品種與栽培條件對小麥籽粒生物活性物質(zhì)含量的影響

陳詩豪 李正陽 陳佳露 張元卿 魏育明 鄭有良 蒲至恩,*

品種與栽培條件對小麥籽粒生物活性物質(zhì)含量的影響

陳詩豪1,**李正陽1,**陳佳露1張元卿1魏育明2鄭有良2蒲至恩1,*

1四川農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院, 四川成都 611130;2四川農(nóng)業(yè)大學小麥研究所, 四川成都 611130

利用4個四川省主推小麥品種連續(xù)2年2地在不同施氮時期、施氮量、播期、施磷量條件下, 測定小麥籽粒中生物活性物質(zhì)植酸、γ–氨基丁酸、總酚含量的變化, 期望找到提高小麥生物活性物質(zhì)的含量合理的栽培措施。結果表明, 影響小麥生物活性物質(zhì)含量的主要因素是品種, 施氮量、施氮時期、播期、施磷量等栽培措施只部分影響或不影響生物活性物質(zhì)的含量。另外施氮量和施磷量的互作效應也會對生物活性物質(zhì)含量產(chǎn)生顯著影響。綿麥51的γ-氨基丁酸和總酚含量高于其他品種, 抗營養(yǎng)物質(zhì)植酸含量低于其他品種。在四川地區(qū)選用品種綿麥51, 將150 kg hm–2純氮氮肥、75 kg hm–2P2O5的磷肥全作底肥一次施用, 于10月29日播種可獲得生物活性物質(zhì)含量最佳的小麥籽粒。

施氮量; 施氮時期; 播期; 施磷量; 品種; 生物活性物質(zhì)

小麥的抗氧化能力是營養(yǎng)品質(zhì)重要內(nèi)容, 既包括生物活性物質(zhì)的含量, 也包括抗氧化能力的大小。近年來, 小麥中所含的天然抗氧化劑等營養(yǎng)物質(zhì)得到普遍關注, 逐漸成為研究的熱點[1-5]。大量的流行病學研究表明, 增加全谷物食品的攝入能有效降低心腦血管病、II型糖尿病等慢性病的發(fā)病率, 能很好地與果蔬中的抗氧化成分互補, 是美國農(nóng)業(yè)部推薦的人類膳食結構“Myplate”中重要的組成部分[6-7]。小麥富含多種生物活性物質(zhì), 如亞油酸、維生素E、多糖、低聚糖、氨基酸、植酸、酚類化合物等, 而其中主要有兩大類, 即酚類化合物和植酸[8-9]。

植酸不僅是磷源物質(zhì), 更是一種重要的抗氧化劑, 能與體內(nèi)的重金屬鰲合, 減少重金屬危害, 但是過量的植酸會與體內(nèi)的鋅、鐵等礦質(zhì)元素結合, 導致人體缺乏這些礦質(zhì)元素[10], 因此植酸對人體的健康具有兩面性。酚類物質(zhì)在水中以2種形式存在, 一種是中性分子, 一種是其中的羥基電離掉氫離子后的酚陰離子, 總酚(total phenolics)就是二者的總和。小麥籽粒中的酚主要有酚酸類和黃酮類。酚酸具有極強抗氧化活性, 對人體還有抗炎等其他藥理活性, 而類黃酮物質(zhì)可防止低密度脂蛋白的氧化, 減少、甚至消除一些致癌物的毒性, 清除生物體內(nèi)自由基, 在抗衰老、預防心血管疾病、防癌、抗癌方面有一定功效, 故總酚作為重要的生物活性物質(zhì), 對小麥營養(yǎng)品質(zhì)的提高意義非凡。小麥籽粒中另一類抗氧化物質(zhì)γ-氨基丁酸(簡稱GABA)具有降低血壓、促進睡眠、增強記憶力、抗焦慮、預防和治療癲癇、抗腦衰老、解毒等生理功能。小麥作為人類主要的植物性食物來源之一, 通過小麥攝入上述生物活性物質(zhì)有利于提升人體抗氧化能力。

小麥的營養(yǎng)品質(zhì)既受遺傳基因的控制, 也受到氣候、土壤、栽培條件等外界因素的影響[11]。不同的栽培措施會對小麥的營養(yǎng)品質(zhì)產(chǎn)生重要的影響。其中, 施氮時期對小麥的營養(yǎng)品質(zhì)有很大的影響, 隨著施氮時期的推遲小麥中的蛋白質(zhì)含量以及其他的生物活性物質(zhì)含量均有不同程度的增加[12-13], 氮肥后移技術在栽培上不僅能夠節(jié)省肥料, 更能提高作物的營養(yǎng)品質(zhì), 但施氮時期對小麥中生物活性物質(zhì)含量影響的研究目前較少。施氮量同樣對小麥的品質(zhì)有很大的影響, 在一定范圍內(nèi), 施氮量與小麥中的蛋白質(zhì)含量以及其他的生物活性物質(zhì)含量均呈正相關[14-15]?；ê笕~面增施氮肥可以顯著提高小麥籽粒中的Fe、Zn含量, 但降低了Mg的含量[16], 可見施氮量的確會對小麥的主要組成成分以及其他微量物質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。

前人對常見栽培措施的研究主要以小麥產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量等為指標, 對小麥生物活性物質(zhì)含量較少報道, 缺乏系統(tǒng)的研究。本試驗能明確栽培措施和品種以及二者之間的互作對小麥生物活性物質(zhì)含量的影響, 為生產(chǎn)有益于人體健康的高含量生物活性物質(zhì)小麥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為中筋品種蜀麥482和蜀麥969、弱筋品種川農(nóng)16和綿麥51。其中蜀麥482、蜀麥969和川農(nóng)16由四川農(nóng)業(yè)大學小麥研究所提供, 綿麥51由四川省綿陽市農(nóng)業(yè)科學院提供。于2014年9月至2016年5月連續(xù)2年分別植于盆西平原地區(qū)崇州市榿泉鎮(zhèn)和盆中丘陵地區(qū)仁壽縣珠嘉鄉(xiāng)。

1.2 試驗設計

1.2.1 施氮時期 采用兩因素裂區(qū)設計, 主區(qū)為施氮時期, 副區(qū)為品種, 施氮時期分別是全作底肥一次施用(T1)、追施拔節(jié)肥(T2)以及孕穗肥(T3)?？偸┑繛?50 kg hm–2純氮, 除全作底肥一次施用外, 其余處理氮肥按底: 拔節(jié)追肥(孕穗追肥) = 6∶4施用。于10月29日按行窩距為20 cm × 10 cm播種, 基本苗為300×104株 hm–2, 小區(qū)面積為4 m × 3 m, 重復3次。每公頃施用P2O575 kg, K2O 75 kg, 磷鉀肥全作底肥一次施入, 其他栽培管理措施同一般大田生產(chǎn)。

1.2.2 施氮量 采用兩因素裂區(qū)試驗設計, 主區(qū)為施氮量, 副區(qū)為品種, 施氮量分別為0、75、150、225kg hm–2純氮(分別記為N0、N1、N2、N3)。于10月29日按行窩距為20 cm×10 cm播種, 基本苗為300×104株 hm–2, 小區(qū)面積為4 m × 3 m, 重復3次。每公頃施用P2O575 kg, K2O 75 kg, 肥料全作底肥一次施入, 其他栽培管理措施同一般大田生產(chǎn)。

1.2.3 施氮量-播期互作 采用三因素裂區(qū)設計, 主區(qū)為品種, 副區(qū)為播期, 播種時間分別為10月15日、10月29日及11月12日(分別記為B1、B2、B3)。副副區(qū)為施氮量, 分別為75、150 kg hm–2純氮(分別記為N5、N10)。行窩距為20 cm × 10 cm, 基本苗為300×104株 hm–2, 小區(qū)面積為4 m × 3 m, 重復3次。每公頃施用P2O575 kg, K2O 75 kg, 肥料全作底肥一次施入, 其他栽培措施同一般大田生產(chǎn)。

1.2.4 氮磷肥互作 采用三因素裂區(qū)設計, 主區(qū)為品種, 副區(qū)為施氮量, 分別為75、150 kg hm–2純氮(分別記為N5, N10), 副副區(qū)為施磷量, 分別為0、75、150 kg hm–2P2O5(分別記為P0、P1、P2)。于10月29日播種, 行窩距為20 cm × 10 cm, 基本苗為300×104株 hm–2, 小區(qū)面積為4 m × 3 m, 重復3次。每公頃施用K2O75 kg, 肥料全作底肥一次施入, 其他栽培措施同一般大田生產(chǎn)。

1.3 田間調(diào)查與采樣方法

開花期對同一天開花的麥穗掛牌標記直到成熟, 成熟后取20穗, 剝?nèi)∽蚜＠洳赜讪C80℃超低溫冰箱, 于70℃烘箱烘至恒重用于測定各個組分含量。

1.4 小麥生物活性物質(zhì)的測定

1.4.1 總酚含量的測定 采用福林酚比色法測定[17]提取液的總酚含量。以沒食子酸為標樣, 制作標準曲線?？偡雍勘硎緸棣蘥沒食子酸 g–1樣品。

1.4.2 植酸含量的測定 使用吡啶分光光度法測定小麥植酸含量[18]。植酸含量表示為mg 植酸 g–1樣品。

1.4.3 γ-氨基丁酸含量的測定 參考趙大偉等[19]的大麥γ-氨基丁酸含量的測定分析方法測定樣品GABA含量。GABA含量表示為mg GABA kg–1樣品。

1.5 數(shù)據(jù)分析

單因素(即不同施氮量和施氮時期)處理的3種生物活性物質(zhì)(總酚、植酸、γ-氨基丁酸)的含量歸納整理, 運用SPSS 19.0 (IBM)統(tǒng)計軟件進行方差分析, 以主區(qū)因素施氮量、施氮時期和副區(qū)因素品種為固定因子, 以區(qū)組為隨機因子, 模型選擇主區(qū)因素、區(qū)組、主區(qū)因素×區(qū)組、副區(qū)因素、主區(qū)因素×副區(qū)因素。對互作類型(即施氮量?播期互作和氮磷肥互作)則運用DPS 14.0進行方差分析, 各個處理因子所含類目包括年份、種植地點、品種、施氮量、播期、施磷量, 以各個處理因子的最后一個類目作為參照, 采用效應編碼。

2 結果與分析

2.1 施氮時期對生物活性物質(zhì)含量的影響

對4個小麥品種在不同施氮時期條件下的差異進行了顯著性檢驗(表1)。施氮時期對小麥γ-氨基丁酸、植酸、總酚含量影響均不顯著, 品種對小麥γ-氨基丁酸、植酸、總酚含量的影響均極顯著, 說明品種是影響生物活性物質(zhì)的主要因素。另外, 施氮時期與品種的互作影響均不顯著, 即可以忽略它們的互作效應。

品種的多重比較(表2)結果表明, 川農(nóng)16的γ-氨基丁酸、總酚含量均最低, 植酸含量最高, 而綿麥51的植酸含量最低, γ-氨基丁酸、總酚含量最高, 蜀麥969和蜀麥482之間γ-氨基丁酸和總酚含量差異不顯著, 位于川農(nóng)16和綿麥51之間, 而植酸含量蜀麥482高于蜀麥969。鑒于人體對植酸需求量低, 因此建議品種綿麥51用作飼料以及作為人類食用的首選品種, 出于節(jié)約人力的選擇, 對綿麥51施用氮肥時可采用底肥一次施用以獲得較理想的生物活性物質(zhì)含量。

2.2 施氮量對生物活性物質(zhì)的影響

對4個小麥品種在不同施氮量處理條件下的差異進行顯著性檢驗。通過表3可知, 施氮量對小麥γ-氨基丁酸含量影響顯著, 對植酸含量影響極顯著, 對總酚含量的影響沒有達到顯著水平, 所以施氮量對不同生物活性物質(zhì)含量的影響不盡相同。施氮量與品種的互作效應不顯著, 可不考慮施氮量與品種的互作效應。

施氮量的多重比較結果顯示, 施氮量為150 kg hm–2或225 kg hm–2純氮時, 小麥γ-氨基丁酸含量最高, 植酸含量最低(表4)。同時由于施氮量對于總酚含量的影響不顯著, 因此施氮量150 kg hm–2與225 kg hm–2純氮之間生物活性物質(zhì)含量的差異整體是不顯著的。要獲得較理想的生物活性物質(zhì)含量, 并考慮到減肥增效, 選擇150 kg hm–2純氮的施氮量最為合適。

表1 施氮時期對生物活性物質(zhì)含量影響的顯著性檢驗

*和**分別表示在0.05和0.01概率水平顯著。

*and**indicateasignificantat the0.05and0.01 probabilitylevels,respectively.

表2 各品種小麥生物活性物質(zhì)含量的多重比較

數(shù)據(jù)后不同字母表示品種間有顯著差異(< 0.05)。

Values within a column followed by different letters are significantly different at< 0.05.

表3 施氮量對生物活性物質(zhì)影響的顯著性檢驗

*和**分別表示在0.05和0.01概率水平顯著。

*and**indicate a significant at the 0.05and0.01 probability levels,respectively.

表4 各施氮量小麥生物活性物質(zhì)含量的多重比較

N0, N1, N2, N3分別為0、75、150、225kg hm–2純氮。數(shù)據(jù)后不同字母表示施氮量間有顯著差異(< 0.05)。

N0,N1,N2,andN3 are 0,75,150,225kghm–2purenitrogen, respectively. Values within a column followed by different letters are significantly different at< 0.05.

2.3 施氮量與播期互作對生物活性物質(zhì)的影響

對施氮量與播期互作試驗設計下測得的生物活性物質(zhì)含量數(shù)據(jù)進行顯著性分析(表5)。顯示出播期對于小麥γ-氨基丁酸和植酸含量的影響達顯著水平, 對于總酚含量的影響不顯著, 同時施氮量與播期互作對于植酸、γ-氨基丁酸和總酚的影響均不顯著, 其效應可以忽略不計。

播期多重比較結果顯示(表6), 播期為10月29日時比11月12日播種的小麥γ-氨基丁酸含量顯著提高, 而播期10月15日小麥γ-氨基丁酸含量與這2個播期差異均不顯著, 但播期10月15日小麥植酸含量顯著高于播期10月29日, 播期10月29日小麥植酸含量與播期11月12日沒有顯著差異, 總酚則三者差異均不顯著。因此, 單獨從播期因素考慮, 10月29日能得到較高氨基丁酸含量, 較低植酸含量的小麥。而由于不存在互作效應, 選擇施氮150 kg hm–2純氮, 10月29日播種, 是獲得理想生物活性物質(zhì)含量的最佳處理方案。

2.4 施氮量與施磷量互作對生物活性物質(zhì)的影響

表7顯示施磷量對于小麥植酸含量的影響達極顯著水平, 對于總酚含量的影響達顯著水平, 對于γ-氨基丁酸含量的影響不顯著。施氮量與施磷量互作效應則主要對植酸的影響達到了顯著水平, 對于γ-氨基丁酸和總酚含量的影響總體是不顯著的。

施磷量對小麥γ-氨基丁酸含量影響均不顯著, 而不施用磷肥小麥植酸和總酚含量均顯著低于施用75、150 kg hm–2P2O5磷肥; 施用75kg hm–2P2O5磷肥與施用150 kg hm–2P2O5磷肥相比, 小麥植酸與總酚含量均沒有顯著差異(表8)。此時要同時得到低植酸含量與高總酚含量小麥, 單純考慮施磷量一個因素無法實現(xiàn)。對存在顯著互作效應的施氮量與施磷量多重比較(表9)顯示, 當施氮量為150kg hm–2純氮時, 與各個不同施磷量組合, 植酸含量差異均不顯著, 并且含量均顯著低于施氮量為75 kg hm–2純氮與其他施磷量的處理組合。同時, 施氮量為150 kg hm–2純氮, 施磷量為75 kg hm–2或150 kg hm–2P2O5時, 其總酚含量也顯著高于其他組合。所以, 在考慮互作效應的情況下, 可以得到最理想的生物活性物質(zhì)含量, 即施氮量150 kg hm–2純氮, 施磷量75 kg hm–2P2O5即為最佳處理組合。

表5 施氮量與播期互作對生物活性物質(zhì)含量影響的顯著性檢驗

*和**分別表示在0.05和0.01概率水平顯著。

*and**indicateasignificantat the 0.05 and0.01 probability levels,respectively.

表6 各播期小麥生物活性物質(zhì)含量的多重比較

B1、B2、B3分別為10月15日、10月29日和11月12日。數(shù)據(jù)后不同字母表示播期間有顯著差異(< 0.05)。

B1,B2, andB3areOct.15,Oct. 29,andNov.12,respectively. Values within a column followed by different letters are significantly different at< 0.05.

表7 施氮量與施磷量互作對生物活性物質(zhì)含量影響的顯著性檢驗

*和**分別表示在0.05和0.01概率水平顯著。

*and**indicate significant at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.

表8 各施磷量小麥生物活性物質(zhì)含量的多重比較

P0、P1、P2分別為0、75、150 kg hm–2P2O5。數(shù)據(jù)后不同字母表示施磷量間有顯著差異(< 0.05)。

P0, P1, and P2 are 0, 75, and 150 kg of P2O5perhectare,respectively. Values within a column followed by different letters are significantly different at< 0.05.

表9 施氮量與施磷量互作效應小麥生物活性物質(zhì)含量的多重比較

數(shù)據(jù)后不同字母表示互作效應間有顯著差異(<0.05)。

Values within a column followed by different letters are significantly different at<0.05.

3 討論

3.1 品種及栽培措施對小麥生物活性物質(zhì)含量的影響

本文主要研究了品種、施氮時期、施氮量、播期以及施磷量常用的栽培管理措施對生物活性物質(zhì)的影響, 品種一直是影響小麥品質(zhì)的主要因素, 對小麥營養(yǎng)品質(zhì)也不例外。對營養(yǎng)品質(zhì)的研究多集中在對蛋白質(zhì)含量方面, 而對營養(yǎng)品質(zhì)中重要的生物活性物質(zhì)含量的研究主要集中在環(huán)境的影響。Moore等[20]對20個不同品種硬質(zhì)冬小麥生物活性物質(zhì)含量及抗氧化特性測定顯示所有抗氧化特性差異顯著, 其中螯合能力和清除DPPH自由基能力中,基因型影響很大。呂俊麗[21]測試美國馬里蘭州氣候條件不同的4個地區(qū)10個小麥品種抗氧化能力表明, 品種對總酚含量、ABTS+清除能力、DPPH自由基清除能力等的影響均極顯著, 但其中總酚含量受到的環(huán)境影響更大, 所占比例為76.30%。劉茜茜[22]對西南麥區(qū)2002—2012年28個有代表性的小麥品種(系)測定并選出了其中抗氧化特性好的品種。本文中品種對于所有生物活性物質(zhì)含量的影響均為極顯著, 與諸如蛋白質(zhì)含量相比, 環(huán)境對其影響較小, 與前人的研究一致, 這一結果明確了可以通過品種選育獲得高生物活性物質(zhì)含量的品種, 在本實驗中生物活性含量高的品種為綿麥51, 可作為營養(yǎng)品質(zhì)育種的種質(zhì)資源。

施氮時期對品質(zhì), 特別是蛋白營養(yǎng)品質(zhì)影響的研究已有很多, 其中施氮時期的推遲, 即氮肥后移技術, 能夠提高小麥的營養(yǎng)品質(zhì)(蛋白質(zhì)含量), 如石書兵等[12]發(fā)現(xiàn)氮肥后移能增加蛋白質(zhì)含量及麥谷/醇溶的比例, 但關于不同施氮時期對同屬于小麥營養(yǎng)品質(zhì)的生物活性物質(zhì)影響的研究甚少。而在本試驗條件下, 施氮時期對各生物活性物質(zhì)含量的影響均不大, 僅對總酚含量有所影響。也就是說, 在實際生產(chǎn)運用中, 對獲得生物活性物質(zhì)理想含量而言基本可以不考慮施氮時期的影響, 選擇肥料全作底肥一次施用, 追施拔節(jié)肥或孕穗肥皆可。

施氮量的增加不但能夠增加產(chǎn)量, 還能提高小麥中的蛋白質(zhì)含量, 進而改善小麥的營養(yǎng)品質(zhì)。而在生物活性物質(zhì)含量上, 也有研究表明施氮量具有影響。孫德祥等[23]發(fā)現(xiàn)施純氮0~300 kghm–2范圍內(nèi), 小麥總酚含量均隨施氮量的增加而增加。朱偉鋒等[24]發(fā)現(xiàn), 施氮量的增加反而會減少白菜生物活性物質(zhì)含量。左毅等[16]研究認為花后葉面噴施氮肥對植酸含量影響不顯著。在本試驗中, 施氮量在一定范圍內(nèi)的增加能夠同時起到增加小麥中γ-氨基丁酸、總酚的含量和減少植酸含量的作用, 與前人研究略有不同?？紤]到γ-氨基丁酸本身含有氨基, 所以適當增加施氮量, 應當有利于γ-氨基丁酸的積累, 而植酸是磷源,可能由于氮、磷存在互作效應, 故而增施氮肥使得植酸含量下降。在本實驗的前期實驗中發(fā)現(xiàn), 小麥的營養(yǎng)生長有利于生物活性物質(zhì)的積累, 而施氮能促進營養(yǎng)生長, 因此適量增施氮肥可以提高小麥籽粒中的生物活性物質(zhì)。

播期對于小麥產(chǎn)量、品質(zhì)均有影響。在本試驗中, 播期對小麥γ–氨基丁酸和植酸含量也存在一定影響。劉茜茜[22]研究發(fā)現(xiàn)小麥的生物活性物質(zhì)或前體物質(zhì)主要在小麥營養(yǎng)生長期生成, 在籽粒發(fā)育時期轉(zhuǎn)運至小麥籽粒中, 而播期的改變與小麥營養(yǎng)生長期的發(fā)育息息相關, 播期對生物活性物質(zhì)含量的影響可能正是由此引起。本試驗中10月29日是四川地區(qū)的最優(yōu)播期, 提前或延后播期均不利于生物活性物質(zhì)的累積, 其主要原因仍是非正常播期影響了小麥的營養(yǎng)生長, 導致生物活性物質(zhì)的前期積累受阻。

通常磷肥可以加快小麥的生長速度并增加產(chǎn)量, 但過量施用依舊會造成小麥產(chǎn)量與品質(zhì)的降低。胡安新等[25]就優(yōu)質(zhì)弱筋小麥的產(chǎn)量與品質(zhì)探討磷肥用量對其產(chǎn)生的影響時發(fā)現(xiàn), 在0、60、120、180 kg hm–2P2O54個磷肥梯度內(nèi), 增加磷肥含量對小麥的穗數(shù)基本沒有影響, 但當P2O5用量為120kg hm–2時, 明顯增加產(chǎn)量。隨著施磷量的繼續(xù)增加, 小麥的加工品質(zhì)可以提高, 但營養(yǎng)品質(zhì)顯著下降。本試驗中, 施磷量的增加可以顯著增加植酸含量和總酚含量, 對γ-氨基丁酸含量影響不顯著, 如無互作效應影響, 單獨考慮施磷量影響, 則需要根據(jù)小麥用途來選擇合適施磷量。

總的來說對小麥中抗氧化物含量的差異起主要作用的是小麥品種, 小麥品種的不同直接造成了中各生物活性物質(zhì)含量的差異, 如綿麥51中的植酸含量總是低于另外3個品種, 而其總酚和γ-氨基丁酸含量又總是高于另外3個品種。

3.2 互作效應對小麥生物活性物質(zhì)含量的影響

環(huán)境與品種的互作效應對小麥品質(zhì)有著重要的影響。在生物活性物質(zhì)含量上, 也已經(jīng)多有報道, 呂俊麗等[26]研究發(fā)現(xiàn), 基因型和環(huán)境互作對總酚含量有很大的影響,其中對α-生育酚、δ-生育酚和總生育酚含量的影響最大。劉茜茜[22]研究結果表明基因型與環(huán)境互作對小麥的超氧陰離子自由基清除能力的影響較大。互作效應的存在使得各個因素對于小麥生物活性物質(zhì)含量的影響不再單一, 同時使得在選擇最優(yōu)處理方式時, 不能簡單地單獨選出最優(yōu)因素然后組合。

本文中的互作效應, 在排除效應過小和影響不顯著的以后, 主要考慮的是施氮量與施磷量的互作效應。該效應大大改變了施磷量因素對于小麥生物活性物質(zhì)含量的影響, 只考慮施磷量因素的影響時, 無法達到植酸含量低, γ-氨基丁酸含量和總酚含量高的目的, 但因為互作效應的存在, 在施氮量水平為150 kg hm–2純氮時, 施磷量的增加可以同時起到降低植酸含量與提升總酚含量的作用。其具體作用機理不明, 劉茜茜[22]發(fā)現(xiàn)土壤因子與小麥植酸含量無明顯相關, 而Oatway等[27]卻發(fā)現(xiàn)種子植酸含量與土壤肥力有關, 推測這其中的差異是由于品種差異所致, 還有待進一步研究。

[1] 趙春, 李增嘉. 生態(tài)環(huán)境對小麥品質(zhì)的影響及小麥生產(chǎn)區(qū)域化研究. 安徽農(nóng)業(yè)科學, 2008, 36: 7610–7611. Zhao C, Li Z J. Research on the ecological environment on the wheat quality and production., 2008, 36: 7610–7611 (in Chinese with English abstract).

[2] 劉姣, 汪麗萍, 譚斌, 吳衛(wèi)國. 小麥麩皮生物加工及其在面制品中應用研究進展. 食品工業(yè)科技, 2016, 37(12): 375–379. Liu J, Wang L P, Tan B, Wu W G. Research progress in wheat bran bioprocessing and its application in flour products., 2016, 37(12): 375–379 (in Chinese with English abstract).

[3] 郝家偉, 于素平, 管超. 小麥品質(zhì)控制與糧食儲存. 糧食儲藏, 2004, 33(5): 39–41. Hao J W, Yu S P, Guan C. Quality control of wheat and grain storage, 2004, 33(5): 39–41 (in Chinese with English abstract).

[4] 楊佳, 侯占群, 賀文浩, 彭強, 袁芳, 高彥祥. 微膠囊壁材的分類及其性質(zhì)比較. 食品發(fā)酵與工業(yè), 2009, 35(5) : 122–126. Yang J, Hou Z Q, He W H, Peng Q, Yuan F, Gao Y X. Classification and characterization of microencapsulated wall materials., 2009, 35(5): 122–126 (in Chinese with English abstract).

[5] 王旭峰, 何計國, 陶純潔, 單秀峰. 小麥麩皮的功能成分及加工利用現(xiàn)狀. 糧食與食品工業(yè), 2006, 13(1): 19–22. Wang X F, He J G, Tao C J, Shan X F. Current of functional ingredients and exploitation of wheat bran., 2006, 13(1): 19–22 (in Chinese with English abstract).

[6] Bonilla E, Azuara E, Beristain C I, Vernon-Carter E J. Predicting suitable storage conditions for spray-dried microcapsules formed with different biopolymer matrices., 2010, 24: 633–640.

[7] Baranauskiene R, Bylaite E, Zukauskaite J, Venskutonis R. Flavor retention of peppermint (L.) essential oil spray-dried in modified starches during encapsulation and storage., 2007, 55: 3027–3036.

[8] 江生, 吳向陽, 仰榴青, 鄒艷敏. 小麥麩皮不同提取物清除自由基的作用. 食品研究與開發(fā), 2009, 30(6): 27–30. Jiang S, Wu X Y, Yang L Q, Zou Y M. Wheat bran different extract on the effect of free radical scavenging., 2009, 30(6): 27–30 (in Chinese with English abstract).

[9] Xu G H, Ye X Q, Chen J C, Liu D H. Effect of heat treatment on the phenolic compounds and antioxidant capacity of citrus peel extract., 2007, 55: 330–335.

[10] Oh B C, Choi W C, Park S, Kim Y O, Oh T K. Biochemical properties and substrate specificities of alkaline and histidine acid phytases., 2004, 63: 362–372.

[11] 姚瑾, 李先德. 從小麥營養(yǎng)品質(zhì)看中國的小麥與加工業(yè)發(fā)展. 中國乳業(yè), 1999, (9): 6–8. Yao J, Li X D. Looking at the development of Chinese wheat and processing industry from the nutritional quality of wheat., 1999, (9): 6–8 (in Chinese with English abstract).

[12] 石書兵, 馬林, 石慶華, 劉霞, 陳樂梅, 劉建喜, 王振林. 不同施氮時期對冬小麥子粒蛋白質(zhì)組分及其動態(tài)變化的影響. 植物營養(yǎng)與肥料學報, 2005, 11: 456–460. Shi S B, Ma L, Shi Q H, Liu X, Chen L M, Liu J X, Wang Z L. Effect of nitrogen application timing on protein constitutes and its dynamic change in wheat grain., 2005, 11: 456–460 (in Chinese with English abstract).

[13] 李姍姍, 趙廣才, 常旭虹, 劉利華, 楊玉雙, 豐明. 追氮時期對不同粒色類型小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響. 植物營養(yǎng)與肥料學報, 2009, 15: 255–260. Li S S, Zhao G C, Chang X H, Liu L H, Yang Y S, Feng M. Effects of nitrogen top dressing time on yield and quality in wheat with different types of grain color., 2009, 15: 255–260 (in Chinese with English abstract).

[14] 王月福, 于振文, 李尚霞, 余松烈. 土壤肥力和施氮量對小麥氮素吸收運轉(zhuǎn)及產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量的影響. 應用生態(tài)學報, 2003, 14: 1868–1872. Wang Y F, Yu Z W, Li S X, Yu S L. Effects of soil fertility and nitrogen application rate on nitrogen absorption and translocation, grain yield, and grain protein content of wheat., 2003, 14: 1868–1872 (in Chinese with English abstract).

[15] 趙寧春, 張小明, 葉勝海, 程方民. 不同栽培方式和施氮量對稻米營養(yǎng)品質(zhì)及植酸積累的影響. 浙江農(nóng)業(yè)學報, 2009, 21: 259–263. Zhao N C, Zhang X M, Ye S H, Cheng F M. Effects of different cultivation methods and nitrogen application on grain phytic acid contents and nutritional quality for japonica rice., 2009, 21: 259–263 (in Chinese with English abstract).

[16] Zuo Y, Ma D Y, Wang C Y, Zhu Y J, Liu J, Guo T C. Effects of spraying nitrogen and zinc fertilizers after flowering on grain weight and nutritional quality of winter wheat., 2013, 33: 630–634.

[17] Yu L, Perret J, Harris M, Wilson J, Haley S. Antioxidant properties of bran extracts from “Akron” wheat grown at different locations., 2003, 51: 1566–1570.

[18] 時俠清, 沙超, 姚維東, 王超. 雙吡啶分光光度法測定小麥植酸含量研究. 安徽科技學院學報, 2009, (6): 10–14. Shi X Q, Sha C, Yao W D, Wang C. Study on bipyridine colorimetric method for determination of wheat phytic acid content., 2009, (6): 10–14 (in Chinese with English abstract).

[19] 趙大偉, 普曉英, 曾亞文, 李本遜, 杜娟, 楊樹明. 大麥籽粒γ-氨基丁酸含量的測定分析. 麥類作物學報, 2009, 29: 69–72. Zhao D W, Pu X Y, Zeng Y W, Li B X, Du J, Yang S M. Determination of the γ-aminobutyric Acid in Barley., 2009, 29: 69–72 (in Chinese with English abstract).

[20] Moore J, Liu J G, Zhou K Q, Yu L L. Effects of genotype and environment on the antioxidant properties of hard winter wheat bran., 2006, 54: 5313–5322.

[21] 呂俊麗. 美國馬里蘭不同品種小麥抗氧化成分分析與功能性評價. 西北農(nóng)林科技大學博士學位論文, 陜西楊凌, 2013. Lyu J L. Antioxidant Component Analysis and Functional Evaluation of Different Genotype Wheat in Maryland. PhD Dissertation of Northwest A&F University, Yangling, Shaanxi, China, 2013 (in Chinese with English abstract).

[22] 劉茜茜. 四川不同小麥品種的生物活性物質(zhì)及抗氧化特性的基因型與環(huán)境及其互作效應分析. 四川農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文, 四川雅安, 2015. Liu Q Q. The Effects of Genotype, Environment and Their Interaction on the Bioactive Substances and Antioxidant Properties of Different Wheat Varieties in Sichuan Province. MS Thesis of Sichuan Agricultural University, Ya’an, Sichuan, China, 2015 (in Chinese with English abstract).

[23] 孫德祥, 馬冬云, 王晨陽, 李耀光, 劉衛(wèi)星, 李秋霞, 馮偉, 郭天財. 不同水氮處理對豫麥49-198抗氧化物含量的影響. 作物學報, 2014, 40: 2046–2051. Sun D X, Ma D Y, Wang C Y, Li Y G, Liu W X, Li Q X, Feng W, Guo T C. Effects of irrigation and nitrogen on antioxidant contents in Yumai 49-198 grains., 2014, 40: 2046–2051 (in Chinese with English abstract).

[24] 朱偉鋒, 林咸永, 金崇偉, 章永松, 方萍. 氮肥對不同白菜品種抗氧化物質(zhì)含量和抗氧化活性的影響. 浙江大學學報(農(nóng)業(yè)與生命科學版), 2009, 35: 299–306. Zhu W F, Lin X Y, Jin C W, Zhang Y S, Fang P. Effects of nitrogen application rates on antioxidant contents and antioxidative activities in Chinese cabbage.(Agric Life Sci), 2009, 35: 299–306 (in Chinese with English abstract).

[25] 胡安新, 胡春艷. 磷肥用量對優(yōu)質(zhì)弱筋小麥產(chǎn)量及品質(zhì)的影響. 農(nóng)業(yè)工程技術, 2018, (17): 17–18. Hu A X, Hu C Y. Effect of phosphorus fertilizer on yield and quality of high-quality weak gluten wheat., 2018, (17): 17–18 (in Chinese with English abstract).

[26] Lyu J L, Lu Y J, Niu Y G. Effect of genotype, environment, and their interaction on phytochemical compositions and antioxidant properties of soft winter wheat flour., 2013, 138: 454–462.

[27] Oatway L, Vasanthan T, Helm H. Phytic acid., 2001, 17: 419–431.

Effect of varieties and cultivation conditions on the bioactive substances contents of wheat grain

CHEN Shi-Hao1,**, LI Zheng-Yang1,**, CHEN Jia-Lu1, ZHANG Yuan-Qing1, WEI Yu-Ming2, ZHENG You-Liang2, and PU Zhi-En1,*

1College of Agronomy, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, Sichuan, China;2Triticeae Research Institute, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, Sichuan, China

People pay more attention to the bioactive substances because of its antioxidant capability. To investigate the effect of N-application time, nitrogen fertilizer rate, sowing time and P application note on the bioactive substance contents of wheat grain, we analyzed the contents of phytic acid, γ-aminobutyric acid and total phenol in wheat cultivars planted at two locations for two consecutive growth seasons. The genotype contributed the most variations of bioactive substance contents. The cultural practices had less influence than varieties, the interaction between N-application and phosphorus application also had significant effect on bioactive substances contents. Mianmai 51 had the highest contents of γ-aminobutyric and total phenol and the lowest phytic acid content. According to the results, the gains of Mianmai 51 with the optimum content of bioactive substances can be obtained by using the base fertilizer of 150 kg hm–2of pure nitrogen and 75 kg hm–2of P2O5and rowing on October 29th in Sichuan province.

N-dosage applied; N-applying stages; sowing times; P application; variety; antioxidant

本研究由國家重點研發(fā)計劃項目(2017YFD0100900)資助。

The study was supported by the National Key Research and Development Program of China (2017YFD0100900).

蒲至恩, E-mail: puzhien@sicau.edu.cn

E-mail: chenshihao604@sina.com

2019-01-26;

2019-06-24;

2019-07-19.

10.3724/SP.J.1006.2019.91010

URL: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20190719.1449.004.html