施氮时期对小麦籽粒产量和谷蛋白积累的调控效应

摘要

本试验于2009-2011年生长季，种植于山东农业大学泰安试验农场。选用强筋小麦济南17(蛋白质含量14.7％，湿面筋含量33.8％)和弱筋小麦鲁麦21(蛋白质含量12.1％，湿面筋含量27.4％)，在225kghm-2施氮水平下，设置起身肥(SE，GS30)，拔节肥(JT，GS32)和孕穗肥(BT，GS41)3个追施氮肥时期处理(底追比1:1)。研究了追施氮肥时期对不同品质类型的小麦产量和GMP积累、粒度分布的影响。主要结果如下：
　　 1.追氮时期对氮素代谢的影响
　　 拔节期追施氮肥既增加了两品种小麦开花期营养器官的氮素积累量，也有利于营养器官中的氮素向籽粒转移。小麦营养器官的氮素转运效率具有品种与栽培措施的差异性，就营养器官的平均氮素转运效率而言，济南17表现为JT>BT>SE，鲁麦21表现为SE>BT>JT，且济南17的平均氮素转运效率高于鲁麦21。小麦植株营养器官氮素转移量对籽粒氮素的贡献率因不同品种、不同处理有较大差异，济南17在起身期追氮有利于提高营养器官氮素对籽粒氮素的贡献率，鲁麦21在孕穗期追氮有利于提高营养器官氮素对籽粒氮素的贡献率。
　　 2.追氮时期对籽粒蛋白质含量及其组分的影响
　　 随籽粒灌浆发育，两品种小麦籽粒蛋白质含量呈先降低后升高的趋势，强筋小麦济南17成熟期籽粒蛋白质含量随施氮时期后移而增加，弱筋小麦鲁麦21以拔节期追肥处理最高。随施氮时期的后移，成熟期籽粒清蛋白和醇溶蛋白的含量逐渐升高，而成熟期籽粒球蛋白的含量逐渐降低。同一追氮处理的不同品种相比，济南17成熟期籽粒醇溶蛋白含量高于鲁麦21。追肥时期对两品种籽粒成熟期谷蛋白含量均无显著影响。
　　 3.追氮时期对产量的影响
　　 济南17和鲁麦21两品种产量均以拔节期追施氮肥处理最高。不同品种的产量构成因素对追氮时期的响应具有遗传差异，强筋小麦济亩17拔节期追氮增产的主要原因是提高了穗粒数和粒重。鲁麦21增产的主要原因是提高了穗粒数。
　　 4.施氮时期对小麦籽粒HMW-GS积累及GMP粒度分布的影响
　　 两品种籽粒HMW-GS于花后14d均已形成，济南17籽粒HMW-GS和GMP含量均高于鲁麦21，说明强筋小麦具有较强的谷蛋白积累能力。济南17成熟期籽粒HMW-GS和GMP含量以SE处理最高，施氮时期后移其含量呈下降趋势。JT处理显著提高鲁麦21灌浆中后期HMW-GS的积累速度，延长HMW-GS的快速积累期。济南17SE处理和鲁麦21JT处理的籽粒x型亚基(1、4或5、7)在灌浆中后期的积累速率显著提高。追肥时期对y型亚基的积累速率无显著影响。
　　 追氮时期后移均提高两品种籽粒GMP小颗粒的(粒径<12μm)体积和表面积百分比，降低大颗粒(粒径>100μm)体积和表面积百分比。济南17粒径>12μm的GMP颗粒数目百分比因追氮时期后移而增加，鲁麦21粒径>12μm的GMP颗粒数目百分比则降低。含4+12亚基的强筋小麦济南17比含5+10亚基的弱筋小麦鲁麦21偏向于更高的大颗粒体积比例，说明亚基间的聚合和GMP颗粒的分布不仅与亚基类型有关，而且与单位面粉中亚基的含量密切相关。