不同施氮水平和基追比对弱筋小麦籽粒产量和品质的影响

为确立弱筋小麦优质高产生产的氮肥管理策略,以2个弱筋小麦品种扬麦9号和宁麦9号为材料,研究了不同施氮水平及基追比对小麦籽粒产量和品质的影响。结果表明,小麦籽粒产量与施氮量呈二次曲线关系,增加施氮量及提高后期追氮比例提高了弱筋小麦蛋白质含量及籽粒容重、湿面筋含量、沉淀值、吸水率和稳定时间,但降低了总淀粉含量和弱化度。面团形成时间随施氮量的增加而增加,但随追氮比例的增加而降低。施氮量对籽粒蛋白质组分含量均有提高作用,依次为球蛋白>谷蛋白>醇溶蛋白>清蛋白,而追氮比例处理对醇溶蛋白和谷蛋白含量具有显著的提高效应,清蛋白和球蛋白含量因追氮比例而异。增加施氮量及提高后期追氮比例显著提高了直链淀粉含量和直/支比,但降低了支链淀粉含量。同比例追肥,两次追施比一次施用籽粒产量和蛋白质、醇溶蛋白和谷蛋白含量增加,但湿面筋含量降低;直链淀粉含量和直/支比增加而总淀粉和支链淀粉含量降低。综合产量和品质分析表明,在本试验条件下,弱筋小麦在施氮量180 kg.ha-1、基肥∶拔节肥∶孕穗肥为7∶2∶1时可以实现高产与优质的协调。     

氮肥用量对小麦籽粒粒重及淀粉含量的影响

为明确氮肥对小麦强、弱势粒粒重及淀粉品质的影响与调控,以强筋小麦烟农21和中筋小麦鲁麦21为材料,研究了三个氮肥水平(120、240、360 kg N/ha,分别用N1、N2、N3表示)下小麦籽粒增重过程及直、支链淀粉含量的变化规律。结果表明,随氮肥施用量的增加,强、弱势粒千粒重均降低,且灌浆后期处理间差异显著。两个品种强势粒千粒重均高于弱势粒;随氮肥施用量的增加,烟农21强、弱势粒灌浆速率均降低。两个品种强势粒灌浆速率均高于弱势粒;随氮肥使用量的增加,两品种强、弱势粒直链淀粉含量降低。支链淀粉从花后7 d开始积累,花后35 d含量达到最大值。当氮肥施用量为240 kg N/ha时,鲁麦21强、弱势粒支链淀粉含量较高,分别为48.73%和45.03%;烟农21对氮肥的反应与鲁麦21基本一致,强、弱势粒支链淀粉含量分别为57.04%和55.94%。     

不同形态氮素对弱筋小麦籽粒淀粉积累及其相关酶活性的影响

为给弱筋小麦优质高产高效栽培的合理氮肥运筹提供理论依据,在大田条件下研究了3种形态的氮素（酰胺态氮、铵态氮和硝态氮）对弱筋小麦豫麦50籽粒淀粉合成及其相关酶活性的影响。结果表明,施铵态氮能增加灌浆中后期籽粒总淀粉和支链淀粉积累量,保持较高的籽粒总淀粉和支链淀粉积累速率,而施酰胺态氮籽粒直链淀粉积累量和积累速率较高。施铵态氮有利于提高成熟期籽粒总淀粉、支链淀粉含量和支／直比例,而施酰胺态氮提高了直链淀粉含量。施硝态氮对小麦籽粒淀粉积累的调控效应介于施铵态氮和施酰胺态氮之间。施铵态氮和施硝态氮后旗叶蔗糖合成酶（SS）和灌浆中后期蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性高,灌浆中后期籽粒蔗糖合成酶（SS）活性、籽粒蔗糖含量、可溶性淀粉合成酶（SSS）活性高,束缚态淀粉合成酶（GBSS）活性低,而施酰胺态氮则表现出相反的趋势。施硝态氮的旗叶蔗糖含量始终最低;与施酰胺态氮相比,施铵态氮旗叶蔗糖含量灌浆前中期低,而后期高。说明施铵态氮旗叶蔗糖合成能力强,源器官蔗糖向库运输迅速,籽粒库中糖源供应充足。因此,生产上可以通过改变氮素形态调节淀粉合成酶活性,进而调控淀粉的合成与积累。     

不同形态氮素对弱筋小麦籽粒淀粉积累及其相关酶活性的影响

为给弱筋小麦优质高产高效栽培的合理氮肥运筹提供理论依据,在大田条件下研究了3种形态的氮素(酰胺态氮、铵态氮和硝态氮)对弱筋小麦豫麦50籽粒淀粉合成及其相关酶活性的影响.结果表明,施铵态氮能增加灌浆中后期籽粒总淀粉和支链淀粉积累量,保持较高的籽粒总淀粉和支链淀粉积累速率,而施酰胺态氮籽粒直链淀粉积累量和积累速率较高.施铵态氮有利于提高成熟期籽粒总淀粉、支链淀粉含量和支/直比例,而施酰胺态氮提高了直链淀粉含量.施硝态氮对小麦籽粒淀粉积累的调控效应介于施铵态氮和施酰胺态氮之间.施铵态氮和施硝态氮后旗叶蔗糖合成酶(SS)和灌浆中后期蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性高,灌浆中后期籽粒蔗糖合成酶(SS)活性、籽粒蔗糖含量、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性高,束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性低,而施酰胺态氮则表现出相反的趋势.施硝态氮的旗叶蔗糖含量始终最低;与施酰胺态氮相比,施铵态氮旗叶蔗糖含量灌浆前中期低,而后期高.说明施铵态氮旗叶蔗糖合成能力强,源器官蔗糖向库运输迅速,籽粒库中糖源供应充足.因此,生产上可以通过改变氮素形态调节淀粉合成酶活性,进而调控淀粉的合成与积累.     

稻田套播和施氮对弱筋小麦产量和品质的调节效应

为研究稻田套播及不同施氮量对小麦产量和品质的效应,采用稻田套播与传统条播两种栽培方式比较的方法,研究稻田套播和氮肥对优质弱筋小麦宁麦9号籽粒产量和品质的调节效应.结果表明,与传统条播方式相比,在相同的氮肥运筹下稻田套播弱筋小麦除籽粒总淀粉及其组分含量高于条播处理外,籽粒产量、蛋白质含量、磨粉品质、面粉品质以及淀粉糊化特性的主要指标均低于传统条播,且差异显著.在江淮地区采用稻田套播方式较利于弱筋小麦优质的形成.增加施氮量则宁麦9号的产量、蛋白质含量、面粉品质和磨粉品质的主要指标提高,但不利于弱筋专用品质的优化.稻田套播弱筋小麦宁麦9号在总施氮(纯氮)量为225 kg/ha、基蘖肥与拔节追肥比例为5:5:0的条件下可实现高产与优质相协调.     

施磷量对不同类型专用小麦产量和品质的调控效应

为给优质小麦合理施肥提供依据,以强筋小麦中优9507、中筋小麦扬麦12号、弱筋小麦扬麦9号为材料,在缺磷土壤（速效磷含量4．10mg／kg）上研究了施磷量对小麦籽粒产量、蛋白质、淀粉及其组分含量的影响。结果表明,强筋小麦中优9507在施磷量（P2O5）0～144kg／ha,中筋小麦扬麦12号和弱筋小麦扬麦9号在施磷量（P2O5）0～108kg／ha范围内,籽粒产量随施磷量增加而增加,继续增加施磷量,籽粒产量则呈下降趋势。中优9507与扬麦12号清蛋白含量施磷处理均高于不施磷处理,扬麦9号施磷则降低了清蛋白含量;增施磷肥后中优9507球蛋白含量下降,扬麦12号先下降后上升,而扬麦9号球蛋白含量有所上升;在上述施磷量范围内,醇溶蛋白、谷蛋白和总蛋白含量随施磷量增加而增加,直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量均随施磷量增加而下降,继续增加施磷量,醇溶蛋白、谷蛋白和总蛋白含量下降,直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量有所上升。     

氮钾配施对济南17淀粉理化特性的影响

为给优质小麦的高产保质栽培提供借鉴,研究了氮钾配施对高产优质面包强筋小麦品种济南17籽粒淀粉理化特性的影响。结果表明,氮肥对济南17面粉直、支链淀粉和总淀粉含量均有一定的影响,氮肥水平提高,直、支链淀粉合成增加,淀粉总含量增加,但对淀粉化学特性的影响较小。后期施氮量提高,蛋白合成增加,直链淀粉合成能力相对减弱,但淀粉中直／支链淀粉比例相对稳定,峰值粘度没有明显变化。增施钾肥,面粉中直链淀粉含量下降,而支链淀粉和总淀粉含量显著上升,因此直／支链淀粉含量比例显著下降,但以中钾条件下支链淀粉和总淀粉含量最高。随着钾肥水平的提高,峰值粘度显著升高,但对膨胀势影响不显著。总之,氮肥处理对济南17面条品质的影响不大,但在合理的范围内增施钾肥可以显著改善淀粉理化特性,提高面条品质。     

硫氮配施对弱筋小麦品种豫麦50籽粒产量和淀粉性状的影响

为了研究硫肥和氮肥配合施用对弱筋小麦产量和淀粉品质性状的影响,在大田条件下,设置了不同肥与硫氮肥配合施用处理,研究其对弱筋小麦品种豫麦50产量和淀粉品质性状的影响.结果表明,硫肥和氮肥对小麦产量有正效应,施硫显著提高了小麦成穗数,施氮显著提高了穗粒数和小穗结实率;施硫提高了直链淀粉含量,极显著提高了淀粉直/支比,氮肥对淀粉品质的效应与硫肥相反;硫肥、氮肥及其互作对淀粉品质性状的平均贡献率分别为12.72%、51.31%、35.98%,硫、氮配施对淀粉品质仍有正效应.处理组合中,在施氮量240 kg/ha条件下,施硫量为100 kg/ha处理的产量最高,施硫量为20 kg/ha处理的直链淀粉含量最低,施硫量为60 kg/ha处理的淀粉直/支比最低,分别为8 378.96 kg/ha、11.71%和0.2059.表明达到最高产量和最佳淀粉品质的硫氮配施量并不完全一致.     

施氮量对冬小麦籽粒蛋白质及其组分含量和比例的影响

为研究高有机质土壤条件下施氮量对不同品质类型冬小麦籽粒蛋白质及其组分含量和比例的影响,以强筋小麦品种临优145和郑麦9023及弱筋小麦品种宁麦9号和宝丰949为材料进行了不同施氮量的试验。结果表明,增施氮肥可以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,N2处理较NO处理分别提高0．78、0．12、0．31和0．35个百分点;清蛋白含量也随施氮量的增加而提高,但不同施氮处理间差异不显著。强筋小麦和弱筋小麦贮藏蛋白含量差异显著,但可溶性蛋白含量差异不显著。随着施氮量的增加,品种间可溶性蛋白含量差异加大,但贮藏蛋白含量差异减小。氮肥施用量对小麦籽粒各蛋白组分在总蛋白中所占的比例影响不大．不同品种籽粒中各蛋白组分在总蛋白中所占比例受施氮量的影响也不同。     

施氮量对弱筋小麦籽粒品质形成的影响

为明确施氮量对弱筋小麦籽粒产量与品质形成的影响,以弱筋小麦品种扬麦13和宁麦13为材料,设置不同施氮量（纯氮0、105、210和315 kg·hm^-2）处理,分析了施氮量对弱筋小麦籽粒蛋白质及其组分含量、淀粉粒度分布与黏度参数的影响。结果表明,两个弱筋小麦品种的籽粒蛋白质及其组分含量均随施氮量增加而增加;与醇溶蛋白相比,氮肥对谷蛋白含量的影响较大。当施氮量为105 kg·hm^-2时,小麦籽粒蛋白质含量分别为10.59%（扬麦13）、11.37%（宁麦13）,达到弱筋小麦标准要求;施氮量为210 kg·hm^-2时,两个小麦品种的蛋白质含量均超过12.5%。增施氮肥能有效提高弱筋小麦籽粒灌浆中后期谷氨酰胺合成酶（GS）活性。在施氮0~210 kg·hm^-2时,增施氮肥可提高B型（<10 μm）淀粉粒体积、表面积百分比,降低A型（>10 μm）淀粉粒体积、表面积百分比。施氮量对弱筋小麦B型、A型淀粉粒数目百分比无显著影响。淀粉峰值黏度、最终黏度在施氮0~210 kg·hm^-2范围内均随施氮量增加而增高。本试验条件下,要保证弱筋小麦籽粒品质和相对较高的产量,更为适宜的施氮量应在105~210 kg·hm^-2之间。     

施氮水平对小麦籽粒淀粉粒分布与加工品质的影响

为明确施氮对小麦淀粉粒分布与加工品质的影响,选用强筋小麦藁城8901和弱筋小麦豫麦50为材料,分析了不同施氮水平下小麦籽粒淀粉粒分布特征与部分加工品质指标。结果表明,适量施氮(240kg.hm-2)显著提高籽粒B型淀粉粒体积百分比,过量施氮(360kg.hm-2)时小麦籽粒B型淀粉粒体积百分比降低。施氮水平对两个小麦品种籽粒A、B型淀粉粒数目百分比无显著影响。在施氮0～240kg.hm-2范围内,增施氮肥可以提高籽粒直、支链淀粉积累量,而过量施氮不利于籽粒直、支链淀粉的积累。小麦湿面筋、沉淀值、面团形成时间和稳定时间等参数与A型淀粉粒体积百分比呈显著负相关,与B型淀粉粒体积百分比呈显著正相关。适量施氮能使强筋小麦加工品质变优;增施氮肥导致弱筋小麦加工品质变劣。     

宁麦9号花后内源激素和蔗糖含量变化及其与籽粒淀粉合成的关系

为研究小麦花后旗叶和籽粒中内源激素、蔗糖含量及籽粒中淀粉积累的动态变化,以弱筋小麦宁麦9号为供试材料在两种施肥处理条件下分析了花后内源激素和蔗糖含量变化与籽粒淀粉合成的关系.结果表明,氮肥后移的处理旗叶中ZRs、iPAs含量的增加及ABA含量的减少,有利于光合产物的合成;蔗糖含量较高,为籽粒合成淀粉提供了充足的碳源物质.籽粒中淀粉及其组分积累量灌浆期呈不断上升的趋势,积累速率呈单峰曲线,直、支链淀粉和总淀粉积累速率峰值期均在花后21～28 d,氮肥后移表现为增加趋势.相关分析表明,籽粒中内源激素ABA与蔗糖含量呈极显著负相关,GA1/3/ABA与蔗糖含量呈极显著正相关,IAA、GA1/3与淀粉积累速率呈极显著正相关.通径分析表明,籽粒中内源激素IAA对淀粉积累速率有极显著促进作用,直接通径系数达0.9627**,GA1/3主要是通过提高IAA含量间接促进籽粒中淀粉的积累,说明适当提高IAA含量有利于促进籽粒淀粉的积累.     

增铵营养对专用型小麦可溶性糖转运及淀粉积累的影响

为给小麦氮肥管理提供理论依据,选用强筋小麦品种郑麦9023和弱筋小麦品种郑麦004为材料,在大田试验条件下研究了增铵营养对不同专用型小麦旗叶、籽粒可溶性糖含量与籽粒中淀粉及其组分含量的影响。结果表明,增铵营养条件下,两种小麦旗叶、籽粒中可溶性糖含量与籽粒淀粉及其组分含量在灌浆期间的变化趋势基本一致,但在灌浆中后期差别较大,与郑麦9023相比,郑麦004对增铵营养的响应更为显著。在NO3-∶NH4+为50∶50时小麦旗叶、籽粒可溶性糖含量变化及淀粉积累增加最显著。在此处理下,花后24d郑麦9023和郑麦004旗叶可溶性糖含量分别增加了7%和21%;增铵营养对两个小麦品种淀粉组分支/直比例影响不一,与对照相比,增铵营养导致郑麦9023下降了3.2%,使郑麦004增长了1.1%。增铵营养可能主要通过增加小麦旗叶中可溶性糖含量促进籽粒淀粉积累,与强筋小麦品种郑麦9023相比,弱筋小麦品种郑麦004的各项指标表现更为优异。     

施氮量对小麦籽粒灌浆的影响及其生理机制

为探明施氮量对小麦籽粒灌浆的影响及其生理机制,以当地高产小麦品种扬麦16和宁麦13为材料,设置120 kg·hm^-2(LN)、180 kg·hm^-2(MN)和240 kg·hm^-2(HN) 3个施氮量处理,分析了在不同施氮量下,强、弱势籽粒灌浆特征与籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径中关键酶活性的变化。结果表明,两个小麦品种的籽粒产量随着施氮量的增加而增加,但在MN与HN处理间差异不显著。氮肥偏生产力随着氮肥用量的增加而显著降低。与LN处理相比,MN处理提高了扬麦16弱势粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)的活性、弱势粒灌浆速率和粒重;HN则降低了扬麦16弱势粒中被测酶的活性和粒重。宁麦13弱势粒中AGPase、SSS和SBE活性、弱势粒灌浆速率和粒重则随施氮量的增加而降低。施氮量对两个小麦品种强势粒中被测酶活性、籽粒灌浆速率和粒重无显著影响。以上结果说明施氮量主要是影响小麦弱势粒的灌浆,且在品种间存在差异;施用氮肥后弱势粒灌浆速率和粒重的增加或降低与籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径中关键酶活性的增强或降低密切相关;在地力较好条件下,施氮量为180 kg·hm^-2时就可以获得高产与氮肥高效利用的效果。     

氮肥运筹对不同茬口强筋小麦籽粒产量和品质的影响

为了探讨不同茬口下施氮对强筋小麦籽粒产量和品质的最佳效应,以强筋小麦品种烟农19号为材料,研究了施氮量和追氮时期对不同茬口小麦籽粒产量及品质的影响。结果表明,施氮量和追氮时期对不同茬口下强筋小麦的籽粒产量和品质均有显著的影响。在0～240kg／ha施氮量范围内烟农19号单位面积穗数、每穗粒数和产量随施氮量的增加而显著提高,且旱茬麦产量极显著高于稻茬麦,主要是提高了每穗粒数和千粒重。小麦籽粒蛋白质和面筋含量、沉淀值均随施氮量的增加而显著增加,旱茬麦的品质显著优于稻茬麦。在两种茬口下,烟农19号籽粒产量、蛋白质产量与施氮量均成二次曲线关系,稻茬麦在施氮量为251．26～280．24kg／ha、旱茬麦在施氮量为281．03～303．02kg／ha范围内籽粒产量和蛋白质产量可达到同步提高。拔节期和孕穗期追施氮肥可有效提高单位面积穗数、每穗粒数和产量,且籽粒蛋白质、湿面筋含量和沉淀值显著提高。本试验条件下,旱茬麦在拔节期至孕穗期、稻茬麦在孕穗期追施氮肥可同步提高强筋小麦籽粒产量和品质.     

谷氨酰胺对扬麦9号强势和弱势籽粒淀粉及蛋白质积累的调控

离体穗培养条件下,研究了培养基中不同谷氨酰胺供应水平对冬小麦品种扬麦9号强势和弱势籽粒粒重以及淀粉和蛋白质及其组分积累的影响。结果显示,弱势籽粒的蔗糖和氨基酸含量均较强势籽粒高,而其积累量均较强势籽粒低,可见弱势籽粒中同化物贮存量较强势籽粒少,其合成淀粉和蛋白质的能力较强势籽粒低。在一定范围内提高谷氨酰胺供应水平可显著促进弱势籽粒淀粉和蛋白质的积累,提高弱势籽粒粒重,可见一定范围内改善氮素营养有利于弱势籽粒物质积累;但相同谷氨酰胺浓度下强势籽粒淀粉、蛋白质和氨基酸积累量均高于弱势籽粒,强势籽粒四种蛋白组分的积累量均较弱势籽粒高。4和6 g／L谷氨酰胺处理下,强势和弱势籽粒淀粉、蛋白质及氨基酸含量的差异小于其他较高或较低谷氨酰胺浓度。强势籽粒清蛋白和球蛋白含量略低于弱势籽粒,而醇溶蛋白和麦谷蛋白在2-6 g／L时高于弱势籽粒,但差异较小。     

氮肥施用量及施用时期对小麦品质性状的影响

为了探明不同氮肥运筹对西南麦区小麦品质性状的影响,以小麦品种(系)R210和川农25为材料,采用2因素3水平随机区组设计研究了施氮量及施氮时期对小麦品质性状的影响.结果表明,蛋白质及其组分含量、干面筋含量、沉淀值和稳定时间、粉质质量指数均随施氮量的增加而提高.施氮时期对品质性状的影响表现为:全施底肥有利于提高沉淀值、粉质质量指数及醇溶蛋白含量;采用底肥∶三叶期肥=1∶1的方式有利于提高GMP含量;采用底肥∶三叶期肥∶孕穗期肥=5∶2∶3的方式,有利于提高干面筋的含量,降低弱化度.不同品种的优质栽培方式不同,R210以底肥∶三叶期肥∶孕穗期肥=5∶2∶3,施用纯氮18 g/m2品质最优,川农25以全施底肥,施用纯氮18 g/m2品质最优.     

氮素营养水平对不同类型小麦品种品质性状的影响

为了给不同类型专用小麦大面积生产提供科学的施肥依据,利用不同氮素水平进行处理,分析了氮素施用量对强筋、中筋和弱筋三种类型品种品质性状的影响。结果表明,施氮量在0～300kg/hm2范围内,氮素与强筋和中筋品种的蛋白质含量呈显著正相关,与弱筋品种呈二次曲线关系;增施氮素能显著提高沉降值,降低弱化度,延长面团的形成时间和稳定时间,对增加面筋含量也具有一定的作用;粉质评价值随施氮量的增加而逐渐提高,公顷施氮量达到225kg后,氮素的调节效应减弱,中强筋品种出现负效应。     

Starch granules size distribution in superior and inferior grains of wheat is related to enzyme activities and their gene expressions during grain filling

Mature wheat endosperm contains A-, B-, C-type starch granules, and each class has unique physiochemical properties which determine the quality of starch. The dynamics of the starch granule size distribution, activities of starch synthases and expression of starch synthase encoding genes were studied in superior and inferior grains during grain filling. Compared with inferior grains, superior grains showed higher grain weight, contents of starch, amylose and amylopectin. The formation of A-, B-, C-type starch granules initiated at 4, 8, 20 DAF, respectively, and was well consistent with the temporally change patterns of starch synthase activities and relative gene expression levels. For instance, activities of soluble and granule-bound starch synthases (designated SSS and GBSS) peaked at 20 and 24 DAF. Genes encoding isoforms of starch synthases expressed at different grain filling periods. In addition, SS I was generally expressed over the grain filling stage; the SS II and SS III were expressed over the early and mid grain filling stage, and the GBSS I was expressed during the mid to late grain filling stage. In addition, the time-course changes in activities of starch synthases and expression of starch synthase encoding genes explained well the dynamics of the starch granule size distribution.     

小麦籽粒蛋白质和淀粉代谢及其与品质形成关系的研究进展

蛋白质和淀粉是决定小麦籽粒产量和品质的重要组成物质。本文从小麦籽粒蛋白质和淀粉组成与品质的关系、籽粒蛋白质代谢和淀粉代谢的生理基础及小麦的碳氮代谢对品质的调控等方面对国内外有关小麦品质生理的研究进展进行了综述。这些研究表明,籽粒蛋白质和淀粉组成对小麦品质有不同的影响,品质是蛋白质和淀粉综合作用的结果;小麦的碳氮代谢及其平衡作用于小麦籽粒蛋白质和淀粉的合成与积累;生态条件和栽培措施均可通过调节小麦的碳氮代谢而影响籽粒淀粉和蛋白质的合成,进一步影响小麦品质的形成。