晚播對江淮地區(qū)小麥淀粉粒度分布與黏度參數(shù)的影響

摘要：為明確晚播對江淮地區(qū)小麥籽粒淀粉粒度分布與黏度參數(shù)的影響，以寧麥13、荃麥725等4個小麥品種為材料，設(shè)置適播（對照）和晚播2個處理，分析晚播對小麥籽粒淀粉粒度分布特征與黏度參數(shù)的影響。結(jié)果表明，晚播小麥籽粒產(chǎn)量與對照相比極顯著降低。播期推遲極顯著降低穗數(shù)、穗粒數(shù)，但播期對千粒重?zé)o顯著影響。播期推遲極顯著降低小麥籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量與沉降值，4個品種表現(xiàn)一致。與對照相比，晚播處理下4個小麥品種籽粒的A型淀粉粒體積、表面積和數(shù)目百分比均極顯著下降，B型淀粉粒體積、表面積和數(shù)目百分比均極顯著增加。B型淀粉粒中，推遲播期對<2.8 μm淀粉粒組的影響較2.8～10.0 μm淀粉粒組大；A型淀粉粒中，播期對>10～22 μm淀粉粒組的影響較＞22 μm淀粉粒組大。晚播處理小麥淀粉峰值黏度、低谷黏度、最終黏度、稀懈值與回升值較對照均極顯著降低。說明晚播不利于小麥淀粉粒個體體積的增大，進(jìn)而降低淀粉峰值黏度等黏度參數(shù)。

關(guān)鍵詞：小麥；晚播；淀粉；粒度分布；黏度參數(shù)

中圖分類號：S512.104 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）15-0100-05

收稿日期：2023-07-28

基金項(xiàng)目：安徽省高校協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目（編號：GXXT-2021-089）；安徽省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金（小麥）；安徽省自然科學(xué)基金（編號：1408085MC48）。

作者簡介：雍玉東（1999—），女，安徽天長人，碩士研究生，研究方向?yàn)樾←溤耘嗌?。E-mail：1471007575@qq.com。

通信作者：閆素輝，博士，教授，主要從事小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)研究。E-mail：yansh@ahstu.edu.cn。

小麥作為我國及世界主糧之一，其品質(zhì)的好壞和產(chǎn)量的高低直接關(guān)系到糧食安全和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在小麥的胚乳中，淀粉以顆粒的形式存在，淀粉粒分布特征影響淀粉的理化性質(zhì)，進(jìn)而影響淀粉的加工和應(yīng)用效果［1-2］。小麥籽粒淀粉組分和理化特性不僅受基因型的影響，同時也受環(huán)境條件的制約，氮肥、光照、氣溫等都影響小麥的生長發(fā)育，對小麥籽粒淀粉組分及理化特性等有重要影響［3-5］。

我國南方小麥前茬以水稻為主，稻茬小麥7 000多萬畝（1畝約667 m2），占全國小麥播種面積20%以上，集中在33°N地區(qū)左右，主要分布在沿江淮地區(qū)的安徽、江西、湖南、江蘇、四川等稻麥一年兩熟制區(qū)域［6］。在稻麥輪作區(qū)，為滿足供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的需求，安徽、河南、江蘇等逐步推行“秈改粳”，粳稻所占比例大幅提升，種植面積逐年擴(kuò)大，水稻生育期不斷推遲，進(jìn)而出現(xiàn)因騰不出茬口而延期播種的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)了一種極端的晚播小麥，其葉齡在冬季之前僅為0～1，加上該地區(qū)勞動力短缺，機(jī)械作業(yè)難度大以及秋季頻繁發(fā)生的旱澇災(zāi)害，從而導(dǎo)致晚播小麥面積逐年增大［7-9］。

晚播小麥出苗率低，營養(yǎng)不足，開花遲，干物質(zhì)積累少，導(dǎo)致產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降［10-12］。白露等研究認(rèn)為，隨著播期推遲，小麥可育穗數(shù)和千粒重增加，濕面筋含量下降，蛋白質(zhì)含量無明顯變化［13］。梅麗等研究發(fā)現(xiàn)，晚播會縮短生育期，使小麥株高降低、基部節(jié)間變短、不孕小穗數(shù)增多，穗粒數(shù)、千粒重及產(chǎn)量下降［14］。小麥品質(zhì)的衡量指標(biāo)之一是淀粉的粒度分布和黏度參數(shù)，而淀粉品質(zhì)差異的根本原因在于淀粉粒度分布和黏度參數(shù)之間的相互作用［15-16］。目前，關(guān)于晚播對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響已有不少研究，但有關(guān)晚播對小麥淀粉粒度分布及淀粉黏度參數(shù)的影響研究相對較少。因此，本研究選用沿淮地區(qū)廣泛種植的4個小麥品種，研究不同播期下小麥籽粒淀粉粒分布及黏度參數(shù)的變化，分析晚播對籽粒淀粉粒分布與黏度參數(shù)的影響，為沿淮地區(qū)小麥優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020年11月至2021年6月在安徽科技學(xué)院西區(qū)種植園內(nèi)進(jìn)行，選用寧麥13、荃麥725、皖西麥0638、煙農(nóng)999等4個品種為材料，設(shè)置適播與晚播2個播期處理，分別是11月11日與12月4日播種。氮肥施用量為225 kg/hm2；磷肥和鉀肥施用量均為120 kg/hm2，均作為底肥施入；其他田間管理同常規(guī)生產(chǎn)。采用隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，各小區(qū)面積為7.5 m2（3 m×2.5 m），行距25 cm。

1.2 測定項(xiàng)目與方法

1.2.1 淀粉粒的提取與分析

參照蔡瑞國等的操作步驟［17-18］，并加以改進(jìn)。選用3 g成熟期的小麥籽粒置于燒杯中，加入蒸餾水，使籽粒浸泡在蒸餾水中24 h，剝除種皮和胚乳，研磨成漿，用200 μm的篩布過濾3～4次。然后將液體3 000 r/min離心15 min，依次加入5%NaCl、0.2%NaOH和2%十二烷基硫酸鈉（SDS）混勻，離心，重復(fù)3次，最后沉淀用丙酮振蕩沖洗，晾干備用。使用激光粒度分布儀（BT-9300SE）對提取的淀粉進(jìn)行分析。

1.2.2 黏度參數(shù)的測定

參照夏明敬的操作步驟［19］，并加以改進(jìn)。選用StarchMaster-2型快速黏度分析儀，在鋁筒中加3 g樣品和25 mL蒸餾水，將黏度筒卡入旋轉(zhuǎn)塔，將測量攪拌棒卡入測量頭中，壓下測量頭，測定并記錄數(shù)據(jù)。

1.2.3 產(chǎn)量及構(gòu)成因素的測定

在灌漿期調(diào)查小麥有效穗數(shù)，每個小區(qū)隨機(jī)挑選長勢一致的區(qū)域，數(shù)取該小區(qū)1 m2內(nèi)有效穗數(shù)；在成熟期調(diào)查小麥每穗實(shí)粒數(shù)，每個小區(qū)隨機(jī)選取長勢均勻的10株小麥，用剪刀將麥穗剪下，脫粒后數(shù)取每穗實(shí)粒數(shù)；在小麥成熟期測產(chǎn)，每個小區(qū)隨機(jī)選取長勢均勻的 1 m2，分小區(qū)收割后曬干脫粒，再考種稱重，計(jì)算產(chǎn)量；用成熟期籽粒數(shù)取小麥千粒重，每個處理重復(fù)3次。

1.2.4 籽粒品質(zhì)測定

采用成熟期籽粒，后熟2個月后，用近紅外分析儀測定小麥籽粒蛋白質(zhì)、濕面筋含量和沉降值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

由表1可以看出，與適期播種相比，晚播極顯著降低穗數(shù)、穗粒數(shù)及籽粒產(chǎn)量，但不同播期處理籽粒千粒重?zé)o顯著差異。與適播處理相比，晚播處理小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量分別下降5.88%～13.42%、3.22%～14.29%和12.74%～24.54%?？梢姡←溚聿ネㄟ^降低穗數(shù)、穗粒數(shù)降低籽粒產(chǎn)量。

2.2 籽粒品質(zhì)性狀

由表2可以看出，與適播相比，晚播極顯著降低蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值。與適播處理相比，晚播處理小麥蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值分別下降20.67%～22.56%、8.59%～10.32%和11.81%～17.94%?？梢?，晚播不利于小麥品質(zhì)的提高。

2.3 淀粉粒體積分布

由表3可以看出，晚播對小麥籽粒淀粉粒的體積百分比有極顯著影響。晚播處理小麥籽粒B型 （≤10 μm）淀粉粒體積百分比較對照極顯著上升，A型（>10 μm）淀粉粒體積百分比較對照極顯著降低。B型淀粉粒中，播期對<2.8 μm淀粉粒組的影響較2.8～10.0 μm淀粉粒組大；A型淀粉粒中，播期對>10～22 μm淀粉粒組的影響較＞22 μm淀粉粒組大。

2.4 淀粉粒表面積分布

由表4可以看出，晚播處理對小麥籽粒淀粉粒的表面積百分比有極顯著影響。晚播處理小麥籽粒B型（≤10 μm）淀粉粒表面積百分比較對照極顯著上升，A型（>10 μm）淀粉粒表面積百分比較對照極顯著降低。其中B型淀粉粒中，播期對<2.8 μm 淀粉粒組的影響較2.8～10.0 μm淀粉粒組大；A型淀粉粒中，播期對>10～22 μm淀粉粒組的影響較 ＞22 μm 淀粉粒組大。

2.5 淀粉粒數(shù)量分布

由表5可以看出，晚播處理對小麥籽粒淀粉粒的數(shù)量百分比有極顯著影響，其中晚播處理小麥籽粒B型（≤10 μm）淀粉粒數(shù)量百分比較對照極顯著增加，A型（>10 μm）淀粉粒數(shù)量百分比較對照極顯著下降。B型淀粉粒數(shù)量占總淀粉粒數(shù)量的99.86%～99.92%，A型淀粉粒數(shù)量占總淀粉粒數(shù)量0.08%～0.14%，說明在成熟小麥胚乳中淀粉主要由B型淀粉粒構(gòu)成。

2.6 淀粉黏度參數(shù)

由表6可以看出，與適期播種相比，晚播極顯著降低小麥淀粉的峰值黏度、低谷黏度、最終黏度、稀懈值與回升值。晚播處理下小麥峰值黏度、低谷黏度、最終黏度、稀懈值、回升值與適播處理相比，分別下降11.38%～15.53%、6.08%～12.40%、13.04%～17.74%、9.71%～30.70%、15.20%～22.80%。

3 討論與結(jié)論

小麥產(chǎn)量高低、質(zhì)量好壞，不只是由基因型決定，同時也受環(huán)境條件的制約。任海健等研究發(fā)現(xiàn)，隨著播期推遲，揚(yáng)麥23有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)下降明顯，導(dǎo)致產(chǎn)量大幅下降［20］。張程翔等研究發(fā)現(xiàn)，播期推遲會導(dǎo)致小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒重下降，其中穗數(shù)下降達(dá)到顯著水平，穗粒數(shù)和千粒重在不同處理下降低幅度有所不同［21］。本研究表明，晚播處理極顯著降低籽粒產(chǎn)量，晚播處理穗數(shù)、穗粒數(shù)與適播相比極顯著降低，但對千粒重?zé)o顯著影響，可見沿淮地區(qū)小麥播期推遲不利于穗數(shù)、穗粒數(shù)形成，進(jìn)而降低小麥籽粒產(chǎn)量。郭明明等研究發(fā)現(xiàn)，連麥7號籽粒的容重、沉降值、硬度指數(shù)和濕面筋含量隨播期的推遲均表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢；淮麥45的加工品質(zhì)隨播期的推遲則呈現(xiàn)出下降的趨勢［22］。裴艷婷等研究發(fā)現(xiàn)，隨著播期的延遲，小麥籽粒蛋白質(zhì)和濕面筋含量下降，出粉率降低［23］。本研究表明，晚播處理下小麥籽粒的濕面筋含量、蛋白質(zhì)含量和沉降值都極顯著降低，表明晚播不利于小麥籽粒品質(zhì)的提升。

小麥淀粉粒的大小和理化性質(zhì)的不同是影響品質(zhì)的因素之一。譚植等研究發(fā)現(xiàn)，隨著鉀肥施用量的增加，小麥B型淀粉粒體積和表面積占比增加，A型淀粉粒體積和表面積占比降低［24］。閆素輝等研究發(fā)現(xiàn)，晚播使山農(nóng)1391的B型淀粉粒體積、數(shù)目和表面積占比顯著升高，在弱勢粒中，Ｂ型淀粉粒體積占比顯著降低，弱勢粒A型淀粉粒體積占比顯著上升［25］。本研究表明，4個供試小麥品種晚播處理籽粒A型淀粉粒體積、表面積和數(shù)目百分比較對照均極顯著下降，B型淀粉粒體積、表面積和數(shù)目百分比較對照均極顯著增加。在淀粉粒體積、表面積、數(shù)目分布中A型淀粉粒中播期對>10～22 μm淀粉粒組的影響較＞22 μm淀粉粒組大；B型淀粉粒中，播期對<2.8 μm淀粉粒組的影響較2.8～10.0 μm淀粉粒組大。說明播期推遲導(dǎo)致籽粒不同淀粉粒組比例發(fā)生改變。

淀粉黏度參數(shù)等是評價(jià)小麥加工品質(zhì)的重要因素?？琢钇降妊芯堪l(fā)現(xiàn)，隨著播期推遲，玉米的峰值黏度上升，糊化溫度下降［26］。樊艷麗等的研究表明，隨著播種時間的推遲，糯玉米淀粉的峰值黏度、終值黏度、崩解值和谷值黏度均呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢［27］。馮輝等研究發(fā)現(xiàn)，晚播會降低中筋和弱筋小麥的峰值黏度、低谷黏度和最終黏度［28］。本研究表明，與對照相比，晚播處理小麥淀粉峰值黏度、低谷黏度、最終黏度、稀懈值與回升值較對照均極顯著降低，與孔令平等的研究結(jié)果［26，28］一致。

本試驗(yàn)表明，晚播處理極顯著降低4個供試小麥品種穗數(shù)、穗粒數(shù)和產(chǎn)量；與對照相比，蛋白質(zhì)、濕面筋和沉降值極顯著下降；晚播處理籽粒A型淀粉粒體積、表面積和數(shù)目百分比較對照均極顯著下降，B型淀粉粒體積、表面積和數(shù)目百分比較對照均極顯著增加；峰值黏度、低谷黏度、最終黏度、稀懈值和回升值都極顯著降低?？梢姡聿ゲ焕谛←湹矸哿€體體積的增大，進(jìn)而降低淀粉峰值黏度等黏度參數(shù)。

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