花后干旱或渍水逆境下氮素对小麦籽粒产量和品质的影响

 池栽试验条件下,设置渍水、干旱和对照3个水分处理,每个水分处理下设置两个施氮水平 ,研究了花后渍水或干旱逆境下氮素营养对两个不同类型小麦（Triticum aestivum） 品种籽粒产量和品质性状的影响。结果表明,与对照相比,花后渍水或干旱处理显著降低了小麦的千粒重、穗粒数和籽粒产量。在适宜水分和干旱条件下,增施氮肥增加了小麦籽粒产量,而在渍水条件下,增施氮肥降低了产量。干旱处理提高了蛋白质含量,干、湿面 筋含量,沉降值和降落值;而渍水处理则降低了小麦籽粒蛋白质含量和干、湿面筋含量。同 一水分处理下,增施氮肥提高了蛋白质含量,谷蛋白/醇溶蛋白比,支链淀粉含量和支/直链淀粉比。在小麦籽粒主要品质性状上存在显著的水氮互作效应,且水分、氮肥及水氮互作效 应对小麦籽粒产量和品质的影响因品种的不同而异。     

不同生态环境与播种期下小麦籽粒品质变异规律的研究

选用 6个不同品质类型小麦品种在 4个生态点进行分期播种试验, 系统分析了不同生态环境下小麦籽粒产量与品质的变异特征及其与主要气候生态因子间的关系。结果表明 :生态点、品种以及地点×品种互作对籽粒产量、千粒重、蛋白质、湿面筋和淀粉含量、沉降值与降落值的影响均达到显著水平 ;不同播种期处理对产量与淀粉含量的影响达到极显著水平, 而播种期×品种互作对千粒重、降落值、淀粉含量及沉降值的效应达到显著水平 ;地点×播种期×品种互作仅对产量、湿面筋、淀粉含量与沉降值有显著的影响。在 4个不同生态点中, 南京点的籽粒蛋白质与湿面筋含量最低, 但淀粉含量最高 ;徐州点的产量和千粒重最大 ;泰安点的蛋白质含量与湿面筋含量最高, 沉降值最小 ;保定点的产量、千粒重最小, 但沉降值最大。不同播种期处理下, 适播与晚播的籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、淀粉含量、沉降值与降落值都显著高于早播, 而早播期的产量和千粒重最大。各小麦品种在不同地点与播种期下产量与品质性状的变异中以降落值的变异系数为最大, 淀粉的变异为最小。开花至成熟期的日均温与淀粉含量呈线性负相关, 与产量、蛋白质和湿面筋含量及降落值呈二次曲线相关关系 ;日温差与产量和千粒重呈二次曲线相关关系, 籽粒蛋白质和湿面筋含量、沉降值及降落值则随昼温差的增加线性递增 ;开花至成熟期降雨量与产量、千粒重都呈现先升后降的二次曲线相关关系, 而与籽粒蛋白质含量和降落值呈现线性负相关关系 ;籽粒蛋白质和湿面筋含量与降落值随开花至成熟期的累计日照时数呈现线性正相关关系。     

施钾量和施钾时期对小麦氮素和钾素吸收利用的影响

利用¹⁵N示踪技术,研究了施钾量和施钾时期对高产小麦氮素和钾素吸收利用的影响.结果表明： 0～20 cm土层土壤速效钾含量为118.5 mg·kg^-1时,一次性基施钾肥未提高植株的氮、钾积累量;速效钾含量为79.0 mg·kg^-1时,施钾显著提高了植株的氮、钾积累量.采用分期施钾时（1/2基施、1/2拔节期追施）,随施钾量增加,小麦吸收的肥料氮和土壤氮量及追施氮肥在土壤中的残留量均增加,肥料氮的损失量降低.分期施钾显著提高了植株的氮、钾积累量、吸收效率和生产效率,当施钾量为135 kg·hm^-2时,与一次性施钾相比,分期施钾促进了植株对追肥氮和土壤氮的吸收,提高了追施氮肥在土壤中的残留量.结果还表明：施钾提高了小麦的籽粒产量、蛋白质含量和湿面筋含量;分期施钾处理优于一次性施钾处理,以K45+45（45 kg·hm^-2基施、45 kg·hm^-2拔节期追施）处理最优.过多施钾使小麦产量和品质趋于降低.     

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.     

耕作方式及施氮量对砂姜黑土区小麦氮代谢及籽粒产量和蛋白质含量的影响

为明确砂姜黑土区小麦(Triticum aestivum)产量和品质形成的耕作方式及施氮量最优组合, 在大田试验条件下, 以深松、旋耕和常规耕作3种耕作方式为主区, 0、120、225、330 kg·hm^-2 4个施氮量为副区, 研究了不同耕作方式及施氮量组合对小麦拔节后氮代谢、籽粒产量和蛋白质含量的影响。结果表明, 随着生育期的推进, 叶片谷氨酰胺合成酶活性、游离氨基酸含量和可溶性蛋白含量均呈先升后降的趋势, 深松方式配合中高氮处理的峰值在花后10天, 而常规耕作和旋耕的4个施氮处理以及深松的低氮处理峰值多在开花期。与常规耕作和旋耕相比, 深松耕作显著降低了10-40 cm的土壤容重, 提高了土壤总空隙度和根干质量, 有利于中后期根系氮素吸收。耕作方式和施氮量对籽粒产量和蛋白质含量影响显著, 均以深松方式最高。3种耕作方式下小麦产量和蛋白质含量均随施氮量增加而增加, 籽粒产量以深松方式配合330 kg·hm^-2施氮量最高, 而常规耕作和旋耕方式的产量在施氮量为225 kg·hm^-2时达到最大。3种耕作方式下籽粒蛋白质含量均以施氮225 kg·hm^-2最高。因此, 在砂姜黑土区宜采用深松耕作方式配合适宜的施氮量, 以改善土壤条件, 促进根系氮素吸收, 延长叶片功能期, 达到产量与蛋白品质提升之目的。     

开花后水分调控对两个筋型冬小麦品种品质与产量的影响

 通过开花后不同水分处理研究了两个不同筋型冬小麦品种(‘豫麦34’和‘洛阳8716’)(Triticum aestivum cv. `Yumai 34' and `Luoyang 8716')的品质及产量变化。结果表明：随着灌水时间推迟,湿面筋含量、沉降值、面团形成时间、稳定时间、评价值和拉伸面积有提高的趋势,但是千粒重和产量下降;随着开花后灌水量的增加,上述品质数值又有减少,产量及千粒重增加;多次灌水处理与开花后灌1次水处理、开花后不灌水处理之间差异显著,开花后21 d和28 d灌水处理的多项品质指标都大于不灌水处理。两品种面团稳定时间（45%和15%）、沉降值（20%和12%）在不同水分处理下变异系数较大,吸水率、湿面筋、蛋白质含量变异系数（<10%和 <5%）较小。     

灌溉量和施氮量对冬小麦产量和土壤硝态氮含量的影响

研究了大田条件下灌溉量和施氮量对小麦产量和土壤硝态氮含量的影响.结果表明:增加灌溉量,0～200 cm土层硝态氮含量呈先降后升又降的趋势.0～80 cm土层硝态氮含量显著低于对照,而80～200 cm土层硝态氮含量显著高于对照.随灌溉量的增加,土壤硝态氮向深层运移加剧,在成熟期,0～80 cm土层硝态氮含量降低,120～200 cm土层硝态氮含量升高,并在120～140 cm土层硝态氮含量出现高峰.灌溉量不变,施氮量由210 kg·hm-2增加到300 kg·hm-2,开花期、灌浆期、成熟期0～200 cm各土层土壤硝态氮含量显著升高.随灌溉量的增加,小麦籽粒产量先增加后降低,以全生育期灌溉量为60 mm的处理籽粒产量最高.增加施氮量,籽粒产量、蛋白质含量和蛋白质产量显著提高.本试验中,施氮量为210 kg.hm-2、两次灌溉总量为60 mm的处理籽粒产量、蛋白质含量、蛋白质产量和收获指数均较高,且土壤硝态氮损失少,是较合理的水氮运筹模式.     

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.     

施氮量和花后土壤含水量对优质强筋小麦产量和品质的影响

在防雨池栽条件下,研究了施氮量和花后土壤含水量对优质强筋小麦产量和品质的影响.结果表明,在同一施氮量条件下,表现为花后土壤含水量过高(80%～90%)或过低(40%～50%)导致穗粒数减少,千粒重降低,最终使产量降低.在同一土壤含水量下,表现为增加施氮量有利于提高穗数,但过多(300kg/hm2)或过少(150kg/hm2)施氮均不利于穗粒数和千粒重的提高,而导致减产.在同一土壤含水量下,总蛋白质、醇溶蛋白、麦谷蛋白含量及谷/醇比随着施氮量的增加而增加.在同一施氮量条件下,总蛋白质及各组分均随着土壤含水量的增加而降低,同时谷/醇比也降低.在同一施氮量下,花后土壤含水量过高(80%～90%)或过低(40%～50%)均不利于淀粉及其组分含量的提高.在同一土壤含水量下,过高(300kg/hm2)或过低(150kg/hm2)施用氮肥均不利于淀粉及其组分含量的提高.只有保持适宜的花后土壤含水量和施适宜的氮肥才有利于支/直比的提高.适量增施氮肥或花后土壤含水量适宜可提高小麦的加工品质.这说明在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,调控小麦品质和产量的形成,从而实现优质高产.     

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。     

氮、磷、钾肥不同用量对花生生理特性及产量品质的影响

在田间条件下研究了氮、磷、钾肥不同用量对花生叶片生理特性及产量品质的影响.结果表明:与不施肥处理相比,花生分别单独施用氮、磷、钾肥可提高叶片叶绿素、可溶性蛋白质含量和光合速率,增加SOD、POD和CAT活性,降低MDA积累量,以施N300～450kg.hm-2、施P5O2150～225kg.hm-2、施K2O300～450kg.hm-2的效果最显著;对叶片光合性能的改善,氮肥的作用主要在前期,磷在中后期,钾肥前后期比较一致.施肥可显著提高花生荚果产量,随施氮量的增加花生产量显著提高,施磷、钾肥以中等施肥量(P5O2150kg.hm-2、K2O300kg.hm-2)花生产量最高,钾肥的增产作用大于氮、磷肥.少量施用磷、钾肥(P2O575kg.hm-2、K2O150kg.hm-2)可显著增加花生籽仁蛋白质和脂肪含量,少量施用氮肥(N150kg.hm-2)可显著增加蛋白质含量,大量施用氮肥(N450kg.hm-2)才可显著增加脂肪含量;磷肥对提高籽仁蛋白质和脂肪含量效果明显,氮肥对增加蛋白质含量作用较大,钾肥主要提高了可溶性糖含量.施用氮、磷、钾肥可增加花生籽仁的赖氨酸、蛋氨酸和油酸、亚油酸含量,提高油酸/亚油酸比值,从而改善花生营养品质,延长花生制品的货价寿命.     

氮磷水平与气象条件对春小麦籽粒蛋白质含量形成动态的影响

以3个品质类型春小麦品种的施肥和播期试验为基础,通过建立籽粒蛋白质含量形成动态的拟合方程,定量揭示籽粒蛋白质含量形成动态及氮磷肥与气象条件的影响效应。结果表明,灌浆期籽粒蛋白质含量随时间动态变化的普遍规律符合一元三次多项式曲线,即呈自开花始先降低后升高的单谷曲线变化。氮磷肥与气象条件的影响及基因型差异通过方程特征量而体现。氮水平增加,高蛋白品种蛋白质含量增加,动态曲线谷值和峰值均明显提高且出现时间分别提前和推后。磷水平增加,高蛋白强筋品种蛋白质含量降低,高蛋白中筋品种则增加;高蛋白品种谷值和峰值均提高且出现时间推迟。低蛋白品种蛋白质含量随氮磷肥变化不明显且幅度很小。在没有水分胁迫的情况下,光温互作是影响籽粒蛋白质含量动态形成的首要因子,其次为降水;而气温日较差则为最敏感因子。较高光温条件互作前提下,增加灌浆期温度日较差使高蛋白品种蛋白质含量提高,低蛋白品种则降低。高蛋白相比于低蛋白品种更易受氮磷水平和气象条件影响。     

Genetic diversity of bread wheat genotypes in Iran for some nutritional value and baking quality traits

Genetic variation among 78 irrigated bread wheat genotypes was studied for their nutritional value and baking quality traits as well as some agronomic traits. The experiment was conducted in a randomized complete block design with three replicates under normal and terminal drought stress conditions in Kermanshah, Iran during 2012–2013 cropping season. The results of combined ANOVA indicated highly significant genotypic differences for all traits. All studied traits except grain yield, hectoliter weight and grain fiber content were significantly affected by genotype × environment interaction. Drought stress reduced grain yield, thousand kernel weight, gluten index, grain starch content and hectoliter weight and slightly promoted grain protein and fiber contents, falling number, total gluten and ratio of wet gluten to grain protein content. Grain yield by 31.66% and falling number by 9.20% attained the highest decrease and increase due to drought stress. There were negative and significant correlations among grain yield with grain protein and fiber contents under both conditions. Results of cluster analysis showed that newer genotypes had more grain yield and gluten index than older ones, but instead, they had the lower grain protein and fiber contents. It is thought that wheat breeders have bred cultivars with high grain yield, low protein content, and improved bread-making attributes during last seven decades. While older genotypes indicated significantly higher protein contents, and some of them had higher gluten index. We concluded from this study that it is imperative for breeders to pay more attention to improve qualitative traits coordinated to grain yield.     

水氮互作对小麦土壤水分利用和茎中果聚糖含量的影响

通过田间试验,以强筋小麦济麦20为材料,设置3个施氮水平：0 kg·hm^-2（N₀）、180 kg·hm^-2（N₁）、240 kg·hm^-2（N₂）;4个灌水处理：不灌水（W₀）、底墒水+拔节水+开花水（W₁）、底墒水+冬水+拔节水+开花水(W₂)、底墒水+冬水+拔节水+开花水+灌浆水(W₃),每次灌水量为60 mm,研究水氮互作对土壤水分含量、旗叶光合速率、倒二茎中果聚糖含量及氮肥和水分利用效率的影响.结果表明：施氮水平为180 kg·hm^-2处理的旗叶光合速率和倒二茎中果聚糖含量较高,籽粒产量、氮肥表观利用效率、氮肥农学利用率和水分利用效率最高;施氮水平为240 kg·hm^-2处理的茎中果聚糖含量较高;不施氮（N₀）或施氮过多（N₂）均不利于小麦籽粒产量、氮肥和水分利用效率的提高.W₁水分处理促进了倒二茎中果聚糖的积累和向籽粒的转运,有利于产量的提高.180 kg·hm^-2施氮水平配合灌溉底墒水+拔节水+开花水的水氮交互处理（N₁W₁）具有较高的籽粒产量及较高的氮肥和水分利用效率,在此基础上增加施氮量或灌水量,小麦旗叶光合速率和倒二茎中果聚糖含量升高,籽粒产量无显著变化或降低,氮肥和水分利用效率降低.     

Quantitative proteome analysis of wheat gluten as influenced by N and S nutrition

To increase grain quality, optimal nutrient management is desirable. Recently, atmospheric S emissions from industry have decreased leading to reduced grain quality. Fertilization of N primarily affects protein concentration and biomass production while S fertilization affects the fine tuning of storage protein composition. Additionally, high N supply increases the N/S ratio to the extent that the grains could be classified as S-deficient. Although total protein amounts were not changed by the fertilizer treatments, the amounts of individual gluten proteins were altered. High resolution proteomic analysis of S-containing gluten protein fractions demonstrates that under high N supply, low or high S fertilization significantly changed 41 and 66 of the gliadin and the glutenin proteins. In particular, this change may lead to different dough and baking quality. In conclusion, a high N fertilization induces S deficiency together with a change in gluten proteins and a loss of nutritional quality of grains.     

Relevance of physiological efficiency in wheat grain quality and the prospects of improvement

Released and pre-released bread wheat varieties evaluated in national wheat programme of India (503 genotypes) during 2005–14 under different environments were examined for the role of physiological parameters in grain quality. Genotypes with slow plant height growth but faster rate of grain filling enhanced protein content. Plants where growth in height and grain development was slow, grains were hard, provided proportionate vegetative growth phase is longer. Steady grain growth rate benefited gluten strength and gluten quality. Irrespective of total crop duration, longer reproductive phase was an effective indicator of higher flour recovery and test weight. Magnitude and significance of morphological attributes in grain quality was almost similar to that of physiological processes, therefore prospects of utilizing these field traits were examined to enhance grain properties. Early heading and longer grain filling was effective to increase test weight whereas delayed heading and shorter plant height enhanced protein content. Bold grains hampered grain hardness and delayed heading added more bran in the flour. Genotypes with poor grain bearing and quick grain ripening had lower sedimentation value. Instead of protein, it was wet gluten which expressed negative association with yield. To improvise gluten quality, extended reproductive phase but with less grain weight was helpful. Contribution of longer post-anthesis period was observed crucial in flour recovery. These useful simple field expressions can be deployed to uplift quality of wheat grains.     

氮素形态对不同专用型小麦根系及氮素利用率影响的研究

采用盆栽方法研究了3种氮素形态对不同专用型小麦根系及氮素利用率的影响．结果表明,拔节期以后,强筋型小麦豫麦34在酰胺态氮处理下,根系生物量、根系活力、氮素利用率、氮收获指数和籽粒蛋白质含量最高,铵态氮处理次之,硝态氮处理最低．中筋型小麦豫麦49的各测定指标以铵态氮处理最高,其它指标在酰胺态氮和铵态氮间的趋势不同;弱筋型小麦豫麦50在酰胺态氮处理下各项指标最高,而铵态氮处理下蛋白质含量最低,符合品种优质和专用,氮收获指数与籽粒蛋白质含量之间呈现极显著正相关。