施氮水平對小麥百農矮抗５８子粒淀粉積累的影響

摘要：研究了施氮水平對子粒淀粉積累的影響。結果表明，直鏈淀粉積累速率在花后10～15 d達到最大值，支鏈淀粉和總淀粉積累速率則在花后20 d以后達到最大值；花后35 d直鏈淀粉含量以N₁₂₀處理(施純氮120 kg·hm^-2)最低，N₄₈₀處理(施純氮480 kg·hm^-2)次之，二者與N₀(施純氮0 kg·hm^-2)處理的差異均達極顯著水平。支鏈淀粉和總淀粉含量均以N₄₈₀處理最高，分別為66.59%，84.46%與N₀處理的差異達極顯著水平。

關鍵詞：施氮水平；百農矮抗58；淀粉積累；淀粉組分

中圖分類號：S512.1+1.062 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114(2008)05-0518-03

Effects of Nitrogen Levels on Accumulation of Grain Starch of Bainong AK 58

HAN Zhan-jiang，WU Yu-e，GAO Qing-lu，XIE Xiang，XIAO Tong-jian，YANG Xiu-xia

(Life Science and Technology college，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang 453003，Henan，China)

Abstract：Effects of N application levels on starch accumulation was studied. The results indicated that the fastest accumulating rate for amylose appeared during 10~15 d after anthesis，the fastest accumulating rate for amylopectin and total starch appeared in 20 d after anthesis，the amylose content in grains reached the lowest in 35d after anthesis under treatment N₁₂₀(pure N applied 120 kg·hm^-2). The amylopectin and total starch contents in grains of treatment N₄₈₀(pure N applied 480kg·km-2)reached the highest(66.59%，84.46%)，also was most significantly different level with treatment N₀(no N fertilizer applied). The ideal amount of N fertilizer application to the wheat was treatment N₄₈₀(pure N applied 480 kg·hm^-2).

Key words：nitrogen application level；Bainong AK 58；starch accumulation；starch component

小麥品質包括兩個方面，一是營養品質，二是加工品質。大量研究表明小麥品質性狀受其基因型和環境條件共同影響，前人研究多集中于遺傳基因改良及栽培措施對蛋白質、氨基酸的影響等方面。至于氮肥施用對小麥子粒主要成分淀粉形成的影響研究報道較少[1]。淀粉是小麥子粒的主要成分，約占子粒干重的65%，面粉重量的70%～80%[2]，在子粒發育過程中積累的快慢和多少顯著影響產量和品質。小麥胚乳的淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，其成分的差異影響面粉的出粉率、白度、淀粉酶的活性(降落值)和灰分含量；淀粉含量高適于加工餅干與糕點制品，而淀粉的直/支比，凝沉性及黏度等決定著加工產品的外觀品質和食用品質[3-6]，直鏈淀粉含量低的面粉在面條軟度、光滑性、口感、膨脹勢和綜合評分等品質參數上有較好的表現，相反，直鏈淀粉含量過高，則會導致饅頭體積小、韌性差，制成的面條易斷，食用品質降低。以上這些研究多偏重于品種(基因型)或環境條件方面，而圍繞農藝措施的研究相對較為薄弱[7]。

在環境因子中，各種礦質元素具有不同的功能，對品質的形成起著重要作用。關于氮、磷、鉀對小麥品質的影響及其生理機制國內外學者進行了大量研究，但大多數研究多集中在蛋白質對小麥品質的作用上。在氮肥方面，目前大量研究主要集中在氮肥對小麥營養、加工品質的影響上[8-10]。淀粉特性研究目前也多集中在淀粉、直鏈淀粉和面粉糊化特性與面條品質間的關系以及品種比較和篩選方面[11，12]，而把氮肥對小麥品質及淀粉特性的影響結合起來研究較少。本研究以中筋型小麥百農矮抗58(國審麥2005008號)為材料，研究施氮水平條件下，小麥子粒淀粉及其組分積累的動態變化規律，探討施氮水平對小麥子粒淀粉形成的調節效應，旨在為百農矮抗58的優質栽培提供參考。

1 材料與方法

試驗在河南科技學院試驗田進行，前茬為玉米，玉米秸稈全部機械粉碎還田。土壤耕層有機質16.04 g·kg^-1，水解氮87.52 mg·kg^-1，有效磷9.01 mg·kg^-1，有效鉀144.99 mg·kg^-1。試驗設5個施氮水平，即N₀(純氮0 kg·hm^-2)、N₁₂₀(純氮120 kg·hm^-2)、N₂₄₀(純氮240 kg·hm^-2)、N₃₆₀(純氮360 kg·hm^-2)、N₄₈₀(純氮480 kg·hm^-2)，3次重復，小區面積30 m²。

試驗采用小麥新品種百農矮抗58，密度為每公頃225萬基本苗。施肥時期分為拔節期(70%)、孕穗期(30%)，其他管理同一般大田生產。于開花后5、10、15、20、25、30、35 d取子粒，殺青，烘干后制粉，經石油醚脫脂后，用于淀粉含量分析。淀粉含量測定采用何范照的雙波長比色法[13]。

2 結果與分析

2.1 施氮水平對直鏈淀粉積累的影響

施氮水平對直鏈淀粉積累的影響如圖1a。由圖1a可知，隨著開花天數增加，施氮處理小麥子粒直鏈淀粉含量基本呈上升趨勢，均呈“S”形變化曲線。開花后5～10 d緩慢增加，10～15 d含量均迅速上升，15 d后增幅較少，至成熟時達最大值。其中N₂₄₀處理在30 d后仍有升高，N₀處理在花后15 d至成熟時含量明顯高于其他各處理。N₁₂₀，N₂₄₀，N₄₈₀處理差異不大，基本趨向一致。表明施氮量增加對降低子粒中直鏈淀粉含量有一定的作用。

2.2 施氮水平對支鏈淀粉積累的影響

開花后各處理子粒支鏈淀粉含量變化基本呈不斷上升的趨勢(圖1 b)。N₀處理在開花后5～15 d支鏈淀粉含量變化不大，15～30 d增加較快，30 d以后增加緩慢，至成熟時達最大值；N₁₂₀、N₂₄₀和N₃₆₀ 處理支鏈淀粉含量變化基本一致，開花后5～25 d變化緩慢，開花后25～30 d含量增加較快，30 d以后增加緩慢，至成熟時達最大值；N₄₈₀處理開花后5～20 d支鏈淀粉含量增加緩慢，開花20 d后積累量迅速增加。由各處理趨勢圖可看出，開花后35 d其他各處理均比N₀處理支鏈淀粉含量高，因此，適當增加施氮量可以提高百農矮抗58支鏈淀粉的含量。

2.3 施氮水平對總淀粉積累的影響

各處理總淀粉含量變化趨勢與支鏈淀粉變化趨勢基本一致，即隨著灌漿期的推移，子粒中總淀粉的含量逐漸增加。各處理開花后5～10 d總淀粉含量變化不大，N₀處理開花后10～30 d增加較快，30 d后增加緩慢，成熟時達最大值。N₄₈₀處理在開花20 d以后總淀粉含量增加快速，亦在成熟時達最大值，其他3個處理總淀粉含量的變化趨勢基本一致(圖1c)。

2.4 施氮水平對子粒最終淀粉含量及組分的影響

隨著施氮量的增加直鏈淀粉基本呈下降趨勢(表1)，以N₁₂₀處理直鏈淀粉含量為最低，N₄₈₀處理次之，二者與N₀處理的差異均達極顯著水平；支鏈淀粉的含量表現為隨施氮量增加其含量呈上升趨勢，以N₄₈₀處理含量為最高，并與其他處理的差異均達極顯著水平；由于直鏈淀粉含量和支鏈淀粉含量在不同施氮處理間的差異，導致隨施氮量增加總淀粉含量基本呈上升趨勢，以N₄₈₀處理總淀粉含量最高，各處理均也與N₀處理的差異達極顯著水平。直/支比以N₀處理最高，N₄₈₀處理最低。

3 討論

氮肥用量可以明顯影響小麥子粒品質、面粉品質和面條加工品質，選擇適宜的氮肥用量對穩定和提高優質小麥的品質是至關重要的[14]。有研究表明，隨著施氮量的增加，總淀粉含量下降，總淀粉積累量也下降，施氮量對直鏈淀粉和支鏈淀粉積累量的變化規律與總淀粉積累量類似。隨著施氮量的增加，直鏈淀粉、支鏈淀粉積累量均有所下降[15]。本研究結果表明，施氮量對小麥淀粉積累及組分影響很大。隨著施氮量的增加直鏈淀粉含量基本呈下降趨勢，而支鏈淀粉和總淀粉的含量則呈上升趨勢，這與前人研究有不同之處，可能與所選品種有關，有待于進一步研究。本研究范圍內，以N₁₂₀處理直鏈淀粉的含量最低，N₄₈₀處理次之。支鏈淀粉和總淀粉的含量均以N₄₈₀處理含量最高，直/支比最低。僅從淀粉對小麥品質貢獻的角度考慮，施氮量為480 kg·hm^-2時，直鏈淀粉的含量、直/支比均較低，可作為百農矮抗58較為理想的氮肥用量。本文僅就淀粉及其組分積累的動態進行了探討，關于施氮水平對小麥其他品質指標的影響，有待于進一步研究。

參考文獻：

[1] 盛 婧，胡 宏，郭文善，等.施氮模式對皖麥38淀粉形成與產量的效應[J].作物學報，2004，30(5)：507-511.

[2] 杜 朝，楊學舉，劉桂茹，等.小麥面粉淀粉特性與烘烤品質關系的研究[J].河北農業大學學報，2002，25(4)：29-33.

[3] 黃東印，林作揖.冬小麥品質特性與面條加工品質關系的初步研究[J].華北農學報，1990，5(1)：40-45.

[4] MCCORMICK K M，PANOZZO J F，HONG S H. A swelling power test for se-lecting potential noodle quality wheats[J]. Aust J Agric Res，1991，42：317-323.

[5] HOLM J. Bioavailability of starch in various wheat Based Bread product：evaluation of metabolic responses in healthy subjects and rate and extent of in vitro starch digestion[J].American J of Clinical Nutrition，1992，55(2)：420-429.

[6] 張春慶，李晴祺.小麥面粉淀粉特性與烘烤品質關系的研究[J].中國農業科學，1993，26(2)：39-46.

[7] 王晨陽，馬冬云，郭天財，等.不同水、氮處理對小麥淀粉組成及特性的影響[J].作物學報，2004，30(8)：843-846.

[8] 荊 奇，曹衛星，戴廷波.小麥子粒品質形成及其調控研究進展[J].麥類作物，1999，19(4)：46-50.

[9] 徐恒永，趙振東，劉愛峰，等.氮肥對優質專用小麥產量和品質的影響——氮肥對小麥品質的影響[J].山東農業科學，2001，22(3)：13-17.

[10] 楊萍果，周進財，張定一，等.氮肥施用量對冬小麥產量和品質的影響[J].山西農業大學學報(自然科學版)，2002，22(3)：206-208.

[11] PETERSON. 基因型和環境對硬紅粒冬小麥品質性狀的影響[J].國外農學-麥類作物，1992，(4)：10-14.

[12] 姚大年，李保云，梁榮奇，等.基因型和環境對小麥品種淀粉性狀及面條品質的影響[J].中國農業大學學報，2000，5(1)：63-68.

[13] 何照范.糧油子粒品質及其分析技術[M].北京：農業出版社，1985.

[14] 張 強，戴其根，張洪程，等.肥用量對中筋專用小麥品質的影響[J].安徽農業科學，2004，32(2)：299-301.

[15] 曹衛星，郭文善，王龍俊，等.小麥品質生理生態及調優技術[M].北京：中國農業出版社，2005.

(責任編輯 鄭 威)