免费文献传递   相关文献

Effect of Ammonium and Nitrate Nitrogen and Its Combined Application on Protein Components and GMP Content in Speciality Wheat Cultivars

硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦蛋白质和GMP含量的影响



全 文 :  核 农 学 报  2014,28(1):0161 ~ 0167
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
收稿日期:2013⁃02⁃28  接受日期:2013⁃05⁃09
基金项目:河南省重点科技攻关项目支持(102102110030)
作者简介:段有强,男,主要从事小麦栽培生理研究。 E⁃mail: 350096714@ qq. com
通讯作者:李友军,男,教授,主要从事小麦栽培生理研究。 E⁃mail: kdlyj@ sina. com.
文章编号:1000⁃8551(2014)01⁃0161⁃07
硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦蛋白质
和 GMP含量的影响
段有强  黄  明  李友军  李  强  孙华尊  吕瑞珍  李晓波
(河南科技大学农学院,河南 洛阳  471003)
摘  要:为探寻硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦蛋白质形成的影响规律,以郑麦 366、矮抗 58 和
郑麦 004 为供试材料,在大田试验条件下,研究了硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦籽粒蛋白质组
分和 GMP含量的影响。 结果表明,籽粒蛋白及其组分含量、GMP 含量和蛋白质产量均表现为郑麦 366
>矮抗 58 >郑麦 004,品种间差异显著。 N3 处理(硝态氮∶铵态氮 = 50∶ 50)下 3 品种在灌浆期籽粒蛋白
质含量均显著高于其它处理,成熟期 N4(硝态氮∶铵态氮 = 25∶ 75)或 N5(硝态氮∶铵态氮 = 0∶ 100)蛋白
质含量最低。 籽粒蛋白质组分含量的变化因氮素配施和品种不同而异,N3 处理能促进 3 品种小麦清蛋
白、醇溶蛋白和谷蛋白含量的提高,硝态氮处理次之,铵态氮处理最低。 成熟期 3 品种籽粒谷蛋白大聚
合体含量均以 N3 处理最高,N4 或 N5 最低。 为强化专用小麦的优质专用特性,强筋小麦和中筋小麦以
硝态氮:铵态氮 = 75∶ 25 或硝态氮∶铵态氮 = 50∶ 50 为宜,弱筋小麦以硝态氮∶铵态氮 = 25∶ 75 或硝态氮∶
铵态氮 = 0∶ 100 为宜。
关键词:硝态氮;铵态氮;专用型小麦;蛋白质组分;GMP
DOI:10:11869 / j. issn. 100⁃8551. 2014. 01. 0161
    氮素是影响植物生长发育及产量和品质的重要因
素[1]。 土壤中植物可利用的氮素形态主要为硝态氮
(NO3 - N)和铵态氮(NH4 + - N) [2]。 前人关于氮素形
态对小麦生产的影响方面进行了大量的研究,马少康
等[3]研究表明,在一定范围内增施氮肥有利于籽粒蛋
白质尤其是谷蛋白含量的提高;王小纯等[4]研究表
明,因不同小麦品种对不同氮素形态的吸收同化不同,
影响了小麦的氮素利用率及氮收获指数,使得不同专
用型小麦在不同氮素形态影响下籽粒蛋白质含量存在
明显差异[5]。 马新明等[6]研究认为,强筋小麦籽粒蛋
白质含量较高,在施用酰胺态氮肥时,能满足其生长及
生产加工的要求;中筋小麦对铵态氮肥较为敏感,施用
铵态氮肥时,能满足其生长及加工的对蛋白质要求;弱
筋小麦虽然在施用酰胺态氮下蛋白质含量较高,但不
能满足其专用型的要求,在施用铵态氮时,籽粒蛋白质
含量较低,能够实现该品种的优质专用。 前人研究了
不同氮素形态配比对蔬菜[7]、烤烟[8]、水稻[9]等的影
响,研究结果表明混合态氮素形态有利于作物产量形
成和品质的改善,但关于硝态氮和铵态氮及其配施对
专用型小麦蛋白质和 GMP含量的影响的研究,目前还
鲜见报道。 因此,本试验在大田条件下研究硝态氮和
铵态氮及其配施对不同专用型小麦蛋白质组分及谷蛋
白大聚合体的影响规律,旨为生产上合理使用氮肥,提
高小麦品质提供参考。
1  材料与方法
1􀆰 1  试验设计
试验于 2010 - 2012 年度在河南科技大学教学农
场进行。 土壤质地为壤土,0 ~ 40 cm 土层中含有机质
15􀆰 9 g·kg - 1, 碱 解 氮 36􀆰 27 mg·kg - 1, 速 效 磷
20􀆰 98 mg·kg - 1,速效钾 120 mg·kg - 1。 试验采用裂区
设计,主处理为氮素形态配比,硝态氮和铵态氮的比例
分别为 100∶ 0、75∶ 25、50∶ 50、25∶ 75 和 0∶ 100 5 个处理,
161
核  农  学  报 28 卷
分别用 N1、N2、N3、N4 和 N5 表示,副处理为品种,选
用强筋小麦郑麦 366、中筋小麦矮抗 58、弱筋小麦郑麦
004 为供试材料。 每公顷施 N 240kg,P2O5 75kg,K2O
120kg,氮肥 50%底施,50%拔节期结合灌水追施,铵
态氮易挥发,深埋于 0 ~ 40cm 的耕作层之中。 磷、钾
肥作为底肥一次性施入。 所用硝态氮为硝酸钾,铵态
氮为碳酸氢铵。 小区面积 9m2 (3 × 3m),3 个重复,行
距 20cm,出苗后三叶期定苗 240 万·hm - 2,田间管理
措施同常规大田。 2011、2012 两年数据方差分析显
示,2 年数据所得的结论趋势基本一致。 本文主要以
2011 - 2012 年的数据进行分析。
1􀆰 2  测定项目及方法
1􀆰 2􀆰 1  粗蛋白含量的测定   浓 H2SO4—H2O2 法消
煮,半微量凯氏定氮法测定 N(% )含量。 粗蛋白含量
(% ) = N(% ) ×5􀆰 7。
1􀆰 2􀆰 2  蛋白质组分的测定   参照《粮油籽粒品质及
其分析技术》用蛋白质组分的连续提取法进行提
取[10]。
1􀆰 2􀆰 3  谷蛋白大聚合体含量  参照 Weegels 等[11]和
孙辉等[12] 方法并稍作改进,0􀆰 05 g 面粉中加入 1
mL1􀆰 5%的 SDS提取液,常温下离心 15 min(15500 r·
min - 1),弃上清液,残余物加入双缩脲试剂 5 mL,振荡
2h后离心,取上清液测 540nm 处的吸光值,以残余物
中 N含量计算 GMP的近似值。
1􀆰 2􀆰 4  数据统计分析方法   数据处理及作图采用
Microsoft Excel 2007 进行,用 SPSS 20􀆰 0 统计分析软件
对数据进行方差分析和显著性检验。
2  结果与分析
2􀆰 1  硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦籽粒蛋
白质含量的影响
由表 1 可知,硝态氮和铵态氮及其配施对不同小
麦品种籽粒蛋白质含量的影响不同。 不同处理之间,
籽粒蛋白质含量以 N3 处理最高,与其它处理差异显
著。 混合形态氮素配比处理下郑麦 366 籽粒蛋白质含
量明显高于单一形态氮素的处理,成熟期 N3 处理比
其他 4 个处理的平均值高 16􀆰 43% 。 矮抗 58 籽粒蛋
白质含量与郑麦 366 呈现相似的规律,花后 6 ~ 18d
N3 处理对籽粒蛋白质含量的促进作用更为明显,成熟
期籽粒蛋白质含量 N2、N3、N4 处理间差异不显著,但
与单一形态氮素处理 N5 之间差异显著。 郑麦 004 籽
粒蛋白质含量花后 0 ~ 12d 时 N3 处理显著高于其他
处理,成熟期,N2 处理籽粒蛋白质含量最高,N4 处理
下籽粒蛋白质含量最低。
    由表 1 平均值可以看出,3 品种籽粒花后蛋白质
均呈现“高—低—高”的“V”型变化规律,但其籽粒蛋
白质含量在不同时期存在差异。 郑麦 366 和郑麦 004
花后 6d蛋白质含量无差异,但均极显著高于矮抗 58。
花后 6 ~ 12d 蛋白质含量呈迅速下降趋势,其中郑麦
004 下降幅度最大,但差异没有达到极显著水平。 花
后 18d 至成熟期,3 个品种小麦籽粒蛋白质含量均呈
现上升趋势,不同品种之间蛋白质含量差异极显著且
这种差异从小麦灌浆中期一直持续到籽粒成熟。 成熟
期 3 个品种蛋白质含量表现为郑麦 366 >矮抗 58 >郑
麦 004,郑麦 9023 籽粒蛋白质含量比矮抗 58 高
3􀆰 45% ,比郑麦 004 高 24􀆰 35% ,差异极显著。
2􀆰 2  硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦蛋白质
组分含量的影响
2􀆰 2􀆰 1  硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦清蛋
白和球蛋白含量的影响  由图 1 可以看出,清蛋白和
球蛋白在籽粒灌浆初期含量较高,随着灌浆进程的推
进逐渐降低,清蛋白含量在灌浆中期(花后 18 ~ 24d)
降到最低,花后 24 ~ 30d 迅速升高,之后又迅速下降,
球蛋白含量在整个灌浆期呈现“L”型下降的趋势。 不
同处理间的方差分析显示,花后 30d 时 N3 处理能显
著提高郑麦 366 和矮抗 58 籽粒清蛋白含量,N2、N3 处
理同时显著地促进了郑麦 004 的籽粒清蛋白合成积
累。 成熟期(花后 36d)N3 处理显著提高了郑麦 366
籽粒中清蛋白的含量,表现为 N3 > N2 > N1 > N4 >
N5;矮抗 58 表现为 N3 > N1 > N2 > N5 > N4;成熟期
N3 处理郑麦 004 清蛋白含量最高,但和其它处理相比
没有达到显著水平,N4 处理郑麦 004 籽粒清蛋白含量
最低。
灌浆初期郑麦 004 球蛋白含量最高,其平均含量
是郑麦 366 平均含量的 122􀆰 76% ,矮抗 58 平均含量的
163􀆰 24% ,品种间差异显著。 成熟期球蛋白含量表现
为郑麦 366 >矮抗 58 >郑麦 004,品种间差异不显著。
不同处理之间比较,N3 处理显著提高了郑麦 366 和郑
麦 004 籽粒球蛋白含量,而 N4 处理显著提高了矮抗
58 籽粒球蛋白含量,成熟期 N5 处理郑麦 004 籽粒球
蛋白含量最低。
2􀆰 2􀆰 2  硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦醇溶
蛋白和麦谷蛋白含量的影响  由图 2 可知,不同专用
型小麦灌浆期醇溶蛋和谷蛋白均呈现“W”型波折上
升趋势。 不同处理间的方差分析显示,花后 36d 时 N3
处理促进了郑麦 366 籽粒中醇溶蛋白含量的提高,N3
处理分别比 N1 和 N5 处理提高了 4􀆰 32%和 16􀆰 12% ,
261
  1 期 硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦蛋白质和 GMP含量的影响
表 1  硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦灌浆期蛋白质含量的影响
Table 1  The effect of Ammonium and Nitrate Nitrogen and Its Combined Application on the protein content of
different wheat varieties during filling period / %
品种
Varieties
处理
Treatments
开花后天数 Days after anthesis / d
6 12 18 24 30 36
郑麦 366 N1 21. 84 ± 0. 06bB 12. 44 ± 0. 14abA 12. 18 ± 0. 11aAB 12. 37 ± 0. 17aA 12. 35 ± 0. 04aA 13. 95 ± 0. 35bB
‘Zheng mai 366’ N2 21. 71 ± 0. 28bB 12. 61 ± 0. 04aA 12. 27 ± 0. 15aA 12. 40 ± 0. 06aA 11. 74 ± 0. 09bB 13. 84 ± 0. 15bB
N3 22. 90 ± 0. 06aA 12. 18 ± 0. 19bA 11. 93 ± 0. 11abAB 12. 44 ± 0. 13aA 12. 44 ± 0. 08aA 15. 52 ± 0. 04aA
N4 16. 93 ± 0. 21cC 12. 52 ± 0. 11abA 11. 67 ± 0. 17bB 12. 16 ± 0. 24aAB 11. 23 ± 0. 06cB 11. 81 ± 0. 15cC
N5 16. 28 ± 0. 25dD 11. 31 ± 0. 11cB 10. 71 ± 0. 15cC 11. 65 ± 0. 07bB 11. 18 ± 0. 23cB 12. 27 ± 0. 08cC
平均 Average 19. 93 ± 0. 24aA 12. 21 ± 0. 50aA 11. 75 ± 0. 30aA 12. 2 ± 0. 17aA 11. 79 ± 0. 28aA 13. 48 ± 0. 30aA
矮抗 58 N1 18. 92 ± 0. 06bB 9. 31 ± 0. 06dC 10. 88 ± 0. 22bB 10. 25 ± 0. 10cC 10. 50 ± 0. 31bB 12. 95 ± 0. 09bA
‘Ai kang 58’ N2 17. 58 ± 0. 19cC 12. 35 ± 0. 04bA 10. 91 ± 0. 09bB 11. 59 ± 0. 11aAB 11. 03 ± 0. 15aAB 13. 37 ± 0. 10abA
N3 19. 96 ± 0. 13aA 12. 84 ± 0. 11aA 11. 52 ± 0. 04aA 11. 95 ± 0. 15aA 11. 08 ± 0. 07aAB 13. 52 ± 0. 08abA
N4 17. 74 ± 0. 13cC 11. 27 ± 0. 04cB 11. 57 ± 0. 06aA 11. 84 ± 0. 20aA 11. 16 ± 0. 09aA 13. 57 ± 0. 36aA
N5 17. 30 ± 0. 11cC 11. 08 ± 0. 07cB 11. 10 ± 0. 17bAB 11. 14 ± 0. 15bB 10. 88 ± 0. 20abAB 11. 74 ± 0. 20cB
平均 Average 18. 3 ± 0. 20bB 11. 37 ± 0. 29bB 11. 2 ± 0. 25bB 11. 35 ± 0. 31bB 10. 93 ± 0. 28bB 13. 03 ± 0. 39bB
郑麦 004 N1 19. 95 ± 0. 03cC 11. 09 ± 0. 08bBC 10. 03 ± 0. 13aAB 10. 16 ± 0. 06bBC 10. 18 ± 0. 16bcB 10. 90 ± 0. 15bB
‘Zheng mai 004’ N2 20. 91 ± 0. 13bB 11. 28 ± 0. 18bB 9. 52 ± 0. 08bBC 10. 78 ± 0. 09aA 10. 80 ± 0. 11aA 11. 81 ± 0. 02aA
N3 21. 66 ± 0. 08aA 12. 31 ± 0. 19aA 10. 12 ± 0. 16aA 10. 57 ± 0. 07abAB 10. 40 ± 0. 12abAB 10. 71 ± 0. 02bB
N4 18. 27 ± 0. 15dD 10. 69 ± 0. 04cCD 9. 08 ± 0. 13cCD 10. 16 ± 0. 19bBC 10. 14 ± 0. 14baB 9. 71 ± 0. 31cC
N5 18. 71 ± 0. 07dD 10. 52 ± 0. 15cD 8. 74 ± 0. 06cD 9. 61 ± 0. 04cC 9. 91 ± 0. 09cB 11. 05 ± 0. 08bB
平均 Average 19. 69 ± 0. 03aA 10. 68 ± 0. 23cB 9. 5 ± 0. 39cC 10. 26 ± 0. 32cC 10. 28 ± 0. 31cC 10. 84 ± 0. 35cC
F -值 V 435. 25∗∗ 219. 88∗∗ 507. 31∗∗ 912. 13∗∗ 108. 05∗∗ 1154. 67∗∗
F - value T 372. 60∗∗ 80. 30∗∗ 33. 02∗∗ 21. 5∗∗ 17. 45∗∗ 52. 88∗∗
V × T 80. 55∗∗ 45. 05∗∗ 6. 55∗∗ 8. 11∗∗ 3. 28∗ 20. 98∗∗
    注:表中数据后带有相同小写 /大写字母表示在 0􀆰 05 / 0􀆰 01 水平不显著;∗和∗∗分别表示在 0􀆰 05 / 0􀆰 01 水平不显著。 下同。
Note: The data followed by small and capital letters indicated no significant at 0􀆰 05and 0􀆰 01 levels. The same as following.
F0􀆰 05(V) = 6􀆰 94, F0􀆰 05(T) = 2􀆰 78, F0􀆰 05(V × T) = 2􀆰 36, F0􀆰 01(V) = 18􀆰 00, F0􀆰 01(T) = 4􀆰 22, F0􀆰 01(V × T) = 3􀆰 36
差异极显著;矮抗 58 成熟期籽粒醇溶蛋白含量 N3 处
理分别比 N1 和 N5 处理提高了 7􀆰 18%和 15􀆰 54% ,差
异显著;郑麦 004 籽粒醇溶蛋白含量 N3 处理分别比
N1 和 N5 处理提高了 16􀆰 77%和 23􀆰 58% ,差异显著,
籽粒醇溶蛋白含量 N5 处理最低,与其他处理间差异
极显著。
成熟期 3 品种间谷蛋白含量差异显著,郑麦 366
籽粒谷蛋白含量比矮抗 58 高 7􀆰 14% ,比郑麦 004 高
29􀆰 50% ,均达到极显著水平。 不同处理之间比较,N2
处理显著地促进了郑麦 366 花后 6 ~ 12d 谷蛋白含量
的提高,而 N3 处理则显著地促进了谷蛋白在花后 18
~36d的积累,成熟期 N3 处理谷蛋白含量分别比 N1
和 N5 处理提高了 8􀆰 61%和 32􀆰 52% ;N1 处理在花后
6 ~ 12d促进了矮抗 58 籽粒谷蛋白含量的增加,N3 处
理在花后 18 ~ 36d 促进了其含量的增加;N2 和 N3 处
理对郑麦 004 籽粒谷蛋白含量表现出同样的促进作
用,成熟期 N3 处理比分别比 N1 和 N5 处理提高了
12􀆰 22%和 11􀆰 62% ,N4 处理最低。
2􀆰 3  硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦谷蛋白
大聚合体含量的影响
分析表 2 可知,不同品种小麦花后谷蛋白大聚合
体含量呈现先升后降的趋势。 整个灌浆期谷蛋白大聚
合体含量郑麦 366 均极显著地高于矮抗 58 和郑麦
004,矮抗 58 除在花后 12d 和 24d 含量与郑麦 004 间
差异不显著外,其他时期均显著高于郑麦 004。 成熟
期郑麦 366 谷蛋白大聚合体含量分别比矮抗 58 和郑
麦 004 高 18􀆰 04%和 38􀆰 36% 。
361
核  农  学  报 28 卷
图 1  硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦灌浆期清蛋白和球蛋白含量的影响
Fig. 1  The effect of Ammonium and Nitrate Nitrogen and Its Combined Application on the albumin and
globulin content of different wheat varieties during filling period / %
图 2  硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦灌浆期醇溶蛋白和谷蛋白含量的影响
Fig. 2  The effect of Ammonium and Nitrate Nitrogen and Its Combined Application on the gliadin and glutenin
content of different wheat varieties during filling period / %
表 2  灌浆期不同专用型小麦谷蛋白
大聚合体含量差异
Table 2  The differences of glutenin polymer content
during filling between different wheat varieties period / %
品种
Varieties
开花后天数 Days after anthesis / d
12 18 24 30 36
郑麦 366 ‘Zhengmai366’ 3􀆰 47aA 5􀆰 95aA 6􀆰 55aA 6􀆰 07aA 4􀆰 38aA
矮抗 58 ‘Aikang58’ 3􀆰 01bB 4􀆰 39bB 5􀆰 84bAB 5􀆰 69bB 3􀆰 59bB
郑麦 004 ‘Zhengmai004’ 2􀆰 46bB 3􀆰 36cC 5􀆰 40bB 5􀆰 15cC 2􀆰 70cC
    分析表 3 可知,硝态氮和铵态氮及其配施对冬小
麦籽粒谷蛋白大聚合体含量的影响因品种而异:N3 处
理对郑麦 366 花后 12 ~ 24d籽粒谷蛋白大聚合体含量
的提高有显著促进作用,花后 30d 时 N2 处理含量最
高,成熟期 N3 处理又表现出较高的促进作用。 N4 处
理对矮抗 58 花后 12 ~ 24d 籽粒谷蛋白大聚合体有显
著促进作用,花后 30 ~ 36d 时 N3 处理对其谷蛋白大
聚合体表现出显著的促进作用。 除花后 18d 之外,灌
浆期N3处理下郑麦004谷蛋白大聚合体含量均显著
461
  1 期 硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦蛋白质和 GMP含量的影响
表 3  硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦灌浆期谷蛋白大聚合体含量的影响
Table 3  The effect of Ammonium and Nitrate Nitrogen and Its Combined Application on the gluten polymer content
of different wheat varieties during filling period / %
品种
Varieties
处理
Treatments
开花后天数 Days after anthesis / d
12 18 24 30 36
郑麦 366 N1 3. 22 ± 0. 04bB 6. 10 ± 0. 05bA 5. 88 ± 0. 09cC 6. 22 ± 0. 17bB 4. 61 ± 0. 13bB
‘Zhengmai366’ N2 2. 88 ± 0. 0cB 6. 46 ± 0. 28aA 6. 83 ± 0. 23bAB 7. 23 ± 0. 12aA 4. 71 ± 0. 0bB
N3 4. 84 ± 0. 38aA 6. 23 ± 0. 14abA 7. 60 ± 0. 04aA 6. 08 ± 0. 06bB 5. 25 ± 0. 05aA
N4 3. 18 ± 0. 10bcB 5. 33 ± 0. 03cB 6. 73 ± 0. 02bB 5. 66 ± 0. 05cC 3. 81 ± 0. 06cC
N5 3. 23 ± 0. 05bB 5. 64 ± 0. 04cB 5. 61 ± 0. 16cC 5. 15 ± 0. 12dD 3. 51 ± 0. 07dD
矮抗 58 N1 3. 21 ± 0. 04aA 3. 87 ± 0. 05cC 5. 47 ± 0. 14bA 5. 81 ± 0. 11bB 3. 83 ± 0. 06aA
‘Aikang58’ N2 3. 11 ± 0. 02aA 3. 43 ± 0. 09dD 6. 10 ± 0. 09abA 5. 19 ± 0. 07cC 3. 91 ± 0. 06aA
N3 3. 10 ± 0. 03aA 4. 49 ± 0. 10bB 5. 67 ± 0. 04abA 6. 46 ± 0. 12aA 3. 87 ± 0. 08aA
N4 3. 17 ± 0. 01aA 5. 19 ± 0. 08aA 6. 17 ± 0. 25aA 5. 81 ± 0. 08bB 2. 91 ± 0. 03cC
N5 2. 47 ± 0. 05bB 4. 95 ± 0. 14aA 5. 82 ± 0. 10abA 5. 19 ± 0. 25cC 3. 43 ± 0. . 05bB
郑麦 004 N1 2. 97 ± 0. 08abAB 3. 17 ± 0. 11cB 4. 27 ± 0. 02cB 5. 07 ± 0. 07bBC 2. 55 ± 0. 18bBC
‘Zhengmai004’ N2 3. 03 ± 0. 03abA 3. 11 ± 0. 02cB 5. 24 ± 0. 04bA 4. 95 ± 0. 10bcC 3. 00 ± 0. 08aA
N3 3. 05 ± 0. 02aA 3. 51 ± 0. 08bAB 5. 94 ± 0. 18aA 5. 62 ± 0. 06aA 3. 01 ± 0. 08aA
N4 2. 57 ± 0. 05cB 3. 89 ± 0. 07aA 5. 83 ± 0. 67abA 4. 65 ± 0. 04cC 2. 33 ± 0. 08cC
N5 2. 71 ± 0. 12bcAB 3. 09 ± 0. 04cB 5. 70 ± 0. 02abA 5. 47 ± 0. 06aAB 2. 62 ± 0. 09bB
F -值 V 25. 89∗∗ 566. 56∗∗ 24. 57∗∗ 207. 23∗∗ 211. 69∗∗
F - value T 5. 34∗∗ 11. 81∗∗ 15. 92∗∗ 45. 06∗∗ 107. 51∗∗
V × T 31. 14∗∗ 32. 82∗∗ 5. 92∗∗ 24. 54∗∗ 25. 6∗∗
高于其它处理,成熟期 N4 处理籽粒谷蛋白大聚合体
含量显著低于其它处理最低。
2􀆰 4  硝态氮和铵态氮及其配施对专用型小麦蛋白质
产量的影响
由图 3 可知,3 小麦品种成熟期籽粒蛋白质产量
存在差异,从平均值看,郑麦 366 蛋白质产量比矮抗
58 高 5􀆰 24% ,比郑麦 004 高 22􀆰 10% 。 不同氮素处理
之间比较,混合氮素形态均能在一定程度上提高籽粒
蛋白质产量,郑麦 366 以 N2 处理最高,N3 处理次之,
N2 分别比 N1 和 N5 处理高 17􀆰 83%和 24􀆰 15% 。 矮抗
58 N3 处理比 N1 处理提高了 12􀆰 39% ,两者差异达到
极显著水平。 郑麦 004 N2 处理分别比 N1 和 N5 处理
提高 17􀆰 33%和 22􀆰 19% ,N4 处理籽粒蛋白质产量最
低。
3  讨论
小麦籽粒蛋白质含量的动态变化大体上都呈现
“高—低—高”的动态变化趋势[13 - 16],且存在明显的
基因型差异[17]。 在本试验条件下,3 小麦品种籽粒蛋
图 3  硝态氮和铵态氮及其配施对专用
型小麦蛋白质产量的影响
Fig. 3  The effect of Ammonium and Nitrate Nitrogen
and Its Combined Application on the protein yield
of different wheat varieties
白质含量随灌浆进程的推进均呈先降后升的变化趋
势,且在整个灌浆期均表现为强筋 >中筋 >弱筋,这与
前人研究结果一致,但不同品种小麦籽粒蛋白质含量
561
核  农  学  报 28 卷
到达最低点的时间不同,郑麦 366 和矮抗 58 在花后
24d时降到最低点,而郑麦 004 在花后 12d 时降到最
低点,这可能由品种之间的差异造成。 本试验结果还
表明,N3 处理显著提高了郑麦 366 籽粒蛋白质含量,
N2 和 N3 处理有利于矮抗 58 籽粒蛋白质含量的提高,
N5 处理下郑麦 004 籽粒蛋白质含量一直保持较低水
平。
谷蛋白大聚合体(GMP)是小麦胚乳贮藏蛋白中
分子量最大的一部分蛋白质,其在面粉中的含量反映
了谷蛋白聚合体的粒度分布情况[18]。 GMP 的含量与
小麦面包烘焙品质性状之间有着极好的相关性[19,11],
较高的 GMP含量能改善强筋小麦的加工品质,中筋小
麦 GMP含量要求适中,弱筋小麦要求较低的 GMP 含
量。 本研究结果表明,混合氮素形态的处理都能显著
提高 3 品种小麦籽粒 GMP 含量,N3 处理能促进强筋
小麦郑麦 366 GMP含量,N1、N2、N3 处理对矮抗 58 促
进作用不显著,N4 处理下郑麦 004 GMP 含量显著低
于其它处理。 因此硝态氮和铵态氮配施,能调控专用
小麦的 GMP含量,有利于充分发挥专用小麦的专用特
性。
研究表明,籽粒发育过程中,清蛋白和球蛋白随籽
粒成熟呈下降趋势,醇溶蛋白和谷蛋白随籽粒发育呈
上升趋,直至籽粒成熟[20 - 21],本试验研究结果,混合氮
素形态处理提高了 3 品种小麦籽粒蛋白质组分的含
量,清蛋白含量在花后 30d急剧升高,而醇溶蛋白含量
和 GMP含量在 30d左右下降,这可能与其之间的负相
关关系有关[22],但对其机理还有待进一步研究。 清蛋
白和球蛋白是结构蛋白,其含量对营养品质有影
响[23];醇溶蛋白和谷蛋白是贮藏蛋白,其含量及比例
的差异造成了面粉加工品质的差异[24]。 氮素影响籽
粒中粗蛋白、盐溶蛋白和谷蛋白含量,影响其品质[25]。
在生产上,可以通过配施不同比例的硝态氮肥和铵态
氮肥调控小麦籽粒蛋白质组分的含量,进而调控小麦
籽粒品质,以达到优质专用的需求。 本试验研究结果
表明,从改善小麦品质的专用性考虑,强筋小麦以 N3
处理(即硝态氮∶铵态氮 = 50∶ 50)最优;中筋小麦其以
N2 或 N3 处理(即硝态氮∶铵态氮 = 75∶ 25 或硝态氮∶
铵态氮 = 50 ∶ 50)较好,弱筋小麦以施 N4 或 N5 处理
(即硝态氮 ∶ 铵态氮 = 25 ∶ 75 或硝态氮 ∶ 铵态氮 = 0 ∶
100)为宜。
4  结论
硝态氮和铵态氮及其配施能促进各筋型小麦籽粒
蛋白质、蛋白质组分、谷蛋白大聚合体含量的增加,从
而促进籽粒蛋白质产量增加。 在小麦优质专用生产
中,可以通过施用不同氮素形态或混合氮素形态肥料
调控冬小麦籽粒品质,满足专用需求,强筋小麦和中筋
小麦以硝态氮∶铵态氮 = 75∶ 25 或硝态氮∶铵态氮 = 50
∶ 50 为宜,弱筋小麦以硝态氮∶ 铵态氮 = 25∶ 75 或硝态
氮∶铵态氮 = 0∶ 100 为宜。
参考文献:
[ 1 ]   Lopes M S, Covtadellas N, Kichey T, Dubois F, Habash D Z,
Araus J L. Wheat nitrogen metabolism during grain filling:
comparative role of glumes and the flag leaf [J] . Planta, 2006, 225
(1): 165 - 181
[ 2 ]  Rao B R R, Prased R. Influence of competiton, irrigation levels and
nitrogen fertiltzation on protein content and protein yield of three
spring wheat (Triticum aestivum L. ) cultivars[ J] . Plant Foods For
Human Nutrition. 1987, 37(2): 127 - 131
[ 3 ]  马少康, 赵广才, 常旭虹, 杨玉双, 杨桂霞, 徐凤娇, 丰明. 不
同水、氮处理对济麦 20 产量和蛋白质品质的影响[ J] . 核农学
报, 2010, 24(4): 815 - 820
[ 4 ]  王小纯,熊淑萍,马新明,张娟娟. 不同形态氮素对专用型小麦
花后氮代谢关键酶活性及籽粒蛋白质含量的影响[ J] . 生态学
报, 2005, 25(4): 802 - 807
[ 5 ]  马新明, 王志强, 王小纯. 氮素形态对不同专用型小麦根系及
氮素利用率影响的研究[J] . 应用生态学报, 2004, 15(4): 655
- 658
[ 6 ]  王小纯,熊淑萍,马新明,张娟娟. 不同形态氮素对专用型小麦
花后氮代谢关键酶活性及籽粒蛋白质含量的影响[ J] . 生态学
报, 2005, 25(4): 802 - 807
[ 7 ]  卢凤刚, 郭丽娟, 陈贵林, 任良玉, 吕桂云, 高洪波. 不同氮素
形态及配比对韭菜产量和品质的影响[J] . 河北农业大学学报,
2006, 29(1): 28 - 30
[ 8 ]  田霄鸿, 王朝辉, 李生秀. 不同氮素形态及配比对蔬菜生长和
品质的影响[J] . 西北农业大学学报, 1999, 27(2): 990 - 202
[ 9 ]  王石华, 金寿林, 谭学林. 不同形态氮素配比对杂交粳稻根系
及收获指数的影响[ J] . 广西农业科学, 2009, 40(5): 527 -
532
[10]  何照范. 粮油籽粒品质及其分析技术[M]. 北京:中国农业出版
社, 1985:57 - 60
[11]  Weagels P L, Van de Pijpekamp A M, Graveland A, Hamer R J,
Schofield J D. Depolymerisation and re⁃polymerisation of wheat
glutenin during processing. I. Relation ships between glutein
macropolymer content and quality parameters. Journal of Cereal
Science, 1996, 23(2):103 - 111
[12]  孙辉, 姚大年, 李保云. 普通小麦谷蛋白大聚合体的含量与烘
烤品质的相关关系[J] . 中国粮油学报, 1998, 13(6): 13 - 16
[13]  朱新开, 周君良, 封超年, 郭文善, 彭永欣. 不同类型专用小麦
籽粒蛋白质及其组分含量变化动态差异分析[ J] . 作物学报,
2005, 31(3): 342 - 347
[14]  韩巧霞, 郭天财, 王化岑, 王永华, 阎凌云. 不同土壤质地条件
661
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2014,28(1):0161 ~ 0167
下小麦旗叶全氮和籽粒蛋白质含量的变化[ J] . 麦类作物学报,
2007, 27(4): 677 - 681
[15]  王月福, 于振文, 李尚霞. 施氮量对小麦子粒蛋白质组分含量
及加工品质的影响[ J] . 中国农业科学, 2002, 35(9): 1071 -
1078
[16]  张晶,王姣爱,党建友,张定一. 施氮量对小麦籽粒蛋白质及其
组分含量动态变化的影响[ J] . 西北农业学报, 2010, 19(4):
58 - 61
[17]  田纪春, 张忠义, 梁作勤. 氮肥在强筋和弱筋小麦中的吸收、转
运和分配[J] . 作物学报, 1994, 20(1): 76 - 83
[18]  唐云峰, 魏秀俭, 小麦谷蛋白大聚合体的研究进展. 中国农学
通报, 2005, 21(9): 39 - 42
[19]  Moonen J H E. Scheeppstra A, Groveland A. Use of the SDS⁃
sedimentation test and SDS⁃Polyacrylamide gel electrophoresis for
screening breeder’s samples of wheat for bread⁃making quality[ J] .
Euphytica, 1982,31(3): 677 - 690
[20]  张宝军, 蒋纪云. 小偃 6 号小麦籽粒蛋白质组分含量的形成动
态规律及其氮素调节效应的研究[ J] . 国外农学 - 麦类作物,
1995,(5): 47 - 49
[21]  朱新开, 周君良, 封超年, 郭文善, 彭永欣. 不同类型专用小麦
籽粒蛋白质及其组分含量变化动态差异分析[ J] . 作物学报,
2005, 31(3): 342 - 347
[22]  赵俊晔, 于振文. 小麦籽粒淀粉品质与蛋白质品质关系的初步
研究[J] . 中国粮油学报, 2004, 19(4): 17 - 20
[23]  况伟. 小麦蛋白质与面包烘烤品质之间的关系[J] . 郑州工程学
院学报, 2002, 23(3): 95 - 99.
[24]   Orth R A, Bushuk W. Comparative study of the proteins of wheats of
diverse baking qualities[ J] . Cereal Chemistry, 1972, 49: 268 -
275
[25]  王祥军, 仓贾力, 王倩, 王琴, 马建峰, 王仙, 曹连莆. 氮素对
大麦籽粒中酚酸和蛋白质含量的影响[J] . 核农学报, 2011, 25
(1): 162 - 168
Effect of Ammonium and Nitrate Nitrogen and Its Combined Application
on Protein Components and GMP Content in Speciality Wheat Cultivars
DUAN You⁃qiang  HUANG Ming  LI You⁃jun  LI Qiang
SUN Hua⁃zun  LV Rui⁃zhen  LI Xiao⁃bo
(College of Agronomy, Henan University of Science and Technology, Luoyang, Henan  471003)
Abstract:To explore the influential regularities of nitrate nitrogen, ammonium nitrogen and their combined applications
on speciality wheat cultivars protein formation, three special wheats, namely strong⁃gluten wheat Zhengmai 366,
medium⁃gluten wheat ‘ Aikang58’ and weak⁃gluten wheat Zhengmai 004 were used to study the effects of nitrate
nitrogen, ammonium nitrogen and their combined applications on special grain protein components of wheat as well as
GMP content in the field experiment. The results indicated that the grain protein and protein components, GMP content
and protein yields followed the order of ‘Zhengmai 366’ > ‘Aikang 58’ > ‘Zhengmai 004’, which showed that a great
difference existed between these three wheat varieties. Under the N3 treatment, the grain protein content was the highest
of the three varieties at the grain filling stage, while under the N4 treatment or N5 treatment, the grain protein content
was the lowest among the three varieties at the mature stage. Grain protein components content varied due to nitrogen
ratio and its different varieties, the N3 treatment could promote the content of wheat albumin, prolamin and gluten,
nitrate nitrogen treatment took the second place, and ammonium nitrogen ranked the lowest. During mature period, the
glutenin polymer content was also the highest one under the N3 treatment whereas N4 or N5 was the lowest. To intensify
the superior specialties of special wheat, strong⁃gluten wheat and medium⁃gluten wheat should take the most favorable
condition, under which the ratio number should be 72∶ 25 or 50∶ 50 between nitrate nitrogen and ammonium nitrogen.
For the weak⁃gluten wheat, the ratio number should be 25∶ 75 or 0∶ 100 between nitrate nitrogen andammonium nitrogen.
Key words:Nitrate Nitrogen; Ammonium Nitrogen; Specialty wheat; Protein components; GMP
761