任婕，高志強(qiáng)，孫敏，任愛霞，林文

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西 太谷 030801）

小麥生長發(fā)育過程中，水分通過參與各項(xiàng)生理生化反應(yīng)對(duì)植株內(nèi)的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)積累起調(diào)節(jié)作用，進(jìn)而顯著影響產(chǎn)量及品質(zhì)。小麥?zhǔn)且环N高耗水作物，而淡水資源不足是限制華北麥區(qū)發(fā)展的重要因素［1］，因此，針對(duì)小麥需水規(guī)律及灌水對(duì)小麥生長發(fā)育的影響，科研工作者已進(jìn)行大量研究［2］。有研究表明，在適宜生長條件下，與充分利用灌溉水相比，減少小麥灌溉量產(chǎn)量差異不大，說明可以實(shí)現(xiàn)合理灌溉［3］，但不同小麥品種間結(jié)果不同［4］。

土壤水分對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的形成有重要影響。土壤水分增加，小麥產(chǎn)量就會(huì)增加，水分不足，產(chǎn)量趨于下降，籽粒蛋白質(zhì)含量也不高［5］。但也有研究表明，適度干旱有利于小麥籽粒蛋白質(zhì)含量增加，過度干旱則會(huì)抑制蛋白質(zhì)的積累，因此合理減少灌溉次數(shù)有利于蛋白質(zhì)含量的提高［6-8］。小麥籽粒的飽滿度源于淀粉的大量累積，水分、溫度等各種外界環(huán)境因素對(duì)淀粉形成有直接或間接影響。王晨陽等［9］發(fā)現(xiàn)，在節(jié)水灌溉方式下，淀粉含量隨生長期灌水次數(shù)的增多而減少。方保停等［10］發(fā)現(xiàn)，隨著灌水增加，淀粉總產(chǎn)量、支鏈淀粉產(chǎn)量和小麥產(chǎn)量將逐漸增加。姜東等［11］研究發(fā)現(xiàn)，水分過多或過少都會(huì)降低小麥籽粒的淀粉產(chǎn)量，對(duì)籽粒淀粉含量的影響不同品種間也不同。此外，糊化特性是反映小麥淀粉品質(zhì)的重要指標(biāo)，一般認(rèn)為基因型和環(huán)境都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生重要影響，且環(huán)境對(duì)很多指標(biāo)的影響更大。其中，方保停等［12］在池栽防雨條件下研究不同灌水對(duì)兩種筋力型小麥淀粉糊化特性的影響，表明品種間粘度參數(shù)差異顯著，受水分調(diào)控影響很大，豫麥50以灌四水和抽穗期灌一水效果最好，而豫麥34以拔節(jié)期灌一水和抽穗期灌一水效果最好。

前人關(guān)于灌水對(duì)小麥蛋白質(zhì)及淀粉含量的影響已有大量研究，但有關(guān)對(duì)糊化特性影響的研究相對(duì)較少，且針對(duì)晉南地區(qū)適宜品種的研究更少。本試驗(yàn)選擇適宜晉南地區(qū)種植的小麥品種為材料，設(shè)置不同的灌水處理，研究灌水次數(shù)對(duì)不同品種籽粒營養(yǎng)和糊化特性等加工品質(zhì)的影響，以期為該地區(qū)小麥節(jié)水優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在山西省洪洞縣辛村鄉(xiāng)馬三村山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究基地（36°31′N，111°65′E）進(jìn)行。該地位于黃土高原東南部，屬溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，平均海拔430 m，全年無霜期210 d，平均氣溫12.7℃，平均日照2 079.1 h，年均降水量441.5 mm，其中大部分降雨集中在7—9月。采用冬小麥—夏玉米輪作制，冬小麥于10月中上旬播種，次年6月上旬收獲；玉米于6月中下旬播種，同年10月上旬收獲，秸稈粉碎還田。試驗(yàn)地為壤土，0～20 cm土層土壤基礎(chǔ)肥力為有機(jī)質(zhì)含量12.89 g／kg、堿解氮42.78 mg／kg、速效磷17.66mg／kg、速效鉀208.74 mg／kg，pH值為8.03。該試驗(yàn)地2018—2019年小麥生育期的降水量見圖1。

圖1 2018—2019年小麥生育期試驗(yàn)點(diǎn)降水量

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為品種，選用邯農(nóng)1412和山農(nóng)29兩個(gè)當(dāng)?shù)刂魍破贩N；副區(qū)為灌水次數(shù)，設(shè)春一水（拔節(jié)水，W60）、春二水（拔節(jié)水+開花水，W120）、春三水（拔節(jié)水+開花水+灌漿水，W180）3個(gè)水平，共3×2＝6個(gè)處理，重復(fù)3次。小區(qū)面積為100 m×4 m＝400 m2。每次灌水量為60 mm，且小區(qū)間留1.5 m寬的隔水帶。

前茬玉米收獲還田后，于2018年10月4日采用探墑溝播，播量為300 kg／hm2。播前基施復(fù)合肥630 kg／hm2（N-P-K：18-20-5），拔節(jié)期追施尿素（N 46%）109.5 kg／hm2。常規(guī)大田管理，2019年6月18日收獲。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 產(chǎn)量測(cè)定 收獲期，調(diào)查各小區(qū)1 m2長勢(shì)均勻小麥樣段的穗數(shù)和穗粒數(shù)，然后剪穗置于網(wǎng)袋中，脫粒曬干后稱重，計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量。

1.3.2 蛋白質(zhì)含量測(cè)定 用盤式實(shí)驗(yàn)粉碎磨（瑞典Perten公司生產(chǎn)）粉碎烘干籽粒，用H2SO4-H2O2-靛酚藍(lán)比色法測(cè)定籽粒含氮率，乘以5.7即為蛋白質(zhì)含量。籽粒蛋白質(zhì)組分測(cè)定采用連續(xù)提取法［13］進(jìn)行。

1.3.3 蔗糖、可溶性總糖含量測(cè)定 蔗糖含量測(cè)定采用間苯二酚法，可溶性總糖含量測(cè)定采用蒽酮比色法［14，15］。

1.3.4 淀粉含量測(cè)定 直鏈淀粉和支鏈淀粉含量測(cè)定采用雙波長法［16］，總淀粉含量為兩者之和，直／支比為兩者比值。淀粉產(chǎn)量為籽粒產(chǎn)量與總淀粉含量的乘積。

1.3.5 淀粉糊化特性測(cè)定 采用瑞典Perten公司生產(chǎn)的快速粘度分析儀（RVA-TecMaster型）測(cè)定淀粉糊化特性。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel 2010處理和分析數(shù)據(jù)，并繪制圖表，用DPS 7.5軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用LSD法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 探墑溝播下灌水次數(shù)對(duì)小麥成熟期籽粒蛋白質(zhì)及其組分含量的影響

小麥成熟期籽粒蛋白質(zhì)及其組分含量表現(xiàn)為邯農(nóng)1412高于山農(nóng)29，但谷醇比兩品種無顯著差異（表1）。春二水、春三水較春一水，清蛋白和球蛋白含量增加，醇溶蛋白和谷蛋白含量降低，且山農(nóng)29各處理差異顯著，谷醇比均無明顯變化。隨灌水次數(shù)增加，蛋白質(zhì)含量先升后降，兩品種均以春二水最高，且山農(nóng)29各處理差異達(dá)顯著水平；蛋白質(zhì)產(chǎn)量也先升后降，且春二水、春三水均與春一水差異顯著，但春二水和春三水之間差異不顯著?？梢姡綁劀喜ザ←湽啻憾ò喂?jié)水+開花水）利于增加清蛋白、球蛋白含量，促進(jìn)籽粒蛋白質(zhì)積累，以邯農(nóng)1412品種較好。

表1 灌水對(duì)小麥成熟期籽粒蛋白質(zhì)及其組分含量的影響

2.2 探墑溝播下灌水次數(shù)對(duì)小麥籽?？扇苄蕴呛驼崽呛康挠绊?/h3>

小麥成熟期籽粒可溶性糖和蔗糖含量品種間表現(xiàn)為邯農(nóng)1412高于山農(nóng)29（圖2）。春二水、春三水較春一水，邯農(nóng)1412可溶性糖含量增加9.92%、11.28%（P＜0.05），以春三水處理最高；蔗糖含量增加8.84%、6.71%，以春二水顯著最高。春二水、春三水較春一水，山農(nóng)29可溶性糖含量和蔗糖含量分別增加9.54%、9.75%和11.52%、11.25%，但春二水和春三水均差異不顯著?？梢?，春二水（拔節(jié)水+開花水）提高籽?？扇苄蕴呛驼崽呛浚乙院r(nóng)1412效果較好。

圖2 灌水對(duì)小麥籽?？扇苄蕴呛驼崽呛康挠绊?/p>

2.3 灌水對(duì)小麥籽粒淀粉含量、產(chǎn)量的影響

小麥成熟期籽粒淀粉含量及產(chǎn)量表現(xiàn)為邯農(nóng)1412高于山農(nóng)29，直鏈淀粉與支鏈淀粉比例（直／支）兩品種間基本無差異（表2）。春二水、春三水較春一水，兩品種直鏈淀粉含量均顯著降低。春二水、春三水較春一水，邯農(nóng)1412的支鏈淀粉含量分別增加5.43%、1.64%，總淀粉含量分別增加3.42%、0.08%，淀粉產(chǎn)量分別增加6.82%、6.46%，且以春二水最高，但春二水和春三水間無顯著差異；山農(nóng)29的支鏈淀粉含量分別增加1.25%、0.55%，產(chǎn)量分別增加16.49%、19.27%，且春二水和春三水間無顯著差異，但總淀粉含量先升后降，以春二水最高?？梢姡憾ò喂?jié)水+開花水）能提高籽粒支鏈淀粉、總淀粉含量和淀粉產(chǎn)量，有利于籽粒淀粉積累，以邯農(nóng)1412較好。

表2 灌水對(duì)小麥籽粒淀粉含量、產(chǎn)量的影響

2.4 灌水對(duì)小麥籽粒淀粉糊化特性的影響

小麥籽粒淀粉糊化特性各指標(biāo)，除稀懈值外邯農(nóng)1412均高于山農(nóng)29（表3）。春二水、春三水較春一水，邯農(nóng)1412的峰值粘度和回升值均先增加后降低，但差異不顯著；保持粘度和最終粘度均以春二水最高；稀懈值顯著增加，但春二水和春三水間無顯著差異。春二水、春三水較春一水，山農(nóng)29的峰值粘度、保持粘度、回升值和最終粘度均增加，但三處理間無顯著差異；稀懈值顯著增加，以春二水最高；春二水峰值時(shí)間較春三水、春一水顯著增加，糊化溫度較春一水顯著降低，春二水、春三水間無顯著差異?？梢?，灌春二水（拔節(jié)水+開花水）優(yōu)化了面粉糊化特性，有利于改善小麥品質(zhì)，以邯農(nóng)1412效果較好。

表3 灌水對(duì)小麥淀粉糊化特性的影響

2.5 小麥籽粒淀粉及其組分含量指標(biāo)與糊化特性的關(guān)系

相關(guān)分析結(jié)果（表4）表明，峰值粘度與支鏈淀粉含量呈顯著正相關(guān)，保持粘度與支鏈淀粉、總淀粉含量和淀粉產(chǎn)量呈顯著或極顯著正相關(guān)，回升值、最終粘度與直鏈淀粉、支鏈淀粉、總淀粉含量及淀粉產(chǎn)量均呈顯著或極顯著正相關(guān)，峰值時(shí)間與直鏈淀粉含量、直／支呈顯著或極顯著正相關(guān)，糊化溫度與支鏈淀粉、總淀粉含量呈顯著或極顯著正相關(guān)。

表4 小麥籽粒淀粉及其組分含量指標(biāo)與糊化特性的相關(guān)分析

3 討論與結(jié)論

灌水過多或過少均不利于小麥的生長發(fā)育。研究表明，隨著灌水次數(shù)增加，小麥籽粒蛋白質(zhì)含量顯著降低［17］，灌水次數(shù)與籽粒蛋白質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)［18］。針對(duì)晉中麥區(qū)灌水次數(shù)的研究表明，除越冬期灌一水能夠提高小麥籽粒蛋白質(zhì)及其組分含量外，隨灌水次數(shù)增加，小麥籽粒蛋白質(zhì)含量顯著降低，而蛋白質(zhì)產(chǎn)量先增加后降低再回升［19］。本研究表明，增加灌水次數(shù)，清球蛋白含量增加，醇溶蛋白和谷蛋白含量下降，蛋白質(zhì)含量和產(chǎn)量均先增加后降低，以春二水（拔節(jié)水+開花水）處理顯著最高，與前人研究基本一致。這可能是由于隨灌水次數(shù)的增加，氮素代謝增強(qiáng)，有利于蛋白質(zhì)的合成，但氮代謝的增強(qiáng)促進(jìn)了碳代謝，進(jìn)而增加碳水化合物的合成，對(duì)蛋白質(zhì)含量產(chǎn)生稀釋效應(yīng)［20，21］，所以過量灌水會(huì)降低蛋白質(zhì)含量。

水分顯著影響小麥淀粉產(chǎn)量和淀粉糊化特性。土壤水分虧缺顯著降低籽粒淀粉的積累［22］，水分逆境條件下小麥籽粒支鏈淀粉含量和淀粉產(chǎn)量降低［22，23］，而增加灌水次數(shù)有利于增加支鏈淀粉含量，但淀粉產(chǎn)量降低［9］。吳金芝等［24］研究表明，水分對(duì)弱筋小麥淀粉產(chǎn)量和淀粉糊化特性具有顯著的調(diào)控效應(yīng)，淀粉產(chǎn)量隨著灌水的增加而增加，拔節(jié)期灌一次水的峰值粘度、低谷粘度、最終粘度和反彈值最高，而稀懈值最低。本研究表明，增加灌水次數(shù)，直鏈淀粉含量和直／支比降低，支鏈淀粉、總淀粉含量及淀粉產(chǎn)量先增加后降低，峰值粘度、保持粘度、回升值、稀懈值和最終粘度先升高后降低，糊化溫度升高。說明過量灌水不利于淀粉的積累以及淀粉品質(zhì)的提高。而總淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉含量與主要糊化參數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)，與王晨陽等［25］的研究結(jié)果基本一致。