不同品质类型小麦品种品质形成的特点及其对光照的反应

试验于2001～2002年在山东农业大学教学基地农场进行。选用高产强筋小麦品种烟农15和高产弱筋小麦品种鲁麦21，通过不同强度遮荫试验和不同时期遮荫试验，进行了不同品质类型小麦品种品质形成特点及其对光照反应的探讨，主要结果如下： 1. 不同品质类型小麦的碳素代谢特性 鲁麦21的旗叶光合速率显著高于烟农15。从花前17天到花后14天，鲁麦21的磷酸蔗糖合成酶（SPS）活性较烟农15低，此后则高于烟农15。鲁麦21旗叶和茎鞘可溶性总糖含量在花后各时期均高于烟农15。两品种各时期单茎干重变化相似，但各器官所占整株比重不同，鲁麦21的穗干重百分比大于烟农15。两品种籽粒蔗糖合成酶（SS）活性变化差别极微。鲁麦21总淀粉含量高于烟农15，其中直链淀粉含量显著高于烟农15，而支链淀粉含量稍低于烟农15。以上结果都表明鲁麦21的碳代谢特性优于烟农15，这也是鲁麦21的穗粒数和千粒重显著大于烟农15的生理基础。 2. 不同品质类型小麦氮素代谢特性 两品种旗叶硝酸还原酶（NR）活性均在开花期达到最高，烟农15各时期的NR活性均比鲁麦21高，尤其是花后14天以后，烟农15的旗叶保持着较高的NR活性，说明其氮素同化能力较强。烟农15开花期各营养器官氮素含量均高于鲁麦21，各营养器官氮素相对含量的大小顺序为：旗叶>其他叶>茎鞘，说明，在开花期氮素分配仍以光合器官为主。成熟期氮素在营养器官中的分配与开花期的分配规律相同，但各营养器官的氮素含量与开花期相比显著下降。说明，成熟期氮素分配到了籽粒中，有利于籽粒蛋白质含量的提高。小麦各营养器官对籽粒氮素积累的贡献不同，按不同部位贡献率的大小依次为茎鞘>其他叶>旗叶。烟农15各营养器官的贡献量和贡献率均大于鲁麦21，尤其是旗叶。说明，烟农15对氮素的再利用效率高。较强的氮素转移能力为其籽粒较高的蛋白质含量提供了保障。 从小麦籽粒中蛋白质的积累来看，烟农15的籽粒蛋白质含量从起点 起就高于鲁麦21。即使在含量最低的中期，也比鲁麦21高，到成熟期，显著高于鲁麦21。清蛋白含量在花后14天内烟农15高于鲁麦21，成熟期的含量品种间无显著差异。两品种球蛋白最终含量亦相差不大。醇溶蛋白和麦谷蛋白的积累均表现为，花后14天后，烟农15显著高于鲁麦21。表明烟农15在后期醇溶蛋白和麦谷蛋白的合成能力较鲁麦21强。小麦开花后7天时，尚未检测出麦谷蛋白大聚合体（GMP）的含量，14天后，GMP含量逐渐增加，烟农15的籽粒GMP含量显著高于鲁麦21。 小麦叶片中蔗糖合成与氮素同化存在明显的竞争。从开花到花后14天，鲁麦21和烟农15的SPS/NR比值差异不显著，但从花后14天到成熟，鲁麦21的SPS/NR比值迅速增加，显著高于烟农15，而烟农15则进一步降低。这是导致两品种产量和品质显著差异的重要生理生化原因。 3. 不同品质类型小麦的品质和产量差异 烟农15的籽粒容重、沉淀值、湿面筋含量、拉伸仪指标（如拉伸面积、延伸度、抗拉伸阻力和最大拉伸阻力）以及粉质仪指标（如面团稳定时间、面团形成时间、断裂时间）都高于鲁麦21。说明烟农15的品质显著优于鲁麦21。 鲁麦21的产量极显著高于烟农15，产量构成因素中的穗粒数和千粒重都极显著高于烟农15。 4. 不同强度遮荫对小麦碳氮代谢及品质和产量的影响 从开花到成熟进行不同强度遮荫，光照成为小麦生长发育的限制因子，小麦的碳代谢受到抑制。旗叶光合速率降低，干物质积累量减少，旗叶和茎鞘中的可溶性总糖含量减少，籽粒蔗糖合成酶（SS）活性显著降低，总淀粉含量有不同程度降低。而且随遮荫强度的增加，变化幅度增大。 硝酸还原酶（NR）是光诱导酶，遮荫后NR活性降低，氮素同化能力减弱。成熟期氮素在营养器官中的再分配发生了变化，叶中的氮素滞留减少，而茎鞘中氮素的滞留增多。但各营养器官对籽粒的氮素贡献率增大。籽粒蛋白质含量和蛋白质各组分含量及麦谷蛋白大聚合体含量均有不同程度的提高，提高幅度随遮荫强度增加而增大。但各时期籽粒蛋白质积累量减少，且表现为进行遮荫后，蛋白质积累量就立即减少，这证明了开花到成熟遮荫条件下蛋白质含量升高的现象是由籽粒淀粉积累的变慢，籽粒 干物质积累量的减少造成的。 开花到成熟不同强度遮荫可改善小麦的面粉品质和面团流变学特性。各遮荫处理与对照相比蛋白质含量，湿面筋含量，沉淀值均极显著提高，提高幅度与遮荫强度呈正相关。粉质仪指标得到改善，面粉的吸水率增大，面团形成时间、稳定时间和断裂时间变长，公差指数变小；拉伸仪指标也有所改善，拉伸面积增大，延伸度变大。烟农15以 S1处理（60%遮荫）效应最大，鲁麦21是S2处理（90%遮荫）效应最大。 但遮荫对品质的改善是以产量为代价的，与对照相比，不同强度遮荫处理的产量均较对照极显著下降，穗粒数减少，籽粒变瘪，千粒重极显著降低，籽粒容重降低。 5. 不同时期遮荫对小麦碳氮代谢及品质和产量的影响 进行不同时期遮荫后，小麦的碳氮代谢均受到抑制。遮荫后小麦旗叶光合速率迅速下降，但在撤除遮荫后又可回升，甚至较对照要高。旗叶磷酸蔗糖合成酶（SPS）活性的变化表现为遮荫后先上升，后缓慢下降直到成熟。与对照相比，成熟期单