施钾量对强筋小麦产量和品质的影响

　　倡国家高技术研究（８６３）发展计划项目（２００２AA２４１１６１）和山西省科技攻关项目（０３１００８）资助收稿日期：２００６唱０５唱１６　改回日期：２００６唱０８唱０７施钾量对强筋小麦产量和品质的影响倡张定一１　张永清２（１畅山西省农业科学院小麦研究所　临汾　０４１０００；２畅山西师范大学生命科学学院　临汾　０４１００４）摘　要　以强筋面包小麦“临优１４５”为试验材料，研究了不同施K量对强筋小麦籽粒产量和品质的影响。结果表明，在施K（K２O）３７畅５～１１２畅５kg／hm２范围内，随施K量增加，小麦产量逐渐提高，可增产７９３畅５～１６７２畅５kg／hm２，净增收益９８１畅０～１８７８畅０元／hm２，且处理间差异显著，但当施K量增加到１５０kg／hm２时，小麦产量却降低，中产条件下施用K肥以１１２畅５kg／hm２左右为宜。施K处理对清蛋白影响小，对球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白影响大。施K可显著提高小麦的贮藏蛋白、总蛋白及各种氨基酸含量，进而改善小麦品质。在一定范围内小麦的主要加工品质性状随施K量的增加而改善，与对照相比，湿面筋、沉降值、稳定时间、面包体积和延伸性等重要烘焙品质指标均有改善。本试验条件下，N（N）、P（P２O５）、K（K２O）昀佳比例以２∶１∶１、施K量（K２O）１０３畅０～１１２畅５kg／hm２范围内，有利于强筋小麦产量和品质同步提高，实现高产、优质、高效。关键词　强筋小麦　施K量　产量　品质Effectofapplicationofpotassiumongrainyieldandqualityofstrongglutenwheat．ZHANGDing唱Yi１，ZHANGYong唱Qing２（１．InstituteofWheatResearch，ShanxiAcademyofAgriculturalSciences，Linfen０４１０００，China；２．CollegeofLifeScience，ShanxiNormalUniversity，Linfen０４１００４，China），CJEA，２００７，１５（３）：３２～３７Abstract　Theeffectofpotassiumapplicationongrainyieldandqualityofstrongglutenwheatwerestudied．Theresultsindicateincreaseingrainyieldwithpotassiumapplicationwithin３７．５kg／hm２to１１２．５kg／hm２．Yieldincreasesby７９３．５～１６７２．５kg／hm２withanetbenefitof９８１．０～１８７８．０yuan／hm２．Significantdifferencesamongthedifferenttreatmentsarealsoobserved．Yielddecreaseswithpotassiumapplicationbetween１１２．５kg／hm２and１５０kg／hm２．Thuspotassiumapplica唱tionofabout１１２．５kg／hm２issuggestedforpracticalpurposes．Thecontentsofgliadin，gluteninandglobulinareobservedtobemoreaffectedthanthoseofalbuminbypotassiumapplication．Storedandgrossproteinandaminoacidcontentsremark唱ablyincrease．Thereforethequalityimprovementisattributedtopotassiumtreatments．Majorfeaturesoftheprocessingqualityareimprovedwithincreasingapplicationofpotassiumwithinagivenrange．Manyimportantqualitytraitsofbakedbreadincludingwetgluten，sedimentation，stabletime，breadvolume，extensibility，etc．aresignificantlyimprovedwithpotas唱siumtreatment．Intheexperiment，optimumapplicationratiosofN，P２O５andK２Oare２∶１∶１withinanoptimumpotassiumapplicationrangeof１０３．０～１１２．５kg／hm２．Keywords　Strongglutenwheat，Potassiumapplication，Grainyield，Qualitytrait（ReceivedMay１６，２００６；revisedAug．７，２００６）近年来关于提高强筋小麦产量和改善品质的研究较多，但主要集中在N肥施用及水N配合对强筋小麦产量与品质的影响方面［１～３］，关于施K对其影响的研究尚不多见。施用K肥通常能改善植物营养品质、加工品质、贮藏品质和食味品质等。受北方地区土壤“富K”传统概念的影响，作物偏施N、P肥而忽视K肥较为普遍，土壤中速效钾含量明显下降，限制了作物产量提高和品质的进一步改善。近年来有关K肥在普通小麦上的施用效果报道较多，李冬花［４］、张会民等［５］研究表明，施用K肥可提高普通小麦产量，改善小麦的营养品质。Mengel指出，K对小麦品质的影响是通过改善N代谢而发挥作用的。K可提高氨基酸向籽粒中运转的速率，同时也增大了氨基酸转化为籽粒蛋白质的速度，从而使籽粒蛋白质含量提高，且高N下供K亦能减轻过多的N对小麦品质的不良影响［６］。王旭东等［７］的研究表明，在一定范围内增施K肥对改善小麦加工品质有利，与不施K肥相比，施K可提高小麦湿面筋含量，增加沉降值，延长面团稳定时间，并能增加籽粒第１５卷第３期中国生态农业学报Vol畅１５　No畅３２００７年５月ChineseJournalofEco唱AgricultureMay，　２００７产量。但这些研究大多是基于普通小麦产量的提高与营养品质的改善，有关施K对强筋小麦产量，特别是对强筋小麦品质方面的研究很少［８］。因此，研究强筋小麦的需K特点，进行施K对强筋小麦品质形成机理的研究具有重要意义。1　试验材料与方法田间试验于２００３～２００５年在山西省农业科学院小麦研究所临汾市贾村基地进行。供试土壤为潮褐土，灌溉条件良好，前茬为夏玉米，耕层土壤质地为轻壤，土壤有机质含量１０畅５g／kg，碱解氮５５mg／kg，速效磷（P２O５）１６mg／kg，速效钾（K２O）８５mg／kg。供试小麦品种为“临优１４５”，属优质强筋小麦。供试肥料为硫酸钾（含K２O５００g／kg）、过磷酸钙（含P２O５１４０g／kg）和尿素（含N４６６g／kg）。试验在基施P２O５１０５kg／hm２和N２０９畅７kg／hm２（６０％基施、４０％拔节期追施）基础上，设K０（CK）、K３７畅５（施K２O３７畅５kg／hm２，下同）、K７５畅０、K１１２畅５、K１５０畅０５个处理，３次重复，随机排列，小区面积３３畅３３５m２，各处理K肥均做基肥一次施用。测试工作由山西省农业科学院小麦研究所谷物品质实验室完成，测试方式采用国家标准［９］和AACC法［１０］，蛋白质组分依次用蒸馏水、１０％氯化钠、７５％酒精和０畅２％碱溶液连续提取清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和麦谷蛋白；蛋白质含量采用凯氏定N法测定，蛋白质换算系数为５畅７；湿面筋含量采用瑞典FallingNumber２２００型面筋测定仪测定；沉降值、粉质图参数和烘烤试验分别采用AACC５６唱６１A、BG／T１４６１４唱９３和AACC１０唱０１的标准测定；１７种氨基酸的含量及其总量分别采用GB／T１２２９２唱９０和BG／T１５４００唱９４标准，自动分析仪法测定。试验数据统计分析依据胡小平［１１］、王福亭［１２］等的方法进行。2　结果与分析2畅1　施K对强筋小麦产量及经济效益的影响对产量及产量结构的影响。表１表明，随K肥施用量的增加，小麦单位面积穗数、穗粒数、千粒重和产量逐渐增加。与不施K处理相比，施K使小麦穗数增加２畅６％～７畅７％，穗粒数增加３畅６％～８畅０％，千粒重　　　　　　增加７畅８％～１２畅４％，增产１４畅５％～３０畅７％。方差分析表明各处理间差异极显著（F＝６５畅３６倡倡＞F０畅０１＝７畅０１）。由此可知施K量对强筋小麦产量确有较大作用。当施K量达到１１２畅５kg／hm２时，产量昀高，产量构成要素达到昀佳值。继续增加施肥量，穗数、穗粒数、千粒重和产量反而下降。表1　不同施K处理小麦产量及产量构成Tab畅１　YieldandyieldcomponentsofwheatunderdifferentKlevels处　理Treatments穗数／万个·hm－２Ears穗粒数／粒·穗－１Grainsperear千粒重／g１０００唱grainweight产量／kg·hm－２GrainyieldLSD倡５％１％K０５８６畅５２５畅０３７畅２５４５４畅０dCK３７畅５６０１畅５２５畅９４０畅１６２４７畅５cBK７５畅０６２１畅０２６畅８４０畅９６８０７畅０bAK１１２畅５６３１畅５２７畅０４１畅８７１２６畅５aAK１５０畅０６２５畅５２６畅６４１畅５６９０４畅５abA　　倡５％LSD＝２７２畅５５kg／hm２，１％LSD＝３９６畅４５kg／hm２。施用K肥的经济效益分析。根据试验结果，施K肥量（x）与强筋小麦产量（y）之间的效应方程为：y＝５４２７畅７５＋２７畅３８x－０畅１１４６x２（１）经分析，F＝１５９畅７７倡倡（F０畅０１＝９９畅０），表明方程拟合程度高，可用于经济效益分析。由表２可知，不同施K量均有增产效果，但经济效益有差异。K肥用量以每公顷３７畅５kg递增时，边际产量和边际利润递减。在本　　　　　　表2　K肥经济效益分析倡Tab畅２　EconomicanalysisofKfertilizer处　理Treatments产量／kg·hm－２Yield增产／kg·hm－２Yieldincreased边际产量／kg·hm－２Marginalproductivity边际利润／元·hm－２Marginalprofit总增产值／元·hm－２Totalincrea唱sedvalue总　成本／元·hm－２Totalcost总　利润／元·hm－２TotalprofitK３７畅５６２４７畅５７９３畅５７９３畅５４９０畅５１１９１畅０２１０９８１畅０K７５畅０６８０７畅０１３５３畅０５５９畅５３１５畅０２０３１畅０４２０１６１１畅０K１１２畅５７１２６畅５１６７２畅５３１９畅５１３５畅０２５０８畅０６３０１８７８畅０K１５０畅０６９０４畅５１４５０畅５－２２２畅０－６１畅５２１７５畅０８４０１３３５畅０　　倡对照产量５４５４kg／hm２，K２O以５畅６元／kg计，小麦以１畅５元／kg计。第３期张定一等：施钾量对强筋小麦产量和品质的影响３３　　　试验条件下，昀高产量施肥量和经济昀佳施肥量分别为１１９畅４kg／hm２和１０３畅１kg／hm２，昀高理论产量与经济产量分别为７０６２畅０kg／hm２和７０３２畅５kg／hm２，昀佳施肥利润为１７９０畅３９元／hm２。2畅2　施K对强筋小麦营养品质的影响对籽粒蛋白质含量的影响。表３表明，施用K肥，小麦蛋白质含量和蛋白质产量都有明显增加。不同处理蛋白质含量较对照增加６畅３６％～１０畅９１％，蛋白质产量较对照增加２１畅８％～４１畅３％。随K肥施用量的变化，强筋小麦蛋白质含量与小麦产量和蛋白质产量变化规律不尽一致。表3　不同施K处理小麦蛋白质含量及产量倡Tab畅３　ProteincontentsofseedandproteinyieldofwheatunderdifferentKlevels项目Items处理Treatments