灌水頻次對強筋冬小麥籽粒谷蛋白特性和品質的影響

摘要：在防雨池栽培條件下，以優質強筋小麥品種濟麥20為試驗材料，研究了不同灌水頻次對籽粒蛋白質組分及其品質(粉質儀參數和濕面筋含量)的影響。結果表明：面團形成時間、面團穩定時間和濕面筋含量均隨灌水次數的增加呈先升高后降低的趨勢，其中以灌兩水(w2)處理最優。可溶性谷蛋白含量、不溶性谷蛋白含量、谷蛋白總含量、不溶性谷蛋白／谷蛋白比值、D(4，3)和D(3，2)也呈現類似的變化趨勢。逐步回歸分析表明，不同灌水處理條件下，不溶性谷蛋白含量是影響面團穩定時間的關鍵因素。

關鍵詞：冬小麥；灌水；籽粒品質

中圖分類號：S512 1 10.71 文獻標識號：A 文章編號：1001—4942(2010)08—0027—04

品種的遺傳特性和栽培措施對小麥產量和品質有很大影響。通過合理的栽培措施使小麥品種的遺傳特性得到充分的表達，進而促進產量和品質的協同提高，并節約自然資源和生產成本，獲得最大效益，是現代小麥生產的重要目標。郭天財等(2004)認為環境因素對籽粒蛋白質含量和面團形成時間的作用最大。水分供應狀況是影響小麥籽粒品質的重要因子。前人已有大量的研究表明：小麥籽粒蛋白質含量和品質隨降水量的增加而改善，超過－定限度后則表現為降低。本研究在防雨池栽培條件下設計了不同灌水頻次試驗，模擬不同供水量對籽粒品質(粉質儀參數)、籽粒蛋白質及其各組分含量的影響，以期為優質小麥高產優質栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1供試材料與設計

試驗于2008—2009年在防雨池條件下進行。試驗土壤類型為中壤，O—20 em土層養分含量為：有機質15.7 g／kg，全氮O.6 g／kg，速效氮71.5mg／kg，速效磷12.5 mg／kg，速效鉀80.5 mg／kg。

供試品種為強筋小麥濟麥20。于2008年lO月15日播種，每平方米基本苗為150株。2009年6月15日收獲。栽培池面積為3 m×3 m，深2 m，播種前按每公頃純氮120 kg，P205 105 kg，K20 150 kg施底肥，拔節期按每公頃純氮120 kg追肥。氮肥為尿素，磷肥為磷酸二銨，鉀肥為硫酸鉀。

設置不同灌水頻次處理：拔節期灌1次水(WI)；冬前和拔節期灌2次水(W2)；冬前、拔節期和開花期灌3次水(W3)；冬前、拔節期、開花期和灌漿期灌4次水(W4)。每次灌水量為60mm。灌水量用水表控制。試驗采用隨機區組排列，3次重復，其他管理措施同－般高產田。成熟期取樣并進行單株分析、實收計產，籽粒貯存3個月后進行品質化驗分析。

1.2測定項目與方法1.2.1 小麥品質測定全麥粉用瑞士Perten公司生產的3100型試驗磨磨制，面粉用德國Bra.bender公司生產的Buhler試驗磨磨制，細度均為100目。籽粒蛋白質含量采用GB 2905—1982谷類、豆類作物種子粗蛋白質測定法(半微量凱氏定氮法)；面粉濕面筋含量用瑞士Perten公司生產的2200型面筋洗滌儀按GB／T14608—93測定；面團流變學特性用德國Brabender公司生產的810106002型粉質儀按照GB／T14614—2006測定。

1.2.2籽粒蛋白質組分測定參照Gupta等(1993)的方法(高效液相色譜法)測定。稱O.Olg全麥粉放入2 ml離心管內，加入0.1 mol／L磷酸鈉緩沖液(pH 6.9)1 ml和2％(W／V)SDS，60％振蕩2 h后，20~C下12 500×g離心30 rain，上清液為可溶性蛋白提取液；剩余物加人2％SDS磷酸緩沖液1 ml，用輸出壓25 w、23 kHz超聲15s，混勻，離心，上清液為不溶性蛋白提取液。兩種蛋白質提取液過0.45 Ixm濾膜，進樣20，色譜柱為TSK—GEL G4000 SW(7.5×300 mm)+保護柱(TSK—GEL G3000 SW，7.5 x75 mm)。流動相：磷酸鈉緩沖液(0.1 mol／L。pH 6.9)+O.1％(w／v)SDS溶液，流速O.7 ml／min，柱溫20~(i，吸收波長為214 n／n。

1.2.3谷蛋白大聚合體粒度測定參考Don等(2003)方法，稱l_5 g脫脂面粉，放入50 ml離心管，加1.5％SDS溶液30 ml，混勻，20~C、75 000×g離心30 min，倒掉上清液，取上層蛋白質凝膠放入另－50 rnl離心管，加入1.5％SDS溶液再提取－次，取上層蛋白質凝膠1 g放入1O ml離心管，加1.5％SDS溶液10 ml，混勻，取其懸浮液，在激光粒度儀(Beckman Coulter公司生產，IJs 13320型激光衍射粒度分析儀)上測定。

1.3數據統計分析 試驗數據采用Microsoft Excel 2007軟件進行處理，采用DPS 2003軟件進行統計分析，多重比較采用LSD法，相關分析采用線性相關分析方法，測驗檢測相關系數的顯著性，應用逐步回歸方法進行回歸分析。

2 結果與分析

2.1 灌水頻次對小麥籽粒蛋白質及其各組分含量的影響

由表1可知，可溶性谷蛋白含量、不溶性谷蛋白含量、谷蛋白總含量和不溶性谷蛋白／谷蛋白比值均表現為隨灌水次數的增加呈先升高后降低的趨勢。W2處理(灌兩水)的不溶性谷蛋白含量、谷蛋白含量和不溶性谷蛋白／谷蛋白比值均顯著高于其他灌水處理，而可溶性谷蛋白含量與W3處理差異不顯著，與WI、W4差異顯著。

2.2灌水頻次對谷蛋白大聚合體粒度的影響

如表2所示，籽粒中谷蛋白大聚合體顆粒的體積加權平均粒徑和表面積加權平均粒徑均隨灌水次數的增加呈先上升后下降的趨勢。其中均以W2處理的值最高，且顯著高于其他灌水處理。

2.3 灌水頻次對小麥籽粒品質參數的影響

由表3可見，W2處理的面團穩定時間和面團形成時間均顯著優于其它處理。從而表明，小麥生育期適量灌水可以改善籽粒品質，但是水分供應不足或者過量都會對籽粒品質產生不利影響。由表3還可以發現，灌水次數的變化對吸水率和濕面筋影響不及對前兩者的影響。

2.4谷蛋白組分含量對面團流變學特性的影響

將不同處理小麥面團穩定時間、面團形成時間、濕面筋含量、吸水率與谷蛋白組分、谷蛋白大聚合體粒度進行相關分析(表4)。可溶性谷蛋白含量與濕面筋含量呈極顯著正相關，不溶性谷蛋白含量與面團形成時間、面團穩定時間分別呈顯著正相關和極顯著正相關，不溶性谷蛋白／谷蛋白比值與面團穩定時間和形成時間、谷蛋白總含量與面團穩定時間和濕面筋含量的相關系數均達到顯著水平。體積加權平均粒徑D(4，3)和表面積加權平均粒徑D(3，2)均與面團形成時間和面團穩定時間呈顯著正相關。從而表明，谷蛋白及其各組分含量和谷蛋白大聚合體粒度是面團特性的重要決定因素；這些組分和谷蛋白大聚合體粒度對濕面筋含量、穩定時間和形成時間影響較大，但對吸水率影響較小。

表4谷蛋白組分與面團流變學性狀的相關系數

2.5蛋白質組分及其比例影響面團穩定時間的效應分析

為了進－步明確灌水頻次改變影響面團流變學特性的關鍵因子，以可溶性谷蛋白含量、不溶性谷蛋白含量、谷蛋白總含量、不溶性谷蛋白／谷蛋白比值、濕面筋含量、面團形成時間、谷蛋白大聚合體體積加權平均粒徑D(4，3)和表面積加權平均粒徑D(3，2)為自變量，面團穩定時間為依變量，進行逐步回歸分析，則得到回歸方程為：Y：－2.3495+3.7728X3(其中)(3表示不溶性谷蛋白含量)。對回歸方程進行顯著性檢驗，均達極顯著水平，說明建立的方程能很好地反映面團穩定時間與各影響因素間的關系。可見，不同水分處理條件下，不溶性谷蛋白含量的改變是導致面團穩定時間發生變化的關鍵因子。

3 討論與結論

小麥供水狀況是影響小麥籽粒品質的重要因素。前人研究結果表明，適量灌水有利于提高小麥籽粒產量和蛋白質產量，改善籽粒品質(粉質儀參數)，但隨灌水量的增加小麥籽粒品質明顯下降。本試驗中，籽粒谷蛋白及其各組分含量、D(4，3)和D(3，2)、面團品質特性(形成時間和穩定時間)和濕面筋含量也呈現出隨灌水次數增加先上升后下降的趨勢，且均在灌兩水時達到最高。相關性分析表明：谷蛋白總含量、不溶性谷蛋白／谷蛋白比值、D(4，3)和D(3，2)與面團穩定時間達到顯著性相關，不溶性谷蛋白含量與其達到極顯著相關。回歸分析結果表明：不同水分運籌條件下，不溶性谷蛋白含量的改變是導致面團穩定時間發生變化的關鍵因子。