【关键词】淀粉,含量,影响,籽粒,高粱,磷,钾配,施,氮,
高粱是酿造业的主要原料,其籽粒淀粉含量是决定高粱品质的重要因素;淀粉含量的高低决定着酿造产品的产出率,关系着酿造企业的直接经济效益。因此,农业科研单位加大了对高粱品种选育的工作力度。淀粉含量属于数量性状,受遗传基因和栽培环境多因素控制。对淀粉受遗传基因控制的研究前人已做了不少的工作[1,2]。有关环境因素对高粱籽粒淀粉的影响也有过报道[3,4],但研究侧重点各有不同。本试验是对氮、磷、钾素的互作以及互作数量对高粱籽粒淀粉含量的影响进行研究,旨在为高粱生产实践中合理运用氮、磷、钾肥来改良品质提供技术指导。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验于2009年在山西省农业科学院高粱研究所修文基地试验田进行。供试品种为晋杂18号,土壤质地为中壤,肥力中等,有机质含量为1.5%,全氮0.1097%、有效磷17.8 mg/kg、速效钾169 mg/kg。
氮、磷、钾素均按纯养分(kg/hm2)计算,分为高、中、低肥3个水平,高肥记为H,中肥记为M,低肥记为L。NL(60,纯N,下同)、NM(112.5)、NH(225);PL(37.5,P2O5,下同)、PM(75)、PH(150);KL(60,K2O,下同)、KM(122.5)、KH(225)。
氮磷互作分为NLPL、NLPH、NHPL、NHPH、NMPM;氮钾互作分为NLKL、NLKH、NHKL、NHKH、NMKM;磷钾互作分为PLKL、PLKH、PHKL、PHKH、PMKM,共计15个处理。本试验采用单因素随机区组设计,重复3次,小区面积(2.7×4)m2,各处理肥料均一次性基施,拔节期、抽穗灌浆期浇水2次,每小区种8行,行距33 cm,密度120 000株/hm2。5月19号播种,10月中旬收获。其它管理同大田。
1.2 测定项目
植株成熟后,取小区中间4行,计产,脱粒后混合取籽粒样品120 g左右,送交农业部谷物品质监督检验测试中心,进行总淀粉含量、支链淀粉含量、直链淀粉含量的测定。
2 结果与分析
2.1 氮、磷肥配施对籽粒淀粉含量的影响
由表1可知,不同氮、磷肥配方对总淀粉含量的影响不同,5个处理中以NMPM处理淀粉含量最高,达74.40%,而以NHPL处理的淀粉含量最低,为73.56%,二者相差0.84个百分点,差异达显著水平,NLPH与NLPL差异不显著,其余处理间均差异显著。由此可以看出,中氮中磷搭配可以显著提高总淀粉含量。
籽粒支链淀粉的含量,以NHPL处理的最高,达75.69%,以NHPH处理的最低,为75.33%,二者相差0.36个百分点,差异达显著水平,其它3个处理间差异不显著。可以看出,氮、磷肥以不同数量搭配,对支链淀粉的影响也是不同的,高氮低磷有助于支链淀粉的积累。
氮、磷肥配施对籽粒直链淀粉含量的影响与对支链淀粉的影响是相反的。以NHPH处理的直链淀粉含量较高,达24.67%,以NHPL处理的直链淀粉含量较低,为24.31%,二者相差0.36个百分点,差异达显著水平。这是因为直链淀粉与支链淀粉含量之和为总淀粉,含量支链淀粉比例相对较高时,其直链淀粉比例势必较低。
2.2 氮、钾肥配施对籽粒淀粉含量的影响
由表2可知,不同氮、钾肥搭配对总淀粉的影响差异较大,各处理间差异均达显著水平。以NMKM处理的淀粉含量最高,达74.66%,以NHKH处理的淀粉含量最低,仅为72.97%,二者相差1.69个百分点,各处理总淀粉含量为NMKM>NLKL>NHKL>NLKH>NHKH。由此看出,中氮中钾搭配更有利于提高总淀粉含量。
氮、钾肥搭配对支链淀粉的影响比对总淀粉的影响小,并以NLKL处理的支链淀粉含量较高,达75.89%,以NHKL处理的支链淀粉含量较低,为75.18%。二者相差0.71个百分点,差异达显著水平,其余3个处理间差异不显著。各处理支链淀粉含量为NLKL> NLKH>NMKM>NHKH>NHKL。可以看出,不同数量的氮钾搭配,对支链淀粉的影响也有差别,中磷中钾搭配可显著提高支链淀粉的含量。
氮、钾肥搭配对直链淀粉的影响与对支链淀粉的影响不同,则是以NHKL处理的直链淀粉含量较高,达24.82%,以NLKL处理的直链淀粉含量最低,为24.11%,二者相差0.71个百分点,差异达显著水平,其余3个处理间差异不显著。
2.3 磷、钾肥对籽粒淀粉含量的影响
由表3可知,不同磷、钾肥搭配对总淀粉的影响幅度差异较大,各处理间差异达显著水平。其中以PMKM处理的总淀粉含量最高,达75.15%,而以PLKH处理的淀粉含量最低,为73.8%,二者相差1.35个百分点。各处理籽粒淀粉含量为PMKM>PHKL>PLKL>PHKH>PLKH。由此看出,中钾中磷的搭配更有助于提高总淀粉含量。
由表3 可知,磷、钾肥对支链淀粉的影响幅度比对总淀粉的影响幅度小,其中以PMKM处理的支链淀粉含量最高,达76.45%,以PHKH处理支链淀粉含量较低,为74.47%,二者相差1.98个百分点,差异达显著水平。由此可知:磷钾肥以中等数量搭配可显著提高籽粒支链淀粉含量。
磷、钾肥用量对直链淀粉的影响与对支链淀粉的影响是相反的。以PHKH处理的直链淀粉含量最高,达25.53%,以PMKM处理的直链淀粉含量最低,为23.55%,二者相差1.98个百分点,其余处理差异不显著。
2.4 籽粒支链/直链淀粉比值的比较
氮磷互作,其支链/直链淀粉含量之比,变化范围为3.05～3.11,其中NHPL处理为3.11, NMPM处理为3.09,其支链/直链淀粉之比仅相差0.02个百分点,然其总淀粉却相差0.84个百分点,由此可以看出,选取NMPM处理较为适宜;而氮钾互作处理的支链/直链淀粉含量比值,变化范围为3.03～3.15,其中 NMKM处理为3.10, NLKL处理为3.15,支链/直链淀粉比值相差0.05个百分点,但其总淀粉含量却相差0.36个百分点,同样取NMKM处理较为适宜;磷钾互作的处理,支链/直链淀粉含量之比,变化范围为2.92～3.25,其中以PMKM处理为最高,取其较为适宜。
3 结论与讨论
综上所述,氮、磷、钾肥以不同数量配施,对总淀粉、支链淀粉、直链淀粉的影响是不同的,尤其对总淀粉的影响最为明显,对支链、直链淀粉的影响较为缓和,其中对支链、直链淀粉的影响是相反的。氮、磷、钾肥对淀粉的影响,既相互促进又相互制约,其作用机理尚不明确,有待进一步研究。
在高粱上对于施肥与籽粒淀粉含量关系的研究很少,而在小麦、玉米、水稻等其它禾谷类作物上研究较多,但结论不一。姜宇庆等(2006)[5]研究表明,施磷量超过108 kg/hm2,直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累量均下降;不施磷处理的成熟期籽粒直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量高于施磷处理。武际等(2008)[6]和张玲等(2008)[7]研究均认为:增施钾肥,可以促进总淀粉的积累。戴双等(2006)[8]研究表明,增施钾肥面粉中直链淀粉含量下降,支链淀粉和总淀粉含量却增加。李友军等(2006)[9]研究结果表明,施磷、钾肥都能增加籽粒中淀粉含量,其中施钾肥效果最明显,施磷肥提高籽粒中直链淀粉含量,而施钾肥则显著提高了籽粒支链淀粉的含量。黄绍文等(2004)[10]认为:施磷钾肥均可提高高油和高淀粉玉米淀粉总量和支链淀粉含量,降低直链淀粉含量。
本研究结果表明:氮、磷肥以中等用量配施可显著提高总淀粉含量,而高氮低磷配施却有助于支链淀粉的积累,高磷高氮则可提高直链淀粉含量;氮、钾肥以中等用量配施可显著提高总淀粉含量,而低氮低钾则有利于支链淀粉的积累,高氮低钾则可提高直链淀粉含量;磷、钾肥以中等用量配施可显著地提高总淀粉、支链淀粉含量,却不利于直链淀粉的积累;氮、磷、钾中二者互作分别以中等含量配施均能提高支链/直链淀粉的比值。
致谢:本单位杨慧勇同志在该文章的完成过程中给予了帮助,在此表示感谢。
参 考 文 献:
[1] 张桂香,史红梅,李爱军,等.高粱高淀粉基础材料的筛选与评价[J].作物杂志,2009,1:97-98.
[2] 周福平,柳青山,张晓娟,等.山西高粱的淀粉特性分析[J].作物杂志,2009,6:52-54.
[3] 于 泳,黄瑞冬,赵尚文,等.不同氮素水平对高粱籽粒淀粉积累规律的影响[J].作物杂志,2008,5:20-23.
[4] 黄瑞冬,于 泳,肖木辑,等.施磷钾肥对对高粱籽粒淀粉积累规律的影响[J].作物杂志,2009,2:29-32.
[5] 姜宗庆,封超年,黄联联,等.施磷量对弱筋小麦扬麦9号籽粒淀粉合成和积累特性的调控效应[J].麦类作物学报,2006,26(6):81-85.
[6] 武 际,郭熙盛,王允青,等.不同土壤供钾水平下施钾对弱筋小麦产量和品质的调控效应[J].麦类作物学报,2007,27(2):102-106.
[7] 张 玲,谢崇年,李 伟,等.氮钾对杂交水稻B优827籽粒淀粉含量及淀粉合成酶活性的研究[J].中国水稻科学,2008,22(5):551-554.
[8] 戴 双,李豪圣,刘爱峰,等.氮钾配施对济南17淀粉理化特性的影响[J].麦类作物学报,2006,26(4):107-110.
[9] 李友军,熊 瑛,陈明灿,等.氮、磷、钾对豫麦50旗叶蔗糖和籽粒淀粉积累的影响[J].应用生态学报,2006,17(7):1196-1200.
[10]黄绍文,孙桂芳,金继运,等.氮、磷和钾营养对优质玉米籽粒产量和营养品质的影响[J].植物营养与肥料学报,2004,10(3):225-230.
