不同灌水處理對(duì)小麥產(chǎn)量和籽粒品質(zhì)的影響

楊洪強(qiáng)， 顧晶晶， 田文仲， 段國(guó)輝， 溫紅霞， 張少瀾， 高海濤

(洛陽(yáng)農(nóng)林科學(xué)院，河南洛陽(yáng) 471022)

河南省是我國(guó)小麥生產(chǎn)大省，常年種植面積在 470萬(wàn)hm以上，約占全國(guó)小麥種植面積的20%，總產(chǎn)量約占全國(guó)的1/4，且以半冬性小麥品種為主。近年來(lái)隨著小麥審定品種數(shù)量的增加，高產(chǎn)型品種不斷涌現(xiàn)，生產(chǎn)上最大的問(wèn)題是在提高小麥產(chǎn)量的同時(shí)也要兼顧小麥的品質(zhì)，籽粒品質(zhì)影響面粉及其制品的質(zhì)量，直接關(guān)系到小麥生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)收益和食品工業(yè)的效益。小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)受品種遺傳特性、土壤條件、氣候因素、栽培措施等因素的多重影響，其中灌水是最主要的影響因素之一，合理的栽培措施可以促進(jìn)產(chǎn)量和品質(zhì)協(xié)同提高。我國(guó)北方農(nóng)業(yè)用水的70%用于小麥灌溉，人工灌溉是提高產(chǎn)量的重要手段，不同的灌水量及不同時(shí)期、不同灌水次數(shù)均能影響籽粒產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)。褚鵬飛等研究證明，高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)結(jié)合最佳的灌水模式是在拔節(jié)期、開(kāi)花期分別灌水60 mm。李向東等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)的灌水模式是在小麥拔節(jié)期、孕穗期各灌水1次。郭天財(cái)?shù)妊芯堪l(fā)現(xiàn)，增加灌水可以提高小麥產(chǎn)量，而隨著灌水量、灌水次數(shù)的增加，到一定程度后產(chǎn)量不再明顯變化。陳金平等認(rèn)為在小麥不同生育時(shí)期進(jìn)行適宜的灌溉有利于產(chǎn)量的提高和品質(zhì)的改善。本試驗(yàn)以洛麥26、洛麥28、洛麥29為材料，研究不同品種、不同灌水處理對(duì)小麥產(chǎn)量、產(chǎn)量三要素及品質(zhì)的影響，旨在為在高產(chǎn)小麥品種生產(chǎn)上確保高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí)，品質(zhì)盡量達(dá)到較高水平提供依據(jù)，從而發(fā)揮品種的最佳效益。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)概況

2016—2017年在洛陽(yáng)農(nóng)林科學(xué)院國(guó)家區(qū)試站試驗(yàn)田(34.63°N，112.49°E，海拔127.8 m)進(jìn)行試驗(yàn)。供試品種為洛麥26、洛麥28和洛麥29。試驗(yàn)田地勢(shì)平坦，土層深厚，壤質(zhì)土，基肥于播種前統(tǒng)一撒施復(fù)合肥(N、PO、KO含量均為15%)450 kg/hm，拔節(jié)期統(tǒng)一追施氮肥100 kg/hm，于2016年10月15日播種，20 cm 等行距種植，小區(qū)長(zhǎng)9 m、寬3 m，面積27 m，3次重復(fù)，人工精播耬播種，播種量 120 kg/hm，基本苗180萬(wàn)/hm。設(shè)置5個(gè)灌水處理：全生育期不灌水(W0)、越冬期灌水(W1)、拔節(jié)孕穗期灌水(W2)、越冬期+拔節(jié)孕穗期灌水(W3)、拔節(jié)孕穗期+開(kāi)花期灌水(W4)、越冬期+拔節(jié)孕穗期+開(kāi)花期灌水(W5)，每次灌水量為 600 m/hm。灌水時(shí)間：越冬期為12月25日，拔節(jié)孕穗期為3月17日，開(kāi)花期為4月20日。

1.2 小麥生育期內(nèi)氣象分析

由表1可知，播種期降水量為72.6 mm，墑情較好，越冬期和早春氣溫偏高，積溫足、墑情適宜，分蘗增加，灌漿中后期出現(xiàn)持續(xù)干熱風(fēng)，對(duì)小麥灌漿速率有一定影響，對(duì)千粒質(zhì)量影響較大。

表1 2016—2017年小麥生育期部分氣象參數(shù)

1.3 取樣及測(cè)定方法

1.3.1 產(chǎn)量 于2017年6月3日按小區(qū)全部收獲，計(jì)算單位面積籽粒產(chǎn)量。拔取1 m樣方內(nèi)的植株進(jìn)行室內(nèi)考種分析。

1.3.2 籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)測(cè)定 蛋白質(zhì)含量測(cè)定：用瑞典波通(Sweden Perten)公司生產(chǎn)的DA 9200型近紅外光譜分析儀測(cè)定。濕面筋含量測(cè)定：根據(jù)籽粒硬度將籽粒含水量調(diào)整到14%～15%，著水潤(rùn)麥 18 h，參照NY/T 1094.4—2006《小麥實(shí)驗(yàn)制粉 第4部分：布勒氏法用于軟麥統(tǒng)粉》，用無(wú)錫錫糧公司生產(chǎn)的仿工業(yè)磨磨粉，按GB/T 14608—93《小麥粉濕面筋測(cè)定法》采用波通2200型面筋儀測(cè)定干面筋含量、濕面筋含量及面筋指數(shù)。

1.3.3 籽粒加工品質(zhì)測(cè)定 沉淀值測(cè)定依照NY/T 1095—2006《小麥沉淀值測(cè)定 Zeleny法》測(cè)定，結(jié)果換算14%濕基條件系測(cè)定值。粉質(zhì)參數(shù)測(cè)定：用瑞典波通公司生產(chǎn)的mic-douful微型粉質(zhì)儀測(cè)定面團(tuán)吸水率，穩(wěn)定時(shí)間和形成時(shí)間。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0和Excel 2010進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌水處理對(duì)小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

由表2可知，不同處理間穗數(shù)變化趨勢(shì)一致，均表現(xiàn)為W5>W3>W1>W4>W2>W0。與W0處理相比，3個(gè)品種小麥灌水處理下小麥穗數(shù)均有所增加，W3處理下穗數(shù)升高達(dá)顯著水平(<0.05)，W1～W5處理的穗數(shù)均值分別提高了10.5%、4.6%、15.0%、8.2%、22.0%。不同處理間穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量變化趨勢(shì)略有不同，與W0處理相比，灌水處理下小麥的穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量均有所降低，洛麥26和洛麥29只在越冬期灌1次水處理下穗粒數(shù)顯著降低，洛麥28各處理間的穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量差異均不顯著。不同處理間產(chǎn)量變化趨勢(shì)基本一致，W5處理最高，其次是W3和W4處理，二者產(chǎn)量差異不顯著，W0處理最低，與W0處理相比，灌水處理下小麥產(chǎn)量顯著提高，灌1次水處理下平均產(chǎn)量提高了7.9%、9.5%，灌2次水處理下產(chǎn)量提高了14.6%、14.2%，灌3次水處理下產(chǎn)量提高了20.6%。洛麥29可孕>洛麥26可孕>洛麥28可孕，洛麥26各處理間差異不顯著，洛麥28灌1次水和灌3次水處理與W0處理相比顯著降低，洛麥29灌3次水處理與W0處理相比顯著降低。洛麥29不孕>洛麥28不孕>洛麥26不孕，洛麥26灌水處理顯著低于不灌水處理，W4處理最低，洛麥28和洛麥29灌2次水和灌3次水處理顯著低于不灌水處理。

由表3方差分析結(jié)果可知，小麥的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素受不同品種和不同灌水處理影響顯著或極顯著，二者交互作用對(duì)產(chǎn)量及主要產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響不顯著。

2.2 不同灌水處理對(duì)小麥籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

由表4可知，灌水對(duì)小麥籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)有較大影響，不同品種間蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、干面筋含量、面筋指數(shù)在不同處理間差異顯著(<0.05)。洛麥26蛋白質(zhì)含量在W1處理下顯著降低，在W2處理下明顯升高，而其他處理下差異不顯著。洛麥28蛋白質(zhì)含量在W4和W5處理下顯著高于W0，而其他處理與W0處理相比差異不顯著。洛麥29蛋白質(zhì)含量在W5處理下顯著低于W0處理，而其他處理與W0處理相比差異不顯著。洛麥26濕、干面筋含量在W0處理下最高，在W5處理下最低，灌水處理下濕、干面筋含量顯著低于W0處理；洛麥28濕、干面筋含量在W0處理下最低，在W5處理下最高；洛麥29濕、干面筋含量在W4處理下最高，W4和W5處理顯著高于W0處理，其他處理和W0處理差異不顯著。3種小麥在相同灌水次數(shù)下，不同生育期灌水存在顯著差異。洛麥26不同處理間面筋指數(shù)差異不顯著；洛麥28在W4處理下面筋指數(shù)最高但與W0處理之間差異不顯著，其他灌水處理下面筋指數(shù)顯著低于W0處理；洛麥29在W4處理下面筋指數(shù)低于W0處理，其他處理顯著高于W0處理。

表2 不同灌水處理對(duì)小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

表3 不同灌水處理對(duì)小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素影響的方差分析結(jié)果(F值)

由表5方差分析結(jié)果可知，不同品種和不同灌水處理及二者交互作用顯著或極顯著影響了小麥蛋白質(zhì)含量、濕面筋、干面筋和面筋指數(shù)。

2.3 不同灌水處理對(duì)小麥籽粒加工品質(zhì)的影響

由表6可知，洛麥26沉淀值在W0處理下最高，灌水處理間差異不顯著；洛麥28在W4和W5處理下沉淀值顯著高于W0；洛麥29在W5處理下沉淀值最低，并且灌水處理與不灌水處理間差異不顯著。

洛麥26面團(tuán)的形成時(shí)間在W0處理下最高，灌水處理下面團(tuán)的形成時(shí)間均顯著小于W0處理；洛麥28在W4和W5處理下面團(tuán)的形成時(shí)間顯著高于W0處理，而W3處理下顯著低于W0處理；洛麥29在W3處理下面團(tuán)的形成時(shí)間顯著高于W0處理，而W2和W5處理下面團(tuán)的形成時(shí)間顯著低于W0。3種小麥的面團(tuán)形成時(shí)間在W1和W2處理以及W3和W4處理之間的差異顯著，表明相同灌水次數(shù)下，不同生育期灌水對(duì)面團(tuán)的形成時(shí)間影響不同。

表4 不同灌水處理對(duì)小麥營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

表5 不同灌水處理對(duì)小麥營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)影響的方差分析結(jié)果(F值)

洛麥26面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間在W0處理下最高，灌水處理下面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間均顯著小于W0處理，灌2次水和灌3次水之間差異不顯著；洛麥28在W4和W5處理下面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間顯著高于W0，而W2處理下顯著低于W0；洛麥29在W3處理下面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間顯著高于W0處理，而W2和W5處理下面團(tuán)形成時(shí)間低于W0處理。形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間在不同品種小麥以及不同處理間的規(guī)律性相同。

表6 不同灌水處理對(duì)小麥加工品質(zhì)的影響

由表7方差分析結(jié)果可知，不同品種和不同灌水處理及二者交互作用顯著或極顯著影響了小麥籽粒的沉淀值及面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間，對(duì)吸收率的影響不顯著。

表7 不同灌水處理對(duì)小麥加工品質(zhì)影響的方差分析結(jié)果(F值)

3 討論與結(jié)論

李莎莎等的研究表明，隨灌水次數(shù)的增加，穗粒數(shù)雖然得以提高，但千粒質(zhì)量逐漸下降，產(chǎn)量則表現(xiàn)為先增后降，因此，適時(shí)干旱利于粒質(zhì)量和產(chǎn)量的提高。白莉萍等的研究表明，小麥拔節(jié)后增加灌水次數(shù)品質(zhì)逐漸下降，而后期增加灌水次數(shù)，特別是灌漿水有利于千粒質(zhì)量的增加。吳永成等研究指出，與春季不灌水對(duì)比，春灌2次小麥水產(chǎn)量顯著提高，與春灌4次水無(wú)顯著差異。本研究與前人的研究結(jié)果存在一定差異，灌水處理下小麥的穗數(shù)均有所增加，產(chǎn)量隨灌水次數(shù)增加顯著提高，而不同處理間穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量變化趨勢(shì)略有不同，與不灌水相比，灌水處理下小麥的穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量均有所降低，產(chǎn)量的提高主要來(lái)自穗數(shù)的增加。

由于影響小麥品質(zhì)的因素多且復(fù)雜，不同品種要考慮種植的土壤質(zhì)地，配合適宜的栽培措施，充分發(fā)揮生產(chǎn)潛力，以實(shí)現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)效益，其中水分不僅影響小麥的品質(zhì)，也是影響產(chǎn)量的重要因素。徐鳳嬌等研究發(fā)現(xiàn)，小麥品質(zhì)受水分影響較大，同時(shí)由于氣候因素、栽培措施、土壤條件等多因素影響，各研究結(jié)果略有不同。張向前等研究發(fā)現(xiàn)，未灌水處理和抽穗期灌水處理的蛋白質(zhì)含量最高，且二者差異不顯著，而全生育期水分充足處理并不利于蛋白質(zhì)含量的提高。馬少康等的研究也證實(shí)，增加灌水次數(shù)和灌水量，加工品質(zhì)和蛋白組分指標(biāo)均有下降的趨勢(shì)，其中開(kāi)花水和灌漿水對(duì)品質(zhì)的影響最為顯著。本研究發(fā)現(xiàn)，籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)在不同灌水處理下變化較大，不同品種和不同灌水處理及二者交互作用顯著或極顯著影響了小麥蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、干面筋含量、面筋指數(shù)和小麥籽粒的沉淀值及面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間，而對(duì)吸水率的影響不顯著。不同灌水處理下的蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、干面筋含量、面筋指數(shù)在不同品種間差異顯著，形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間在不同小麥品種以及不同處理間的規(guī)律性相同。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，處理W5(越冬期+拔節(jié)孕穗期+開(kāi)花期灌水)和W3(越冬期+拔節(jié)孕穗期灌水)有利于提高籽粒產(chǎn)量和改善產(chǎn)量構(gòu)成因素。處理W4(拔節(jié)孕穗期+開(kāi)花期灌水)有利于提高蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、干面筋含量和面筋指數(shù)。處理W3(越冬期+拔節(jié)孕穗期灌水)有利于提高小麥沉淀值及面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間。綜合產(chǎn)量和加工品質(zhì)，本試驗(yàn)條件下，越冬期+拔節(jié)孕穗期灌水是獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的最佳灌水方案。