郭明明 王康君 張廣旭 孫中偉 李 筠章躍樹 代丹丹 陳 鳳 樊繼偉
(1連云港市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,222000,江蘇連云港;2連云港市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,222000,江蘇連云港)
小麥是我國重要的糧食作物之一[1],其產(chǎn)量和品質(zhì)會受到環(huán)境條件和栽培措施的影響[2-3]。合理的播期能調(diào)控小麥生育期環(huán)境條件[4-5],提高葉片的光合作用,促進光合產(chǎn)物的積累,進而發(fā)揮小麥高產(chǎn)潛力[6-7]。行距能夠影響籽粒灌漿[8],進而影響小麥產(chǎn)量[9]。適宜的播期和行距配置因品種類型而有所差異[10]。另外,隨著生活水平的提高,小麥品質(zhì)越來越受到人們關(guān)注[11],其品質(zhì)性狀除受品種本身基因的遺傳控制以外,還會受到環(huán)境條件和栽培措施的影響[12],播期和行距對小麥品質(zhì)也存在一定影響[13-14]。本試驗通過種植適宜本地區(qū)的小麥品種,設(shè)置不同播期和行距處理,對小麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)進行分析,得出小麥最佳栽培條件,進而實現(xiàn)小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)技術(shù)集成,為江蘇淮北麥區(qū)小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)協(xié)同提高提供技術(shù)支撐。
試驗于2019-2020年在江蘇省連云港市稻麥綜合示范基地進行,試驗田前茬為玉米,土壤類型為潮鹽土,0~20cm 土層有機質(zhì)含量 15.4g/kg,全氮1.2g/kg,堿解氮 64.38mg/kg,速效磷54.5mg/kg,速效鉀311.6mg/kg,pH 7.52。
供試小麥品種為連麥7號和淮麥45。采用三因素裂區(qū)設(shè)計。供試品種為主區(qū),播期為裂區(qū),設(shè)置10月15日、10月30日和11月15日3個播期;以行距為小裂區(qū),設(shè)20、25和30cm 3個水平。施氮量為 285kg/hm2,在拔節(jié)期追氮,基肥:拔節(jié)肥=3:7,在播種前基施復(fù)合肥540kg/hm2,肥料種類分別為尿素(N 46%)和復(fù)合肥(N 15%,P2O515%,K2O 15%)。小區(qū)面積21m2(7m×3m),10行區(qū),3次重復(fù)?;久鐬?70萬/hm2。出苗后,每小區(qū)標記2個固定樣點,進行各生育期調(diào)查,其余管理措施同高產(chǎn)大田。
成熟期每小區(qū)調(diào)查1.2m2的穗數(shù),分小區(qū)取樣,進行室內(nèi)考種,調(diào)查株高、穗長、每穗總小穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重,每小區(qū)收割1.2m2計產(chǎn)。
每小區(qū)于成熟期取1個樣點,帶回實驗室剝?nèi)∽蚜?,采用FS-Ⅱ型實驗室旋風式粉碎磨將籽粒磨成粉狀,然后采用K1302自動定氮儀(上海晟聲自動化分析儀器有限公司)測定籽粒含氮量,并計算籽粒蛋白質(zhì)含量(籽粒含氮量×5.7)。蛋白質(zhì)組分提取順序為清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。清蛋白提取方法如下,稱取1g小麥全粉,加10mL蒸餾水,在振蕩器上振蕩提取30min,然后將離心管在4000轉(zhuǎn)/min離心5min,將上清液轉(zhuǎn)入試管中,向離心管中加入10mL蒸餾水,用玻璃棒攪碎殘渣,在振蕩器上振蕩提取20min,然后離心5min,將離心后的上清液與第1次的合并,重復(fù)2次。球蛋白與谷蛋白的提取操作同上,所用溶劑為 2%氯化鈉溶液和0.5%氫氧化鈉溶液,提取醇溶蛋白所用試劑為70%乙醇,操作同上,振蕩30min后,重復(fù)提取2次即可。
于成熟期取籽粒,采用Brabender磨粉儀(D-28033)磨成面粉,分離出面粉和麩皮,計算出粉率,出粉率(%)=面粉重量/小麥重量(面粉與麩皮重量之和)×100;采用HGT-1000型容重儀(上海東方衡器有限公司)測定籽粒容重;采用 JYDB100X40硬度儀測定籽粒硬度;按AACC56-61方法[15]測定Zeleny沉降值;用Quadrumat Junior試驗?zāi)シ蹤C(德國Brabender公司)磨粉,過100目篩,用于品質(zhì)指標測定。采用瑞典波通GM2200型面筋測定儀測定籽粒濕面筋含量;采用Farino Graph-E型粉質(zhì)儀(德國Brabender公司)測定面粉粉質(zhì)特性指標。
采用Excel 2003、SPSS 18.0、DPS 6.55等軟件進行數(shù)據(jù)計算、繪圖及統(tǒng)計分析。
從表1可以看出,播期和行距對小麥產(chǎn)量存在顯著影響,且不同品種間存在差異。與其他播期相比,適當推遲播期至10月30日,連麥7號穗粒數(shù)、千粒重和籽粒產(chǎn)量增加,其中在30cm行距處理下,穗數(shù)和籽粒產(chǎn)量差異達到顯著水平,而穗粒數(shù)和千粒重與10月15日播期條件下無顯著差異;隨著播期推遲至10月30日,淮麥45穗數(shù)減少,而穗粒數(shù)、千粒重和籽粒產(chǎn)量逐漸增加,但與10月15日播期下差異未達到顯著水平。繼續(xù)推遲播期至11月15日,2個小麥品種穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均呈下降趨勢,其中連麥7號穗數(shù)和籽粒產(chǎn)量顯著下降,淮麥45穗粒數(shù)和籽粒產(chǎn)量差異達到顯著水平。2個品種在11月15日播期下,籽粒產(chǎn)量均低于10月 15日。行距對小麥產(chǎn)量的影響在不同播期處理下表現(xiàn)不一,具體表現(xiàn)為在10月15日和10月30日播期下,隨著行距的增大,2個品種籽粒產(chǎn)量先升高后降低,其中連麥7號穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均在25cm行距處理下達到最大值,而淮麥45在10月30日播期下隨行距增大,穗粒數(shù)和千粒重先升高后降低,穗數(shù)則顯著降低,說明淮麥45產(chǎn)量提高主要是由于穗粒數(shù)和千粒重的增長。在遲播條件下(11月15日)增大行距,2個品種穗數(shù)不斷下降,且在25和30cm行距差異達到顯著水平,而穗粒數(shù)和千粒重無顯著差異,在此條件下,籽粒產(chǎn)量也隨著行距增大而不斷減少,說明在晚播條件下,寬行距不利于小麥穗數(shù)和產(chǎn)量的提高。
表1 播期和行距對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Table 1 Effects of sowing date and row spacing on grain yield and its components of wheat
由圖1可知,播期和行距互作對小麥籽粒蛋白質(zhì)含量有一定影響。隨著播期推遲,連麥7號籽粒蛋白質(zhì)含量均呈先升高后降低的趨勢,在10月30日播期下籽粒蛋白質(zhì)含量最高,達到14.26%,當播期推遲到11月15日,連麥7號籽粒蛋白質(zhì)含量顯著下降,在遲播(11月15日)條件下最低?;贷?5籽粒蛋白質(zhì)含量隨播期推遲而降低,與其他播期比,除20cm行距外,遲播(11月15日)條件下差異達到顯著水平,早播(10月15日)下最大,為13.87%。此外,行距對小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的影響在不同播期下表現(xiàn)不一,在10月15日和10月30日播期下,隨著行距增加,2個小麥品種籽粒蛋白質(zhì)含量整體呈上升趨勢。在11月15日播期下,2個品種籽粒蛋白質(zhì)含量隨著行距增大整體呈下降趨勢,在30cm行距處理下達到最低,分別為13.89%和13.24%。說明在早播和適播條件下,適當增大行距有利于小麥籽粒蛋白含量的增加,而在晚播條件下,增大行距則會降低籽粒蛋白質(zhì)含量。
圖1 播期和行距對小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的影響Fig.1 Effects of sowing date and row spacing on grain protein contents of wheat
由表2可知,播期和行距互作對小麥蛋白組分含量有一定影響。隨著播期推遲,連麥7號球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量均呈先升高后降低的趨勢,在 10月 30日播期下最高;而清蛋白含量逐漸降低,在11月15日播期下最低;連麥7號谷蛋白/醇溶蛋白在10月15日和10月30日播期間無顯著差異,當播期推遲至11月15日時,谷蛋白/醇溶蛋白顯著降低。淮麥45籽粒清蛋白含量隨播期推遲先升高后降低,球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量及谷蛋白/醇溶蛋白均逐漸降低,在10月15日播期條件下達到最大,同時,當播期推遲至11月15日,淮麥45清蛋白含量與10月15日和10月30日2個播期下差異達到顯著水平。此外,不同行距處理下,2個小麥品種蛋白質(zhì)各組分含量差異較小,在30cm行距下,連麥7號醇溶蛋白和谷蛋白含量均高于20cm和25cm行距,而淮麥45醇溶蛋白和谷蛋白含量均低于20cm和25cm行距處理,但差異均未達到顯著水平。說明該條件下,行距對小麥籽粒蛋白各組分含量的影響較小。
表2 播期和行距對小麥籽粒蛋白組分含量的影響Table 2 Effects of sowing date and row spacing on contents of protein components of wheat
從表3可以看出,播期和行距互作對小麥籽粒加工品質(zhì)的影響在品種間存在差異。隨著播期推遲,連麥7號籽粒容重、沉降值、硬度指數(shù)和濕面筋含量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,在10月30日播期下達到最高,其中10月30日和11月15日播期間差異達到顯著水平;而淮麥45籽粒加工品質(zhì)則隨著播期推遲逐漸下降,出粉率顯著提高,說明遲播(11月15日)不利于小麥加工品質(zhì)的改善。隨著行距增大,連麥7號容重、沉降值、硬度指數(shù)和濕面筋含量逐漸升高,但差異未達到顯著水平;而淮麥45在早播(10月15日)和適播(10月30日)條件下,容重和沉降值隨行距增大先升高后降低,出粉率逐漸下降,濕面筋含量不斷增加,不同行距間各加工品質(zhì)均無顯著差異,說明行距對小麥加工品質(zhì)的影響相對較小。
表3 播期和行距對小麥籽粒加工品質(zhì)的影響Table 3 Effects of sowing date and row spacing on grain milling quality of wheat
由表4可知,播期和行距互作對小麥粉質(zhì)特性有一定影響。隨著播期推遲,連麥7號的吸水率、形成時間、穩(wěn)定時間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)均表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢,在10月30日播期下表現(xiàn)最優(yōu),且吸水率和穩(wěn)定時間與10月15日和11月15日播期間均存在顯著差異;淮麥45形成時間、穩(wěn)定時間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)隨著播期推遲而不斷降低,在遲播(11月15日)條件下差異達到顯著水平,而吸水率無明顯變化。說明播期對小麥粉質(zhì)特性的影響在不同品種間存在一定差異。增大行距,2個品種吸水率、形成時間、穩(wěn)定時間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)均有所提高,在30cm行距下表現(xiàn)最好,但各行距間差異未達到顯著水平,表明播期對小麥粉質(zhì)特性的影響大于行距。
表4 播期和行距對小麥粉質(zhì)參數(shù)的影響Table 4 Effects of sowing date and row spacing on farinograph parameters of wheat
小麥產(chǎn)量在不同栽培條件下表現(xiàn)不一[16]。目前,關(guān)于播期和行距對小麥產(chǎn)量影響的研究報道較多[17-20]。有研究[21]認為,隨著播期推遲,冬小麥籽粒產(chǎn)量呈先減少后增加的趨勢。郜慶爐等[22]研究結(jié)果表明,播期能夠改變小麥籽粒灌漿高峰期和灌漿持續(xù)時間,進而對小麥產(chǎn)量產(chǎn)生一定影響。安霞等[23]研究認為,在推遲播期后,小麥品種山農(nóng)23葉面積減小,灌漿速率和穗粒數(shù)均降低,最終造成產(chǎn)量降低。張保軍等[24]研究認為,三密一稀的行距配置能夠使小偃503達到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。孫宏勇等[25]研究表明,窄行距更加有利于單位面積穗數(shù)的增加。田文仲等[26]研究認為,行距對小麥品種洛麥23產(chǎn)量的影響大于播期,并且認為在播期、行距等因素合理搭配下,才能夠達到高產(chǎn)。本試驗中,適當推遲播期,2個小麥品種的穗粒數(shù)和千粒重均增加,最終籽粒產(chǎn)量提高,繼續(xù)推遲播期,2個小麥品種穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均下降。說明適期播種有利于提高小麥籽粒產(chǎn)量,早播或遲播都對產(chǎn)量有一定的負效應(yīng),這與前人研究[27]結(jié)果基本一致。25cm 行距條件下,連麥7號和淮麥45籽粒產(chǎn)量最高,在此基礎(chǔ)上,行距增大至30cm,小麥穗數(shù)顯著下降,籽粒產(chǎn)量隨之降低,說明25cm行距下,能夠充分發(fā)揮小麥產(chǎn)量潛力,寬行距或窄行距都不利于產(chǎn)量三要素的協(xié)同提高。試驗中,播期對小麥產(chǎn)量的影響大于行距,同時行距對小麥籽粒產(chǎn)量的影響在不同品種間存在差異,這與前人研究[26]的行距對小麥產(chǎn)量的影響大于播期的結(jié)果不盡一致,分析可能是由于供試小麥品種對栽培條件的響應(yīng)存在差異造成。
播期和行距對小麥籽粒品質(zhì)存在一定影響[28-29]。郜慶爐等[30]研究認為,應(yīng)該根據(jù)不同類型小麥提出最佳播期,才能獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。吳玉娥等[14]研究結(jié)果表明,能夠獲得高產(chǎn)的最佳行距往往造成蛋白質(zhì)含量降低。還有研究[24]認為,三密一稀的行距種植對小麥品質(zhì)性狀效果較好。祝小龍[31]研究認為,煙農(nóng) 19的籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值和穩(wěn)定時間等品質(zhì)指標在20cm行距條件下最優(yōu)。楊艷艷等[32]研究結(jié)果表明,寬窄行處理能夠有效改善小麥面粉的粉質(zhì)特性。薛盈文等[33]研究認為,增大行距會降低小麥籽粒的蛋白質(zhì)含量。由此可知,行距對小麥品質(zhì)的影響在不同生態(tài)地區(qū)差異較大。本試驗中,連麥7號和淮麥45籽粒蛋白質(zhì)及其組分含量、加工品質(zhì)、粉質(zhì)參數(shù)等指標在早播(10月15日)和適播(10月30日)條件下表現(xiàn)較好,而晚播(11月15日)條件下小麥品質(zhì)均明顯下降,說明早播或適播有利于改善小麥品質(zhì)。2個小麥品種蛋白質(zhì)及其組分含量在早播(10月15日)和適播(10月30日)條件下均表現(xiàn)為行距30cm優(yōu)于20和 25cm,說明在早播和適播條件下適當增大行距有利于增加小麥蛋白質(zhì)含量,而在晚播條件下,窄行距處理的蛋白質(zhì)含量相對較高。2個小麥品種在30cm行距下更有利于濕面筋含量、吸水率、穩(wěn)定時間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)的提高,這與上述前人[31-33]研究結(jié)果不盡一致,說明不同生態(tài)條件下,行距對小麥蛋白質(zhì)含量的影響不同,且因小麥品種而有所差異。通過研究可知,播期對小麥籽粒品質(zhì)的影響大于行距,早播和適播下小麥品質(zhì)較好,這與楊延兵等[34]研究結(jié)果基本一致。本試驗設(shè)置了 1個試驗點,2個供試品種,下一步擬開展多點試驗,并增加供試品種類型和數(shù)量,以進一步探究栽培措施對小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,并分析各指標在不同類型小麥品種間的差異。
在 10月 30日播期和 25cm行距的組合條件下,連麥7號和淮麥45產(chǎn)量均最高;連麥7號和淮麥45籽粒品質(zhì)分別在10月30日播期、30cm行距和10月15日播期、30cm行距處理下最優(yōu)。綜合分析小麥產(chǎn)量和品質(zhì),兼顧連麥 7號和淮麥 45高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的最佳播期和行距配置分別為 10月 30日、25cm和10月15日、25cm。在小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)過程中,應(yīng)當注重多種栽培措施相結(jié)合。