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农作物
不同筋力小麦蛋白质品质形成机理及施肥调控的研究
2001~2003年连续两年在豫西有代表性的水地和旱地大田生产条件下,以强筋型小麦品种郑州9023和弱筋型小麦品种豫麦50为材料,研究了两种筋型小麦品种籽粒蛋白质品质的形成规律、氮素吸收、积累与分配规律、氮素同化特性、蛋白质代谢特性及施肥对产量与品质的调节效应。其中2001~2002年采用水旱对照处理,水地分别于越冬期、拔节期、药隔期各灌水一次,旱地全生育期均不浇水;2002~2003年因小麦生育期间自然降水较多,全生育期均没灌水。主要试验结果如下: 1.不同施肥处理对不同筋力小麦品种籽粒粗蛋白含量的效应不同。施N可增加强筋型小麦郑州9023的籽粒蛋白质含量,而单施P肥和K肥均产生负效应,P配合N施入增加蛋白质含量的效果明显,甚至超过单施N的效应。K即使配合N施入仍降低籽粒蛋白质含量,这可能是土壤中钾含量较高的原因。单施 N肥和K肥均对豫麦50籽粒蛋白质含量具有正效应,但单施P肥则对其有负效应。施用P、K肥配合施N均可增加其籽粒蛋白质含量。 同一施肥方式对两种筋型小麦的籽粒蛋白质含量调控作用不同。N和NP处理籽粒灌浆成熟过程中郑州9023的蛋白质含量始终高于豫麦50,两处理与CK相比,郑州9023分别增加了4.87%和5.05%,豫麦50分别增加了4.72%和4.26%;CK和P处理花后30d之前豫麦50较高,花后36d郑州9023较高;PK和NPK处理花后30d前郑州9023高于豫麦50,成熟时豫麦50较高;K和NK处理花后30~36d之后豫麦50籽粒蛋白质含量高于郑州9023。可见施肥对强筋型小麦郑州9023的作用大于弱筋型小麦豫麦50,特别是灌浆末期至成熟,施K严重限制了强筋型小麦郑州9023籽粒蛋白质含量的升高,致使其最终蛋白质含量较低。 2.在小麦籽粒灌浆成熟过程中,各营养器官中游离氨基酸总含量均呈下降 趋势,施肥对两品种各器官中游离氨基酸含量均产生一定的调节效应。其中,施N可明显提高营养器官在籽粒灌浆过程中保持较高的游离氨基酸含量。在灌浆后期至成熟期,K配合N施入能增加叶片和穗轴+颖壳中的游离氨基酸含量;P配合N施入可增加茎鞘中游离氨基酸含量。施N及P和N配合能明显增加两品种灌浆至成熟期间籽粒游离氨基酸含量,施K还能增加豫麦50灌浆后期至成熟期籽粒游离氨基酸含量。本试验还表明,不同施肥方式对蛋白质组分产生不同的效应,N、K肥配合使用能明显增加成熟期籽粒醇溶蛋白含量和谷蛋白含量,进而改善其烘烤品质。 3.表征小麦蛋白质质量的谷蛋白大聚合体(GMP)含量两品种在灌浆后期至成熟期有一定差异,其中,强筋型小麦品种郑州9023籽粒GMP含量在此期呈逐渐降低的趋势,而弱筋型小麦品种豫麦50则表现为持续升高,最终郑州9023籽粒GMP含量明显低于豫麦50。N、P、K、NP、NPK处理均可推迟郑州9023生育后期GMP含量降低的时间;除P处理外,豫麦50其余各施肥处理的籽粒GMP含量在后期均持续升高。通过合理肥料配比延缓郑州9023后期GMP含量降低的时间,减小降低幅度是提高其GMP含量的有效措施, 4.郑州9023N、P配施可增加开花前植株的全氮含量,而单施K肥或与N和P配施均降低开花期植株的全氮含量;而对于豫麦50来说,N、P、K单施和配施均可增加齐穗期植株全氮含量,且以施K的效应较好。从齐穗至成熟期,两品种植株营养体各器官氮百分含量均呈逐渐下降的趋势,至成熟期含量最低,且不同营养体器官中的氮含量在不同生育时期存在一定差异,即齐穗~灌浆期均表现为旗叶﹥倒二叶﹥倒三叶﹥茎秆;成熟期表现为倒二叶﹥旗叶﹥茎杆。两品种各处理植株营养体各器官氮的转运量、转运效率及转运氮对籽粒氮的贡献率,均表现为旗叶﹥倒二叶﹥倒三叶﹥茎秆。可见,叶片是贮存和向籽粒中运转氮素的主要营养器官,对籽粒中氮素的积累和蛋白质形成中起重要作用。 5.施肥对小麦籽粒发育期间GS活性具有一定的调控效应。施N和K可减缓籽粒灌浆中期GS活性降低速度,且在成熟前对增加籽粒GS活性仍有一定促进作用;施P即使配合施N对小麦籽粒GS活性仍产生负效应,尤以豫麦50表现更加明显。 6.两品种各器官可溶性蛋白含量比较,以叶片和穗中含量较高,茎和叶鞘中含量较低,其中籽粒灌浆期旗叶中可溶性蛋白含量明显高于倒2~3叶和穗,成熟期叶片和穗部可溶性蛋白含量接近。可见,叶片和穗是籽粒灌浆过程中的主要光合器官,且对籽粒蛋白质贡献较大。品种间比较,灌浆期郑州9023叶片的可溶性蛋白含量均高于豫麦50,而乳熟末期至成熟期各营养器官中可溶性蛋白含量又均低于豫麦50。由此表明,强筋小麦品种郑州9023在灌浆期叶片中可溶性蛋白含量较高,降解速度较为缓慢,这对提高其光合作用具有积极作用;而成熟期该品种叶片中可溶性蛋白含量较低,说明其后期蛋白质降解较充分,从而有利于氮素向籽粒中转移。本研究还发现,施氮可提高营养器官中可溶性蛋白质含量,对延缓后期叶片衰老有一定调节效应。 7.在不同水肥处理下不同品质指标变化程度不同,其中吸水率、面粉蛋白、湿面筋含量、降落值的变异系数较低;弱化度、稳定时间、形成时间的变异系数较高。两品种在降水较多的年份或灌水条件下形成时间和稳定时间均以CK为最高,灌水条件下郑州9023弱化度均高于对照。而在肥料充足的条件下,适当干旱有利于提高面团形成
机 构:
领 域:
硕士论文
《河南农业大学》 2004年硕士论文

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