增密减氮对弱筋小麦产量、蛋白品质及其空间分布的调控效应

【作者】 郑宝强； 周琴； 蔡剑； 王笑； 姜东；

【机构】 南京农业大学/农业部作物生理生态与生产管理重点实验室/江苏省现代作物生产协同创新中心；

【摘要】 【研究背景】用于制作饼干和糕点的优质弱筋小麦年需求量为600万t以上,而国内弱筋小麦生产仅能满足需求量的10%左右,主要依靠大量进口。长江中下游麦区为我国弱筋小麦最具优势产区,由于缺乏适宜的品种和配套的栽培技术,导致"弱筋不弱",无法满足市场需求。如何实现该区域弱筋小麦品质改良与生产总量提升是我国小麦生产的重要任务之一;【材料与方法】以弱筋小麦宁麦13为材料,设置180kg/ha(N₁₈₀)、120kg/ha(N₁₂₀)、0kg/ha（N₀）3个施氮水平,180万/ha(D₁₈₀)、240万/ha(D₂₄₀)、300万/ha(D₃₀₀)3个种植密度,研究了增密减氮对弱筋小麦产量、蛋白品质及其空间分布的调控效应;【结果与分析】（1）减少施氮量降低了小麦单株成穗数、穗粒数、千粒重和籽粒产量,但在基本苗180-300万/ha范围内,增加密度显著提高了成熟期穗数,部分补偿了因减氮造成的产量损失。（2）减少施氮量显著降低了开花期和成熟期群体氮素积累量,但密度处理间未观察到显著差异。增密种植密度增加了穗数,对群体积累的氮达到了"稀释效应",从而降低了包括籽粒在内的植株各器官氮浓度。（3）随施氮量减少和密度增加,籽粒和面粉中的总蛋白和贮藏蛋白含量、湿面筋含量、面筋指数、面粉吸水率、WRC和LARC均呈现下降趋势,面筋微观结构孔径变大,数量变少,面团强度变小,改善了曲奇饼干烘焙品质,且调控效应表现为:施氮量>密度。（4）减少施氮量显著降低了颖果外层胚乳细胞的蛋白体（PB）面积比例,而对内层胚乳细胞调控较小;增加密度N₁₈₀、N₁₂₀下20DAA颖果背部和腹部外层胚乳细胞PB面积比例先上升后下降,而其余部位均随密度增加而降低。当施氮量由N₁₂₀减到N₀,密度由D₂₄₀增加到D₃₀₀时,胚乳细胞中蛋白体聚合度显著下降。采用分层碾磨技术将成熟期籽粒由外到内按6%[P1]、7%[P2]、6%[P3]、10%[P4]、10%[P5]、10%[P6]和50%[P7]的比例分层制粉,发现增密减氮对籽粒果种皮（P1）和外糊粉层（P2）蛋白质含量无显著调控效应;施氮量对籽粒蛋白质含量效应表现为:外层（P3-P5）>内层（P6-P7）,而密度呈现相反的趋势,且施氮量的调控效应大于密度。施氮量、密度对籽粒不同层次面粉蛋白质含量调控效应随着密度增加、施氮量减少逐渐降低。（5）宁麦13产量和籽粒、面粉的蛋白质含量呈显著正相关,为使籽粒蛋白质达到国家标准12.5%,可采用以下两种方案:A-密度为基本苗240万/ha时,施氮量应该减为170 kg/ha;B-当施氮量为180 kg/ha,将密度增加到基本苗255万/ha。更多还原