小麦籽粒品质与生态环境的关系
生态环境因素中,气候、土壤条件是导致小麦品质变化的重要因子。小麦品质受种植区域生态环境因素的显著影响(阎俊等,2001;Souzaetal,2004;Gazzaetal,2008)。
1小麦籽粒品质与温度的关系
温度对小麦籽粒品质有着十分重要的影响。有研究报道,春季地温在8℃-20℃范围内温度每升高1℃,籽粒蛋白质含量平均增加0.4%,这是因为适宜的地温有利于根系对氮素的吸收(庄巧生,1987)。关于温度对小麦品质影响的关键时期有不同研究报道(章练红等,1994)。国外研究者认为,灌浆期间的温度变化对籽粒蛋白质含量、沉淀值和揉混参数的峰值时间影响显著。其中,灌浆期温度变化对蛋白质中谷蛋白的比例影响最大。随着灌浆期温度的升高,谷蛋白含量的比例显著增加,进而对沉淀值和面团特性产生显著影响(Randalletal,1990;Uhlenetal,1998)。李宗智在用蛋白质测定仪分析中国小麦籽粒蛋白质和沉淀值与气候因素的关系时发现,抽穗期至成熟期间日均气温每升高1℃,蛋白质含量提高0.44个百分点,沉淀值增加1.09mL(曹卫星等,2005)。但多数研究证实,抽穗期至成熟期籽粒蛋白质含量仅在一定温度范围内随温度的上升而提高(曹广才等,2004;Spiertzetal,2006)。在32℃以下,小麦蛋白质含量与温度表现出正相关关系,这是因为温度的升高会增加小麦籽粒对氮素的吸收,有利于蛋白质的积累,同时也促进小麦籽粒的呼吸作用,消耗碳水化合物。当日最高气温超过32℃时,小麦蛋白质含量与温度表现出负相关关系,并且32℃以上的温度越高,面团形成时间和面包体积减少的越多。由此可见,在适宜范围内,温度升高对小麦品质的改善是有利的。大量研究表明,籽粒成熟前15d-20d的温度条件对小麦品质的影响最为重要。这是因为,此期间适度高温会促进籽粒中形成大量的醇溶蛋白和谷蛋白,提高小麦籽粒蛋白质含量和烘焙品质。
2小麦籽粒品质与光照的关系
光照主要是通过光照强度和日照时数影响光合产物,进而影响小麦的品质,但光照对小麦品质的影响作用小于温度的影响。光照对小麦籽粒蛋白质的合成有重要影响,不同生育时期光辐射强度对籽粒蛋白质含量具有不同的效应。研究发现,小麦营养生长阶段光辐射强度的提高可增加籽粒蛋白质含量,而籽粒生长阶段的光辐射强度则与蛋白质含量呈负相关关系(曹卫星等,2005)。中国小麦生态研究结果也表明,小麦籽粒蛋白质含量与日照时数呈负相关,籽粒蛋白质含量较高的地区,开花期至成熟期间的平均日照时数都较短(曹广才等,1994)。
3小麦籽粒品质与降水的关系
降水量是影响小麦品质的重要因素之一(Gutierietal,2000;Gutierietal,2001)。研究表明,小麦蛋白质含量除温度外,剩余变异的34%可归因于开花后降雨量及其分布的影响(曹卫星等,2005)。目前,国内外的研究一致认为,降水量与小麦品质呈负相关(Dubetzetal,1973;Souzaetal,2004)。降水量与籽粒蛋白质含量呈极显著负相关。降水量低时,小麦的蛋白质含量显著提高,尤其是在小麦成熟前40d-55d内,每增加1.25mm的降水量可导致籽粒蛋白质含量平均降低0.75个百分点(徐兆飞等,2000)。中国北方小麦蛋白质含量一般高于南方小麦,这与北方地区降水量少于南方地区有关。
降水量对小麦品质的影响还涉及到施肥、光照、气温等其他环境因素。比如,土壤水肥不足,籽粒产量下降,而蛋白质含量有可能会有所提高,二者呈负相关关系;在土壤供氮不足的条件下,这种倾向愈加明显(吴东兵等,2003)。降水量对小麦品质影响的机理研究表明,过多的降水容易冲掉小麦根部的硝酸盐,使氮素供应不足,引起根部早衰;另一方面,降水过多也影响光合作用和拖延营养运转时间,从而使小麦的籽粒蛋白质含量下降。因此,干燥、少雨及光照充足的气候条件有利于小麦蛋白质和面筋含量的提高。
4小麦籽粒品质与土壤条件的关系
土壤条件是影响小麦品质的三大要素之一。研究表明,土壤类型对小麦品质有重要影响,小麦籽粒蛋白质含量随土壤的黏重程度的提高而增加(王绍中等,1995;曹卫星等,2005)。同一品种在不同土壤质地上种植,随着土壤由砂-砂壤-中壤(重壤)变化,籽粒的蛋白质含量由10.4%上升到14.9%,但土壤质地过黏,蛋白质含量则会下降(曹广才等,1994)。土壤的营养状况也对小麦品质有直接影响,土壤硝态氮的多少是决定小麦蛋白质含量的关键(徐兆飞等,2000)。因此,基础地力和肥料投入是同时获得高产、优质的前提和保证(郑险峰等,1995)。
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