氮、磷、钾肥对紫色小麦面粉主要品质的影响

曾维军，康 超，任明见，曹国璠

（1.贵州省生物研究所，贵州贵阳 550025；2.贵州大学农学院，贵州贵阳 550025；3.国家小麦改良中心贵州分中心，贵州贵阳 550025）

紫色小麦由于含有丰富的蛋白质、氨基酸、人体必需的微量元素以及天然色素，使其成为不可多得的黑色保健品[1-2]。近年来，对小麦的研究主要集中在遗传育种[3]、栽培技术[4]、生理生化[5]、籽粒品质[6]、食品加工[7]等方面，其中，衡量加工品质的主要指标有面筋含量、沉降值和面团流变学特性等。有研究表明，施氮量对面筋含量、沉降值和面团流变学特性影响的研究结果基本一致，表现为随施氮量的增加面筋含量增加、沉降值提高、面团稳定时间延长、吸水率提高[8-9]。另外，不同时期施氮比例对小麦籽粒品质均有不同程度的影响，施氮量为150～225 kg/hm2时面团稳定时间较高，而施氮量过低和过高都将显著降低面团稳定时间[10]。前人研究中均以单一的氮素及不同的施肥措施作为影响小麦面粉质量的试验设计因子[11-12]，而对不同水平氮（N）、磷（P）、钾（K）配施作为因素对小麦面粉品质影响的研究较少，紫色小麦又是区别于常规小麦的特色品种，其面粉品质形成值得探究。

本试验以作物所需营养氮、磷、钾为3 因素，以本地区紫麦种植常规施肥量为参考，设计正交试验，以紫麦面粉主要质量指标作为参数来衡量不同水平氮、磷、钾肥配施对紫麦面粉品质的影响，旨在筛选出最佳施肥组合，为实际生产中合理施用氮、磷、钾肥，进而提高紫麦面粉品质提供理论支撑。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于国家小麦改良中心贵州分中心（东经106°67′45″，北纬26°39′80″）开展，该地属亚热带湿润季风气候区，无霜期长，雨量充沛，湿度较大；年平均温度14.9 ℃，最热月（7 月）平均温度28.9 ℃，最冷月（1 月）平均温度-1.1 ℃；年降雨量1 178.3 mm，降水量最少月（1 月）为18.9 mm，降水量最多月（6 月）为293.7 mm；年日照时数为1 200～1 600 h；无霜期平均246 d；年相对湿度83%。试验田地势平坦，肥力均匀,前茬作物为小麦，土壤类型为黄土。小麦播种前试验田0～20 cm 土层土壤含有机质34.04 g/kg、全氮1.39 g/kg、碱解氮153.51 mg/kg、全磷0.40 g/kg、速效磷12.60 mg/kg、速效钾39.24 mg/kg。

1.2 试验材料

供试小麦品种为贵紫1 号（审定号为贵黔麦2015003 号），于2015 年7 月通过贵州省品种审定委员会审定。供试肥料为尿素（含N46%）、过磷酸钙（含P2O516%）和硫酸钾（含K2O 51%）。

1.3 试验设计

采取大田常规栽种，田间管理及病虫草害的防治均按常规方法进行。试验设置3 因素3 水平，采用正交表L9（34）进行正交试验，9 个处理，重复3 次，共27 个小区，每个小区面积为12 m2（2 m×6 m）。各因素水平为：A.纯N 施用量（70、140、210 kg/hm2）；B.P2O5施用量（35、70、105 kg/hm2）；C.K2O 施用量（30、60、90 kg/hm2）。化肥用量依据试验地肥力、当地平均施肥量设定（表1）。肥料全部用作底肥。播种量为148 kg/hm2，每区20 行，行距31.5 cm。田间具体排布采用Excel 软件的RAND 函数进行。

表1 3 因素3 水平正交试验组合

1.4 测定项目及方法

每个小区收获紫色小麦籽粒后进行脱壳打粉，标记备用。使用2200 型面筋仪（Perten 公司，瑞典），参照AACC38-12 法[13]测定干湿面筋含量；使用Sedimat 沉降值仪（Brabender，德国），按AACC56-60沉降值法[14]测定沉降值；使用Farinograph 粉质仪（Bradender 公司，德国），按AACC54-21 方法[15]测定粉质参数；使用Viscograph-E 电子型黏度仪（Bradender 公司，德国）测定面粉黏度。

1.5 数据分析

使用SPSS 24.0 分别对不同氮、磷、钾组合下的紫色小麦面粉品质参数先计算极差判断主效应因素，选取最优组合，然后进行方差检验，采用S-N-K法水平间多重比较，验证各水平间参数差异程度。

2 结果与分析

2.1 氮磷钾肥对紫色小麦面粉品质主要参数的影响

表2 氮、磷、钾肥对紫色小麦面粉质量影响的正交分析

续表2

表3 各正交因素间面粉品质参数检验

由表2、3 可知，通过紫色小麦面粉品质参数平均值极差计算和水平间显著性差异检验，氮肥为影响紫色小麦面粉黏度、弱化度、吸水率的主效应，各因素水平对应的面粉黏度差异不显著，其中，A3B1C3为极差推算最优组合，对应的面粉黏度较高，为765.5；各因素水平对应的弱化度差异不显著，其中，A1B3C3的面粉弱化度较高，为82.3，极差推算的最优组合为A1B3C2。氮肥和磷肥不同水平的面粉吸水率差异显著（P＜0.05），其中，A3B1C3的面粉吸水率较高，为67.4%，极差推算的最优组合为A3B2C3；钾肥为影响紫色小麦粉质质量指数的主效应，钾肥不同水平的粉质质量指数差异显著（P＜0.05），其中，A3B1C3为极差推算最优组合，对应的面粉粉质质量指数较高，为77.5。综上，氮磷钾肥配施组合A3B1C3为最优。

2.2 氮磷钾肥对紫色小麦面粉面筋品质主要参数 的影响

表4 氮磷钾肥对紫色小麦面筋质量影响的正交分析

表5 各正交因素间面筋品质参数检验

续表5

由表4、5 可知，磷肥是影响紫色小麦面筋延伸性和面筋指数的主效应，其中，面筋延伸性最优组合为A2B3C1，其面筋延展性为23.9 cm；面筋指数最优组合为A1B1C1，其面筋指数为81。氮肥是影响紫色小麦干、湿面筋含量的主效应，其中，湿面筋含量最优组合为A3B1C3，其湿面筋含量为42.4%；干面筋含量最优组合A3B1C3，其干面筋含量为14.4%。综上，A3B2C1为提高紫色小麦面粉面筋品质的最优组合。

3 结论与讨论

有研究发现，小麦面粉吸水率与施氮量呈正相关，同时吸水率越高后期制作出的面包越柔软[16-17]。本研究中，氮肥是影响紫色小麦面粉吸水率的主要因素，且吸水率随施氮量增加而升高；此外还发现，随施磷量增加小麦面粉吸水率呈现先增后减，且磷肥各水平间的面粉吸水率差异显著，说明在保证较高施氮量的同时，配施适量磷肥，能进一步提升紫麦面粉含水率，从而提高面粉的加工性能。粉质质量指数可反映面粉质量的整体水平，在一定范围内小麦面粉粉质质量指数随施氮量增加而增加[18]。本研究发现，钾肥是影响紫麦粉质质量指数高低的关键因素，随着施钾肥量的提高，粉质质量指数增加。而面粉弱化度与面团流变性能和后期加工操作性能显著正相关[19]，本研究发现，氮肥是影响面粉弱化度的主效应，但是面粉弱化度没有因施氮量的增加而有显著改变，这与前人研究相似[20-21]。本研究结果表明，氮肥是影响干、湿面筋含量的主效应，同时钾肥施用对干、湿面筋含量也有显著影响，效应略小于氮肥，其中，当N、P、K 配施量分别为210、105、90 kg/hm2时，紫麦面粉的干湿面筋含量、延展性较高，面筋指数为79，在理想的面包粉面筋指数范围内。但是，再加大氮、磷、钾肥配施用量是否还能使面筋含量和面筋指数提高有待进一步研究。

本研究表明，氮肥是影响紫色小麦面粉黏度、弱化度、吸水率、干湿面筋含量的主效应，磷肥是影响面筋延展性、面筋指数的主效应，钾肥是影响粉质质量指数的主效应。推荐在贵州地区种植紫色小麦的氮、磷、钾配施用量分别为210、105、90 kg/hm2。