【毕业学位论文】（Word原稿）肥料运筹对小麦品质的调控及其生理基础的研究作物栽培与耕作学硕士论文

密级 论文编号 中国农业科学院 学位论文 肥料运筹对小麦品质的调控及其生理基础的研究 on on 录 缩略词表 中文摘要 1 绪论 1 内外研究概况 1 麦品质概述 1 麦蛋白质品质性状及其相关性 2 麦品质形成的生理基础研究 4 因型与环境互作对麦品质的影响 6 料措施对小麦品质的影响 6 麦籽粒品质与产量关系的研究 9 研究的内容及意义 10 2 材料与方法 11 验材料 11 试土壤 11 试品种 11 试肥料 11 要仪器 11 验方法 11 验方案 11 验实施 12 品采集与处理 12 析方法 13 据处理 14 3 结果与分析 15 15 料措施对小麦蛋白质营养品质的调控 15 料措施对小麦加工品质的调控 20 麦产量的调控 28 麦品质的评价 29 麦品质性状的相关性分析 30 麦品质性状的主成分分析 35 麦品质性状的回归分析 39 麦品质的生理基础 40 酸还原酶活性 40 绿素含量 43 片含氮量 46 叶中 绿素含量及氮素含量间的相关性分析 50 同器官氮素含量的动态变化 51 肥对不同小麦品种营养品质及产量的调控 57 肥对不同器官含氮量的调控 57 肥对籽粒营养品质的调控 58 肥对农艺性状的调控 61 肥对产量性状的调控 61 4 结论与讨论 63 参考文献 68 附录 73致谢 84 作者简历 85 I 缩 略 词 表 949 9507 9701 9U 49 507 701 (of 5 丰 949 中优 9507 中优 9701 宁麦 9 号 清蛋白 三磷酸腺甙 布拉班德单位 叶绿素 (联合国 )粮食及农业组织 球蛋白 谷蛋白 高分子量麦谷蛋白亚基 钾 低分子量麦谷蛋白亚基 氮 硝酸还原酶 磷 醇溶蛋白 硫 十二烷基磺酸钠 穗 15 世界贸易组织 要 肥料运筹是调控小麦品质最重要的栽培措施之一，本研究以对小麦品质影响较大的肥料措施为重点，以优质强筋小麦中优 9507 为材料，在全生育期肥料用量一致的前提下，设计不同的肥料（氮、磷、钾、硫配方，氮肥施用时期）组合，研究和比较分析了各组合对小麦品质指标的影响，同时探讨了品质形成的生理基础，并对小麦的品质评价指标的确立进行了分析；同时研究了在常规栽培方式下，增施硫肥对籽粒蛋白质含量不同的小麦品种的产量及品质的调控作用。主要结果如 下： 周以后，旗叶中的硝酸还原酶活性、叶绿素含量及氮素含量等生理指标与小麦的最终品质显著正相关，抽穗后小麦各营养器官含氮量与小麦最终营养品质显著正相关。此结果对预测小麦品质有重要参考价值。 2. 不同施肥处理对小麦生理指标和品质有明显影响，氮肥追肥处理比基肥处理提高了旗叶中硝酸还原酶活性、叶绿素含量、氮素含量及营养器官中的氮素含量；氮肥追肥分拔节肥和开花肥施用各项生理指标最高，最终提高了小麦籽粒醇溶蛋白、总蛋白含量、面团流变学特性及干湿面筋含量，是提高小麦综合品质的最佳肥料组合。 降值、湿面筋含量与总蛋白含量及干面筋含量与贮藏蛋白含量正相关关系最密切，出粉率与籽粒中醇溶 /谷蛋白的比值关系最为密切，且成负相关关系。醇溶 /谷蛋白、千粒重及干面筋含量对面包的综合品质有重要的预测价值，且醇溶蛋白与谷蛋白含量的比值的作用大于其余两个指标。 高了小麦营养体及籽粒中的含氮量，显著提高了籽粒中醇溶蛋白及总蛋白含量，不同基因型对硫肥的反应存在差异。 关键词：小麦；品质；产量；生理；品质评价 is of to In , P, K, S an on in on to 507. to of on in At of of on of of it to as 1. in of a of is to 2. on In of RA in in to in on in of in as to 3. to in to as to to of of 1000 to 4. to in of to 中国农业科学院硕士学位论文 绪论 1 绪论 内外研究概况 小麦是世界主要粮食作物，全球大约 35%的人口以之为主食，它提供人类食用蛋白质总量的20%以上，超过其它任何一种作物（翟凤林等， 1991； 1983）。世界小麦常年收获面积 108 各种作物之首，总产量 108吨，居第二位（ 2003）。在我国，小麦种植面积及产量次于水稻而成为第二大作物，常年收获面积 107 产量 107吨（世界农业统计资料， 2003）。小麦区别于其它禾谷类作物的一个独特之处，是其含有麦谷 蛋白和麦醇溶蛋白，水合后形成面筋，赋予面团以弹性和延展性，能制作多种食品，如烘烤食品（面包、蛋糕、饼干、酥饼等）、蒸煮食品（面条、馒头、饺子等）和油炸食品（油炸方便面、油饼等）等。因此，小麦生产的数量和品质直接关系到以小麦为主食的地区，人民的食物满足程度和食品多样化水平，也是该地区社会经济发展水平和人民生活水平的一个重要标志。 解放后几十年以来，由于我国经济发展所面临的人口压力，小麦产量大幅度提高，但由于忽视品质，造成产量提高，品质下降的趋势。与国外优质小麦相比，最大的差距是加工品质较差，面筋拉力不强 ,弹性 较弱，缺乏具有优质面筋和烘烤品质好的小麦，使目前我国优质面包等食品制作依靠进口国外强筋小麦或面粉。随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高，以及加入与国际竞争，要求小麦加工品质大幅度提高和全面优质化。因此改良小麦品质是小麦生产的迫切任务。 麦品质研究概述 小麦品质是由多因素构成的综合概念，主要包括营养品质和加工品质两部分，营养品质是指小麦籽粒中含有的为人体所需要的各种营养成分，如蛋白质、氨基酸（主要是赖氨酸）、糖类、脂肪、矿物质等，其含量的多寡和生物价值（蛋白质总量和氨基酸组成）的高低 是衡量营养品质的标准。加工品质包括：一次加工品质和二次加工品质。一次加工品质取决于小麦籽粒的饱满度、千粒重、出粉率等；二次加工品质即通常所说的烘烤品质和蒸煮品质，它取决于面筋含量、面筋品质、以及淀粉的化学性质，其中面筋品质又由两个主要成分麦醇溶蛋白和麦谷蛋白的含量及其比例决定的。反映品质性状的主要指标可归纳为： 1出粉率； 2籽粒的颜色； 3 硬度； 4粗蛋白含量； 5沉降值； 6 湿面筋含量； 7降落值； 8粉质仪测定的各项指标：吸水率、形成时间、稳定时间、断裂时间、软化度、总评价值； 9面包烘焙品质（何中虎等， 2000）。 关于小麦品质的研究概括起来分三个方面，一是小麦品质遗传特性的研究；二是小麦品质形成的生理学机制的研究；三是生态环境和栽培措施对小麦品质影响的研究。 国外六十年代就有人开始围绕小麦品质构成因素，从遗传、生理、生态环境和栽培技术等方面进行了系列研究，前苏联的研究工作开展得较为广泛和深入，并有研究专著出版，美国、加拿大、澳大利亚、英国、德国、波兰、捷克等国也有不少研究和报道。我国在小麦栽培的研究中，围绕产量形成、器官建成规律、外界条件的综合作用、栽培措施的合理运筹以及看苗诊断技术等中国农业科学院硕士学位论文 绪论 方面有过大量的报道。鉴于小麦品质 的重要性，我国 70 年代已有少数研究单位着手小麦 营养品质测试鉴定，从 80 年代中期，国家、省级农业科研单位开始较大规模地开展小麦品质的研究工作，选育出了一批优质小麦新品种，同时开展了品质性状的遗传、生理等相关理论的研究。小麦品质栽培方面也开始由以往着重栽培技术和群体发展的一般分析，转向对品质形成过程的生理、生化机理、群体的发展模型以及技术措施调控作用机理等方面的研究。 麦蛋白质品质性状及其相关性 长期以来人们研究小麦的品质主要从小麦蛋白质着手，这是因为小麦蛋白质与小麦品质具有最明显、最直接的关系， 一般认为，品质好的小麦其大分子麦谷蛋白聚集体所占比例大，分子中的二硫键不易断裂。这种理论基本上能够解释不同品质小麦之间的差异，但却不能解释许多国产小麦虽然蛋白质含量高、高分子量麦谷蛋白亚基多，而品质却不十分好的原因。因此许多科学家把目光转移到蛋白质的质量上来。 白质含量和质量 蛋白质含量既是重要的营养品质指标，又与食品加工品质密切相关。一般认为用于烘焙业的优质面粉，要求小麦蛋白质含量在 15%左右，而生产饼干则要求在 8%以下，蛋白质含量在11%小麦品种适宜制作面条或馒头。但不同 小麦品种虽然蛋白质含量相同，食品加工品质却有很大差异，表明食品品质与蛋白质质量也有密切关系。蛋白质的质量是指蛋白质的组成，它决定小麦的食品加工品质（ F G 等 1980； E S 等， 1987）。蛋白质组分按其在不同溶剂中的溶解性不同可分为清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白和剩余蛋白（ 895）。清蛋白氨基酸组成比较平衡，特别是赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸的含量较高（魏益民等， 1992），清蛋白与谷蛋白、干面筋含量、面包体积、面包评分呈显著或极显著负相关（舒卫国等， 1996）。醇溶蛋白与谷蛋白是贮藏蛋白，约占小麦籽粒蛋白质的 85%，是组成面筋的主要成分，其质和量决定面筋的优劣，面包烘烤品质主要取决于面筋蛋白的含量和质量以及这两种贮藏蛋白之间的比例。醇溶蛋白分子量小，溶于 70%的乙醇，具有高延伸性和粘性，低弹性，其组成和含量决定面团的粘着性和延伸性，能够影响面包的体积；麦谷蛋白则主要决定面团的弹性。由于醇溶蛋白和谷蛋白的量和质在品种间有差异，因而不同品种的食品加工品质不同。研究表明，麦谷蛋白 /醇溶蛋白的比值大小与湿面筋含量、稳定时间及面团延伸性呈显著正相关，麦谷蛋白含量与沉 降值呈显著正相关，醇溶蛋白与沉降值呈负相关，但不显著（胡承霖等， 1990）。根据醇溶蛋白在酸性条件下电泳迁移率，可分为 四种类型。利用 将麦谷蛋白分为高分子量麦谷蛋白亚基（ 低分子量麦谷蛋白亚基（ 编码这两种蛋白质的基因位于第 1 和第 6 染色体组上，分别为 个位点群，每个位点存在大量变异。研究表明 成和烘烤品质关系密切，烘烤品质的三分之一至三分之二的变异由 点的 位变异产生（ ， 1985； . I， 1981， 1982， 1987）。 春庆， 1993）。当小麦籽粒的清蛋白和球蛋白含量过高，会降低贮藏蛋白（醇溶蛋白和谷蛋白）的含量，从而影响面粉的加工品质。 中国农业科学院硕士学位论文 绪论 降值 沉降值是预测蛋白质的质和量、面团流变学特性及烘烤品质的简便指 标，在小麦育种及品质改良中具有重要地位。大量研究表明，沉降值与蛋白质含量、粉质参数、面包体积等多项品质指标呈显著或极显著相关关系（张彩英等， 1989；李宗智等， 1990）。沉降值与小麦蛋白质组分含量之间的关系表明，清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白与沉降值的相关性很小，麦谷蛋白与沉降值呈极显著正相关（车永和，马晓岗， 2001）。沉降值与高分子量麦谷蛋白亚基组成的变异有密切关系，不同亚基对 降值的贡献不同，具有优质亚基 5+10， 1 或 2 的品种往往是有较高的沉降值和优良的烘烤品质（魏良明等， 1999；赵海滨，肖志敏， 1999）。按沉降值的大小进行品质选择，非常有利于保存具有 17+18 亚基的单株，而 17+18 亚基对面包品质的作用明显大于 7+8 亚基，可见，沉降值能深刻的反映小麦品种的加工品质，决定面粉的最终用途（马传喜， 1995）。 沉降值在小麦品种间存在较大的差异，这可能是由于麦谷蛋白亚基的品质不同所致（ ， 1995；许自成， 1998）。多数研究结果表明，沉降值具有较高的遗传力，将沉降值作为早代选择指标有利于协调品质性状之间的关系。 面筋含量 面筋是以 2%食盐水用手或洗面筋机揉洗面团后剩留的有 弹性的和粘滞性的胶状的物质，其中 80%左右是麦醇溶蛋白和麦谷蛋白，此外还有少量的淀粉、纤维素、脂肪和矿物质。面筋有强筋和弱筋之分，强筋面粉适宜烘烤面包，弱筋面粉适宜制作糕点和饼干。面筋中蛋白质约占小麦面粉蛋白质的 80%，湿面筋含量与蛋白质具有显著的正相关性。总体上讲，蛋白质含量越高的小麦，其湿面筋含量也高（顾尧臣， 1998）。瑞典谷物协会研究表明：湿面筋含量和凯氏法蛋白质含量的相关系数为 面筋含量基本代表了小麦蛋白质含量的高低。我国在“十五”国家重点科技项目的研究中，测定的国产小麦湿面筋含量和蛋 白质含量的相关系数为 筋的弹性和延展性使面包、馒头、蛋糕等食品保持较大的体积，性状完整，有弹性，食品的这些特性和面筋质量的优劣呈正相关（顾尧臣， 1998）。小麦面筋含量与面团吸水率、面团形成时间、面团稳定时间、面包体积、纹理结构等密切相关（ ， 1992；李志西等， 1997）。 质参数 粉质参数包括吸水率、形成时间、稳定时间、软化度与评价值等五项指标，用于表征面团的流变学特性。吸水率是衡量小麦粉质量的重要指标。国外大量资料证明，面粉的吸水率与蛋白质含量呈极显著正相关， r 值 大于 间接反映小麦营养价值的同时为食品业带来了更大的经济效益。吸水率还与面团的粘弹性有一定的关系。面团形成时间与小麦的面筋含量与质量有关。形成时间与吸水率、蛋白质含量、面包体积与面包评分呈显著正相关（曾浙荣等， 1994）。稳定时间的长短反映面团的耐揉性和面团强度，实践证明，在一定范围内，稳定时间越长，面筋强度越大，面团持气性越好，面包体积越大。评价值是对面团形成时间、稳定时间与软化度的综合评价。形成时间越长，软化度越小，评价值越大。 包烘焙品质 较高的蛋白质含量一般与优良面包 烘烤品质有关，但并不能解释所有的品质变异，其他因素中国农业科学院硕士学位论文 绪论 如蛋白质的质量，即蛋白质的组分的类型、含量及比例也非常重 要（ 1996）。同一小麦品种间随蛋白质含量的增加面包体积增大，但不同品种间蛋白质含量相同而面包体积相差很大，这种差异是来自于不同品种蛋白质品质的差异（ 1978； 1950）。面包体积与蛋白质含量、沉降值、吸水率等密切相关 (马传喜 ,1998)。各组分在蛋白质中的百分含量与面包体积都有一定的相关关系，只是相关程度不同；各组分在面粉中的百分含量与面包体积 的相关性在不同的研究中的结果各不相同（ 1954; ,1972； 1996；），这主要是由于面粉蛋白质的提取方式、参试品种蛋白质含量本身的差异和面包烘烤程序的不同造成的。一般情况下，小分子蛋白质如清蛋白和球蛋白的含量对面包体积有负作用，谷蛋白的总含量对面包体积的作用要大一些（ 1989； 1990）。蛋白质中醇溶蛋白决定面团延展性，麦谷蛋白则控制面团弹性和韧性。国外则广泛应用面团流变学特性来反映面粉和面 团品质（ 997,992）。国内也逐步接受了这种方法。王光瑞等（ 1997）研究表明，不同品质的小麦品种，随形成时间和稳定时间的延长，面包体积和面包评分有增加的趋势。 麦品质形成的生理基础研究 小麦品种间品质上的差异，是由于复杂的生理生化过程的不同引起的，如籽粒中蛋白质数量和质量，是植株氮素吸收、同化、运转、分配以及籽粒中蛋白质合成等一系列生理生化过程的结果。这个过程受控于基因和环境的相互作用。因此品质生理生化基础的研究，可为品质遗传改良和优质栽培技术，提供理 论依据。 代谢 氮代谢与小 麦品质的关系密切，通过氮代谢合成了小麦营养品质的重要成分蛋白质。籽粒所需氮少部分由叶吸收，大部分由根从土壤溶液中吸收。 根系对氮的吸收是小麦植株氮源的主要来源，是 氮素同化、积累和形成籽粒蛋白质的基础。因此，根活力高低对籽粒蛋白质的形成起重要作用。开花后根活力强，有利于提高籽粒蛋白质含量，小麦发根多，根活力强是吸收水分和养分的基础，因此根活力可以作为与冬小麦籽粒蛋白质有关的生理参数之一（朱德群等， 1991）。 硝酸还原酶是小麦植株体内氮代谢的关键酶，是 N 的吸收和利用的限速酶，其活性直接关系到 小麦籽粒蛋白质的合成和积累有密切关系。硝酸还原酶与产量、蛋白质含量间相关系数均为 1976），高产、高蛋白质小麦品质应具有开花后，叶片 持较高水平且衰退缓慢的特点（朱德群等， 1991），故小麦旗叶 低，能够反应植株体内氮素代谢水平， 旗叶中 低可以作为植株氮素营养诊断的指标之一，根据硝酸还 原酶的活性可以判断小麦植株氮素代谢水平和籽粒品质的关系（彭永欣等， 1992）。 植株总氮同化量对籽粒产量和籽粒蛋白 质产量的影响很大，呈显著正相关。但与籽粒蛋白质含量的关系不密切，呈弱或无相关，并且很不稳定（ 1985），这同开花后氮的同化结果完全一致。因此，在研究氮的同化与籽粒产量的关系时应重点放在开花后，花后积氮量也是决定总氮量的主要因素，并且与花前积氮量相互独立。 中国农业科学院硕士学位论文 绪论 小麦营养器官的氮素有向发育中籽粒运转的现象（ 1902），在开花前积累的氮素，占成熟期植株总氮素的 80% 90%（ 1964），开花时营养组织中含氮量与籽粒中含氮量呈正相关，籽粒中的氮素绝大部分由开花前植株储藏氮素再运转 而来。开花前植株各部分都有较高的氮素含量，随生育期进程籽粒灌浆速度增加，茎、叶、穗各部分的含氮量不断下降。从开花期至成熟期的整个生育过程，叶片的氮素含量始终大于茎穗的含氮量，而穗的含氮量又高于茎。顶部两片叶含氮量最高，其次是茎叶和颖壳（含穗轴）（蒋纪云等， 1996）。从绝对量看，茎、叶总氮量相差不多，这两部分都高于穗。开花后功能叶片叶氮量能在一定程度上反映碳氮代谢的水平，叶氮量在提高小麦籽粒产量和籽粒蛋白质产量方面是值得重视的生理参数（朱德群等， 1991；彭永欣等 1992）。 粒氮含量及蛋白 质的动态变化 关于小麦籽粒中蛋白质的积累规律，国内外已有较多的研究（ 1984； 1991，1994； 1992），一般认为籽粒中的蛋白质含量呈“高低高”的变化趋势（王增裕 1987；赵广才， 1989；胡承霖 1990；李九星 1991；朱树权 1993；蒋纪芸， 1993；刘敬阳，1997），说明这种动态变化具有一定的普遍性。在灌浆初期籽粒中的蛋白质含量较高是由于籽粒中首先积累了一定量的清蛋白和球蛋白，它们主要是功能蛋白，以后由于干物质的迅速积累，特别是由 于碳水化合物的积累速率高于蛋白质的积累，是籽粒蛋白质含量有一个下降的过程；以后由于营养器官中氮素转移高于蛋白质的积累，使籽粒蛋白质含量迅速上升。对蛋白质各组分积累尤其是对麦谷蛋白和醇溶蛋白积累过程的变化规律不同学者间存在不同认识。王宪泽等（ 1994）研究认为籽粒在灌浆过程中籽粒蛋白质含量不同的小麦品种，各组分的积累规律基本一致。但也有研究认为品种间蛋白质组分间积累速率 的不同和由此造成的各组分间的比例变化是加工品质差异的主要原因。 养器官中氮百分含量的动态变化 开花期植株各部位都有较高的氮素 含量，随着籽粒的发育，茎叶穗各部位的氮含量不断下降，各时期的氮收获指数在不断提高，表明营养器官中的氮素在不断地向籽粒运转（ 王立秋 ， 1993；王增裕， 1987）。在开花 品种的叶片氮素含量最高，穗次之，茎最低。从但是含量的下降过程来看，以叶片氮素含量下降较为剧烈，茎穗下降较缓，开花后 19熟是籽粒氮百分含量与各期茎秆中的氮百分含量呈负相关，而与穗各期的氮百分含量无 显著相关。说明在籽粒氮化物形成过程中，中后期较高的叶片含氮量和较低的茎秆含氮量对提高籽粒氮含量是有利的 。 素的积累、运转和分配与品质性状的关系 氮素在作物体内的运转再分配对小麦籽粒蛋白质的形成有重要的 意义。尤其是开花前的氮素积累对小麦籽粒的形成起重要作用。氮素在小麦植株体内的积累呈现“ S”形曲线，返青拔节期对氮肥的缺乏最为敏感，这一时期是小麦由营养生长向生殖生长转变的重要时期：开花期是小麦氮素需求最大的时期，这一时期也是干物质积累最快的阶段，开花后小麦仍有氮素积累，随植株体内积累氮素的运转再分配，对籽粒蛋白质起更重要的作用。籽粒中的氮素有 2/3是花前所 吸收中国农业科学院硕士学位论文 绪论 氮素的运转再分配形成的（ 1985）。而 小麦氮素利用率的提高是小麦籽粒蛋白质含量提高的另一个重要原因（ 1998； 杜 金哲 2001）。氮素在营养器官中贮藏的主要形式是蛋白质和可溶性的氮化物，如：酶（ 化酶为主）、游离氨基酸、多肽等，对后期氮素的转移起重要作用的酶是蛋白酶，它的作用是把贮藏蛋白水解成可溶性氮化物转移到籽粒。蛋白酶的活性与籽粒蛋白质含量有显著正相关（ 1985）。故小麦品种间籽粒蛋白质含量差异的原因，主要表现在不同品种成熟后营养器官中氮素的运转于再分配不同造成氮素利用率的差异（ 998）。 因型与环境互作对小麦品质的影响 小 麦品质性状是一个比较复杂的综合性状，与其它数量性状类似，同时受基因型、环境及基因型与环境互作的影响（李宗智， 1981， 1982；荆奇， 1999）。不同基因型、环境及基因型与环境互作对子粒产量和蛋白质含量有重要影响（ A 等， 1997） 。 蛋白质含量受环境影响变异很大，同一小麦品种生长在不同环境下的籽粒蛋白质含量可相差两倍多（ 1967）。环境对蛋白质含量变异影响较遗传变异影响大 1984）环境间小麦籽粒蛋白质含量变异是品种间变异的 19 倍（ 1985），小麦籽粒蛋白质含量依赖生长条件的程度比依赖品种的程度高 4倍以上（ 1986）；在小麦籽粒蛋白质含量变异中， 5%属遗传变异， 95%属环境变异（ 1975）。同一品种的小麦因环境条件的不同，其籽粒蛋白质含量变异为 8% 18%。 环境条件对小麦品质的作用，一是直接影响氮的代谢，二是通过影响籽粒淀粉积累而间接影响蛋白质含量。影响小麦品质的环境因素，分为自然环境和人为栽培措施两方面。 自然环境主要是指地理生态 环境和气象因素。地理生态环境主要指地理纬度、海拔、地貌特点和土壤环境等，气象因素以温度光照和降水对小麦品质影响较大。大量研究表明，同一品种在不同生态地区种植，其品质有明显的差异，其中蛋白质含量相差达 5个百分点。同一个品种在相同生态区的不同年份种植，其品质也有较大变化。 在同一区域同一年份种植同一小麦品种，栽培措施不同是品质差异的主要决定因素，良好的栽培措施可以提高蛋白质含量 2% 6%，提高面筋含量 6% 7%（赵玉山等， 2001）。许多研究表明，小麦籽粒的营养品质与栽培措施有密切关系，改进栽培技术，如增施氮肥 和改进施肥方法，均属提高品质的有效途径（ B A M 1997）。 料措施对小麦品质的影响 不同栽培措施对小麦产量和品质的影响有大量报道：在品种、播期、肥力三要素中，主要是肥力，其次是播期的作用，品种的作用较小（张冀涛，李硕碧， 1991）；而氮肥是最直接的重要因素（张宝军等， 1995）。对小麦籽粒产量和蛋白质含量均有重要作用。 中国农业科学院硕士学位论文 绪论 肥与小麦品质 氮素是所有氨基酸、蛋白质的组成成分，也是核酸、叶绿素、多种辅酶，多种维生素，多种植物激素的主要成分。由于籽粒蛋白质的合成很大 程度上是受底物供应制约的，因此氮肥对籽粒蛋白质含量有明显的调控作用，也是影响小麦籽粒产量和蛋白质含量的重要因素，同时不同的氮肥管理措施也是造成小麦品质不均一的重要原因。 氮肥施用时期 不同生育时期施氮对小麦籽粒产量和蛋白质含量均具有一定影响（杨根海等，1986； 等， 1985； J 等 , 1990； M 等， 1982），而且施氮时期对小麦花后衰老期间的代谢变化产生调节作用，后期施氮能提高小麦叶片 使蛋白酶活性高峰后移。 小麦孕穗期施氮具有增产作用（ ， 1982），开花期或开花后施氮对产量影响较小，但提高了籽粒含氮量，原因可能在于小麦对发育后期施入的氮，仍具有同化能力。近年来不少研究发现，小麦生育中后期追施氮肥能提高后期抗逆性，增加产量，改善品质 。黄淮麦区高产条件下，将冬小麦春季施氮时间由传统的二棱期（起身期）移至雌雄蕊原基形成期（拔节期）或四分体形成期（孕穗期）能显著提高籽粒产量，并在一定程度上增加了籽粒蛋白质含量，施氮时期的后移还提高了开花后功能叶片的 而增加了籽粒中氮的积累，在一定程度上提高了籽粒蛋白质含量（岳寿松等， 1998），同时显著 提高了小麦开花后的旗叶叶绿素含 量和单叶光合速率，灌浆期旗叶 14C 同化物向籽粒转移比例显著提高，而在营养器官的滞留比例显著降低，旗叶和根系中 显著提高，蛋白质含量亦提高（ 潘庆民等， 2001） 。 氮肥用量 有关氮肥用量对小麦品质影响的研究很多（ 周建斌等， 1991；徐阳春等， 1999；林明等， 2000；徐恒永等， 2001）。一般认为在一定范围内小麦籽粒的蛋白质含量随施氮量的增加而增加（蒋纪芸， 1993），但是过多的氮素供应也会降低蛋白质含量，造成这种现象的原因是氮肥使产量的提高幅度大于蛋白质，而产生稀释效用 ，所以虽然籽粒中蛋白质的相对含量下降，但单位面积上总蛋白产量仍然是增加的（梁振兴， 1994）。氮肥施用量与籽粒蛋白质总量和籽粒产量呈二次曲线关系。但达到最高产量时的施氮量各不相同（李金才， 2001）。在一定范围内，施氮能够提高单位面积上籽粒粗蛋白、赖氨酸、人体必需氨基酸及干湿面筋的产量，此时籽粒粗蛋白含量、赖氨酸含量与产量成呈正相关；超过施氮临界值籽粒产量下降，随施氮量的继续增加，籽粒产量开始下降，但籽粒蛋白质含量却继续增加，反应二者关系的蛋白质产量也有所增加，随着施氮量的增加，籽粒产量明显下降，虽然蛋白质 含量会有所提高，但蛋白质产量因籽粒产量减少而明显降低，并且小麦的营养价值和加工品质也不一定提高，甚至会下降。 氮肥施用方式 氮肥施用方式一般包括播种前耕翻入土（基肥）、生育期间地表追随施和叶面喷施三种。在一定范围内，籽粒蛋白质含量随喷氮数量的增加而提高。 不同时期叶面喷氮，均可相应提高籽粒各发育期蛋白质含量，但不能改变其在籽粒发育过程 中的变化趋势。在各处理中，以半仁期、乳熟中期和乳熟末期喷氮其籽粒蛋白质含量提高较多。在同一籽粒发育时期分别进行不同喷氮次数及浓度的处理，其蛋白质含量均无明显差别，但不同喷氮数量处 理间则有不同，在一定范围内，籽粒蛋白质含量随喷氮数量增加而提高（赵广才等， 1989） 。不同土壤肥力条件下喷氮，均可提高籽粒蛋白质含量，其效果随土壤肥力降低而提高，适期适量叶面喷氮可以提高氨基酸总量及必需氨基酸总量与氨基酸总量的比率，从而提高蛋白质的营养价值（赵广才等， 1990）。 中国农业科学院硕士学位论文 绪论 肥与小麦品质 磷是植物细胞的组成成分，存在于磷脂、核酸和核蛋白中。磷素参与细胞的全部合成反应，在能量转移、传递和光合作用中起重要作用，参与淀粉、糖、蛋白质的合成。 不同学者对磷素对小麦品质影响的观点并不一致。有的研 究表明施磷通常表现无效果（ 1976）；而另一些研究表明，不论是增产（ 1978）平产（ 1962）或是在减产的情况下，磷肥都降低了小麦籽粒蛋白质含量；也有研究表明 不同施磷处理对小麦籽粒产量、蛋白质含量、赖氨酸含量、蛋白质产量均有较大影响，其中以每公顷施 75千克，过磷酸钙的处理蛋白质含量最高，低于 75千克时，随施磷量增加籽粒蛋白质含量逐步提高，超过 75千克时，随施磷量增加籽粒蛋白质含量逐渐减少（ 李春喜等， 1989；曹广才等，1994）。有人认为，土壤磷含量与产量成正相关，与蛋白质含量成负相关（ 1983）；也有待研究认为，磷对蛋白质的作用不大（邓新民， 1988）；但有的研究表明，土壤磷不足，或大量施用氮肥的情况下，增磷不但能显著增产，而且对改善小麦品质，尤其是加工品质是有利的，维持土壤有效磷含量 22 30mg/保证小麦高产优质十分必要（金善宝等， 1996）。 肥与小麦品质 由于钾对作物产品的营养 、加工、贮藏、外观、卫生和工艺品质等良好的作用，故钾被公认为品质元素。钾能促 进光合作用顺利进行，增加植株旗叶绿叶面积（ 1976， 983），提高 活性，促进