播期和密度对小麦扬麦20品质调优的响应

范金平， 陆成彬， 王朝顺， 褚正虎， 吴建中， 彭军成， 吴荣林

(1.江苏里下河地区农业科学研究所，江苏扬州 225007； 2.江苏金土地种业有限公司，江苏扬州 225007；3.江苏省盐城市盐都区作物栽培指导站，江苏盐城 224002)

长江中下游地区是我国主要的商品粮生产基地，小麦的商品化程度较高，近半个世纪以来，扬麦品种一直是该地区的主栽品种，其产量高低、品质优劣直接关系到粮食生产和食品安全。我国粮食生产实现“十二连增”后，供求关系发生重大变化，部分粮食作物出现阶段性供过于求的现象，对于小麦更是要求提质增效。在小麦的生产过程中，播期和密度可以调节籽粒产量及淀粉、蛋白质等的合成与积累，进而影响其商品性及应用价值[1]。千粒质量、容重和籽粒硬度是衡量小麦商品质量的重要指标，而蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、面团粉质指标和淀粉糊化参数等是影响小麦品质优劣的重要指标，对食品的加工品质有重要影响[2-3]。关于播期和密度对小麦品质影响的研究很多，但结果不尽相同。随着播期的推迟，千粒质量、容重逐渐降低[4-5]，蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值呈低-高-低的变化趋势[6-7]；面团形成时间、稳定时间和断裂时间逐渐增加[4]，硬度变化不明显[8-9]；播期、密度对淀粉糊化性状有显著影响[10-11]；但也有研究认为，蛋白质含量、湿面筋含量和容重呈显著增加趋势[12-13]。有研究认为，种植密度对小麦籽粒品质性状的影响较小[14-15]，对面团粉质参数[4]和淀粉糊化参数[11]的影响不显著；而刘萍等研究认为，种植密度对峰值黏度和稀懈值有显著影响[16]。

近年来，稻麦种植结构发生了重大变化，水稻轻简直播、中晚熟品种推广以及规模化经营面积增加导致晚播小麦不断增加，不利于稻—麦轮作2季作物全年的高产高效，亟须加强研究晚播条件下的小麦生产。扬麦20是国审小麦品种，具有丰产稳产、耐肥抗倒、品质优良、综合抗性较好等特点，是当前长江中下游地区的农业主导品种之一。本研究探讨在晚播条件下，播期和密度对扬麦20品质调优的响应，以期为小麦的优质生产提供理论依据。

1　材料与方法

1.1　试验材料与设计

于2013—2014年在江苏省盐城市盐都区潘黄镇稻麦新品种展示基地进行试验。以扬麦20为供试品种。播期(A)设置4个水平，分别为A1(11月04日)、A2(11月11日)、A3(11月18日)、A4(11月25日)。群体密度(B)设置5个水平，分别为B1(225万苗/hm2)、B2(300万苗/hm2)、B3(375万苗/hm2)、B4(450万苗/hm2)、B5(525万苗/hm2)。小区面积为24 m2，3次重复，随机区组排列。氮肥施用量为270 kg/hm2，以基肥、分蘖肥、拔节肥、孕穗肥的比例为 3.0 ∶1.5 ∶2.5 ∶3.0 的方式施用。磷肥为130.5 kg/hm2，钾肥为130.5 kg/hm2，基肥与追肥比例均为1 ∶1。田间管理与大田生产一致。

1.2　 测定项目与方法

籽粒容重采用HGT-1000型容重仪进行测定；硬度采用瑞典Perten单粒谷物硬度仪进行测定；蛋白质含量采用Perten DA7200近红外仪进行测定；湿面筋含量采用Perten Gluten matic-2200面筋指数仪，参照国家标准GB/T 14608—1993《小麦粉湿面筋测定法》进行测定；Zeleny沉降值参照AACC(American Association of Cereal Chemists)方法56-63进行测定；面团粉质参数采用德国Brabender-E型粉质仪，参照GB/T 14614—2006《小麦粉面团的物理特性吸水量和流变学特性的测定粉质仪法》进行测定；淀粉糊化特性应用澳大利亚RVA-Super3黏度仪测定。

1.3　数据分析

采用Excel采集、保存数据并制图，用Matlab 7.0软件对数据进行分析。

2　结果与分析

2.1　不同播期和密度对扬麦20籽粒品质性状的影响

由表1可以看出，随着播期的推迟，籽粒饱满度降低，千粒质量、容重和硬度逐渐降低，而蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值呈先升高后降低的变化趋势。不同品质性状受播期变化的影响程度不同，但均达到极显著水平。不同播期处理，千粒质量的变化范围为42.88～45.46 g，其中A1处理显著高于A2处理、A3处理、A4处理，A2处理显著高于A4处理，A2处理和A3处理、A3处理和A4处理之间差异不显著；容重的变化范围为771～801 g/L，硬度为24.19%～29.99%，均表现为A1处理显著高于A2处理、A3处理、A4处理，A2处理显著高于A3处理、A4处理，A3处理和A4处理之间差异不显著；蛋白质含量的变化范围为11.28%～13.04%，湿面筋含量为29.38%～34.15%，均表现为A3处理显著高于A1处理、A2处理，但与A4处理差异不显著，A2处理显著高于A1处理；沉降值的变化范围为49.45～56.12 mL，其中A1处理显著低于A2处理、A3处理、A4处理，而A2处理、A3处理、A4处理之间差异不显著。相邻播期对千粒质量、容重、硬度、蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值等品质性状的影响程度不同，A1处理和A2处理、A2处理和A3处理间的播期变化的影响程度整体上大于A3处理和A4处理间的变化，即11月18日之后播种，上述品质性状无明显变化。由表1还可以看出，随着密度的增加，容重和硬度整体上呈上升趋势，而千粒质量、蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值整体上呈降低趋势。因此，播种时期对扬麦20品质性状的影响大于种植密度以及播期和密度的互作，可通过调整播期来改善其品质。

表1　不同播期和密度对扬麦20品质性状的响应

注：同列数据后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著；**表示在0.01水平差异显著。下表同。

2.2　不同播期和种植密度对扬麦20面团粉质参数的影响

由表2可以看出，随着播期的推迟，面团的形成时间、稳定时间、断裂时间、粉质质量指数均呈先升后降的变化趋势，且均表现为A3处理最高，A4处理次之，A1处理最低。但不同粉质指标对播期的响应不同，其中，稳定时间、断裂时间、粉质质量指数响应明显，A3处理与其他播期处理之间的差异达到显著水平，而对形成时间的响应不明显。形成时间的变化范围为1.51～2.00 min，稳定时间为1.29～5.36 min，断裂时间为2.25～6.14 min，粉质质量指数为22.53～61.40 mm。其中，稳定时间、断裂时间和粉质质量指数均表现为A3处理显著高于A1处理、A2处理、A4处理，但A1处理、A2处理、A4处理间无显著差异。相邻播期对面团形成时间、稳定时间、断裂时间和粉质质量指数等粉质参数的影响程度不同，以A2处理、A3处理间的变化影响最大，A1处理、A2处理间的变化影响较小。不同种植密度以及播期和密度的互作对扬麦20面团形成时间、稳定时间、断裂时间、粉质质量指数均无显著影响。说明不同播种时期对扬麦20面团粉质参数的影响远大于种植密度的影响，因此可通过调整播种期来改善扬麦20的面团品质。

2.3　不同播期和密度对扬麦20淀粉糊化特性的影响

由表3可以看出，随着播期的推迟，扬麦20淀粉糊化的峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、 返弹值均呈先增加后降低的变化趋势，稀懈值呈逐渐增加的趋势，它们对播期的响应均达到极显著水平，但峰值时间和糊化温度对播期的响应不明显。峰值黏度的变化范围为2 831.53～3 020.93 cp，由高到低表现为A3处理>A4处理>A2处理>A1处理，其中A2处理、A3处理、A4处理之间差异不显著，但均显著高于A1处理。低谷黏度的变化范围为1 690.40～1 795.00 cp，由高到低表现为 A2处理>A3处理>A4处理>A1处理，其中A2处理和A3处理均显著高于A1处理，A2处理、A3处理与A4处理之间以及A1处理与A4处理之间差异不显著。稀懈值的变化范围为1 141.13～1 260.67 cp，由高到低表现为A4处理>A3处理>A2处理>A1处理，其中A2处理、A3处理、A4处理均显著高于A1处理，A3处理、A4处理显著高于A2处理，但A3处理与A4处理之间差异不显著。最终黏度的变化范围为3205.60～3345.47 cp，由高到低表现为A2处理>A3处理>A1处理>A4处理，其中A2处理显著高于A1处理、A4处理，但A2处理与A3处理以及A1处理与A3处理、A4处理之间差异不显著。返弹值的变化范围为1473.93～1 550.47 cp，由高到低表现为A2处理>A1处理>A3处理>A4处理，其中A2处理显著高于A4处理，但A1处理与A2处理、A3处理之间以及A1处理与A3处理、A4处理之间差异不显著。综合分析可知，A2处理、A3处理的淀粉糊化特性优于A1处理、A4处理，表明适当推迟播种时间可以改善扬麦20的淀粉特性，但过晚播种也会导致淀粉品质下降。

表2　不同播期和密度对扬麦20面团粉质参数的影响

由表3还可以看出，随着密度的增加，峰值黏度、低谷黏度、稀懈值、最终黏度、返弹值整体上呈先升高趋势，当达到峰值(B4)后又随着密度的增加呈下降趋势，而糊化温度整体上呈降低趋势，峰值时间受密度影响较小。结果表明，在晚播条件下适当增加密度可以改善扬麦20的淀粉特性，但在不同密度处理间差异不显著。

表3　不同播期和密度对扬麦20 淀粉糊化参数的影响

3　结论与讨论

小麦的品质受基因型和环境及其互作的影响，播种时期和种植密度可通过调节小麦生长环境而对其产生不同程度的影响[17]。本研究表明，不同播期对扬麦20的品质性状均有不同程度的影响，随着播期的推迟，千粒质量、容重和硬度逐渐降低，而蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值均呈先升高后降低的变化趋势，均表现为A3处理最高、A4处理次之。种植密度对上述品质性状的影响不显著。有研究认为，容重、蛋白质含量、湿面筋含量随着播期的延迟显著增加，在11月15日至11月20日期间播种的小麦品质最好[13-14]；而姜小苓等研究认为，随着播种期的推迟，蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值均显著降低，对硬度影响较小[8]。许多研究认为，种植密度对小麦品质性状的影响不显著[4，14-15]；然而，也有研究认为，随着种植密度的增加，湿面筋含量呈先增加后降低的趋势，而蛋白质含量不断增加[8]，沉降值明显降低，硬度显著提高[18]。

播期对扬麦20面团粉质质量参数有一定的影响，其中11月18日(A3)播种的扬麦20面团稳定时间、断裂时间、粉质质量指数与其他播期处理之间的差异达到显著水平，随着播期的推迟，形成时间、稳定时间、断裂时间、粉质质量指数均呈先增加后降低的趋势，其中11月18日播种的小麦面团品质最优。种植密度以及播期与密度的互作对粉质质量指标的影响不显著。许多研究认为，播期对面团粉质参数具有显著影响[4，12-13]，种植密度以及播期与密度互作的影响不显著[1，13]，这与本试验的研究结果基本一致。但王晨阳等研究认为，播期对形成时间和稳定时间的响应不显著[19]；姜朋等认为，早播可以提高中、强筋小麦的粉质质量，种植密度以及播期与密度的交互作用对粉质质量指数的影响达到显著或极显著水平[14]。

本研究表明，不同播期对扬麦20的淀粉糊化参数中的峰值黏度、低谷黏度、稀懈值、最终黏度、返弹值有极显著影响，随着播期的推迟，峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、返弹值均上升到一定峰值后又下降，稀懈值呈逐渐增加的趋势，而播期对峰值时间和糊化温度的影响不显著，11月11日(A2)、11月18日(A3)播种的小麦淀粉糊化特性优于11月4日(A1)和11月25日(A4)。然而，黄正来等研究认为，淀粉糊化参数均随着播期的推迟而显著增加[10]；王晨阳等认为，不同播期对淀粉糊化参数均无显著影响[19]。不同种植密度对扬麦20淀粉糊化特性的影响不显著。

本试验的研究结果与以往的研究结论不尽一致，可能与试验的小麦品种类型、处理设置以及所处生态环境不同有关。在迟播条件下，11月18日播种的扬麦20品质综合表现较佳。因此，可根据生产目标，因地制宜确定小麦的适宜播种时期，构建合理的群体结构，从而实现优质高产高效。

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