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作物杂志,2023, 第1期: 163–169 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2023.01.024

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

施氮量对北部冬麦区种植弱筋小麦产量与品质的影响

马瑞琦1,2(), 王德梅1, 陶志强1, 王艳杰1, 杨玉双1, 赵广才1(), 常旭虹1()   

  1. 1中国农业科学院作物科学研究所/农业农村部作物生理生态重点实验室，100081，北京
    2山东农业大学农学院，271000，山东泰安
  • 收稿日期:2021-11-17 修回日期:2022-09-20 出版日期:2023-02-15 发布日期:2023-02-22
  • 通讯作者: 赵广才，研究方向为小麦高产栽培理论与技术，E-mail：zhaoguangcai@caas.cn；常旭虹，研究方向为小麦高产栽培理论与技术，E-mail：changxuhong@caas.cn
  • 作者简介:马瑞琦，研究方向为小麦高产栽培理论与技术，E-mail：18234475334@163.com
  • 基金资助:
    财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系(CARS-03);中国农业科学院科技创新工程(CAAS- ZDRW202002)

Effects of Nitrogen Application Rate on Yield and Quality of Weak Gluten Wheat in Northern Winter Wheat Region

Ma Ruiqi1,2(), Wang Demei1, Tao Zhiqiang1, Wang Yanjie1, Yang Yushuang1, Zhao Guangcai1(), Chang Xuhong1()   

  1. 1Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Crop Physiology and Ecology, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100081, China
    2College of Agronomy, Shandong Agriculture University, Tai'an 271000, Shandong, China
  • Received:2021-11-17 Revised:2022-09-20 Online:2023-02-15 Published:2023-02-22

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174

摘要：

试验于2016-2017年在中国农业科学院作物科学研究所北京试验基地进行，采用两因素随机区组设计，A因素为弱筋小麦品种扬麦22和扬麦15，B因素为3个施氮量水平180、210、240kg/hm2（底施纯氮105kg/hm2，于拔节期追施剩余氮量），探究施氮量对北部冬麦区种植弱筋小麦产量及品质的影响。结果表明，在施氮量180~240kg/hm2范围内，籽粒产量、单位面积穗数、穗粒数、千粒重、蛋白质产量及生物产量均随施氮量的增加而提高。随施氮量的增加，蛋白质总量及组分含量呈增加趋势，其中醇溶蛋白和谷蛋白的增加幅度高于清蛋白和球蛋白，与施氮量180kg/hm2相比，210、240kg/hm2处理谷醇比分别降低0.27和0.41个百分点；容重、硬度和出粉率均表现为扬麦22>扬麦15；2个小麦品种的沉淀值、湿面筋、吸水率、面团形成时间、稳定时间和粉质评价值均随施氮量的增加而增加，平均增幅分别为5.53%、2.54%、0.54%、17.82%、7.07%和14.17%；弱化度随施氮量增加而降低，2个品种分别降低9.65%和12.00%。因此，综合考虑肥料投入、小麦产量及品质指标，在北部冬麦区对弱筋小麦施氮180kg/hm2可获得较高的产量和加工品质。

关键词: 施氮量, 弱筋小麦, 产量, 品质

Abstract:

In Beijing experiment base of Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, a two-factor randomized block design was conducted to explore the effects of nitrogen application on the yield and quality of weak-gluten wheat in northern winter wheat regions during 2016-2017. The factor A was weak gluten wheat cultivar (Yangmai 22 and Yangmai 15) and the factor B was nitrogen rate (N 180, 210 and 240kg/ha). The results showed that within the nitrogen range of 180-240kg/ha, grain yield, ear number per unit area, grain number per ear, 1000-grain weight, protein yield and biological yield all increased with the increase of nitrogen application rate. With the increase of nitrogen application rate, the total protein and contents of its components showed an increasing trend, and the increase of gliadin and glutenin was higher than that of albumin and globulin. Compared with treatment of 180kg/ha, the ratio of gluten to alcohol under 210 and 240kg/ha treatments decreased by 0.27 and 0.41 percentage points, respectively; bulk density, hardness, and flour extraction rate were expressed as Yangmai 22 > Yangmai 15. Sedimentation, wet gluten, water absorption, dough formation time, stable time, and farinograph quality value of the two quality types of wheat all increased with the increase of nitrogen application rate with the average increase rates of 5.53%, 2.54%, 0.54%, 17.82%, 7.07% and 14.17%, respectively. The degree of weakening decreased with the increase of nitrogen application rate, and the two varieties decreased by 9.65% and 12.00%, respectively. Therefore, comprehensively considering fertilizer input, wheat yield and quality indicators, applying N 180kg/ha to weak gluten wheat in the northern winter wheat regions could obtain higher yield and processing quality.

Key words: Nitrogen application rate, Weak gluten wheat, Yield, Quality

表1

品种与施氮量对小麦籽粒蛋白质及其组分的影响

处理
Treatment		 清蛋白
Albumin
(%)		 球蛋白
Globulin
(%)		 醇溶蛋白
Gliadin
(%)		 谷蛋白
Glutenin
(%)		 贮藏蛋白
Gliadin+
glutenin (%)		 可溶性蛋白
Albumin+
globulin (%)		 谷醇比
Glutenin/
Gliadin		 蛋白质含量
Protein
content (%)
扬麦22 Yangmai 22 2.03a 1.36a 2.97a 4.72a 7.70a 3.39a 1.63a 13.24a
扬麦15 Yangmai 15 2.06a 1.32a 2.82b 4.49b 7.32b 3.38a 1.60b 13.08a
B1 1.96c 1.31a 2.47c 4.52b 7.00c 3.26b 1.84a 12.85b
B2 2.00b 1.34a 2.92b 4.59b 7.51b 3.35b 1.57b 13.03b
B3 2.17a 1.37a 3.30a 4.71a 8.01a 3.54a 1.43c 13.59a

表2

不同处理对小麦籽粒蛋白质及其组分的影响

处理
Treatment		 清蛋白
Albumin (%)		 球蛋白
Globulin (%)		 醇溶蛋白
Gliadin (%)		 谷蛋白
Glutenin (%)		 谷醇比
Glutenin/Gliadin		 蛋白质含量
Protein content (%)
扬麦22
Yangmai 22		 B1 1.87d 1.34a 2.34e 4.68ab 2.00a 12.82d
B2 1.95c 1.37a 3.02b 4.73ab 1.57c 13.23bc
B3 2.26a 1.39a 3.56a 4.77a 1.34d 13.66a
扬麦15
Yangmai 15		 B1 2.04b 1.28a 2.60d 4.37c 1.68b 12.88cd
B2 2.06b 1.31a 2.83c 4.46c 1.58c 12.84d
B3 2.08b 1.36a 3.04b 4.65b 1.53c 13.52ab

图1

施氮量对弱筋小麦蛋白含量的影响

表3

品种与施氮量对小麦一次加工品质的影响

处理
Treatment		 容重
Bulk weight (g/L)		 硬度
Rigidity		 出粉率
Flour rate (%)
扬麦22 Yangmai 22 804.7a 50.87a 63.03a
扬麦15 Yangmai 15 801.3b 46.67b 62.19b
B1 806.7a 48.37b 63.62a
B2 801.8ab 48.60b 63.00b
B3 800.6b 49.33a 61.21c

表4

不同处理对小麦一次加工品质的影响

处理
Treatment		 容重
Bulk weight (g/L)		 硬度
Rigidity		 出粉率
Flour rate (%)
扬麦22
Yangmai 22		 B1 808.0a 50.60b 64.32a
B2 804.2ab 50.73b 63.68b
B3 802.0ab 51.27a 61.10e
扬麦15
Yangmai 15		 B1 805.3ab 46.13d 62.92c
B2 799.5b 46.47d 62.32d
B3 799.2b 47.40c 61.32e

表5

不同处理对小麦二次加工品质的影响

处理
Treatment		 沉淀值
Sedimentation
(mL)		 湿面筋
Wet gluten
(%)		 吸水率
Water absorption
(%)		 形成时间
Development
time (min)		 稳定时间
Stable time
(min)		 弱化度
Softening
degree (BU)		 粉质评价值
Farinograph
quality value
扬麦22
Yangmai 22		 B1 24.3b 22.75bc 53.1a 2.37b 3.4abc 75.7a 54.0b
B2 25.5a 23.03bc 53.2a 2.50b 3.5ab 70.3b 64.7a
B3 26.1a 23.79a 53.0a 3.13a 3.6a 69.3b 68.0a
扬麦15
Yangmai 15		 B1 23.4c 22.54c 50.2c 1.40d 2.9c 75.0a 46.0c
B2 24.4b 22.83bc 50.7bc 1.57cd 3.1bc 72.7ab 47.7c
B3 24.7b 23.21b 50.9b 1.67c 3.4abc 70.7b 48.0c

表6

品种类型与施氮量对小麦产量结构及蛋白质产量的影响

处理
Treatment		 籽粒产量
Grain yield
(kg/hm2)		 千粒重
1000-grain
weight (g)		 穗数
Ears
(×104/hm2)		 穗粒数
Grains per
spike		 生物产量
Biological yield
(kg/hm2)		 蛋白质产量
Protein yield
(kg/hm2)		 经济系数
Harvest
index
扬麦22 Yangmai 22 6937.1a 40.02b 504.3a 40.84a 16 550.2a 919.0a 0.40b
扬麦15 Yangmai 15 6624.5a 40.96a 440.4b 37.96a 14 907.1b 866.7a 0.41a
B1 6558.8a 40.02b 438.0c 37.63a 14 236.0c 843.2b 0.41a
B2 6815.9a 40.53ab 469.1b 40.03a 15 694.6b 888.7ab 0.40a
B3 6967.6a 40.93a 509.8a 40.53a 17 255.2a 946.8a 0.40a

表7

不同处理对小麦产量结构及蛋白质产量的影响

处理
Treatment		 籽粒产量
Grain yield
(kg/hm2)		 千粒重
1000-grain
weight (g)		 穗数
Ears
(×104/hm2)		 穗粒数
Grains per
spike		 生物产量
Biological yield
(kg/hm2)		 蛋白质产量
Protein yield
(kg/hm2)		 经济系数
Harvest
index
扬麦22
Yangmai 22		 B1 6711.7a 39.66b 483.5b 38.20a 14 562.0c 860.8b 0.41ab
B2 6934.0a 39.87b 507.5ab 41.93a 16 602.5b 917.1ab 0.39b
B3 7165.6a 40.55ab 521.8a 42.40a 18 486.1a 979.2a 0.39b
扬麦15
Yangmai 15		 B1 6406.0a 40.38ab 392.6d 37.07a 13 910.0c 825.6b 0.41ab
B2 6697.8a 41.19a 430.9c 38.13a 14 786.8c 860.3b 0.42a
B3 6769.6a 41.30a 497.9ab 38.67a 16 024.3b 914.4ab 0.42a
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