氮肥基追比与灌浆中期高温胁迫对小麦产量和品质的影响

以优质强筋小麦品种‘济麦20’为供试材料,研究了不同氮肥基追比（基肥：追肥为1：1、1：2、1：5）和灌浆中期高温胁迫对小麦籽粒产量和品质的影响.结果显示,灌浆中期高温胁迫处理能显著降低小麦千粒重、籽粒产量以及籽粒的淀粉含量、支链淀粉含量、支链淀粉/直链淀粉比例,峰值粘度、稀懈值、最终粘度也相应降低,而籽粒蛋白质含量相应提高,导致淀粉品质变劣而面团的流变学特性得以改善;在基追比例1：1的基础上增大拔节期氮素追施比例,能显著提高小麦常温和高温胁迫下籽粒产量,缓解高温胁迫对小麦千粒重和籽粒产量的不良影响,而对小麦籽粒面团流变学特性及面粉的粘度指标影响甚微.研究表明,适当提高拔节期氮肥追施比例可有效减缓灌浆中期高温胁迫对小麦产量的负面影响,但对小麦籽粒品质影响较小.     

不同灌水处理对强筋小麦谷蛋白大聚合体粒度分布和品质的影响

在田间条件下,以两个优质强筋小麦品种(藁城8901和济麦20)为供试材料,研究了不同灌水处理(全生育期不灌水、拔节期灌1次水、越冬期和拔节期灌2次水、越冬期、拔节期和灌浆期灌3次水,每次灌水量675 m³·hm^-2)对强筋小麦谷蛋白大聚合体含量与粒度分布、品质和产量的影响.结果表明: 两个小麦品种的面团形成时间、面团稳定时间、面包体积、籽粒产量、谷蛋白大聚合体含量以及体积加权平均粒径、表面积加权平均粒径、粒径>100 μm的体积百分比和表面积百分比均以灌2水处理最高.相关分析显示,两个小麦品种的面团形成时间、面团稳定时间和面包体积与粒径<10 μm和10～100 μm的谷蛋白大聚合体颗粒体积百分比呈显著负相关,而与粒径>100 μm的谷蛋白大聚合体颗粒体积百分比、体积加权平均粒径和表面积加权平均粒径呈显著正相关.水分供应过多或过少均不利于籽粒产量和品质的同步改善,灌溉水平可通过改变谷蛋白大聚合体粒度分布影响小麦籽粒品质.     

氮、硫肥与灌浆后期高温胁迫对小麦籽粒产量和品质的影响

灌浆期高温胁迫通常导致小麦籽粒产量降低、品质变差.为了探索有效缓解高温胁迫不利影响的有效措施,在大田条件下,以济麦20为试验材料,运用后期高温棚增温的方法,研究了氮、硫肥与灌浆后期高温对小麦籽粒产量和品质的影响.结果表明:高温处理后小麦千粒质量、籽粒产量显著降低(19.7%～28.3%),蛋白质含量升高,蛋白质组分中不溶性谷蛋白含量下降,可溶性谷蛋白含量上升,面团形成时间和稳定时间缩短;氮肥追施比例由50%增加到70%,非高温处理的籽粒产量无显著变化,不溶性谷蛋白质含量和谷蛋白聚合指数(不溶性谷蛋白含量/可溶性谷蛋白含量)升高,面团形成时间和稳定时间延长;高温处理的千粒质量和籽粒产量因氮肥追施比例提高而提高(2.07%～3.58%),面团形成时间和稳定时间缩短;不论高温处理还是非高温处理,与追施硫肥相比,硫肥基施提高籽粒产量、谷蛋白聚合指数,延长面团形成时间和稳定时间;为了有效缓解灌浆后期高温对小麦籽粒产量和品质的不利影响,硫肥基施、氮肥施用基追比50%:50%是较为适宜的施肥模式.     

花后灌水次数对强筋小麦籽粒产量和品质的影响

在防雨池栽培条件下,以2个优质强筋小麦品种（济麦20和藁城8901）为试验材料,研究了花后不同水分供应状况对籽粒产量、籽粒品质（粉质仪参数和面包体积）及其蛋白质组分的影响.结果表明：2个品种的籽粒产量、面粉的面团形成时间、面团稳定时间和制成面包体积均随花后灌水次数的增加呈先升高后降低的趋势;其中,花后灌1水（花后7 d）时藁城8901的籽粒产量最高,花后灌2水（花后7 d+花后14 d）时济麦20的籽粒产量最高;2个品种面粉的面团形成时间、面团稳定时间和制成面包体积均以花后灌1水时最优.单体蛋白含量、不溶性谷蛋白含量、谷蛋白总含量、蛋白质含量以及湿面筋含量也呈现类似的变化趋势.逐步回归分析表明,花后不同水分供应状况下,不溶性谷蛋白含量是影响面团稳定时间的关键因素,谷蛋白总含量与面包体积的变化密切相关.因此,为了保持优质强筋小麦品质的稳定性,水分管理应以改善籽粒蛋白质特别是谷蛋白组分的构成为目标.     

灌浆期不同阶段遮光对小麦籽粒蛋白质组分含量和加工品质的影响

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3个小麦品种,设置了灌浆期不同阶段遮光处理:开花后不遮光(S0)、0～11 d遮光(S1)、12 ～23 d遮光(S2)、24～35 d遮光(S3),研究了其对不同小麦品种籽粒蛋白质组分含量和加工品质的影响.结果表明:3个小麦品种的籽粒清蛋白+球蛋白含量遮光处理间无显著差异;遮光均显著提高了济麦20和泰山23的高分子量谷蛋白亚基、低分子量谷蛋白亚基、谷蛋白、醇溶蛋白和总蛋白含量,其中灌浆中期遮光(S2)处理提高幅度高于其他处理;灌浆中期(S2)和后期(S3)遮光处理显著提高了宁麦9号各蛋白质组分含量.遮光显著降低了小麦籽粒产量,提高了籽粒面团形成时间、面团稳定时间和沉降值,其中灌浆中期遮光处理更为显著,表明籽粒品质的形成与灌浆中期的光照条件更为密切.总体上灌浆期遮光对3个小麦品种籽粒产量、蛋白质组分含量及加工品质指标的调节幅度为济麦20＞泰山23＞宁麦9号.     

大气CO2浓度和氮肥水平对小麦籽粒产量和品质的影响

应用FACE平台,研究了不同氮肥水平下大气CO₂浓度升高对小麦籽粒产量和品质的影响.结果表明： 大气CO₂浓度升高（FACE）和增施氮肥显著提高了小麦籽粒产量、穗数、穗粒数和生物量.但FACE处理对收获指数无显著影响.FACE处理显著降低了籽粒蛋白质、醇溶蛋白、谷蛋白、面筋含量和沉降值,显著提高了小麦籽粒淀粉及其组分含量,而氮肥处理具有相反的效应.面团稳定时间及峰值黏度、最终黏度、反弹值等黏度特征参数在FACE和高氮水平下显著增加.此外,CO₂浓度与氮肥水平互作对小麦籽粒产量和生物量有显著的正效应,但对籽粒品质无显著影响.在未来大气CO₂浓度升高的情况下,维持较高的施氮量有利于提高小麦籽粒产量,改善淀粉糊化特性,缓解小麦品质特性的下降.     

大气CO2浓度和氮肥水平对小麦籽粒产量和品质的影响

应用FACE平台,研究了不同氮肥水平下大气CO₂浓度升高对小麦籽粒产量和品质的影响.结果表明： 大气CO₂浓度升高（FACE）和增施氮肥显著提高了小麦籽粒产量、穗数、穗粒数和生物量.但FACE处理对收获指数无显著影响.FACE处理显著降低了籽粒蛋白质、醇溶蛋白、谷蛋白、面筋含量和沉降值,显著提高了小麦籽粒淀粉及其组分含量,而氮肥处理具有相反的效应.面团稳定时间及峰值黏度、最终黏度、反弹值等黏度特征参数在FACE和高氮水平下显著增加.此外,CO₂浓度与氮肥水平互作对小麦籽粒产量和生物量有显著的正效应,但对籽粒品质无显著影响.在未来大气CO₂浓度升高的情况下,维持较高的施氮量有利于提高小麦籽粒产量,改善淀粉糊化特性,缓解小麦品质特性的下降.     

花后灌溉对小麦籽粒贮藏蛋白聚合程度和面团流变学特性的影响

为了明确灌溉麦黄水引起的小麦(Triticum aestivum)面团流变学特性劣变与籽粒贮藏蛋白聚合程度变化之间的关系, 在防雨池栽条件下, 以‘济麦20’为供试品种, 设置花后不灌水(W0), 花后灌1水(花后14 d, W1)和花后灌2水(花后14 d和花后28 d, W2) 3个处理, 分析了花后灌水对籽粒产量、贮藏蛋白聚合程度相关参数及其面团流变学特性的影响。研究结果表明, 籽粒产量、面团形成时间和稳定时间均以花后灌1水时达到最优, 再增加一次灌水(麦黄水), 导致面团形成时间和稳定时间显著缩短, 筋力变弱。同时观察到谷蛋白聚合指数和谷蛋白大聚合体平均粒径也因灌麦黄水而显著降低。回归分析表明, 灌麦黄水条件下谷蛋白大聚合体粒径变小是导致面团流变学特性变差和筋力变弱的主要原因。     

高温、干旱及其互作对两个筋力小麦品种淀粉糊化特性的影响

以强筋和弱筋的两个代表性小麦品种为材料,采用盆栽与人工气候箱模拟的方法,研究了花后不同时期高温、干旱及其互作对籽粒淀粉糊化特性的影响。结果表明,高温和干旱均显著影响淀粉糊化特性,但两品种表现有所不同:高温胁迫使强筋小麦品种豫麦34的峰值黏度、最终黏度(除花后5 d外)、稀懈值(除花后15 d外)和反弹值显著增大;而弱筋小麦品种豫麦50低谷黏度和最终黏度显著下降,其峰值黏度、反弹值变化不明显,从不同时期看,花后15 d影响较大。干旱胁迫使豫麦34多数黏度参数增大;而使豫麦50峰值黏度、反弹值和稀懈值下降,其低谷黏度和最终黏度在灌浆前期和中期干旱胁迫下增大,后期干旱胁迫则明显下降。研究结果还表明,花后高温与干旱胁迫对小麦黏度参数的影响存在显著的互作效应。从F值大小看,互作对弱筋小麦品种豫麦50多数黏度参数影响较大,而对强筋小麦品种豫麦34淀粉黏度参数影响较小,反映了高温、干旱及其互作对小麦淀粉特性的影响存在着显著的基因型差异。     

灌浆期高温和水分逆境对冬小麦籽粒蛋白质和淀粉含量的影响

灌浆期高温和水分逆境是影响小麦籽粒产量和品质的关键气候因子。以扬麦9号、徐州26和豫麦34三个小麦品种为材料,利用人工气候室模拟灌浆期高温和水分胁迫环境,研究了花后高温及温度和水分互作对小麦籽粒蛋白质和淀粉形成的影响。结果表明,高温显著提高了小麦籽粒蛋白质含量及清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量,但降低了谷蛋白含量,导致麦谷蛋白／醇溶蛋白比值降低。高温显著降低了籽粒总淀粉和支链淀粉含量及支／直比。籽粒蛋白质和淀粉及其组分形成所需的适宜昼夜温差随小麦品质类型而异,但温度水平对籽粒蛋白质和淀粉的影响较温差大。在高温和水分逆境下,温度对籽粒蛋白质和淀粉含量的影响较水分逆境大,且存在显著的互作效应。小麦籽粒蛋白质含量均表现为干旱〉对照〉渍水,以高温干旱最高,适温渍水最低;淀粉含量为对照〉干旱〉渍水,以适温对照最高,而高温渍水最低。高温和水分逆境显著提高了籽粒醇溶蛋白含量而降低了谷蛋白含量及支链淀粉含量,使蛋白质谷／醇比和淀粉支／直比降低,以高温渍水对籽粒蛋白质和淀粉组分的影响最为显著。不同品种之间,高蛋白小麦籽粒蛋白质和组分的形成受高温和水分逆境的影响更大,而低蛋白品种籽粒淀粉形成显著受温度和水分逆境的调节。分析表明,在高温和水分逆境下籽粒蛋白质含量与清蛋白和醇溶蛋白显著正相关,籽粒淀粉含量与谷蛋白、支链淀粉含量及支／直比显著正相关。     

基因型和环境对小麦主要品质性状参数的影响

利用8个冬小麦品种（系）于2002年种植在8个不同地点的试验结果,分析了品种（系）、环境以及品种（系）与环境的互作对谷蛋白大聚合体（GMP）及其组成、面团揉混仪参数及烘烤品质等主要品质性状的影响。结果表明,基因型对GMP、高、低分子量谷蛋白亚基有显著影响,说明GMP及其组成主要受基因型控制;沉淀值、峰值时间（MPT）、8min带宽（8TW）受环境影响程度比基因型小;而品种、环境及其互作对面包体积都有显著影响。小麦品质性状间的相关系数受环境条件的影响,不同地点品质性状问的相关系数不同。品种（系）和地点的互作效应在同一品种不同地点间是不同的,即使在不利的环境下,也有表现好的品种（系）。综合考虑对烘烤品质的影响,烟台点和济麦20表现最好。因此,进行品质评价时,不同地点间不仅考虑蛋白质含量的变化,还要考虑蛋白质质量、GMP及其组成、沉淀值、中线峰值时间以及8min带宽的变化规律。     

基于生理指标与籽粒产量关系的小麦品种抗冻性分析

以20个冬小麦品种为材料进行盆栽试验,对其在低温胁迫条件下功能叶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性,丙二醛（MDA）、可溶性蛋白、可溶性糖含量以及籽粒产量、千粒重和籽粒形态性状进行测定.结果表明：拔节初期麦苗经-4 ℃低温胁迫后,不同品种冬小麦籽粒形态性状和产量性状均发生变化,绝大多数小麦品种籽粒长宽比、圆度和不育小穗数均增加,籽粒等效直径和面积及千粒重和籽粒产量均下降.通径分析表明,拔节初期低温处理后,功能叶SOD活性和可溶性糖含量是影响籽粒产量的主导因素,其中SOD活性对籽粒产量的直接影响较大,直接通径系数为-0.578.以籽粒产量下降的百分数作为小麦抗冻性评价的标准,可将20个小麦品种划分为3类：强抗冻类型的济麦19、济麦20、良星99、山农1135、山农8355、泰山23、泰山9818、汶农6号和烟农21,弱抗冻类型的临麦2号、潍麦8号、烟农19和淄麦12号,而其余7个品种属中度抗冻类型.苗期综合评价值（D值）与籽粒产量下降的百分数之间呈显著负相关(r=-0.512*),说明小麦苗期抗冻性强有利于获得较高的籽粒产量.苗期是小麦抗冻性鉴别选择的重要时期.     

种植密度与喷施多效唑对冬小麦抗倒伏能力和产量的影响

于2008-2010年2个生长季在山东农业大学试验农场,以烟农21和藁城8901为材料,研究了不同种植密度下喷施多效唑对冬小麦基部茎秆形态特征、抗折力和抗倒指数及产量的影响.结果表明：藁城8901的抗倒伏能力高于烟农21,但籽粒产量低.与低密度（基本苗为180×10⁴株·hm^-2）条件相比,同一品种高密度（基本苗为240×10⁴株·hm^-2）使茎秆抗折力和抗倒指数下降,尤以烟农21表现更为明显.喷施多效唑可明显降低株高和基部节间长度,显著提高茎秆抗折力和抗倒伏指数,增强其抗倒伏能力,提高单位面积穗数和产量.相关分析表明,茎秆抗倒伏指数与基部第2节间长度、基部(1+2)节间长度占节间总长的比例和表观倒伏率均呈显著负相关.因此,采用合理的种植密度并结合喷施多效唑,能够提高小麦的抗倒伏能力和产量,可作为半湿润地区小麦高产栽培的重要技术措施.     

生态因子对不同冬小麦品种面粉拉伸参数的影响

选用6个有代表性的冬小麦品种（豫麦34、藁麦8901、豫麦49、豫麦70、洛阳8716、豫麦50）,连续两年在河南省5个不同纬度地点（32° N-36° N）种植,研究了生态因子、品种遗传因素与冬小麦拉伸参数之间的关系.结果表明： 品种遗传因素对拉伸参数的影响大于生态环境.豫麦34和藁麦8901的最大抗阻和拉伸面积均大于其他4个品种,且品种间差异达到显著水平.在豫南（信阳和驻马店）种植点的小麦拉伸参数均与豫北（武陟和汤阴）达到显著差异,但拉伸参数随纬度变化的规律在年际间并不一致.不同年份气象因子对拉伸参数的影响程度不同,其中2002年小麦灌浆-成熟期降雨量与小麦拉伸参数显著相关.小麦生育中后期的水分管理应充分考虑气象因素,以改善小麦面粉拉伸参数.     

土壤紧实度变化对小麦籽粒产量和品质的影响

以济南17(强筋品种)、烟农15(中筋品种)、鲁麦22(弱筋品种)为供试品种,设置人为碾压和不碾压2种处理,研究了土壤紧实度(以土壤容重表示)变化对不同类型小麦品种的籽粒产量和加工品质的影响。结果表明,随着土壤紧实度提高,3个品种的分蘖成穗率均显著降低,从而导致单位面积穗数和籽粒产量降低。3个品种相比较分蘖成穗率低的鲁麦22籽粒产量降幅最大。相关品质指标测定结果显示,提高土壤紧实度,对3个品种的蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值和吸水率均无显著影响,但济南17的面筋指数明显降低,面团断裂时间和面团稳定时间显著缩短,单位重量面粉烘焙所得的面包体积变小,而烟农15和鲁麦22受影响较小。其原因可能与土壤紧实度提高条件下济南17籽粒中谷蛋白／醇溶蛋白比例和谷蛋白大聚体含量降低有关。将济南17面团流变学特性年际间变化幅度与紧实度变化的处理效应相比较发现,土壤紧实度是影响强筋小麦品种品质性状稳定性的重要因素之一。     

强筋与弱筋小麦籽粒蛋白质组分与加工品质对灌浆期弱光的响应

选用强筋小麦品种济麦20和弱筋小麦品种山农1391,在大田试验条件下,分别于籽粒灌浆前期(花后6—9 d)、中期(花后16—19 d)和后期(花后26—29 d)对小麦进行弱光照处理,研究了籽粒产量、蛋白质组分及加工品质的变化。灌浆期弱光显著降低小麦籽粒产量,灌浆中期对济麦20和灌浆后期对山农1391的产量降幅最大。弱光处理后,籽粒氮素积累量及氮素收获指数减少。但弱光使籽粒蛋白质含量显著升高,其中灌浆中期弱光升幅最大,原因可能是由于其粒重降低造成的。弱光对可溶性谷蛋白无显著影响,但增加不溶性谷蛋白含量,使谷蛋白聚合指数显著升高,面团形成时间和稳定时间亦升高,籽粒灌浆中、后期弱光对上述指标的影响较前期大。灌浆期短暂的弱光照对改善强筋小麦粉质仪参数有利,但使弱筋小麦变劣;并均伴随籽粒产量的显著降低这一不利影响。     

不同环境条件下小麦氮代谢关键酶活性及籽粒品质

研究了两种环境条件下3个不同蛋白含量小麦品种的氮代谢关键酶活性及籽粒品质的差异.结果表明,龙口试验点的小麦旗叶硝酸还原酶(NR)、谷胺酰氨合成酶(GS)和籽粒谷胺酰氨合成酶活性均显著高于泰安试验点,3个品种间的酶活性顺序均为：济麦20＞优麦3号＞PH971942.优质强筋小麦品种的籽粒综合品质性状在龙口试验点的表现优于泰安试验点. 灌浆期环境因素与小麦籽粒品质和酶活性存在显著的相关性,灌浆期间的较高气温、适当干旱和寡照环境有利于提高小麦籽粒品质.龙口试验点的中、强筋小麦品种和泰安试验点的中筋小麦品种蛋白质含量与旗叶NR和GS活性均达显著正相关.小麦品种用途不同,对环境条件的要求不同,适宜的环境条件提高了氮代谢关键酶的活性,利于改善小麦品质.