播量對(duì)探墑溝播旱地小麥籽粒產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

任愛(ài)霞，任 婕，仝 錦，秦基偉，王會(huì)文，趙 杰，林 文，孫 敏，高志強(qiáng)

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

山西省是我國(guó)11 個(gè)小麥主產(chǎn)省份之一，小麥種植總面積約53.3 萬(wàn)hm2，其中，旱地小麥面積占50%左右，且隨著人民生活水平提高，對(duì)生活質(zhì)量的要求也提高了，因此，旱地小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的同步提升對(duì)保障山西省糧食安全生產(chǎn)具有重要意義。干旱是限制旱地小麥產(chǎn)量形成的主要問(wèn)題，由于降雨分布不均勻，在休閑期采用深翻進(jìn)行蓄水保墑的研究相對(duì)較多，從而休閑期深翻有利于旱地麥田蓄積休閑期降水，提高播前底墑，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效[1-2]。此外，栽培工作者也通過(guò)研發(fā)播種機(jī)械來(lái)解決生育期的干旱問(wèn)題。近年來(lái)，研發(fā)的探墑溝播機(jī)械，是采用全還田防纏繞免耕施肥播種聯(lián)合機(jī)，通過(guò)一次作業(yè)同時(shí)完成滅茬、開(kāi)溝、播種、施肥、覆土、鎮(zhèn)壓等，具有播種深、覆土淺、鎮(zhèn)壓重的特點(diǎn)[3]，增產(chǎn)效果較好，在山西省大面積推廣應(yīng)用，且被農(nóng)業(yè)部列為主推技術(shù)。李冬艷等[4]研究表明，采用探墑溝播技術(shù)之后，小麥出苗均勻、長(zhǎng)勢(shì)良好，較常規(guī)播種小麥出土?xí)r間早0.5～1.0 d，成熟時(shí)間延長(zhǎng)4～6 d，從而延長(zhǎng)籽粒灌漿進(jìn)程，小麥籽粒產(chǎn)量顯著提高。羅宏博等[5]研究表明，探墑溝播較常規(guī)條播光合產(chǎn)物向籽粒運(yùn)轉(zhuǎn)率提高，進(jìn)而提高穗數(shù)4.5%～12.0%、產(chǎn)量4.6%～8.0%。薛遠(yuǎn)賽等[6]研究表明，溝播較平播顯著提高小麥旗葉可溶性糖含量、籽粒灌漿速率、花后干物質(zhì)積累及其對(duì)籽粒產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率，進(jìn)而提高籽粒產(chǎn)量。調(diào)節(jié)播量是改善群體結(jié)構(gòu)、提高產(chǎn)量的一種重要栽培措施。薛玲珠等[7]研究表明，播量為90 kg/hm2時(shí)，旱地小麥穗數(shù)、千粒質(zhì)量、產(chǎn)量、籽粒蛋白質(zhì)含量均提高，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量和品質(zhì)的同步提升。王楠等[8]研究表明，中、低播量處理可提高產(chǎn)量，使籽粒淀粉和蛋白質(zhì)含量顯著提高，實(shí)現(xiàn)了小麥產(chǎn)量高、品質(zhì)好的目標(biāo)。可見(jiàn)，前人關(guān)于探墑溝播增產(chǎn)效果已很清楚，但配套的播量研究鮮見(jiàn)報(bào)道，尤其品質(zhì)方面。

本試驗(yàn)在休閑期采用深翻蓄水保墑的基礎(chǔ)上，研究不同播種方式、不同播量對(duì)旱地小麥籽粒產(chǎn)量、蛋白質(zhì)含量和加工品質(zhì)的影響，旨在明確探墑溝播旱地小麥籽粒品質(zhì)的形成機(jī)制，為挖掘山西省旱地小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試小麥品種為臨豐3 號(hào)，由聞喜縣農(nóng)業(yè)局提供。

1.2 試驗(yàn)田基本概況

試驗(yàn)于2017—2018 年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)聞喜旱地小麥試驗(yàn)基地進(jìn)行。該區(qū)屬于半干旱半濕潤(rùn)冬小麥種植區(qū)，年平均氣溫12.5 ℃，年平均降雨量500 mm左右，無(wú)霜期大約190 d。試驗(yàn)地為丘陵旱地，一年一熟制，無(wú)灌溉條件，試驗(yàn)地勢(shì)平坦，土層深厚，透水、通氣性能良好，土質(zhì)為中堿性黏壤土，pH 值為7.5～8.0，0～20 cm 土層土壤的有機(jī)質(zhì)為 9.17 g/kg，堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別為34.53、20.29、98.29 mg/kg。2017—2018 年總降雨量為218.3 mm，其中，播種至越冬期為152.4mm，越冬至拔節(jié)期0mm，拔節(jié)至開(kāi)花為49.8 mm，開(kāi)花至成熟為16.1 mm。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用二因素裂區(qū)隨機(jī)設(shè)計(jì)，以2 種播種方式（探墑溝播和普通條播）為主區(qū)，以3 個(gè)播量（75、150、225 kg/hm）2為副區(qū)。其中，探墑溝播采用2MFD-7/14 型全還田防纏繞免耕施肥播種機(jī)進(jìn)行播種，在原有機(jī)械基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)對(duì)播種深度和施肥深度進(jìn)行改良，一次性完成深開(kāi)溝、深施肥、淺覆土、播種，壟寬約20 cm，溝深10 cm，溝種2 行，行距19 cm；常規(guī)條播采用常規(guī)施肥條播機(jī)進(jìn)行播種，行距20 cm。前茬小麥?zhǔn)斋@后留高茬（20～30 cm），于7 月20日進(jìn)行深翻（深度25～30 cm），深翻時(shí)有機(jī)肥（1 500 kg/hm）2、秸稈同時(shí)翻入土壤中，8 月 29 日淺旋秸稈還田，平整土地，9 月19 日基施氮、磷、鉀肥 （純 氮 為 150 kg/hm2、P2O5為 150 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2），常規(guī)管理。于 9 月 21 日播種，小區(qū)長(zhǎng)50 m，寬 10 m，面積為 500 m2，重復(fù) 3 次。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 籽粒蛋白質(zhì)及其組分含量的測(cè)定 開(kāi)花期選擇同天開(kāi)花、大小均勻的穗掛牌標(biāo)記，于開(kāi)花后5、10、15、20、25、30、35 d 進(jìn)行取樣，每次取 20 穗，分成干樣和鮮樣2 組，旗葉全部摘下作為鮮樣。一組剝離籽粒，裝入紙盒并放入80 ℃烘箱烘干至恒質(zhì)量；將烘干的籽粒使用粉碎機(jī)粉碎，通過(guò)采用連續(xù)提取法測(cè)定籽粒中清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量；采用半微量凱氏定氮法測(cè)定含氮率，含氮率乘以5.7 即為籽粒蛋白質(zhì)含量。另一組籽粒作鮮樣冷凍保存，置于超低溫保存箱，測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量。

1.4.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的測(cè)定 成熟期采樣選取1 m2樣段內(nèi)穗數(shù)、每穗平均粒數(shù)及千粒質(zhì)量，每小區(qū)取50 株測(cè)定生物產(chǎn)量，收獲20 m2計(jì)算經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

1.4.3 籽?？扇苄蕴恰⒄崽呛偷矸酆康臏y(cè)定 將籽粒粉碎后的面粉，過(guò)0.149 mm 篩，分別采用蒽酮比色法、間苯二酚比色法進(jìn)行測(cè)定。

1.4.4 面粉品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定

1.4.4.1 淀粉黏性特征 其采用RUB-TECMASTER 快速黏度分析儀測(cè)定。

1.4.4.2 面筋指數(shù) 其采用杭州大吉光電儀器有限公司生產(chǎn)的MJZ- Ⅱ型面筋指數(shù)測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定。

1.4.4.3 面團(tuán)理化特性 其采用MICRO-DOUGHTLAB2800 型微型粉質(zhì)儀進(jìn)行測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)采用Microsoft Excel 2003 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；采用SAS 9.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，差異顯著性檢驗(yàn)用LSD 法，顯著性水平設(shè)定為α＝0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 播量對(duì)探墑溝播旱地小麥籽粒產(chǎn)量、蛋白質(zhì)及其組分含量的影響

表1 播量對(duì)探墑溝播旱地小麥籽粒產(chǎn)量、蛋白質(zhì)及其組分含量的影響

探墑溝播較普通條播可分別提高產(chǎn)量、蛋白質(zhì)含量及其產(chǎn)量達(dá)0.79%、2.19%和3.44%，可提高清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量，但差異均不顯著（表1）。采用探墑溝播，籽粒產(chǎn)量、蛋白質(zhì)含量及其產(chǎn)量隨播量增加呈先升高后降低的趨勢(shì)，以播量150 kg/hm2最高，較其他播量分別高14.56%～16.49%、2.75%～22.45%和17.73%～42.62%；籽粒蛋白組分含量以播量150 kg/hm2最高，其中，醇溶蛋白和谷蛋白含量達(dá)顯著水平。采用普通條播，產(chǎn)量和蛋白質(zhì)產(chǎn)量以播量75 kg/hm2最高，較其他播量分別高5.16%～5.87%和5.16%～6.59%，且差異達(dá)顯著水平，蛋白質(zhì)含量無(wú)明顯變化；清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白均以播量75 kg/hm2處理最高，球蛋白以播量150 kg/hm2處理最高。可見(jiàn)，探墑溝播下播量150 kg/hm2有利于提高旱地小麥的籽粒產(chǎn)量、蛋白質(zhì)及其組分含量。

2.2 播量對(duì)探墑溝播旱地小麥花后籽粒蛋白質(zhì)含量動(dòng)態(tài)變化的影響

隨灌漿進(jìn)程的推移，小麥花后籽粒蛋白質(zhì)含量先下降后上升，且在15 d 時(shí)最低；可溶性蛋白含量呈逐漸下降趨勢(shì)，5～10、15～20 d 下降幅度較大，且探墑溝播較普通條播可提高花后各時(shí)期蛋白質(zhì)和可溶性蛋白質(zhì)含量（圖1）。采用探墑溝播，蛋白質(zhì)含量和可溶性蛋白質(zhì)含量均以播量150 kg/hm2最高，且與其他處理間差異顯著，以播量75 kg/hm2最低；采用普通條播，蛋白質(zhì)含量5～30 d 以播量150 kg/hm2最高，35 d 以播量 75 kg/hm2最高，可溶性蛋白質(zhì)含量5、20～35 d 以播量150 kg/hm2最高，10～15 d 以播量 75 kg/hm2最高，5～35 d 以播量225 kg/hm2最低?？梢?jiàn)，播種方式、播量對(duì)蛋白質(zhì)含量的影響存在很大差異，播量偏低或過(guò)高都不利于蛋白質(zhì)含量的形成與累積，以探墑溝播、播量150 kg/hm2處理調(diào)控效果最好，灌漿中后期影響可溶性蛋白質(zhì)含量，提高效果明顯。

2.3 播量對(duì)探墑溝播旱地小麥籽?？扇苄蕴?、蔗糖和淀粉含量的影響

探墑溝播較普通條播可顯著提高籽?？扇苄蕴?、蔗糖和淀粉含量（圖2）；其中，采用探墑溝播，可溶性糖和蔗糖含量以播量150 kg/hm2最高，以播量75 kg/hm2最低，且不同播量間差異顯著；淀粉含量以播量150 kg/hm2最高，與播量225 kg/hm2間無(wú)顯著差異。采用普通條播，可溶性糖含量和淀粉含量以播量150 kg/hm2最高，且不同處理間差異顯著，以播量225 kg/hm2最低；蔗糖含量以播量150 kg/hm2最高，但與其他2 個(gè)播量間無(wú)顯著差異?？梢?jiàn)，探墑溝播較普通條播更利于可溶性糖、蔗糖和淀粉的形成和富集，且以播量150 kg/hm2效果較好。

2.4 播量對(duì)探墑溝播旱地小麥籽粒淀粉黏性的影響

由表2 可知，探墑溝播較普通條播可提高籽粒淀粉黏性，采用探墑溝播，高峰黏度、松懈值、最后黏度、反彈值和糊化溫度均以播量150 kg/hm2最高，以播量75 kg/hm2最低，且與播量150、225 kg/hm2間差異顯著；低谷黏度以播量225 kg/hm2最高，以播量75 kg/hm2最低，且與播量150、225 kg/hm2間差異顯著（P＜0.05）。采用普通條播，高峰黏度和最后黏度以播量150 kg/hm2最高，以播量225 kg/hm2最低；低谷黏度和反彈值3 個(gè)處理間無(wú)顯著差異；松懈值以播量75 kg/hm2最高，且與其他處理間差異達(dá)顯著水平，以播量150 kg/hm2最低；糊化溫度以播量150 kg/hm2最高，且與其他處理間差異達(dá)顯著水平，以播量75 kg/hm2最低?？梢?jiàn)，探墑溝播較普通條播可提高籽粒淀粉黏性，且以播量150 kg/hm2效果較好。

表2 播量對(duì)探墑溝播旱地小麥籽粒淀粉黏性的影響

2.5 播量對(duì)探墑溝播旱地小麥籽粒加工品質(zhì)的影響

由表3 可知，探墑溝播較普通條播可提高籽粒加工品質(zhì)，采用探墑溝播，面筋指數(shù)、形成時(shí)間和弱化度以播量150 kg/hm2最高，以播量75 kg/hm2最低，且與其他處理間差異達(dá)顯著水平；濕面筋含量以播量150 kg/hm2最高，但與播量75 kg/hm2間差異不顯著；穩(wěn)定時(shí)間以播量150 kg/hm2最高，且與播量75、225 kg/hm2間差異顯著，但播量75 kg/hm2與播量225 kg/hm2間差異不顯著；吸水率不同播量間無(wú)明顯變化。采用普通條播，面筋指數(shù)和濕面筋含量均以播量75 kg/hm2最高，以播量225 kg/hm2最低；吸水率和穩(wěn)定時(shí)間以播量150 kg/hm2最高，且與播量75、225 kg/hm2間差異顯著；以播量 75 kg/hm2最低；形成時(shí)間和弱化度均以播量150 kg/hm2最高，且與播量 75、225 kg/hm2間差異顯著，但播量 75 kg/hm2與播量225 kg/hm2間差異不顯著?？梢?jiàn)，探墑溝播較普通條播可提高籽粒加工品質(zhì)，且以播量150 kg/hm2效果最好。

表3 播量對(duì)探墑溝播旱地小麥籽粒加工品質(zhì)的影響

3 結(jié)論與討論

3.1 播量對(duì)探墑溝播旱地小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

近年來(lái)，探墑溝播播種技術(shù)成為旱地小麥的研究熱點(diǎn)。李建國(guó)[9]于2014—2018 年連續(xù)4 a 進(jìn)行了旱地小麥寬窄行探墑溝播播種技術(shù)的推廣和應(yīng)用，增產(chǎn)效果較為顯著。高琴[10]研究表明，與對(duì)照田相比，溝播田每公頃可增產(chǎn)265.7 kg，增幅達(dá)4.3%。劉小麗等[11]研究表明，探墑溝播小麥因灌漿高峰開(kāi)始早，有利于增加小麥穗粒質(zhì)量，提高產(chǎn)量，比普通條播增產(chǎn)53%。播量對(duì)小麥群體構(gòu)建和產(chǎn)量形成具有重要影響，適宜的播量有利于合理群體的構(gòu)建和產(chǎn)量的提高。薛玲珠等[12]研究表明，與播量67.5、112.5 kg/hm2相比，播量為 90.0 kg/hm2時(shí)，旱地小麥增產(chǎn)效果較為顯著，可增產(chǎn)11%～20%；張少瀾等[13]研究表明，推遲播期后增加播量為262.5 kg/hm2，有利于小麥品種洛麥23 的產(chǎn)量達(dá)到較高?？梢?jiàn)，適量播種增產(chǎn)效果較好。本研究結(jié)果表明，探墑溝播較普通條播可提高小麥產(chǎn)量，且在探墑溝播條件下，與播量 75、225 kg/hm2相比，播量為 150 kg/hm2時(shí)，籽粒產(chǎn)量最高，且與播量75 kg/hm2間差異顯著，說(shuō)明探墑溝播條件下，適量播種有利于旱地小麥籽粒產(chǎn)量的提高，這與前人的研究結(jié)果一致。

3.2 播量對(duì)探墑溝播旱地小麥蛋白質(zhì)含量的影響

孫中偉等[14]研究表明，不同播種方式結(jié)合播量的調(diào)控效應(yīng)會(huì)影響籽粒醇溶蛋白、谷蛋白含量，從而影響籽粒蛋白質(zhì)含量。馬冬云等[15]研究表明,在一定范圍內(nèi)，籽粒蛋白質(zhì)含量隨著播量的增加而提高。胡承霖等[16]研究表明，適宜的播量會(huì)提高籽粒蛋白質(zhì)及其組分含量，播量過(guò)高或過(guò)低都會(huì)降低蛋白質(zhì)含量。本試驗(yàn)結(jié)果表明，探墑溝播較普通條播分別提高蛋白質(zhì)含量及其產(chǎn)量2.19%、3.44%，提高了清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量，提高了花后各時(shí)期蛋白質(zhì)含量和可溶性蛋白質(zhì)含量；探墑溝播條件下，與播量 75、225 kg/hm2相比，播量為 150 kg/hm2時(shí)，籽粒蛋白質(zhì)含量及其產(chǎn)量分別提高3%～22%、18%～43%，蛋白質(zhì)組分含量最高，其中，醇溶蛋白和谷蛋白含量差異顯著，且花后各時(shí)期蛋白質(zhì)含量和可溶性蛋白含量顯著提高。說(shuō)明不同播種方式和播量對(duì)蛋白質(zhì)含量調(diào)控效應(yīng)有所不同，播量過(guò)高或過(guò)低都不利于蛋白質(zhì)的積累。

3.3 播量對(duì)探墑溝播旱地小麥籽粒品質(zhì)的影響

淀粉在小麥中的含量占70%以上，淀粉理化特性是影響小麥品質(zhì)的重要因素之一[17-18]。不同栽培條件下，小麥淀粉理化特性存在顯著差異。本研究結(jié)果表明，探墑溝播較普通條播可提高籽粒淀粉黏性；探墑溝播條件下，與播量75、225 kg/hm2相比，播量為150 kg/hm2時(shí)，淀粉的高峰黏度、松懈值、最后黏度、反彈值和糊化溫度均最高。

張耀輝等[19]研究表明，隨著播量的增加，沉降值、面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間降低。張永麗等[20]研究表明，適宜播量處理下，濕面筋含量、沉降值和面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間最高。王希恩等[21]研究表明，適量播種有利于各項(xiàng)加工品質(zhì)指標(biāo)的提高，播量過(guò)高或過(guò)低，面粉濕面筋含量和沉降值均降低。本研究結(jié)果表明，探墑溝播較普通條播有利于可溶性糖、蔗糖、淀粉含量和籽粒加工品質(zhì)的提高；探墑溝播條件下，與播量75、225 kg/hm2相比，播量為150 kg/hm2時(shí)，面筋指數(shù)、濕面筋含量、面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間、弱化度均最高?？傊?，探墑溝播條件下，播量為150 kg/hm2時(shí)，小麥籽粒品質(zhì)較好，可見(jiàn)，不同播種方式下，需要搭配合理的播量來(lái)調(diào)控，進(jìn)而提高籽粒品質(zhì)。