氯吡苯脲对小麦籽粒淀粉组分含量及淀粉粒粒度分布特征的影响

彭佃亮， 李美芹， 唐玉海， 王兴翠， 裴华丽， 孙 虎， 吕金浮， 刘晓明， 乔 宁， 薛其勤， 王之凤

(潍坊科技学院/山东省高校设施园艺实验室/贾思勰农学院，山东寿光 262700)

小麦胚乳中的淀粉以淀粉粒的状态存在，主要由直、支链淀粉构成[1]。前人研究结果表明，淀粉的组分、构成比例及淀粉粒度的分布特征决定了小麦面粉及其加工品的特性[2-6]。前人研究发现，生态环境、栽培技术对小麦淀粉发育和微粒特性分布有较强的调控，能影响面粉的利用[3-5，7]。当前，外施外源生长调节剂对小麦籽粒发育及产量的影响研究较集中[7-9]，而其与淀粉不同成分含量及淀粉微粒形态特点的联系，重点是外源生长调节剂氯吡苯脲对小麦籽粒直、支链淀粉含量和淀粉微粒特点的调控知之甚少。本试验的田间种植材料为小麦高淀粉品种山农1391和低淀粉品种济麦22，通过喷施外源生长调节剂氯吡苯脲对小麦籽粒淀粉总量、成分含量及微粒特点进行研究，以期为化控改善籽粒淀粉品质及生长调节物质氯吡苯脲的田间推广提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

田间种植材料为高淀粉品种山农1391和低淀粉品种济麦22。大田试验在潍坊科技学院试验基地进行。时间为2015年9月至2016年6月。在种植小麦时基施纯氮 100 kg/hm2、磷肥70 kg/hm2、钾肥100 kg/hm2，在小麦拔节时加施纯氮100 kg/hm2。小麦开花后在穗部喷施150 mg/L氯吡苯脲，对照组为喷纯净水。每个处理喷施4 m2，用量为 500 mL/m2。以0.5%体积分数的Tween 20作为黏附剂，成熟期取样用于淀粉品质测定[10]。小区面积为9 m2，随机区组排列，3次重复，测产面积3 m2[10]。

1.2 测定项目及方法

小麦产量构成要素调查参考彭佃亮的方法[10]；淀粉含量的测定参考何照范的方法[11]；提取淀粉粒依据Peng等的方法[11]；籽粒淀粉粒粒度分布特征用激光衍射粒度分析仪LS 13320进行测定分析[13]。

1.3 统计分析

用DPS 5.05进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 氯吡苯脲处理对不同基因型小麦产量和产量构成要素的影响

由表1可见，氯吡苯脲可显著提高小麦籽粒千粒质量和产量。与对照相比，喷施氯吡苯脲分别提高了山农1391、济麦22千粒质量6.3%、2.3%；产量提高5.7%、4.5%，差异均达到显著水平，而对小麦单位面积穗数和穗粒数无显著影响。

表1 氯吡苯脲处理对小麦产量和产量构成要素的影响

注：每个品种同类指标数据后不同小写字母表示处理间有显著差异(P<0.05)。下表同。

2.2 氯吡苯脲处理对不同基因型小麦籽粒淀粉含量及组分含量的影响

喷施氯吡苯脲显著提高了2个小麦品种籽粒中淀粉、组分含量(表2)。与对照相比，喷施氯吡苯脲山农1391和济麦22的淀粉含量分别提高了6.2%、7.2%；2个品种直链淀粉含量分别提高了3.9%、6.6%，支链淀粉含量分别提高了7.0%、7.4%。

表2 氯吡苯脲处理对不同基因型小麦籽粒淀粉含量及组分含量的影响

2.3 氯吡苯脲处理对不同基因型小麦籽粒淀粉粒粒度分布的影响

2.3.1 氯吡苯脲处理对不同基因型小麦籽粒淀粉粒体积分布的影响 不同基因型与氯吡苯脲处理之间的籽粒淀粉粒体积分布存在显著差异(表3)。B型淀粉粒(<9.9 μm)所占的体积百分比为39.11%～45.10%，A型(>9.9 μm)淀粉粒体积百分比为54.90%～60.89%。与对照处理相比，氯吡苯脲显著增加了小麦<9.9 μm淀粉粒体积百分比。喷施氯吡苯脲后，山农1391、济麦22的<9.9 μm淀粉粒体积所占的比例较对照分别提高了4.3%、7.7%；而>9.9 μm淀粉粒体积比分别降低了2.6%、5.6%。由此可以得出，氯吡苯脲明显降低了大淀粉粒体积比例，增加了小淀粉粒体积比例。

表3 氯吡苯脲处理对不同基因型小麦籽粒淀粉粒体积分布的影响

2.3.2 氯吡苯脲处理后对不同基因型小麦籽粒淀粉粒表面积分布的影响 B型淀粉粒所占的表面积百分比为 80.89%～88.31%，A型淀粉粒表面积百分比为11.68%～19.11%(表4)。与喷施清水处理相比，氯吡苯脲显著降低了2个品种<9.9 μm淀粉粒表面积百分比。喷施氯吡苯脲后，山农1391和济麦22的>9.9 μm淀粉粒表面积所占的比例较对照分别降低了9.9%、22.2%。由此，可以得出氯吡苯脲明显降低了A型(>9.9 μm)淀粉粒体积比例，提高了B型(<9.9 μm)淀粉粒体积比例。

表4 氯吡苯脲处理后对不同基因型小麦籽粒淀粉粒表面积分布的影响

2.3.3 氯吡苯脲处理后对不同基因型小麦籽粒淀粉粒数目分布的影响 <2.8 μm淀粉粒数目所占的体积百分比为94.73%～95.83%，由表5可见，<9.9 μm淀粉粒数目百分比均接近于99.90%，结果说明淀粉粒大部分为小型微粒(<9.9 μm)。较喷施清水作对照处理，2个品种<0.8 μm微粒的比例喷施氯吡苯脲后明显减少了，而2个品种0.8～<2.8 μm 微粒的比例在喷施氯吡苯脲后上升了。

表5 氯吡苯脲处理后对不同基因型小麦籽粒淀粉粒数目分布的影响

3 讨论和结论

由于我国人口增长与耕地面积矛盾的国情，决定了我国小麦生产应以提高小麦单产来增加总产量[10]。氯吡苯脲显著提高了小麦籽粒千粒质量及产量，而对小麦单位面积穗数和穗粒数无明显影响，结果表明喷施氯吡苯脲提高小麦产量是通过提高千粒质量来实现的。

前人研究表明，小麦淀粉的组分含量及直链/支链的比例是衡量淀粉质量的一个重要参数，对小麦籽粒品质及用途有决定性的作用[3，5，8，10]。研究发现小麦籽粒中直链淀粉总量发生仅1%的变化就能显著性地影响淀粉的糊化、黏度等品质[5，12]。本次试验结果表明，籽粒灌浆期喷施植物生长调节剂氯吡苯脲可以提高成熟期小麦籽粒中的淀粉含量、直链淀粉以及支链淀粉含量。

外界环境特征对小麦籽粒淀粉粒度特征有很大影响[3-8，10，13-14]。本研究结果表明，喷施氯吡苯脲明显地影响了成熟期籽粒各种类型淀粉微粒的体积和表面积所占百分比率，显著地改变了各粒径范围的B型微粒体积与面积所占的比例，这说明小麦籽粒中所含的小型淀粉微粒较大的微粒对籽粒灌浆期喷施氯吡苯脲的响应比较敏感；花后籽粒灌浆期喷施氯吡苯脲后，降低了大微粒所占的体积和表面积比例，增加了小微粒所占的体积和表面积比例，而对成熟期籽粒中A、B型微粒各自所占的数目比例没有影响。前人研究发现，小麦成熟期籽粒中的小型淀粉粒来自于大型淀粉体[1，5，10]，结合本试验的研究结果，笔者认为在籽粒灌浆期喷施氯吡苯脲后籽粒中用于淀粉发育的可溶性糖最先流向淀粉粒的生长，不是生成更多的淀粉微粒。以上结果可为化控改善小麦籽粒淀粉品质及生长调节物质氯吡苯脲的田间推广提供支持。