张林巧,朱莹,朱兆兵,曹金霞,朱俊凯,杨德祯,周如美*
(1.江苏金土地种业有限公司,江苏 扬州 225012;2.江苏里下河地区农业科学研究所,江苏 扬州 225007)
优质弱筋小麦是指小麦籽粒蛋白含量、湿面筋含量较低,面团稳定时间较短,适合于制作蛋糕和酥性饼干等食品的小麦。2003年,根据农业部出台的《优势农产品区域布局规划》意见,“长江下游优质弱筋小麦优势产业带”是中国唯一的弱筋小麦产业带。以江苏为主体的淮河以南,沿江、沿海及低山丘陵地区,小麦生育后期因降水较多,温度偏低,土壤沙性强,不利于蛋白质积累和面筋的形成,是我国弱筋小麦生产优势产业带[1-2]。
弱筋小麦的高产栽培技术往往与品质调优存在一定的矛盾,优质高产难以同步实现[3-4]。气候因子则是影响小麦产量与品质的重要因素,同一品种品质随着年度间气候条件的变化,波动也非常明显[5]。因此,如何在获得较高产量的基础上,品质达到弱筋小麦的要求,是促进优质弱筋小麦产业化发展的关键所在。本文通过对扬州地区2 a试验结果的分析,研究了气候因子对4个弱筋小麦品种产量和品质的影响,以期为扬州地区弱筋小麦生产提供依据。
试验于2018—2019年连续2个年度,在扬州市江都区江苏金土地种业有限公司良种繁育基地进行,试验田土质为砂土,地力均匀,前茬水稻。2018—2019年气象数据由扬州市气象局提供。
供试的弱筋小麦品种共4个,分别为扬麦15、扬麦20、扬麦24、扬辐麦8号。
试验以品种为处理,采用裂区设计,小区面积13.34 m2,重复3次。小麦全生育期施肥量:N 210 kg·hm-2,P2O5、K2O均90 kg·hm-2。基肥、壮蘖肥、拔节孕穗肥比例为7∶1∶2。
小麦籽粒成熟后进行常规考种、测产。硬度采用瑞典Perten公司产SKCS-4100型单粒谷物特性测定仪测定;SDS沉淀值按GB/T 15685—2011测定;湿面筋含量用瑞典Perten公司生产的2200型面筋洗涤仪测定;粉质质量指数以德国Brabender公司生产的8101.04型电子粉质仪,按AACC54-21方法测定,结果由系统软件自动分析。
试验数据采用微软Excel、DPS数据处理系统进行处理和分析。
表1表明,扬州地区在2018、2019年2个年度间气候因子有明显差异。与2018年同期相比,2019年气温总体相差不大;而3—5月降水量明显减少,5月减少了220.9 mm;3—5月日照时数明显增加,4月总日照时数增加133.3%。总体看,2018年小麦营养生长期气候适宜,小麦生长旺盛,生殖生长期遭遇连续阴雨,日照不足;2019年,前期雨水较多,光照不足,后期光照和雨水适宜,小麦生长情况较好。
表1 2018、2019年扬州地区小麦生育期主要气候因子
表2表明,同一品种产量在不同年度之间差异明显。其中,扬麦20、扬麦24和扬辐麦8号2019年产量都高于2018年,增幅分别为1.9%、1.8%、7.9%;扬麦15在2019年产量有所下降,降幅为2.2%。从构成产量各要素来看,扬麦20、扬麦24和扬辐麦8号3个品种,2018年基本苗、有效穗等数值总体高于2019年,这与2018年小麦营养生长阶段气温较高,降水量和日照充足,小麦出苗好、分蘖旺、成穗率高等情况相符;4个品种的穗粒数和千粒重,2019年均高于2018年,其中扬麦20增加最为明显,增幅分别为10.9%、10.0%,这主要由于2019年小麦抽穗、灌浆期持续少雨、光照充足,促进了小麦的光合能力,增加了光合产物的积累,导致籽粒灌浆饱满、穗粒数增加、千粒重提高,这一结果与顾蕴倩等[6]的研究一致。
表2 2018、2019年4个弱筋小麦品种产量及产量要素表现
王绍中等[7]的研究表明,小麦开花至成熟期间,日照和降水量对小麦品质的影响非常显著,充足的日照有利于蔗糖和淀粉的合成,粒重增加,蛋白质含量也升高,而在此期间的降水量则与蛋白含量呈显著负相关。表3表明,2018年4个参试小麦品种蛋白质含量均低于2019年,国家优质弱筋小麦主要检测指标湿面筋含量、稳定时间等同样是2018年较低,硬度、吸水率等指标,在不同年度间差异不明显。2018年小麦生殖生长阶段,持续阴雨、寡照的气候环境,使得4个参试小麦品种的品质更加偏于弱筋。
表3 2018、2019年4个弱筋小麦品种品质表现
4个参试弱筋小麦品种不同年度间,扬麦15相较于其他品种,蛋白含量和湿面筋含量指标都是最低,稳定时间短,弱化度值高,2 a都能达到了国家优质弱筋小麦标准;其他3个试验品种,品质检测结果在不同年度间变化较大,2019年均达不到弱筋小麦标准,这反映出小麦品质,受环境和基因型因素影响复杂,不同的品种在不同环境条件下,品质也不相同。
大量研究表明,小麦籽粒的品质受基因型、环境及其互作的显著影响[8]。多数研究认为,环境因素对品质的影响较大[9]。而在影响小麦品质的气候因子中,以小麦生育期间的日照、气温和降水量最为重要,尤其是小麦抽穗至成熟期间的气温、日照和水分的变化。
试验结果表明,2018年小麦开花至成熟期间,连续降雨,且降水量大,日照不足,阴雨寡照造成小麦光合速率降低,致使籽粒中碳水化合物积累减少而降低产量,穗粒数和千粒重均明显下降。车京玉等[10]研究认为,光照不足和低温将会引起小麦体内生理变化,光合强度减弱,矿质营养吸收和养分转运、分配受到影响,产量下降。这与本试验结果一致。在2018年低温、寡照、多雨气候条件下,试验品种蛋白含量、湿面筋含量、稳定时间均低于2019年,而硬度、吸水率等指标,在不同年度间差异不明显。王绍中等[7]研究认为,开花期降水多,土壤湿度过大,会使蛋白质和面筋含量减少,从而降低面筋弹性;曹广才等[11]研究认为,蛋白质含量、湿面筋含量与抽穗-成熟期间的平均日照时数呈正相关;本研究结果与其相符。张伯桥等[12]研究发现,吸水率受环境影响最小,可作为小麦的一个品质指标来选择。姚金保等[13]研究认为,小麦籽粒硬度的高低不仅取决于其遗传背景,而且受生态环境条件的影响。本研究结果显示,硬度指标受遗传背景影响更为显著,在不同年份间差异不大。