生態條件和施磷量對四川不同筋力型小麥籽粒產量與蛋白質品質的影響

柳偉偉，馬宏亮，樊高瓊，李 勇，莫 飄，郭 翔

(1.四川農業大學農學院/農業部西南作物生理生態與耕作重點實驗室，四川成都 611130；2.四川省農業氣象中心，四川成都 610072)

以四川省為主的西南冬麥區是我國繼黃淮海和長江中下游之后的第三大小麥優勢產區[1]，小麥主要分布在川中丘陵和川西平原，川中丘陵種植形式為旱地小麥，川西平原為稻茬小麥，兩大區域氣候條件不同，土壤類型不同，產量和品質潛力不同。一直以來，產量被過多關注，而有關品質的研究較少，生產上缺乏優質專用品種。在當今提質增效的大背景下，針對區域環境篩選優質專用品種，配合適宜栽培措施則顯得尤為必要和重要。

施肥是影響小麥產量和品質的重要栽培措施之一。適當增施磷肥能夠促進強筋小麥和弱筋小麥的生長發育，并提高其產量，對強筋小麥及其面制品的加工品質有益[2,4]。磷肥施用效果受諸多因素影響，磷肥種類、施用方式及其施用量等顯著影響小麥產量[5-7]。小麥籽粒品質受基因型影響較大[8]，地力水平也對其有很大影響[9]。川中丘陵和川西平原是四川小麥兩大主產區，川中丘陵以鈣質紫色土為主，缺氮缺磷，土壤干旱貧瘠，川西平原沖積土以水稻土為主，土壤整體肥力較高，氮足磷豐。兩大區域土壤基礎肥力不同，小麥優質豐產對磷肥的需求也不同，而有關施磷與四川小麥產量及品質關系的研究較少。四川現有育成小麥品種中，強、中、弱筋類型均有，但受環境和栽培措施的影響，品質表現不穩定[10]，加工適應性較差，每年需調入100萬t小麥(與省內生產總量接近)用于配粉，以滿足食品加工和消費者的各種需求[11-12]，尤其是面條制品原料需求最大。鑒于此，本試驗擬在四川小麥主要分布區域——川西平原和川中丘陵區，以代表性中筋、中強筋小麥品種為材料，研究不同施磷量對小麥產量及蛋白質品質的影響，分析生態條件、施磷量、基因型間的互作關系，以期為四川小麥優質高產品種篩選和品質區劃以及調優栽培措施的制定提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料、地點及氣象條件

2013年10月-2014年5月以四川省近10年育成的中強筋(蜀麥482、蜀麥969和玉脈1號)、中筋(川麥55、綿麥37和內麥9號)兩種筋力型共6個品種為材料，在四川省眉山市仁壽縣(川中丘陵麥區代表)和成都市溫江區(川西平原麥區代表)進行田間試驗。仁壽點成土母質為紫色土，pH 7.59，有機質46.32 g·kg-1，堿解氮 36.45 mg·kg-1，速效磷 9.34 mg·kg-1，速效鉀 77.95 mg·kg-1，前作為大豆；溫江點成土母質為沖積土，pH 6.52，有機質37.29 g·kg-1，堿解氮 95.21 mg·kg-1，速效磷 31.47 mg·kg-1，速效鉀 38.99 mg·kg-1，前作為水稻，兩生態點小麥播種至成熟階段的氣溫和降水量有明顯差異。

1.2 試驗設計

試驗采用二因素裂區設計，主因素為施磷(P2O5)量，設不施磷P0、中磷P1(75 kg·hm-2)及高磷P2(150 kg·hm-2)3個水平；副因素為基因型，即6個小麥品種；小區面積為9.1 m2(3.5 m × 2.6 m)，3次重復。旋耕后開溝點播，行距20 cm，穴距10 cm，基本苗為215.5 萬株·hm-2。仁壽點于10月26日，溫江點于10月30日播種，每公頃施用純N 120 kg、K2O 75 kg，其中，70%氮肥及全部磷、鉀肥基施，30%氮肥于苗期追施，其他栽培措施同當地大田生產。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 產量及產量構成因素

收獲前調查穗數，并分4行連續采取30個麥穗，調查穗粒數和千粒重，每小區單打實收計產。

1.3.2 籽粒蛋白質品質測定

磨粉：收獲后脫粒晾曬，常溫儲存2個月磨粉。按照14%水分含量潤麥后，用Brabender Quadrumat Junior實驗磨磨粉，面粉后熟一個月后用于測定品質性狀。

蛋白質含量：采用Foss kjeltec 8400定氮儀測定籽粒含氮量，蛋白質換算系數為5.7。

Zeleny-沉降值：按GB/T 21119-2007，采用CAU-B型沉淀值測定儀測定。

濕面筋含量：按照國標GB/T 14608-1993，采用Glutomatic 2100/2102型面筋儀(Perten)測定。

面筋指數：按照國標SB/T 10248-1995，采用2200型面筋指數測定儀(Perten)測定。

1.4 數據處理

采用Excel 2007 進行數據整理，用DPS 7.05對數據進行統計分析，用LSD法進行多重比較及差異顯著性分析，并用Sigma Plot 10.0作圖。

2 結果與分析

2.1 小麥籽粒產量及蛋白質品質分析

從表1可見，生態點、施磷量、基因型顯著影響籽粒產量、有效穗數、蛋白質含量、沉淀值和濕面筋含量，其中，小麥籽粒產量、有效穗數、蛋白質含量、沉淀值和濕面筋含量的生態條件效應最大，其方差分別占相應總方差的46.7%、79.8%、76.2%、76.0%、79.6%；面筋指數的基因型效應最大，占總方差的97.8%。千粒重、穗粒數、蛋白質含量和濕面筋含量的生態條件×基因型、施磷量×基因型和生態條件×施磷量×基因型(除產量)互作效應均達到顯著水平。

2.2 生態條件、基因型、施磷量對小麥籽粒產量及蛋白質品質的影響

由表2可見，仁壽點小麥產量及穗數顯著低于溫江點；小麥籽粒的蛋白質含量、沉淀值及濕面筋含量顯著高于溫江點。仁壽點小麥籽粒蛋白質含量基本達到中筋小麥標準(蛋白質含量≥12.5%， GB/T 17320-2013)，濕面筋含量和沉淀值達到中強筋小麥標準(濕面筋含量≥28%、沉淀值≥35 mL)，接近強筋小麥標準(濕面筋含量≥30%、沉淀值≥40 mL)。溫江點小麥則屬于弱筋類(蛋白質含量<12.5%、濕面筋含量<26%、沉淀值<30 mL)。面筋指數溫江點較高，但兩點差異不顯著。

施用磷肥顯著提高了小麥籽粒產量，P2處理最高，但與P1處理差異不顯著，增產的原因在于施磷后穗數的提高。同時，施磷顯著提高了小麥籽粒蛋白質含量，以P1處理最高；P2處理顯著降低了小麥的沉淀值；兩個施磷處理均顯著降低小麥濕面筋含量；面筋指數在各處理間差異不顯著。

表1 生態條件、施磷量、基因型對小麥籽粒被測指標的方差分析Table 1 Variance analysis of ecological conditions, phosphorus application, and genotype on tested wheat grainindices

*：P<0.05, **：P<0.01.

基因型間比較發現，川麥55、綿麥37和蜀麥969的產量可達到或接近6 000 kg·hm-2，顯著高于其余3個品種，三者蛋白質含量及面筋質量總體較低。玉脈1號的產量最低，蛋白質質量最高。品種間不同產量構成因素差異較大，穗數以蜀麥482最高；穗粒數以川麥55最大，蜀麥482和玉脈1號最低，僅35粒左右；千粒重以玉脈1號最大，川麥55最低。蛋白質含量以蜀麥482和玉脈1號較高，達到12%以上，二者沉淀值、濕面筋含量均高于其余品種，而綿麥37和蜀麥969蛋白質含量最低，沉淀值、濕面筋含量較低。蜀麥482蛋白質含量達到中筋小麥標準，沉淀值和濕面筋含量達到中強筋小麥標準。

2.3 生態條件與施磷量互作對小麥籽粒產量及蛋白質品質的影響

由表3可知，兩個生態點施磷均提高了小麥產量，仁壽點顯著高于對照，溫江點與對照差異不顯著；仁壽點蛋白質含量隨施磷量增加而增加，P1和P2處理間差異不顯著，二者均顯著高于對照；溫江點僅P1處理小麥蛋白質含量顯著增加。沉淀值隨施磷量增加而降低，仁壽點P0、P1、P2處理間差異均顯著；溫江點P2處理顯著低于其他兩個處理。就濕面筋含量而言，溫江點不同磷肥處理間差異不顯著，仁壽點P1、P2顯著低于P0。不同施磷處理對于兩個生態點小麥的面筋指數均無顯著影響。

同列相同因素數據后不同字母表示處理間差異達5%顯著水平。下同。

Different letters in same column and factor indicate significant difference at 5% level among treatments.The same below.

2.4 生態條件和基因型互作對小麥籽粒產量及蛋白質品質的影響

由表4可知，仁壽點蜀麥969、綿麥37、川麥55產量顯著高于其余三個品種；溫江點各品種間產量差異較大，以川麥55最高，其次為蜀麥969、綿麥37。仁壽點蛋白質含量、沉淀值、濕面筋含量均以蜀麥482最高，達到強筋小麥標準，其次是玉脈1號，其蛋白質含量達到中筋小麥標準，沉淀值和濕面筋含量達到強筋小麥標準，內麥9號的沉淀值和濕面筋含量也達到中強筋小麥標準。溫江點整體適合弱筋小麥生產，除玉脈1號外，其余5個品種均達到弱筋小麥標準。

2.5 生態條件、施磷量及基因型互作對小麥籽粒產量及蛋白質品質的影響

溫江點產量高于仁壽(圖1)，不施磷(P0)條件下，其產量差最大，因而施磷對仁壽點的增產促進作用更大。生態點×基因型×施磷量互作下蛋白質含量最高的為仁壽點P2G4，溫江點為P0G6，且僅該組合高于仁壽點同類組合；沉淀值仁壽點在P0、P1、P2下均以G3、G4、G6較高，溫江點則以P0G6、P1G6、P2G6相對較好，且整體沉淀值含量偏低，可見仁壽點更適合強筋品種生產，且可供選擇的品種范圍更廣。濕面筋含量在仁壽點以P0G4最高，溫江點以P0G6最高。

3 討 論

3.1 四川小麥品質區域差異及不同筋力型小麥品質適應性

四川小麥主要分布在川中丘陵和川西平原，川中丘陵主要為旱地小麥，川西平原主要為稻茬小麥。川中丘陵以紫色土為主，土壤貧瘠，川西平原以灰色、灰棕色沖積土為主，相對肥沃，速效氮和速效磷以較高，速效鉀則相反；丘陵的溫光條件優于平原[13]。光、溫、水等氣候資源、地形及土壤類型與成土母質、種植制度等的不同，必然導致小麥產量與品質潛力不同。

生態條件和基因型顯著影響小麥產量和品質[14-15]。趙 春等[16]認為，蛋白質含量、濕面筋含量受環境的影響最大；李朝蘇等[17]認為，有關蛋白質的多數性狀主要受環境的影響。本試驗結果表明，生態條件對小麥蛋白質含量和濕面筋含量有極顯著的效應，小麥產量及蛋白質品質的生態點、基因型效應達到顯著水平，與前人研究一致[18-19]。

2個試驗點中，仁壽點的蛋白質品質較溫江點高1個百分點以上，沉淀值和濕面筋含量明顯高于溫江點，適合中筋甚至中強筋小麥生產。仁壽點小麥產量較低，施磷對小麥的增產作用較大。仁壽點蜀麥482整體達到強筋小麥標準，玉脈1號的沉淀值和濕面筋含量達到強筋小麥標準。優質面條小麥品種要求蛋白質含量≥12%，濕面筋含量≥28%，沉降值≥40 mL[20-21]，從這3個指標看，蜀麥482、玉脈1號達到了優質面條小麥標準。試驗選用的6個小麥品種，根據品種審定時的品質參數，均達到中強筋或中筋品質要求，但在生產實踐中，溫江點除玉脈1號外，其余5個品種均達到弱筋小麥標準，再次驗證生態環境對品質的重要作用。可以認為，以溫江點為代表的川西平原稻茬小麥區，更適合弱筋小麥生產，今后應加強該區域品種篩選及優質豐產配套栽培措施研究。

G1:川麥55； G2:綿麥37； G3:內麥9號； G4:蜀麥482； G5:蜀麥969； G6:玉脈1號。

G1:Chuanmai 55；G2:Mianmai 37；G3:Neimai 9；G4:Shumai 482；G5:Shumai 969； G6:Yumai 1.

圖1生態條件、施磷量及基因型互作對小麥籽粒產量及蛋白質品質的影響

Fig.1Effectoflocation,phosphorusandgenotypeinteractionsongrainyieldandproteinqualityofwheat

3.2 施磷量對小麥產量及蛋白質品質的影響

易杰忠等[22]認為，適量施用氮肥和鉀肥的基礎上施用磷肥，可提高小麥有效穗數、穗粒數、千粒重、生物產量及籽粒產量；Zhu等[23]認為，適當增施磷肥可以提高小麥產量及蛋白質含量；孫慧敏等[24]研究發現，在一定范圍內施用磷肥(0～75 kg·hm-2)顯著提高了籽粒蛋白質含量，而超過150 kg·hm-2時，籽粒加工品質下降；張 銘等[25]研究認為，施磷對低肥力條件下的小麥籽粒品質有顯著正效應，而在中、高地力情況下，磷肥對蛋白質品質呈負效應。本研究中，磷肥的增產作用顯著，但不同生態點增幅差異大。仁壽點土壤缺氮、缺磷，75和150 kg·hm-2施磷量分別較不施磷增產45%和42%，溫江點氮足磷豐，75和150 kg·hm-2施磷量分別較不施磷增產0.04%和0.07%，再次證明前人關于缺磷地塊增磷增產的論點。仁壽點75和150 kg·hm-2施磷量下產量差異不顯著，說明75 kg hm-2施磷量已能滿足其豐產要求。

就蛋白質性狀而言，仁壽點小麥蛋白質平均含量(12.38%)接近中筋小麥標準(蛋白質含量≥12.5%， GB/T 17320-2013)，濕面筋含量和沉淀值達到中強筋小麥標準(濕面筋含量≥28%、沉淀值≥35 mL)，接近強筋小麥標準(濕面筋含量≥30%、沉淀值≥40 mL)，蛋白質含量低是限制其晉級的關鍵因子，而施磷提高了仁壽點籽粒蛋白質含量，75 kg·hm-2處理下蛋白質含量提高至12.54%，有利于仁壽點小麥品質的改良。溫江點小麥蛋白質含量普遍較低，中強筋品種在該區域種植后，也表現為弱筋性狀，推測與該區域氣候條件及土壤特性有關。仁壽點施磷普遍增加了各品種蛋白質含量，溫江點施磷后提高了川麥55、內麥9號、蜀麥969蛋白質含量，降低了綿麥37、蜀麥482、玉脈1號蛋白質含量，生態點×基因型×施磷量互作效應極顯著，可見品質調控的復雜性，有關溫江點基因型與磷肥的互作效應還需進一步研究。

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