不同灌水处理对小麦产量和籽粒品质的影响

杨洪强， 顾晶晶， 田文仲， 段国辉， 温红霞， 张少澜， 高海涛

(洛阳农林科学院，河南洛阳 471022)

河南省是我国小麦生产大省，常年种植面积在 470万hm以上，约占全国小麦种植面积的20%，总产量约占全国的1/4，且以半冬性小麦品种为主。近年来随着小麦审定品种数量的增加，高产型品种不断涌现，生产上最大的问题是在提高小麦产量的同时也要兼顾小麦的品质，籽粒品质影响面粉及其制品的质量，直接关系到小麦生产的经济收益和食品工业的效益。小麦的产量和品质受品种遗传特性、土壤条件、气候因素、栽培措施等因素的多重影响，其中灌水是最主要的影响因素之一，合理的栽培措施可以促进产量和品质协同提高。我国北方农业用水的70%用于小麦灌溉，人工灌溉是提高产量的重要手段，不同的灌水量及不同时期、不同灌水次数均能影响籽粒产量、营养品质和加工品质。褚鹏飞等研究证明，高产和优质结合最佳的灌水模式是在拔节期、开花期分别灌水60 mm。李向东等研究发现，经济效益最优的灌水模式是在小麦拔节期、孕穗期各灌水1次。郭天财等研究发现，增加灌水可以提高小麦产量，而随着灌水量、灌水次数的增加，到一定程度后产量不再明显变化。陈金平等认为在小麦不同生育时期进行适宜的灌溉有利于产量的提高和品质的改善。本试验以洛麦26、洛麦28、洛麦29为材料，研究不同品种、不同灌水处理对小麦产量、产量三要素及品质的影响，旨在为在高产小麦品种生产上确保高产稳产的同时，品质尽量达到较高水平提供依据，从而发挥品种的最佳效益。

1 材料和方法

1.1 试验概况

2016—2017年在洛阳农林科学院国家区试站试验田(34.63°N，112.49°E，海拔127.8 m)进行试验。供试品种为洛麦26、洛麦28和洛麦29。试验田地势平坦，土层深厚，壤质土，基肥于播种前统一撒施复合肥(N、PO、KO含量均为15%)450 kg/hm，拔节期统一追施氮肥100 kg/hm，于2016年10月15日播种，20 cm 等行距种植，小区长9 m、宽3 m，面积27 m，3次重复，人工精播耧播种，播种量 120 kg/hm，基本苗180万/hm。设置5个灌水处理：全生育期不灌水(W0)、越冬期灌水(W1)、拔节孕穗期灌水(W2)、越冬期+拔节孕穗期灌水(W3)、拔节孕穗期+开花期灌水(W4)、越冬期+拔节孕穗期+开花期灌水(W5)，每次灌水量为 600 m/hm。灌水时间：越冬期为12月25日，拔节孕穗期为3月17日，开花期为4月20日。

1.2 小麦生育期内气象分析

由表1可知，播种期降水量为72.6 mm，墒情较好，越冬期和早春气温偏高，积温足、墒情适宜，分蘖增加，灌浆中后期出现持续干热风，对小麦灌浆速率有一定影响，对千粒质量影响较大。

表1 2016—2017年小麦生育期部分气象参数

1.3 取样及测定方法

1.3.1 产量 于2017年6月3日按小区全部收获，计算单位面积籽粒产量。拔取1 m样方内的植株进行室内考种分析。

1.3.2 籽粒营养品质测定 蛋白质含量测定：用瑞典波通(Sweden Perten)公司生产的DA 9200型近红外光谱分析仪测定。湿面筋含量测定：根据籽粒硬度将籽粒含水量调整到14%～15%，着水润麦 18 h，参照NY/T 1094.4—2006《小麦实验制粉 第4部分：布勒氏法用于软麦统粉》，用无锡锡粮公司生产的仿工业磨磨粉，按GB/T 14608—93《小麦粉湿面筋测定法》采用波通2200型面筋仪测定干面筋含量、湿面筋含量及面筋指数。

1.3.3 籽粒加工品质测定 沉淀值测定依照NY/T 1095—2006《小麦沉淀值测定 Zeleny法》测定，结果换算14%湿基条件系测定值。粉质参数测定：用瑞典波通公司生产的mic-douful微型粉质仪测定面团吸水率，稳定时间和形成时间。

1.3.4 数据处理分析 试验数据采用SPSS 22.0和Excel 2010进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同灌水处理对小麦产量及构成因素的影响

由表2可知，不同处理间穗数变化趋势一致，均表现为W5>W3>W1>W4>W2>W0。与W0处理相比，3个品种小麦灌水处理下小麦穗数均有所增加，W3处理下穗数升高达显著水平(<0.05)，W1～W5处理的穗数均值分别提高了10.5%、4.6%、15.0%、8.2%、22.0%。不同处理间穗粒数和千粒质量变化趋势略有不同，与W0处理相比，灌水处理下小麦的穗粒数和千粒质量均有所降低，洛麦26和洛麦29只在越冬期灌1次水处理下穗粒数显著降低，洛麦28各处理间的穗粒数和千粒质量差异均不显著。不同处理间产量变化趋势基本一致，W5处理最高，其次是W3和W4处理，二者产量差异不显著，W0处理最低，与W0处理相比，灌水处理下小麦产量显著提高，灌1次水处理下平均产量提高了7.9%、9.5%，灌2次水处理下产量提高了14.6%、14.2%，灌3次水处理下产量提高了20.6%。洛麦29可孕>洛麦26可孕>洛麦28可孕，洛麦26各处理间差异不显著，洛麦28灌1次水和灌3次水处理与W0处理相比显著降低，洛麦29灌3次水处理与W0处理相比显著降低。洛麦29不孕>洛麦28不孕>洛麦26不孕，洛麦26灌水处理显著低于不灌水处理，W4处理最低，洛麦28和洛麦29灌2次水和灌3次水处理显著低于不灌水处理。

由表3方差分析结果可知，小麦的产量及其构成因素受不同品种和不同灌水处理影响显著或极显著，二者交互作用对产量及主要产量构成因素的影响不显著。

2.2 不同灌水处理对小麦籽粒营养品质的影响

由表4可知，灌水对小麦籽粒营养品质有较大影响，不同品种间蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量、面筋指数在不同处理间差异显著(<0.05)。洛麦26蛋白质含量在W1处理下显著降低，在W2处理下明显升高，而其他处理下差异不显著。洛麦28蛋白质含量在W4和W5处理下显著高于W0，而其他处理与W0处理相比差异不显著。洛麦29蛋白质含量在W5处理下显著低于W0处理，而其他处理与W0处理相比差异不显著。洛麦26湿、干面筋含量在W0处理下最高，在W5处理下最低，灌水处理下湿、干面筋含量显著低于W0处理；洛麦28湿、干面筋含量在W0处理下最低，在W5处理下最高；洛麦29湿、干面筋含量在W4处理下最高，W4和W5处理显著高于W0处理，其他处理和W0处理差异不显著。3种小麦在相同灌水次数下，不同生育期灌水存在显著差异。洛麦26不同处理间面筋指数差异不显著；洛麦28在W4处理下面筋指数最高但与W0处理之间差异不显著，其他灌水处理下面筋指数显著低于W0处理；洛麦29在W4处理下面筋指数低于W0处理，其他处理显著高于W0处理。

表2 不同灌水处理对小麦产量及构成因素的影响

表3 不同灌水处理对小麦产量及构成因素影响的方差分析结果(F值)

由表5方差分析结果可知，不同品种和不同灌水处理及二者交互作用显著或极显著影响了小麦蛋白质含量、湿面筋、干面筋和面筋指数。

2.3 不同灌水处理对小麦籽粒加工品质的影响

由表6可知，洛麦26沉淀值在W0处理下最高，灌水处理间差异不显著；洛麦28在W4和W5处理下沉淀值显著高于W0；洛麦29在W5处理下沉淀值最低，并且灌水处理与不灌水处理间差异不显著。

洛麦26面团的形成时间在W0处理下最高，灌水处理下面团的形成时间均显著小于W0处理；洛麦28在W4和W5处理下面团的形成时间显著高于W0处理，而W3处理下显著低于W0处理；洛麦29在W3处理下面团的形成时间显著高于W0处理，而W2和W5处理下面团的形成时间显著低于W0。3种小麦的面团形成时间在W1和W2处理以及W3和W4处理之间的差异显著，表明相同灌水次数下，不同生育期灌水对面团的形成时间影响不同。

表4 不同灌水处理对小麦营养品质的影响

表5 不同灌水处理对小麦营养品质影响的方差分析结果(F值)

洛麦26面团稳定时间在W0处理下最高，灌水处理下面团稳定时间均显著小于W0处理，灌2次水和灌3次水之间差异不显著；洛麦28在W4和W5处理下面团稳定时间显著高于W0，而W2处理下显著低于W0；洛麦29在W3处理下面团稳定时间显著高于W0处理，而W2和W5处理下面团形成时间低于W0处理。形成时间和稳定时间在不同品种小麦以及不同处理间的规律性相同。

表6 不同灌水处理对小麦加工品质的影响

由表7方差分析结果可知，不同品种和不同灌水处理及二者交互作用显著或极显著影响了小麦籽粒的沉淀值及面团形成时间和稳定时间，对吸收率的影响不显著。

表7 不同灌水处理对小麦加工品质影响的方差分析结果(F值)

3 讨论与结论

李莎莎等的研究表明，随灌水次数的增加，穗粒数虽然得以提高，但千粒质量逐渐下降，产量则表现为先增后降，因此，适时干旱利于粒质量和产量的提高。白莉萍等的研究表明，小麦拔节后增加灌水次数品质逐渐下降，而后期增加灌水次数，特别是灌浆水有利于千粒质量的增加。吴永成等研究指出，与春季不灌水对比，春灌2次小麦水产量显著提高，与春灌4次水无显著差异。本研究与前人的研究结果存在一定差异，灌水处理下小麦的穗数均有所增加，产量随灌水次数增加显著提高，而不同处理间穗粒数和千粒质量变化趋势略有不同，与不灌水相比，灌水处理下小麦的穗粒数和千粒质量均有所降低，产量的提高主要来自穗数的增加。

由于影响小麦品质的因素多且复杂，不同品种要考虑种植的土壤质地，配合适宜的栽培措施，充分发挥生产潜力，以实现最佳的经济效益，其中水分不仅影响小麦的品质，也是影响产量的重要因素。徐凤娇等研究发现，小麦品质受水分影响较大，同时由于气候因素、栽培措施、土壤条件等多因素影响，各研究结果略有不同。张向前等研究发现，未灌水处理和抽穗期灌水处理的蛋白质含量最高，且二者差异不显著，而全生育期水分充足处理并不利于蛋白质含量的提高。马少康等的研究也证实，增加灌水次数和灌水量，加工品质和蛋白组分指标均有下降的趋势，其中开花水和灌浆水对品质的影响最为显著。本研究发现，籽粒营养品质和加工品质在不同灌水处理下变化较大，不同品种和不同灌水处理及二者交互作用显著或极显著影响了小麦蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量、面筋指数和小麦籽粒的沉淀值及面团形成时间和稳定时间，而对吸水率的影响不显著。不同灌水处理下的蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量、面筋指数在不同品种间差异显著，形成时间和稳定时间在不同小麦品种以及不同处理间的规律性相同。

本试验结果表明，处理W5(越冬期+拔节孕穗期+开花期灌水)和W3(越冬期+拔节孕穗期灌水)有利于提高籽粒产量和改善产量构成因素。处理W4(拔节孕穗期+开花期灌水)有利于提高蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数。处理W3(越冬期+拔节孕穗期灌水)有利于提高小麦沉淀值及面团形成时间和稳定时间。综合产量和加工品质，本试验条件下，越冬期+拔节孕穗期灌水是获得高产、优质的最佳灌水方案。