不同叶龄期追施氮肥对小麦产量和品质的影响开题报告

 2023-02-14 09:02

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1 课题研究意义

小麦是我国重要的粮食作物，氮素时影响小麦籽粒产量和品质的重要因素，合理施用氮肥是改善小麦群体质量的主要途径，也是造成小麦籽粒品质变化的重要原因[1]。研究发现，氮素对小麦的籽粒产量、营养品质和加工品质均有显著的影响。为了在高产的基础上获得优质的小麦，就需要研究氮素对小麦品质的作用机制。氮肥运筹的主要因素包括施氮量和施氮时期，在施氮量一定的条件下，本试验研究不同追氮时期对小麦产量、蛋白质含量、面筋含量的影响，并进一步对不同层次面粉的烘焙品质进行的测定，研究结果为通过调控追氮时期来调控小麦产量和品质提供理论依据。

2国内外研究概况

2.1 追氮时期对籽粒蛋白质含量的影响

关于追氮时期与小麦籽粒蛋白质含量的关系已有较多的报道。不同生育时期施氮对小麦籽粒产量和蛋白质含量均具影响作用，一般认为生育后期追施氮肥有利于提高强筋小麦籽粒蛋白质含量和产量[1-4]，关于什么时期是最佳施氮期的研究很多，但还没有统一结论，从拔节期至开花期均有推荐[5]。张军等[6]认为在适宜的高产施氮量条件下，开花期追施氮肥处理籽粒蛋白质含量最高，其次为抽穗期追施氮肥处理。沈建辉等[7]认为追施氮肥明显提高了小麦籽粒蛋白质含量，强筋小麦和中筋小麦的蛋白质含量均以孕穗期追氮处理最高，过迟追肥至开花期对提高籽粒蛋白质含量无益处。李姗姗等[8]研究认为春5叶期追氮在提高小麦籽粒产量及蛋白质品质方面均优于春2叶期追氮。

2.2 追氮时期对籽粒加工品质的影响

Ivanov等（1998）认为，面包体积与总蛋白质含量和醇溶蛋白含量密切相关。赵乃新等研究发现面包总评分和面包体积与蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、吸水率、延伸性呈显著正相关[9]。面包芯平滑度与蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、形成时间呈显著正相关;纹理结构与蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、延伸性呈显著正相关;面包弹柔性与蛋白质含量呈显著正相关,与其它指标相关性不显著[10]。潘庆民等[11]研究表明，与起身期追施氮肥相比较，拔节期和挑旗期追施氮肥提高了籽粒容重、出粉率和面粉的湿面筋含量及沉降值；延长了面团稳定时间，同时籽粒产量亦显著增加。

2.3 小麦籽粒不同层次品质存在差异

小麦籽粒不同部位的化学组分分析，一般使用X射线电子探针显微技术结合环境扫描电镜进行，小麦、水稻等作物籽粒不同部位组织化学组分含量差异一般在矿质元素、重金属元素等方面[12]。研究表明，刘正辉采用JNMJ7型、JNMJ6型碾米机将小麦籽粒从外到内分为12层，研究小麦籽粒不同部位植酸酶活性、植酸、铁和锌的含量分布，其中铁和植酸在P2层含量最高，锌在P1层含量最高[13]。Joyce等采用X-能谱仪发现小麦胚乳层中钾、镁、磷含量很低，而小麦糊粉层和盾片的细胞质中含有大量的碳、氧、钾、镁、磷等元素[14]。郑超测定的燕麦籽粒具有不同基因型在小麦籽粒不同部位中铝、铅、镉的含量不同，金属元素在糊粉层含量最高，铝、镉在胚乳中含量相对较低，铅在皮层中的含量较少[15]。张军对不同基因型小麦籽粒不同部位的含铅量的比例是存在差异的[6]。

小麦籽粒不同部位的蛋白质含量、面团流变学特性、淀粉特性等品质性状也存在着差异[16-20]

。蛋白质是衡量小麦加工和食用品质的一项重要指标，在皮层部分的蛋白质含量较高，在胚乳的内部蛋白质的比例较低；在糊粉层和皮层部位的蛋白质质量不好，而在胚乳

及其内部的蛋白质质量相比更优[21]。Ando采用水稻碾磨机将小麦由外到内分为8层，结果表明，由外到内小麦籽粒各部位的蛋白质、膳食纤维、脂肪、K、Na、Mg、Ca、Mn、清蛋白和球蛋白的含量逐渐减少，而糖的含量及醇溶蛋白、麦谷蛋白呈逐渐增多[22]。马冬云研究表明，面粉中的蛋白质含量、吸水率以及PPO活性都随着出粉点后移而呈现增大的趋势，心磨的小麦面粉色泽a*值和b*值随着出粉点后移均呈增大，而小麦面粉的L*值、直链淀粉含量、稀懈值、峰值黏度、面团稳定时间随出粉点后移而下降[23]；李巍的研究结论也与此相似[24]。罗勤贵等研究表明，在重筛系统、心磨系统和渣磨系统中，小麦面粉峰值黏度较高，糊化温度低，面粉起始糊化时间缩短且蛋白质含量适中；但不同粉路中这些指标变化不大[25]。

小麦产量和品质受遗传基因和栽培措施的影响，氮肥运筹是栽培措施中重要因素之一，不少学者研究了栽培措施对小麦植株性状、产量构成因素和主要品质性状调控效应。合理的氮肥运筹可以有效构建小麦高产群体和高产株型，提高产量和改善品质。但氮素对小麦籽粒不同层次品质形成的生理调控机制尚不清楚。氮肥运筹是生产中调控小麦最终品质形成最为重要技术途径，若能明确氮素对籽粒不同层次影响的调控机制，可为专用小麦调优栽培技术的创新提供技术支撑。

3应用前景

小麦是我国主要粮食作物之一，其生产水平对国民经济发展和粮食安全保障有着重要意义。随着我国经济飞速发展和人民生活水平不断提高，优质专用小麦的需求量迅速增大，但由于专用小麦的栽培技术研究的相对滞后，我国每年仍需进口大量优质专用小麦，以满足国内市场需求。因此，加强专用小麦品质形成机理研究，提高优质专用小麦品种选育和栽培技术水平对促进我国小麦生产发展作用重大。

氮肥是影响小麦产量和品质最为活跃的因素，因此合理施用氮肥可以显著提高小麦产量和品质。诸多研究表明，增施氮肥能够促进植株对氮素的吸收，有利于提高小麦的产量，但是当氮肥施用量达到一定水平之后，再增加氮肥施用量，反而会使产量有所下降[26-27]。目前过量施氮在中国十分普遍[28]。较高的氮肥使用率会导致大量的氮素在土壤中滞留，加重地下水污染，并导致氮肥利用率下降[29-30]。全世界的粮食作物氮肥利用率达到近33，在小麦中为14-59，表明现有的氮肥运筹是十分低效的[31-32]。因此，适宜的氮肥施用方法及时间对于减少氮肥流失和增加氮肥利用率是十分必要的。

参考文献：

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2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

本试验采用大田试验对供试小麦品种扬麦16进行不同时期的追氮处理，测定不同追氮时期小麦的产量和品质相关指标的影响，在此基础上，选取3个差异较大的追氮处理进行分层烘焙试验，测定不同层次籽粒的烘焙品质。

研究内容：

1.不同叶龄期追施氮肥对小麦产量的影响

2.不同叶龄期追施氮肥对小麦营养品质的影响

3.不同叶龄期追施氮肥对小麦不同层次籽粒面包加工品质的影响

拟解决的关键问题：

可能存在的问题：小麦籽粒的背面呈椭圆形，腹面有一纵向腹沟，这一腹沟几乎贯穿于整个小麦的腹部，深度几乎可达籽粒中心，这导致在小麦脱皮制粉的过程中，这一部分的麸皮特别难除，会使分层制粉存在一定的误差。

3. 研究的方法与方案

1技术路线

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2研究方法以及实验方案

（1）试验地点：汤泉

（2）试验品种：扬麦16

（3）试验处理：如下

试验处理（以施氮量16 kg/亩计）

处理编号

追肥时期

施氮量（kg/亩）

基氮肥

追氮肥

总施氮量

N0

不施氮肥

0

0

0

TE5

倒五叶

8

8

16

TE4

倒四叶

8

8

16

TE3

倒三叶

8

8

16

TE2

倒二叶

8

8

16

TE1

倒一叶

8

8

16

AT

开花期

8

8

16

施纯氮量为16 kg/亩（以当地最适施氮量为准），底肥和追肥各占50，其中追肥设计不同时期施用处理：在倒5叶（TE5），倒4叶（TE4），倒3叶（TE3），倒2叶（TE2），倒1叶（TE1）伸出下位叶鞘2-3cm时施用、以及开花期（AT）追氮，另设一个不施肥的处理（N0）为对照。亦可春后剥主茎叶片，查看有几张未出叶片，据此确定追氮时期处理。

!--[if !supptLists]--（4）!--[endif]--测定指标

籽粒产量，面粉的蛋白质含量和面筋含量，分层面粉的蛋白含量，分层烘焙面包的体积，质构特性以及评分。

3可行性分析

!--[if !supptLists]--（1）!--[endif]--实验室里实验所需的研究器材具备齐全

（2）实验的可操作性强

（3）实验具有比较齐全的理论基础和前人成果

4. 研究创新点

本试验研究不同追氮时期对小麦产量、蛋白质含量、面筋含量的影响，并进一步对不同层次面粉的烘焙品质进行的测定，研究结果为通过调控追氮时期来调控小麦产量和品质提供理论依据。

5. 研究计划与进展

1、2015.62015.8 相关资料查询及整理，相关文献阅读。

2、2015.92016.1 完成不同叶龄期追氮对扬麦16籽粒产量，蛋白质含量和面筋含量的影响研究，在此基础上，选取3个差异较大的追氮处理进行分层烘焙试验，测定不同层次籽粒的烘焙品质，明确不同叶龄期追氮对于小麦籽粒产量和品质的影响。。

3、2015.12-2016.3 数据整理总结及毕业论文书写。

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