筋小麦济麦20加工品质形成及其面团形成时间和稳定时间显著高于泰山23的重要原因。     

施氮水平对强筋小麦氮素同化及籽粒蛋白质组分积累的影响

在高产条件下研究了施氮水平对强筋小麦济麦20氮素同化及籽粒蛋白质组分积累和品质的影响,结果表明,在0~195 kg/hm2施氮量范围内,增施氮肥显著提高旗叶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,提高各器官氮素含量和积累量,促进籽粒单体蛋白、可溶性和不溶性谷蛋白积累,提高籽粒蛋白质含量及可溶性和不溶性谷蛋白占总蛋白的比例,改善籽粒品质;285 kg/hm2施氮量处理与195 kg/hm2施氮量处理相比,旗叶硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性及籽粒蛋白质含量均无显著变化,但单体蛋白含量及占总蛋白质的比例升高,可溶性和不溶性谷蛋白含量及占总蛋白质的比例降低,籽粒品质下降,兼顾高产和优质的适宜施氮量为105~195 kg/hm2。     

施氮量对冬小麦蛋白质品质和面粉色泽的影响

为探明不同施氮量对小麦籽粒产量、蛋白质含量及蛋白质组分、面粉色泽的调控效应,明确蛋白质含量及蛋白质组分与面粉色泽间的关系,在河南郑州进行了两年2种筋力型小麦品种（郑麦366和矮抗58）不同施氮水平的定点试验。结果表明,小麦籽粒产量、蛋白质产量和蛋白质含量均随施氮量的增加显著增加,两年结果表现一致。强筋小麦郑麦366产量和品质均提高的最佳施氮量为N 225 kg/hm2,而中筋小麦矮抗58为N 150~225 kg/hm2。蛋白质各组分随施氮量增加的变幅因品种不同存在差异。随施氮量增加两个小麦品种的面粉色泽亮度（L*值）降低,红度（a*值）增加。相关分析表明,面粉色泽亮度（L*值）与蛋白质和醇溶蛋白含量呈显著负相关（P0.05）,红度（a*值）与蛋白质及各蛋白质组分含量呈极显著正相关（P0.01）,黄度（b*值）仅与球蛋白含量呈极显著负相关（P0.01）。因此,施氮量显著影响小麦的籽粒产量和蛋白质含量,施氮量对面粉色泽的影响在不同品种和不同年度间存在差异。     

施氮水平对小麦子粒蛋白质组分和加工品质的影响

选用两个优质小麦品种烟农15号和济麦19号,研究了施氮水平对小麦子粒蛋白质组分和加工品质的影响。田间试验设4个施氮水平,即N.0、120、240和360.kg/hm2。结果表明,施用氮肥对子粒发育前期清蛋白和球蛋白含量有明显的提高效应,但随子粒灌浆充实,这种效应逐渐削弱,到成熟期,施氮处理虽能提高子粒清蛋白和球蛋白的含量,但不同施氮水平间无明显差异。施用氮肥还能显著地提高子粒醇溶蛋白和麦谷蛋白的含量,尤其是子粒麦谷蛋白的含量,使子粒麦谷蛋白/醇溶蛋白比值提高。试验还表明,施用氮肥能明显提高子粒湿面筋含量,延长面团形成时间、面团稳定时间和断裂时间。综合分析看出,子粒醇溶蛋白和麦谷蛋白的含量以及麦谷蛋白/醇溶蛋白比值是影响小麦加工品质的重要因素,可以作为小麦品质育种中亲本及后代材料的选择、评价和优质栽培技术评价的依据。     

肥水调控对冬小麦产量及籽粒蛋白质组分的影响

为探明干旱处理与氮磷肥合用后小麦产量和养分积累及分配的变化,在盆栽条件下,以中麦8为试材,在设置3个氮磷肥施用量的基础上,每施肥处理下于开花期再利用称重法设置水分适宜(W1,SRWC=75%)、轻度亏水(W2,SRWC=60%)和重度亏水(W3,SRWC=45%)3个土壤水分水平,研究了肥水调控对冬小麦产量、养分积累及籽粒蛋白质组分的影响。结果表明,与花后土壤水分适宜相比,花后轻度亏水与重度亏水产量分别降低9.73%和15.55%,籽粒氮素积累量降低了3.41%和13.64%,醇溶蛋白含量降低了0.1%和1.1%,穗粒数、千粒重、籽粒磷素积累量、养分收获指数、氮素利用效率、清蛋白含量亦有不同程度的降低,但磷素利用效率、球蛋白含量及谷/醇比呈相反的趋势变化,其中,磷素利用效率以W3最高,达81.76 g·g~(-1),显著高于W1和W2。增施氮磷肥,穗数、千粒重降低,籽粒养分积累量及其蛋白质组分含量增加,但养分利用效率及氮素收获指数降低,其中,与F1(N 120kg·hm~(-2),P_2O_596 kg·hm~(-2))相比,F2(N 180 kg·hm~(-2),P_2O_5144 kg·hm~(-2))和F3(N 240 kg·hm~(-2),P_2O_5192 kg·hm~(-2))产量分别降低了7.23%和7.69%。土壤适度亏水,增施氮磷肥降低了产量、籽粒氮素分配比例及养分利用效率和氮素收获指数,籽粒蛋白质组分含量及谷/醇比提高;土壤重度亏水,增施氮磷肥降低了磷素利用效率、氮素收获指数和清蛋白含量及谷/醇比,提高了产量、籽粒磷素分配比例及球蛋白和醇溶蛋白含量。本研究结果为小麦产量和品质领域研究奠定了一定的理论基础。     

不同施氮量对冬小麦籽粒灌浆特性的影响

为了解氮素对冬小麦籽粒灌浆过程的影响,2010~2011年在河南温县试验基地进行田间试验,供试品种为平安8号和豫麦49-198(分别用PA-8和YM49-198表示),在120、180、240、360 kg·hm-24个施氮水平(分别用N120、N180、N240、N360表示)下,研究不同施氮量对冬小麦籽粒灌浆特征参数的影响。结果表明:施氮显著增加粒重并具有增产效应,施氮增加粒重的原因主要是延长活跃灌浆期和增加灌浆速率。适宜施氮量对增加快增期的灌浆天数效果显著,两个品种N240处理快增期对最终粒重的贡献率达到了58%,而且提高了灌浆后期的灌浆速率,N180和N240处理表现为明显高于其他处理。说明氮素具有调节灌浆速率、灌浆活跃生长期及灌浆3期划分的作用,提高粒重效果明显。     

施氮量对小麦氮代谢相关酶活性和子粒蛋白质品质的影响

在2003～2004年和2004～2005年小麦生长季,以强筋小麦济麦20为材料,分别设置N 0、96、168、240、276 kg/hm2 5个施氮量处理和0、96、168、240 kg/hm2 4个施氮量处理,研究不同施氮量对小麦氮代谢相关酶活性和子粒蛋白质品质的影响。两年度的试验结果均表明,在一定施氮量范围内,随施氮量增加,公顷穗数、穗粒数、蛋白质含量、子粒产量和蛋白质产量均显著升高;继续增加施氮量子粒产量显著降低,公顷穗数、穗粒数、蛋白质产量降低或无显著差异。其中2004～2005年生长季,在0～168 kg/hm2施氮量范围内,随施氮量增加,旗叶谷氨酰胺合成酶（GS）活性、开花21d后的旗叶內肽酶（EP）活性、旗叶游离氨基酸含量、子粒醇溶蛋白含量、高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）和低分子量谷蛋白亚基（LMW-GS）含量、HMW-GS / LMW-GS比值、子粒蛋白质含量、公顷穗数和穗粒数、子粒产量均显著升高,面团形成时间和稳定时间延长;继续增加施氮量至240 kg/hm2,GS活性无显著变化,但开花21 d后的EP活性、-醇溶蛋白、-醇溶蛋白、HMW-GS、LMW-GS和子粒蛋白质含量仍显著提高,面团稳定时间继续延长,子粒产量显著降低。说明施氮过多对小麦氮素同化和产量无益;提高开花后旗叶GS活性和灌浆后期旗叶EP活性,有利于HMW-GS和LMW-GS的积累及HMW-GS/ LMW-GS比值的提高。适量施氮不仅提高了子粒灌浆所需氮源的供给能力,而且显著增加公顷穗数和穗粒数,扩大了单位面积库容,增加了单位面积上的氮素和光合产物在子粒中的贮存,这是适量施氮实现子粒品质和产量同步提高的生理原因。本试验条件下高产优质高效的施氮量为168～240 kg/hm2。     

不同施氮量对冬小麦吸钾规律的影响

１９８９－１９９１年研究不同施氮量对冬小麦吸钾规律的影响。结果指出，过量施氮，降低拔节期以后的植株含钾和返青以后各生育阶段的植株吸钾量，增加百公斤籽粒吸钾量，降低土壤钾素的利用效率。     

不同肥力土壤下施氮量对小麦子粒产量和品质的影响

在高、低两种肥力土壤下,研究了施氮量对小麦子粒产量和综合品质性状的影响。结果表明,在高肥力土壤施氮量对产量的影响呈二次曲线关系,获得小麦高产的适宜施氮量J17为193.0kg/hm2,L21为211.4kg/hm2;在低肥力土壤上,随施氮量的提高子粒产量增加,但施氮量超过300kg/hm2时增产效应下降。施氮能够显著提高小麦子粒的蛋白质、湿面筋含量和沉降值,改变子粒蛋白质和淀粉各组分所占的比例,提高面团吸水率、稳定时间、形成时间和评价值等品质指标,以及有利于小麦粉RVA谱特征值的提高,而且高肥力土壤的效果优于低肥力土壤。表明在高肥力土壤下有利于强筋小麦品质性状的提高。     

施氮量和花后土壤含水量对小麦氮代谢特性和子粒蛋白质含量的影响

在池栽条件下,研究了施氮量和花后土壤相对含水量对小麦氮代谢特性和籽粒蛋白质含量的影响。结果表明,在同一施氮量下,旗叶和子粒硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性表现为花后土壤相对含水量（Soil relative water content , SRWC）以60%～70%最高,过低（40%～50%）或过高(80%～90%)均降低NR和GS活性。旗叶蛋白酶活性随土壤相对含水量增加而降低;花后土壤相对含水量过低不利于叶片游离氨基酸含量的提高,过高则前期氨基酸合成少,后期向子粒转运不彻底。子粒游离氨基酸和蛋白质含量也随土壤相对含水量增加而降低;子粒蛋白质积累量以花后土壤相对含水量为60%～70% 时最高,过高和过低均不利于子粒蛋白质积累。在同一土壤含水量下,旗叶和子粒NR和GS活性表现为随着施氮量的增加而升高,蛋白酶活性随着施氮量增加而降低;旗叶和子粒游离氨基酸含量、子粒蛋白质含量和积累量随施氮量增加而提高,但施氮量过多,蛋白质积累量增加幅度减小。试验表明,小麦生产中可以通过施用氮肥和控制花后土壤水分含量技术,调节植株氮代谢,提高子粒蛋白质含量。     

施氮量和底追比例对小麦氮素吸收利用及子粒产量和蛋白质含量的影响

在大田栽培条件下,运用15N示踪技术研究了不同施氮量和底追肥比例对小麦氮素利用和子粒产量及蛋白质含量的影响。结果表明,施用氮肥提高了小麦植株的氮素积累量、子粒产量、蛋白质含量和蛋白质产量。相同施氮量条件下增加追肥氮的比例,提高了氮肥农学利用率和吸收利用率,增加了植株地上部器官(子粒+营养器官)中追肥氮、土壤氮的积累量,提高了营养器官中氮素的转运量和开花后氮素的同化量,增加了子粒蛋白质含量。相同的氮素底追肥比例条件下,将240.kg/hm2施氮量降至168.kg/hm2的处理,氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、氮肥偏生产力提高,子粒中土壤氮的积累量增加,植株地上部器官中土壤氮的积累量亦增加,开花后氮素同化量提高,子粒蛋白质含量增加。各施氮处理间子粒产量无显著差异。在本试验条件下,施氮量为168.kg/hm2且全部于拔节期追施是兼顾产量、品质和效益的优化处理。     

氮、硫配施对冬小麦氮素利用效率及产量的影响

【目的】氮(N)、硫(S)是生物所必需的营养物质,对小麦籽粒产量和品质起着重要作用。硫素供应不足,特别是在当前大量氮素供应情况下引起的作物生理性缺硫将导致作物产量和含硫氨基酸蛋白质含量下降。本文旨在探索氮、硫配施对冬小麦氮素利用效率和籽粒产量的促进效果并提出合理的区域氮、硫施肥技术。【方法】20122013年,在河南温县以国审冬小麦品种豫麦49-198为供试材料,进行大田试验。设置不同施氮量0、120、180、240和360 kg/hm2(分别以N0、N120、N180、N240和N360表示)和施硫0和60 kg/hm2(S0和S60)试验,调查氮、硫对冬小麦干物质积累、氮素积累分配、籽粒产量和氮素利用效率的影响。【结果】对冬小麦生育后期干物质积累分析表明,干物质积累随施氮量增多而提高,相同施氮量条件下施硫较不施硫小麦干物质积累量显著提高,其中成熟期干物质积累量N180S60、N240S60和N360S60分别较N180S0、N240S0和N360S0提高2225、3607和3120 kg/hm2,而且氮素低的处理添加硫后干物质积累量高于氮素高不加硫处理,如N180S60N240S0、N240S60N360S0,处理间差异均达显著水平。随施氮量增多,冬小麦植株氮素积累总量增加,在N 240和360 kg/hm2水平,硫素供应显著增加小麦植株氮素积累。不同施氮量条件下施硫较不施硫均显著提高了小麦籽粒产量,分别提高了10.5%、18.3%、5.2%、5.6%和4.9%。随施氮量增多,氮肥偏生产力下降,氮回收效率、生理效率和农学效率则均以N 180达最高值。不同施氮水平下,施硫均显著提高了冬小麦氮素回收效率,但对氮生理效率影响不显著,其中在施N量为120、180和240kg/hm2时,施硫较不施硫氮肥偏生产力和农学效率均显著提高。【结论】在当前小麦生产中,采用控氮或减氮增硫技术措施,可实现小麦氮利用效率和籽粒产量的同步提高。在本试验地区小麦生产中,达到冬小麦稳产高效或增产高效的适宜施氮量为180 240 kg/hm2配合60 kg/hm2硫肥施用。     

基于氮素营养指数的冬小麦籽粒蛋白质含量遥感反演

基于遥感实现小麦籽粒蛋白质含量提早估测对农业生产具有重要意义。为提高预测小麦籽粒蛋白质含量的准确度,该研究引入能更好反映作物氮素营养状况的农学参数－氮素营养指数,作为衔接遥感信息与产终籽粒蛋白质含量的桥梁。在田间试验的基础上,探讨氮素营养指数与其他农学参数在诊断籽粒蛋白质含量上的优劣,并基于“遥感参数－氮素营养指数－籽粒蛋白质含量”间关系,利用主成分回归算法构建估测籽粒蛋白质含量的遥感反演模型。结果表明,相比于其他参数,冬小麦旗叶期氮素营养指数能更好的反映产终籽粒蛋白质含量;以氮素营养指数为中间变量,所建遥感反演模型能准确预测小麦籽粒蛋白质含量,模型的预测决定系数为0.48,预测标准误差为0.38%,相对误差为2.32%。     

不同冬小麦品种氮素吸收运转特性及其与子粒蛋白质含量的关系

选用济南17、鲁麦22、泰山021三个产量水平相近,品质不同的冬小麦品种,利用15N同位素示踪技术研究氮素吸收运转特性及其与子粒蛋白质含量的关系。结果表明,小麦植株一生所吸收的氮素,72.51%～73.57%来自土壤氮,26.43%～27.49%来自肥料氮;其中11.43%来自底施氮,15.60%来自追施氮。开花期肥料氮和土壤氮在济南17中的积累量最高,泰山021最低,鲁麦22介于其间。开花后营养器官中积累的氮素向子粒转移,对子粒氮素积累的贡献为叶片>茎+叶鞘>颖壳+穗轴,品种间比较,鲁麦22转移率最高,泰山021最低,济南17介于其间。基于以上生理原因,鲁麦22最终获得最高子粒蛋白质含量。     

铜氮配施对冬小麦籽粒产量和蛋白质含量的影响

在豫中潮土区通过田间裂区试验研究了铜、氮配施对冬小麦籽粒产量和蛋白质的影响。结果表明,氮肥对冬小麦籽粒产量和蛋白质产量影响达极显著水平,对蛋白质含量影响不显著。铜肥对籽粒产量和蛋白质产量的影响都达到极显著水平,对籽粒蛋白质含量影响达显著水平。氮、铜交互对冬小麦籽粒产量和蛋白质产量影响达极显著差异,对蛋白质含量影响也达显著差异。综合考虑产量和蛋白质因素,本试验条件下,铜、氮配施以N1Cu2处理(即施氮120 kg.hm-2,施铜45 kg.hm-2)为适宜的铜、氮配施比例。     

氮肥施用方式对耐盐冬小麦干物质积累和氮素吸收利用的影响

【目的】耐盐冬小麦作为盐渍化地区的先锋作物,结合适当的轮作方式,既可以提高盐碱地的当年生产力,又可以改良盐碱地土壤耕层的盐分状况,然而在施肥管理方面,耐盐冬小麦没有形成统一的管理技术模式,其营养特征尚不明确,为了探索耐盐冬小麦科学合理的氮肥施用技术模式,本文对冬小麦开展了不同氮肥施用方式对其干物质积累和氮素吸收利用的影响研究。【方法】基于冬小麦区域施肥状况调查和冬小麦不同生育阶段的氮素吸收量,设置4种施肥方式;采用田间小区试验,在不同时期采集冬小麦植物样品,收获期进行产量测定,并对采集的样品进行氮素吸收和干物质量的测定,再通过相关公式计算,获得冬小麦的氮素吸收量和干物质积累量,用SPSS统计软件做统计分析,研究处理间的差异。【结果】 1）从返青到孕穗期,各处理间干物质积累量和氮素积累量差异最大,N300/2（农民习惯施肥）和N210/3（氮肥分三次施用,基肥、拔节肥和穗肥各占1/3）处理干物质积累量和氮素积累量明显高于N150/3和不施氮（N0）处理; 2）在返青期、孕穗期和收获期,N0处理的氮素含量最低,与施氮处理间差异显著,而所有施氮处理间差异不显著; 3）N300/2与N210/3处理的干物质累积量和氮素累积量以及产量无显著差异; 4）N210/3处理的氮素利用效率最高达40.7%,显著高于N300/2处理。【结论】耐盐冬小麦干物质积累均表现为苗期返青期很慢,返青期孕穗期迅速增大,孕穗后期成熟期缓慢增加,整个过程呈现慢快慢的趋势;耐盐冬小麦的氮素积累量在返青期至孕穗期最大,对氮肥的需求最为迫切。生育期少量多次施肥方式,在不降低耐盐冬小麦产量的情况下可以减少氮肥施用量,并能够提高氮肥的利用效率。     

群体和氮肥运筹对冬小麦产量和蛋白质组分的影响

采用二因素和单因素随机区组设计,研究基本苗和氮肥运筹对小麦植株性状、产量和蛋白质组分的影响。结果表明,不同基本苗和施氮量的处理间株高、穂长、穂粒数和产量均有显著差异。穂长与穂粒数呈极显著正相关(r=0.884**)。在播种偏晚的情况下,以基本苗较大和施氮量较多的组合（375×104/hm2,N 300 kg/hm2）产量表现最好;随基本苗增加穂长穂粒数和千粒重均逐渐减少。对产量而言,基本苗以375×104/hm2最为适宜, 但其与300×104/hm2基本苗和450×104/hm2基本苗处理的产量差异不显著。因此,生产中在偏晚的播期内,可以根据实际播种时间和地力条件,在300～450×104/hm2基本苗范围内调整。在施氮量150～300 kg//hm2范围内,随施氮量增加产量逐渐提高,处理间差异显著。在基本苗225～450×104/hm2范围内,谷蛋白和总蛋白含量均随基本苗增加呈逐渐降低的趋势,处理间差异显著;各种蛋白组分及总蛋白含量均随施氮量增加逐渐提高,除谷蛋白外,处理间差异均极显著。春5叶期追总施氮量50%的处理穂最长,穂粒数和产量最多,处理间差异显著;开花期追总施氮量50%处理的总蛋白含量最高,与春2叶期追总施氮量50%的处理差异显著。     

Influence of nitrogen application rate and timing on grain protein composition and gluten strength in Swedish wheat cultivars

The influence of nitrogen (N) fertilizer application rate (0 vs. 70 vs. 140 kg N ha^–1) and timing (early = at sowing vs. late = at sowing and before heading) on the amount of protein groups, amount and size distribution of mono‐ and polymeric proteins, and gluten strength was investigated in one set of wheat cultivars (Triticum aestivum L.). Due to their genetic background, the cultivars had different protein concentrations and gluten strengths. Despite this, all of them reacted similarly on rate and timing of nitrogen application. The rate of nitrogen fertilizer increased the variation in protein concentration, gluten strength, and also the variation in most of the investigated protein components. Higher nitrogen fertilizer rate increased protein concentration, decreased gluten strength, and increased the total amount of glutenins and gliadins as well as the amounts of most mono‐ and polymeric proteins. Timing of fertilizer did not influence protein concentration. The gluten strength and the relations of proteins were changed by the timing of fertilizer. Early nitrogen feritilizer applications led to higher gluten strength and a higher percentage of total unextractable polymeric protein in the total polymeric protein and large unextractable polymeric protein in the total large polymeric protein, compared to late nitrogen fertilizer applications.