文档库

最新最全的文档下载
当前位置:文档库 > 强筋小麦产量和蛋白质含量的稳定性及其调控研究

强筋小麦产量和蛋白质含量的稳定性及其调控研究

中国农业科学2007,40(5):895-901

Scientia Agricultura Sinica

强筋小麦产量和蛋白质含量的稳定性及其调控研究

赵广才1,万富世2,常旭虹1,刘利华1,杨玉双1,杨丽珍1,池忠志1

(1中国农业科学院作物科学研究所,北京100081;2农业部种植业管理司,北京100026)

摘要:【目的】研究氮肥对不同强筋小麦产量和蛋白质含量的调控效应,以及小麦蛋白质的稳定性。【方法】利用7个强筋小麦品种,按统一方案分别在6个省进行试验,成熟时按小区收获,测定籽粒产量和籽粒蛋白质含量。【结果】在0~300 kg·ha-1施氮范围内,不同品种在各试验点均表现随施氮量增加产量逐渐提高,处理间达到显著差异水平,但每公顷施用300 kg氮素仅比施用225 kg的处理增产1.6%。随着施氮水平的提高,不同施氮处理在各试验点之间产量的变异系数逐渐降低,表明施氮和产量水平的提高可以缩小不同地区产量的差异。8901-1和豫麦34对氮肥较敏感,增施氮肥的增产效果明显;济麦20和皖麦38稳产性较好。各试验点间的小麦籽粒蛋白质含量变异系数的变化与产量变化趋势相同,表明适当施氮可以有效降低不同试验点间的品质差异。不同试验点间各品种蛋白质含量变异系数为2.04%~7.03%,变异系数较小的品种,蛋白质含量稳定性好,变异系数大的,其品质的栽培可塑性较强。不同施氮量处理间各品种的变异系数为5.43%~7.33%。有些供试品种在施氮150 kg·ha-1以下时,蛋白质含量不能达到强筋标准,如烟农19、济麦20和皖麦38。在施氮量超过225 kg·ha-1时,其籽粒蛋白质含量均达到国家强筋小麦标准。【结论】在实际生产中,从产量和品质两方面考虑,强筋小麦施氮水平应控制在225~300 kg·ha-1。试验中各种影响蛋白质含量变异的因素的效应表现为:栽培措施>基因型>生态环境(试验点)。

关键词:强筋小麦;产量;蛋白质含量;稳定性

Study on Stability and Regulation of Grain Yield and

Protein Content in Strong Gluten Wheat

ZHAO Guang-cai1, WAN Fu-shi2, CHANG Xu-hong1, LIU Li-hua1, YANG Yu-shuang1,

YANG Li-zhen1, CHI Zhong-zhi1

(1Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081; 2 Department of Crop Production,

Ministry of Agriculture, Beijing 100026)

Abstract: 【Objective】The experiment was conducted to study the stability and regulation effects of N-fertilizer on grain yield and protein content. 【Method】Seven wheat varieties with strong gluten were cultivated in six provinces in China in the present study, and the grain yield and the grain protein content was measured in maturation period. 【Result】Within the range of 0-300 kg·ha-1N fertilizer level, the grain yield of different varieties increased with the amount of N-fertilizer added in different experimental farms, it showed statistically significant differences in different treatments. The yield of the applied N at 300 kg·ha-1 increased 1.6% than that of 225 kg·ha-1. The CV of yield of different treatments had a trend of decrease with the amount of N-fertilizer added in different experimental farms, and N-fertilizer could lessen the differences in quality in different areas. 8901-1and yumai 34 were more sensitive to N-fertilizer, their grain yield increased obviously as added N-fertilizer, and however, jimai 20 and wanmai 38 were relatively stable. The CV of protein content showed the same trend with grain yield. It indicated that properly applied nitrogen could decrease the differences of protein content in different experimental areas. It is 2.04%-7.03% that the CV of protein content of the varieties in different experimental sites. The more small CV the more stable protein content, the more

收稿日期:2006-02-23;接受日期:2006-12-19

基金项目:农业部专项“小麦品质稳定性研究”(070101);国家“十五”攻关资助项目(2004 BA520A12)

作者简介:赵广才(1951-),男,北京大兴人,博士,研究员,研究方向为小麦优质高产栽培。E-mail:zhaogc1@http://www.wendangku.net/doc/66cf667001f69e31433294cf.html

896 中国农业科学40卷

bigger CV the better cultivate plasticity. The protein content of all varieties was sensitive to N-fertilize added, it is 5.43%-7.33% that the CV of protein content of the varieties in different nitrogen treatments. Under 150 kg·ha-1 fertilizer level, the protein content of some varieties couldn’t reach the national standard of strong gluten wheat, such as yannong 19, jimai 20 and wanmai 38, but beyond the level of 225 kg·ha-1, all of the varieties could. 【Conclusion】Considering of yield and quality, the N-fertilizer level of strong gluten wheat should be 225-300 kg·ha-1 in practice. The factors that influenced the grain protein content in sequence was the cultivation measure>genotype>environment .

Key words: Strong gluten wheat; Yield; Protein content; Stability

0 引言

【研究意义】小麦是人类生活所依赖的重要食物来源,全世界约有40%的人口以小麦为主要粮食。在中国小麦种植面积大,分布广,是中国人民的主要粮食品种,尤其在北方地区多以小麦面粉制作的食品为主。小麦在农业生产和人民生活中占有重要地位。随着社会的发展和人民生活水平的提高,人们不仅要求小麦产量的进一步提高,同时需要品质的改善。因此,不少学者为此做了大量研究[1~9],目前小麦高产优质高效仍然是重要的研究课题。【前人研究进展】生态条件和栽培措施对小麦产量和品质有很大的影响。有研究认为环境对蛋白质含量和面团形成时间的作用最大。而沉降值、硬度、稳定时间、延伸性和拉伸面积的基因型作用大于环境作用[2]。有学者对种在陕西的不同试点的多个品种品质性状的基因型因子进行分析,探讨了小麦品种籽粒品质性状间相互关系的内在规律,认为沉降值与蛋白质含量和粉质参数之间存在密切关系,受同一主因子支配[3]。也有学者对小麦品种主要品质性状的稳定性进行过研究,分析了品种、环境及品种与对环境互作对籽粒硬度、蛋白质含量、沉降值及湿面筋含量的影响,认为基因型效应对所有品质参数均有显著影响[4]。但上述研究未涉及到栽培措施的影响。【本研究切入点】由于品种遗传背景不同,来源于不同地区的小麦品种在同一生态和栽培条件下种植,有些品种的产量和品质对栽培措施反应敏感,有些表现相对稳定,而品质和产量对外界条件的反应并不同步。其产量较稳定的品种,品质不一定稳定。品质稳定性好的品种适应性广泛,稳定性较差的品种栽培的可塑性较强。通过试验研究筛选产量和品质在高水平上相对稳定的品种,以及寻求栽培措施对产量和品质的最佳效应或同步提高,是人们普遍关心的课题。本文拟以强筋小麦品质的稳定性和氮肥调控为切入点开展研究。【拟解决的关键问题】本试验通过选用来自中国小麦主产区的7个优质强筋小麦品种,设计不同的施肥处理,研究不同生态区的品种在相同条件下,不同肥料运筹以及不同生态试验点对产量和品质的影响,以期为进一步开展小麦优质高产栽培研究和生产提供参考。

1 材料与方法

1.1试验地情况

试验于2003~2004年在河北任丘(位于河北省中部平原,东经115°56′~116°26′,北纬38°33′~38°57′;试验地土壤质地为壤土)、山东兖州(地处山东省南部平原,位于东经116°35′~116°51′,北纬35°23′~35°43′;试验地土壤质地为壤土)、河南新乡(位于豫北平原中部,东经113°42′~114°04′,北纬35°05′~35°24′;试验地土壤质地为壤土)、江苏丰县(属黄泛冲积平原,位于东经116°21′~116°52′,北纬34°24′~34°56′;试验地土壤质地为壤土)、安徽涡阳(地处淮北平原,东经115°53′~116°33′,北纬33°22′~33°47′;试验地土壤质地为粘土)和山西盐湖(地处华北高原,位于山西省南部,东经110°42′~111°11′,北纬34°48′~35°22′;试验地土壤质地为壤土)等6个试验点进行。试验地土壤肥力见表1。

1.2试验材料与设计

各试验点按统一方案进行,采用二因素裂区试验设计,主区为施氮量(A因素),A1为不施氮肥(CK);A2为全生育期施氮素120 kg·ha-1;A3为225 kg·ha-1;A4为300 kg·ha-1。副区为品种(B因素),B1为8901-11,B2为豫麦34,B3为烟农19,B4为济麦20,B5为皖麦38,B6为陕253,B7为临优145。7个品种均为优质强筋小麦品种。

各处理氮肥均为底肥和追肥各占1/2,在拔节后期(旗叶露尖)追肥;磷肥按每公顷施P2O5 135 kg,钾肥按每公顷K2O 120 kg,在整地时全部作底肥施入。试验小区面积为10 m2(5 m×2 m),每小区播种10行,行距20 cm,3次重复。2003年10月上中旬分别在各试验点播种,基本苗均为180万/ha,出苗后在小区内选取固定样点,定期进行田间调查。春季共浇3次水,即拔节水、扬花水、灌浆水。收获前拔取样点

5期赵广才等:强筋小麦产量和蛋白质含量的稳定性及其调控研究897

表1 各试验点0~20 cm土层的土壤养分情况

Table 1 The soil nutrient (0-20cm) in each experimental site

试验点Experimental site 有机质(%)

Organic

substance

全氮(%)

Total

nitrogen

碱解氮(mg·kg-1)

Alkelai hydrolysis

nitrogen

速效钾(mg·kg-1)

Rapidly available

potassium

速效磷(mg·kg-1)

Rapidly available

phosphorus

pH

兖州Yanzhou 1.55 0.094 92 97 15.3 8.0 盐湖Yanhu 1.11 0.070 86 130 22.5 8.4 涡阳Guoyang 1.52 0.100 98 213 20.8 8.1 新乡Xinxiang 1.38 0.085 95 170 14.2 8.3 丰县Fengxian 1.92 0.124 109 226 130.1 8.1 任丘Renqiu 1.31 0.084 127 184 31.9 8.3

进行室内考种,成熟时按小区收获,测定籽粒产量,统一送中国农业科学院作物科学研究所测定籽粒品质。

1.3 品质性状分析

籽粒蛋白质含量用半微量凯氏定氮法测定。

2 结果与分析

2.1 各试验点不同施氮量和品种的产量

从表2可以看出,各试验点平均产量均为随施氮水平的提高而增加;施氮量处理间的产量均达到显著或极显著差异水平,其中任丘试验点A4比A1的产量提高85.16%,盐湖试验点A4比A1增产28.00%,增产效果均十分明显。各试验点的结果不尽一致,其中新乡试验点A3处理的产量略高于A4,差异不显著,涡阳试验点A2的产量最高,但各试验点平均值为A4>A3>A2>A1。从不同施氮量处理在各试验点的产量变异系数分析,随施氮水平提高变异系数逐渐降低,表明施氮水平和产量的提高,可以缩小不同地区产量的差异。即在施氮较多的高产水平下,不同地区之间产量稳定性较好。从各试验点不同处理间产量的变异系数分析,有随产量水平的提高变异系数渐小的趋势,如任丘点的产量水平最低,其变异系数最大,达到25.16%,涡阳点的产量水平最高,变异系数仅为2.81%。表明,随产量水平的降低,施肥增产的效果逐渐提高。

表3示出,同一品种在不同地区相同施氮量下产

表2 各试验点不同施氮量的产量结果(kg·ha-1)

Table 2 Results of grain yield of different nitrogen treatment in every experimental site

处理Treatment 兖州

Yanzhou

涡阳

Guoyang

丰县

Fengxian

新乡

Xinxiang

盐湖

Yanhu

任丘

Renqiu

平均

Average

变异系数

cv (%)

A1 7473bB 8497d D 6013cCB 5514bB 4455cC 2918c B 5812dC 34.7 A2 8657aA 9076a A 6642bB 6312aA 5269bB 4484b A 6740cB 27.0 A3 8732aA 8945b B 6853bAB 6461aA 5432bA 5240a A 6944bA 22.3 A4 8814aA 8859c C 7412aA 6341aA 5702aA 5402a A 7088aA 21.4 变异系数cv(%) 7.53 2.81 8.59 7.04 10.30 25.16 7.45

表中数字在5%水平上差异显著以不同小写字母标出,在1%水平上显著标以不同大写字母。下同

The values within columns followed by different small letters differ significantly at 5% and different capital letters at 1%. The same as below

量有很大变化,各品种变异系数均在23%以上(23.64%~32.46%),变异系数较小的品种表明其产量相对较稳定。从环境指数分析,以涡阳最高,为8844 kg·ha-1。以下依次为兖州、丰县、新乡、盐湖、任丘。从各试点不同品种产量的变异系数看,变异系数与产量水平呈极显著负相关(r=-0.92),即环境指数越高(环境指数是指不同品种的产量或其它性状的具体数值在各试验点的平均数),品种间变异系数越小,越适合各品种高产。施氮量处理和品种的交互作用显著,不同品种对施氮量的反应不尽相同(表4),豫麦34、藁8901、陕253、临优145、烟农19在不同施氮量处理间的产量变异系数较大,表明这些品种对氮肥较敏感;济麦20和皖麦38的变异系数较小,表明其稳产性较好。从各品种在不同施氮条件下产量的变化分析,有随施氮量增加产量变异系数逐渐变小的趋势,表明在不施氮的情况下,品种间产量变化较大;适当增施

898 中国农业科学40卷

表3 各品种各试点的籽粒产量(kg·ha-1)

Table 3 Results of grain yield of different variety in every experimental site

品种Variety 兖州

Yanzhou

涡阳

Guoyang

丰县

Fengxian

新乡

Xinxiang

盐湖

Yanhu

任丘

Renqiu

平均

Average

变异系数

cv(%)

8901-11 8505bc B 8843 c B 5563d D 6098c B 5741b A 4562b AB 6552b B 26.32

豫麦34 Yumai 34 8175dCD 9100 b A 6870b B 5648 d C 5010cd BC 4512 b B 6553b B 27.79

烟农19 Yannong 19 8563b B 9229a A 7273a A 6527ab AB 5948a A 4746 ab AB 7048a A 23.64

济麦20 Jimai 20 8965a A 8649 d C 7373a A 6764a A 5171c B 5099 a A 7004a A 23.66

皖麦38 Wanmai 38 8363c BC 8666d BC 6570c C 6286bc B 5141c B 4603 b AB 6605b B 24.96

陕253 Shan 253 7998e D 8744cdBC 7098ab BA 5486d C 4628e D 3538 c A 6249c C 32.46

临优145 Linyou 145 8367c BC 8680d BC 6363c C 6290bc B 4864d C 4517 b C 6514b B 26.51

环境指数Environmental index 8419 8844 6730 6157 5215 4511 6715

变异系数cv(%) 3.7 2.6 9.4 7.4 9.1 10.5

表中数据为4个施肥量处理平均值(表4、6、8 同)

Data in the table were the average value in 4 treatments of nitrogen application (The same as in Table 4, 6 and 8)

表4 各品种不同施氮量的产量结果(kg·ha-1)

Table 4 Results of grain yield of different nitrogen treatment in every different variety

品种Variety A1 A2 A3 A4 变异系数cv(%)藁8901 Gao 8901 5692bcBC 6596bcB 6809bcCD 7127bB 9.33

豫麦34 Yumai 34 5493cdC 6766bB 6961bBC 6993bB 9.69

烟农19 Yannong 19 6188aA 7198aA 7225aAB 7576aA 8.01

济麦20 Jimai 20 6300aA 7149aA 7363aA 7213bB 5.48

皖麦38 Wanmai 38 5904bB 6659bcB 6854bCD 7002bB 6.65

陕253 Shan 253 5456dC 6273dC 6619cD 6656cC 8.14

临优145 Linyou 145 5651cdBC 6532cBC 6780bcCD 7067bB 8.10

变异系数cv(%) 5.69 4.95 3.78 3.90

氮肥,可以提高产量,并缩小品种间产量的差异。

2.2 各试验点不同施氮量处理和品种的籽粒蛋白质

含量

从表5可见,除盐湖外,各试验点不同施氮量处理的籽粒蛋白质含量均表现差异显著或极显著,不同处理间的变异系数以任丘最大,其蛋白质含量极差达到3.99%。从不同处理各试验点间的变异系数分析,有随施氮量增加而逐渐变小的趋势,表明适当增施氮肥,可以有效的降低不同试验点间的籽粒蛋白质含量差异。

从表6可以看出,品种与试验点的交互作用显著,在兖州和新乡以8901-11、盐湖以豫麦34、涡阳和丰县以临优145、任丘以陕253蛋白质含量最高。各试验点不同品种间蛋白质含量的变异系数为 2.96%~6.87%,以丰县最高。同一品种在不同试验点的蛋白质含量有较大变化,其中临优145的极差为3.15%。

表5 各试验点不同施氮量的籽粒蛋白质含量(%)

Table 5 Grain protein content of different nitrogen treatment in every experimental site

处理Treatment 兖州

Yanzhou

涡阳

Guoyang

丰县

Fengxian

新乡

Xinxiang

盐湖

Yanhu

任丘

Renqiu

平均

Average

变异系数

cv(%)

A1 12.66c C 12.66cB 14.48dC 13.51c B 13.40a 11.27c C 13.07cC 7.68 A2 13.77b B 14.94bA 15.13cB 14.53b A 14.13a 13.53b B 14.31bB 4.15 A3 14.31a AB 15.31aA 15.57bA 14.76ab A 14.29a 15.20a A 14.82aA 3.65 A4 14.37a A 15.43aA 15.80aA 14.92a A 14.35a 15.26a A 14.92aA 3.99 变异系数cv (%) 5.75 8.91 3.81 4.39 3.12 13.58 5.95

5期赵广才等:强筋小麦产量和蛋白质含量的稳定性及其调控研究899

各品种在不同试验点间的变异系数为2.04%~7.03%,变异系数较小的品种表明在不同环境中蛋白质含量静态稳定性好(稳定性是相对动态稳定性而言,指品种的表现不随环境变化而变化或变化较小);变异系数大,表明生态条件对其影响较大,其品质的栽培可塑性强(栽培可塑性是指通过栽培措施或生态条件的改变可以调节产量和品质性状,说明某些品种某些性状可调节的可能性的大小)。从环境指数分析,以丰县最高,为15.25%。以下依次为涡阳、新乡、盐湖、任丘、兖州。不同试验点间的差异达到极显著水平。

施氮量处理和品种的交互作用显著,不同品种的

表6 各试点不同品种的籽粒蛋白质含量(%)

Table 6 Grain protein content of different variety in every experimental section

品种Variety 兖州

Yanzhou

涡阳

Guoyang

丰县

Fengxian

新乡

Xinxiang

盐湖

Yanhu

任丘

Renqiu

变异系数

cv(%)

8901-11 14.29aA 15.27aA 16.07bB 15.31aA 14.80aA 14.15abAB 4.38 豫麦34 Yumai 34 13.40cC 14.16dC 14.76dD 14.64bcBC 14.84aA 13.71abAB 4.01 烟农19 Yannong 19 13.37cC 13.64eD 14.30fE 13.42dD 13.09bB 13.80abAB 4.02 济麦20 Jimai 20 13.35cC 14.52bcBC 14.54eDE 13.55dD 13.29bB 12.74cB 4.93 皖麦38 Wanmai 38 13.76bB 14.31cdBC 14.72dD 14.37cC 13.04bB 13.40bcAB 4.56 陕253 Shan 253 14.16aA 14.70bB 15.09cC 14.76bBC 14.57aA 14.53aA 2.04 临优145 Linyou 145 14.09aA 15.49aA 17.24aA 14.96bAB 14.72aA 14.38aA 7.03 环境指数Environmental index 13.77 14.58 15.25 14.43 14.05 13.81

变异系数cv (%) 2.96 4.39 6.87 4.91 6.11 4.46

蛋白质含量对施氮量处理的反应不尽相同(表7),在不施氮条件下,以8901-11的蛋白质含量最高;在施氮量为150 kg·ha-1条件下,8901-11和临优145较优,在每公顷施氮225 kg和300 kg时,临优145均为最高。临优145的蛋白质含量在施氮处理间的变异系数最大,处理间极差达到2.87%,其次为烟农19,极差为2.19%,其他品种在不同施氮处理间的极差也均在1.63%,可见施氮对各品种的蛋白质含量都有重要影响,不同品种的籽粒蛋白质含量均对氮肥敏感。有些强筋小麦品种在每公顷施氮150 kg以下时,籽粒蛋白质含量不能达到强筋标准,如烟农19、济麦20和皖麦38,而在施氮量超过225 kg·ha-1时,供试品种蛋白质含量均达到国家强筋小麦标准。因此,在实际生产中,强筋小麦施氮水平应控制在225~300 kg·ha-1。

2.3 基因型、环境、施氮量及其互作对蛋白质含量的

影响

通过对蛋白质含量进行方差分析(表8),本试验中除区组外,生态环境(试验点)、施氮量处理、基因(品种)以及各交互作用F值测验均极显著。从环境、氮肥量处理、基因型及各项交互作用的平方和占总平方和的百分比分析,氮肥量处理>基因型>环境>环境×氮肥量处理>环境×基因型>环境×氮肥

表7 各品种不同处理的蛋白质含量(%)

Table 7 Grain protein content of different nitrogen treatment in every different variety

品种Variety A1 A2 A3 A4 平均Average 变异系数cv(%) 8901-11 13.78aA 15.05aA 15.64bAB 15.47bB 14.99aA 5.61

豫麦34 Yumai 34 13.12bB 14.39bB 14.73dCD 14.77cC 14.25cC 5.43

烟农19 Yannong 19 12.19cC 13.63cC 14.22efE 14.38cC 13.61eE 7.33

济麦20 Jimai 20 12.41cC 13.70cC 14.11fE 14.45cC 13.67eE 6.53

皖麦38 Wanmai 38 12.96bB 13.66cC 14.53deDE 14.59cC 13.94dD 5.57

陕253 Shan 253 13.20bB 14.83aAB 15.17cBC 15.35bB 14.64bB 6.71

临优145 Linyou 145 13.32bAB 15.05aA 16.04aA 16.19aA 15.15aA 7.72

变异系数cv (%) 4.18 4.62 4.87 4.43

900 中国农业科学40卷

量处理×基因型>氮肥量处理×基因型。从广义上讲,

可把氮肥量处理和生态环境统称栽培环境,生态环境

与施氮量处理的互作也纳入栽培环境中,3项相加,

广义的栽培环境占56.73%,把基因型和有基因型的互

作划归广义的基因型,4项相加,广义的基因型占

29.20%。表明在各种影响蛋白质含量变异的因素中,

栽培环境的影响最大,进而可以理解为小麦蛋白质含

量的栽培可塑性很强,合理的栽培环境对提高小麦籽

粒蛋白质含量有明显的效果。

表8 蛋白质含量的方差分析表

Table 8 Results of analysis of variance in protein content

项目Items 平方和

SS

F 百分比

Percentage

区组Block 0.98 0.54 0.10

环境Environment 131.38 28.86**13.31

氮肥处理Nitrogen treatment 328.96 146.50**33.32

基因Genotype 166.85 78.65**16.90

交互作用E*N*G 34.28 1.08** 3.47

交互作用N*G 16.93 2.66** 1.71

交互作用E*G 70.29 6.63**7.12

交互作用E*N 99.72 8.88**10.10

总误差Total error 137.98 13.98

总变异Total variance 987.28

3 讨论

3.1根据本试验的结果,在生产中应依实际情况,选择经济有效的施肥范围,一般在中高产条件下,在适当配合施用有机肥和磷钾肥的同时,每公顷施225~300 kg氮素较为合适。有的试验结果认为超高产小麦施氮量以240 kg·ha-1,基追比例5﹕5为宜,追氮量过少或过多均不利于进一步提高小麦产量[10]。有学者在中高肥力条件下试验,每公顷施入240 kg氮素时,产量达到最高[11]。有研究认为北方麦区上等地力条件下,每公顷9 000 kg超高产小麦适宜的总施氮量为300~330 kg[12]。Ravindra Singh[13]为每公顷施入20 t 农家肥和120 kg氮素,可以提高产量和改善品质。目前中国部分地区的小麦施氮量远远超过上述指标,有待进一步研究。

3.2 随施氮量提高,各试验点间的小麦籽粒蛋白质含量变异系数渐小,表明适当施氮可以有效降低不同试验点间的品质差异。变异系数小的品种表明其品质对生态环境适应性较强,品质稳定性较好,变异系数大的,其品质的栽培可塑性强。也有研究认为弱筋小麦粗蛋白的变异系数较大,强筋小麦的变异系数较小[14]。不同施氮水平下各品种在各试验点的表现有很大差异,以任丘试验点临优145为例,A1处理的籽粒蛋白质含量为11.16%,A2为13.97%,A3为15.77%,A4为16.62%,极差为5.46个百分点,其它品种的极差都在3个百分点以上。在其它试验点不同施氮处理的蛋白质含量多数在2个百分点以上。表明施氮水平对各供试品种的籽粒蛋白质含量都有很大的影响。不同品种对氮肥的敏感程度有差异,有些品种在不同施氮水平下籽粒蛋白质含量差异很大,施氮对其籽粒蛋白质含量的可塑性很强,合理的栽培环境对改善其品质的效果更为明显。王月福等人[17]研究施氮量在0~300 kg·ha-1范围内随施氮量增加蛋白质含量显著增加,与本试验结果相近。

3.3 相同品种在不同生态环境和栽培条件种植其蛋白质含量会有很大变异,在各种影响蛋白质含量变异的因素中,氮肥处理的影响最大,把氮肥处理和生态环境统称为栽培环境时,其影响远大于基因型。有学者在利用不同品种在不同地区植株,在没有氮肥处理和没有重复的试验中,从基因型、环境以及基因型和环境的交互作用所占平方和的百分比分析,认为蛋白质含量为环境>基因型>基因型×环境[2]。还有学者也认为,籽粒蛋白质含量受环境的影响大于基因型[15,16]。本试验的结果进一步证实了这一观点,并增加了不同施氮量处理的内容,把环境因素分解为生态环境(不同试验点)和栽培措施(施氮量处理)两个因素进行分析,为进一步深入研究提供了参考。

4 结论

在一定范围内,随施氮和产量水平的提高,不同地区产量的差异降低,产量稳定性增强。但同一品种在不同地区相同肥料处理下产量有很大变化,变异系数较小的品种表明其产量相对较稳定。有些品种在不同施氮处理间的产量变异系数较大,表明这些品种对氮肥较敏感。另一些品种在施氮处理间的产量变异系数较小,表明其稳产性较好。各品种有随施氮量增加产量变异系数逐渐变小的趋势,表明适当增施氮肥,可以缩小品种间的产量差异,各品种都可获得较好的产量。因此,生产中应根据实际情况,选择经济有效的施肥范围,一般在中高产条件下,在适当配合施用有机肥和磷钾肥的同时,每公顷施225~300 kg氮素较为合适。

适当施氮可以有效降低不同试验点间的品质差异。

5期赵广才等:强筋小麦产量和蛋白质含量的稳定性及其调控研究901

不同试验点间变异系数较小的品种,蛋白质含量静态稳定性好,变异系数大的,其品质的栽培可塑性强。供试的不同品种籽粒蛋白质含量均对氮肥敏感。在一定范围内适当施氮可以有效的提高供试各品种的蛋白质含量。相同品种在不同生态环境和栽培条件下种植,在各种影响蛋白质含量变异的因素中,栽培措施>基因型>生态环境(试验点)。

References

[1]Zhang J X, Liu X S. Leaf stage index promoting-controlling

method for wheat cultivation and management. Scientia Agricultura Sinica(special issue), 1987: 18-28.

[2]郭天财, 马冬云, 朱云集, 王晨阳, 夏国军, 罗毅. 冬播小麦品种

主要品质性状的基因型与环境及其互作效应分析. 中国农业科学, 2004, 37: 948-953.

Guo T C, Ma D Y, Zhu Y J, Wang C Y, Xia G J, Luo Y. Genotype,

environment and their interactive effects on main quality traits of

winter-sown wheat variety. Scientia Agricultura Sinica, 2004, 37:

948-953. (in Chinese)

[3]康立宁, 魏益民, 欧阳韶晖, 张国权. 小麦品种品质性状的基因型

因子分析. 西北植物学报, 2004, 24(1): 120-124.

Kang L N, Wei Y M, Ouyang S H, Zhang G Q. Genotypical factor

analysis on quality properties of wheat variety. Acta Botanica

Boreali-occidentalia Sinica, 2004, 24(1): 120-124. (in Chinese) [4]魏益民, 康立宁, 欧阳韶晖, 张国权. 小麦品种蛋白质品质性状稳

定性研究. 西北植物学报, 2002, 22(1): 90-96.

Wei Y M, Kang L N, Ouyang S H, Zhang G Q. Studdy on the protein

quality property stability of winter wheat variety. Acta Botanica

Boreali-occidentalia Sinica, 2002, 22(1): 90-96. (in Chinese)

[5]Johnson G V, Raun W R. Nitrogen response index as a guide to

fertilizer management. Journal of Plant Nutrition, 2003, 26: 249-262.

[6]Hussain M I, Shan S H, Sajjad H, Khalid I. Growth, yield and quality

response of three wheat (Triticum aestivum L.) varieties to different levels of N, P and K. International Journal of Agriculture and Biology, 2002, 4: 362-364.

[7]Singh A K, Jain G L. Effect of sowing time, irrigation and nitrogen

on grain yield and quality of durum wheat (triticum durum ). Indian Journal of Agricultural Sciences, 2000, 70: 532-533.

[8]Sanjeev K, Rajender K, Harbir S. Influence of time sowing and NP

fertilization on grain quality of macaronl wheat (Triticum durum).

Haryaana Agricultural University Journal of Research,2000, 32(1): 31-33.

[9]Jan M T, Muzammil S, Sanaullah K. Type of N-fertilizer, rate and

timing effect on wheat production.Sarhad Journal of Agriculture, 2002, 18: 405-410.

[10]王晨阳, 朱云集, 夏国军, 宋家永, 李九星, 王永华, 罗毅. 氮肥

后移对超高产小麦产量及生理特性的影响. 作物学报, 1998, 24: 978-983.

Wang C Y, Zhu Y J, Xia G J, Song J Y, Li J X, Wang Y H, Luo Y.

Effects application of nitrogen at the later stage on grain yield and plant physiological characteristics of super-high-yielding winter wheat. Acta Agronomica Sinica,1998, 24: 978-983. (in Chinese) [11]介晓磊, 韩燕来, 谭金芳, 郭天财, 王化岑, 崔金梅, 李九星. 不

同肥力和土壤质地条件下麦田氮肥利用率的研究. 作物学报, 1998, 24: 884-888.

Jie X L, Han Y L, Tan J F, Guo T C, Wang H C, Cui J M, Li J X.

Studies on use efficiency of N Fertilizer in wheat field with different fertilities and soil textures. Acta Agronomica Sinica, 1998, 24: 884-888. (in Chinese)

[12]张洪程, 许轲, 戴其根, 霍中洋, 董明辉. 超高产小麦吸氮特性

与氮肥运筹的初步研究. 作物学报, 1998, 24: 935-940.

Zhang H C, Xu K, Dai Q G, Huo Z Y, Dong M H. Preliminary study on the traits of nitrogen absorption and nitrogen fertilizer applying in super-high-yielding winter wheat. Acta Agronomica Sinica, 1998, 24: 935-940. (in Chinese)

[13]Ravindra S, Agarwal S K, Jat M L. Quality of wheat (Triticum

aestivum) and nutrient status in soil as influenced by organic and inorganic sources of nutrients. Indian Journal of Agricultural Sciences, 2002, 72: 456-460.

[14]郭天财, 张学林, 樊树平, 朱云集, 王晨阳, 马冬云. 不同环境条

件对三种筋型小麦品质性状的影响. 应用生态学报, 2003,14: 917-920.

Guo T C, Zhang X L, Fan S P, Zhu Y J, Wang C Y, Ma D Y. Effects of different environments on qualitative characters of three gluten wheat cultivars. Chinese Journal of Applied Ecology, 2003, 14: 917-920. (in Chinese)

[15]王鸿, 赵万春. 冬小麦品质性状的基因型及环境效应. 陕西农业

科学, 2000 (9): 3-5.

Wang H, Zhao W C. Effect of genotype and environment on wheat quality. Shanxi Agricultural Sciences, 2000, (9): 3-5. (in Chinese) [16]张保军, 樊虎玲. 环境条件对小麦蛋白质的影响研究进展. 水土

保持研究, 2002, 9(2): 61-63.

Zhang B J, Fan H L. Progress on the study of effects of environment conditions on wheat protein. Research of Soil and Water Conservation, 2002, 9(2): 61-63. (in Chinese)

[17]王月福, 于振文, 李尚霞, 余松烈. 施氮量对小麦籽粒蛋白质组分

含量及加工品质的影响. 中国农业科学, 2002, 35: 1071-1078.

Wang Y F, Yu Z W, Li S X, Yu S L. Effects of nitrogen application amount on content of protein components and processing quality of wheat grain. Scientia Agricultura Sinica, 2002, 35: 1071-1078. (in Chinese)

(责任编辑赵利辉)