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施氮与花后灌溉:强筋小麦籽粒产量与品质的调控密码
一、引言
1.1研究背景与目的
小麦是世界上最重要的粮食作物之一,为全球人口提供了主要的碳水化合物和蛋白质来源。在中国,小麦的种植历史悠久,分布广泛,是保障国家粮食安全的关键作物。随着人们生活水平的提高,对小麦品质的要求也日益提高,强筋小麦因其蛋白质含量高、面筋强度大、面团稳定时间长等特点,在制作面包、面条等高档面制品方面具有独特优势,受到了消费者和食品加工企业的广泛青睐。
然而,当前中国强筋小麦的生产面临着诸多挑战。一方面,虽然近年来中国强筋小麦的种植面积有所增加,但优质强筋小麦的产量仍不能满足国内市场的需求,部分高档面制品加工企业仍需大量进口优质强筋小麦。另一方面,在强筋小麦的生产过程中,由于栽培管理措施不当,如氮肥施用不合理、灌溉时机和水量把握不准确等,导致强筋小麦的品质不稳定,难以达到优质强筋小麦的标准。因此,如何通过科学合理的栽培管理措施,提高强筋小麦的产量和品质,是当前小麦生产中亟待解决的问题。
氮肥是小麦生长发育过程中不可或缺的重要营养元素,对小麦的产量和品质有着显著的影响。适量的氮肥供应可以促进小麦的生长,增加植株的光合能力,提高干物质积累和分配,从而增加产量。同时,氮肥还参与小麦蛋白质的合成过程,对籽粒蛋白质含量、面筋质量等品质指标有着重要的调控作用。然而,过量施用氮肥不仅会导致生产成本增加,还会引起土壤环境污染、氮肥利用率降低等问题。因此,确定合理的施氮量和施氮时期,是实现强筋小麦高产优质的关键。
花后灌溉是小麦生长后期的一项重要管理措施。小麦开花后,进入籽粒灌浆期,此时对水分的需求较为敏感。适宜的花后灌溉可以保持土壤水分含量,满足小麦生长发育对水分的需求,延长叶片的光合功能期,促进干物质的积累和转运,增加粒重,从而提高产量。此外,花后灌溉还会影响小麦籽粒的品质形成,如蛋白质含量、淀粉品质等。但如果灌溉量过大或灌溉时期不当,可能会导致土壤水分过多,根系缺氧,影响植株的正常生长,甚至降低品质。
综上所述,施氮和花后灌溉对强筋小麦的籽粒产量和品质具有重要影响。然而,目前关于施氮和花后灌溉对强筋小麦籽粒产量和品质的调控效应及其互作关系的研究还不够深入和系统。因此,本研究旨在通过田间试验,探究不同施氮量和花后灌溉处理对强筋小麦籽粒产量和品质的影响,明确施氮和花后灌溉的最佳组合,揭示二者对强筋小麦产量和品质的调控机制,为强筋小麦的优质高产栽培提供理论依据和技术支持。
1.2国内外研究现状
1.2.1施氮对强筋小麦产量和品质的影响
国内外众多学者对施氮影响强筋小麦产量和品质展开了大量研究。在产量方面,适量施氮能够促进小麦生长,优化产量构成因素,进而提升产量。国外研究表明,在一定氮素范围内,小麦的穗数、穗粒数和千粒重会随施氮量增加而上升,但过量施氮会导致群体过大、倒伏风险增加,反而降低产量。国内研究也得出相似结论,如在河北地区进行的试验发现,适量施用氮肥(≤150kg/hm2)可协调藁8901的产量构成因素,提高产量。李俊志等研究不同施氮水平对强筋小麦品种产量影响时发现,随着氮肥施用量增加,强筋小麦单位面积穗数、穗粒数、籽粒产量均有增加趋势,但千粒重会受到一定影响,如石优20在施氮量为240kg/hm2时籽粒产量最高。
在品质方面,施氮对强筋小麦蛋白质含量和加工品质影响显著。多数研究表明,增施氮肥可提高小麦籽粒蛋白质含量。王月福等研究发现,氮素营养水平提高,冬小麦氮代谢关键酶活性增强,从而促进籽粒蛋白质合成。在加工品质上,适量施氮能改善面团流变学特性,如增加湿面筋含量、延长面团稳定时间,但过量施氮可能导致品质指标下降。张一智等以‘郑麦366’和‘郑农46’为材料研究发现,不同强筋小麦品种在不同施氮量下品质表现不同,‘郑麦366’在120kg/hm2施氮量、‘郑农46’在240kg/hm2施氮量下流变学特性最佳,过量施氮会使面团流变学特性显著降低。
1.2.2花后灌溉对强筋小麦产量和品质的影响
关于花后灌溉对强筋小麦产量和品质的影响,国内外也有丰富研究成果。从产量角度,适宜的花后灌溉能保障小麦灌浆期水分需求,提高粒重,从而增加产量。国外研究表明,在干旱地区,花后适时灌溉可有效提高小麦产量,避免因水分亏缺导致灌浆受阻。国内研究也证实这一点,如在豫北平原灌溉麦区,适时浇灌灌浆水(小麦扬花后10-13d)对提高强筋小麦产量效果显著,此时灌溉比不浇灌浆水增产10.3%,比灌浆水晚浇(扬花后20d)增产4.6%。黄传华等研究花后不同灌水处理对冬小麦产量影响时发现,烟农15在花后7、14、21d灌3次水(W3)条件下千粒重最大,藁城8901在花后7、14d灌2
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