氮、磷、鉀肥對紫色小麥面粉主要品質(zhì)的影響

曾維軍，康 超，任明見，曹國璠

（1.貴州省生物研究所，貴州貴陽 550025；2.貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，貴州貴陽 550025；3.國家小麥改良中心貴州分中心，貴州貴陽 550025）

紫色小麥由于含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、人體必需的微量元素以及天然色素，使其成為不可多得的黑色保健品[1-2]。近年來，對小麥的研究主要集中在遺傳育種[3]、栽培技術(shù)[4]、生理生化[5]、籽粒品質(zhì)[6]、食品加工[7]等方面，其中，衡量加工品質(zhì)的主要指標(biāo)有面筋含量、沉降值和面團(tuán)流變學(xué)特性等。有研究表明，施氮量對面筋含量、沉降值和面團(tuán)流變學(xué)特性影響的研究結(jié)果基本一致，表現(xiàn)為隨施氮量的增加面筋含量增加、沉降值提高、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間延長、吸水率提高[8-9]。另外，不同時(shí)期施氮比例對小麥籽粒品質(zhì)均有不同程度的影響，施氮量為150～225 kg/hm2時(shí)面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間較高，而施氮量過低和過高都將顯著降低面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間[10]。前人研究中均以單一的氮素及不同的施肥措施作為影響小麥面粉質(zhì)量的試驗(yàn)設(shè)計(jì)因子[11-12]，而對不同水平氮（N）、磷（P）、鉀（K）配施作為因素對小麥面粉品質(zhì)影響的研究較少，紫色小麥又是區(qū)別于常規(guī)小麥的特色品種，其面粉品質(zhì)形成值得探究。

本試驗(yàn)以作物所需營養(yǎng)氮、磷、鉀為3 因素，以本地區(qū)紫麥種植常規(guī)施肥量為參考，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，以紫麥面粉主要質(zhì)量指標(biāo)作為參數(shù)來衡量不同水平氮、磷、鉀肥配施對紫麥面粉品質(zhì)的影響，旨在篩選出最佳施肥組合，為實(shí)際生產(chǎn)中合理施用氮、磷、鉀肥，進(jìn)而提高紫麥面粉品質(zhì)提供理論支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于國家小麥改良中心貴州分中心（東經(jīng)106°67′45″，北緯26°39′80″）開展，該地屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，無霜期長，雨量充沛，濕度較大；年平均溫度14.9 ℃，最熱月（7 月）平均溫度28.9 ℃，最冷月（1 月）平均溫度-1.1 ℃；年降雨量1 178.3 mm，降水量最少月（1 月）為18.9 mm，降水量最多月（6 月）為293.7 mm；年日照時(shí)數(shù)為1 200～1 600 h；無霜期平均246 d；年相對濕度83%。試驗(yàn)田地勢平坦，肥力均勻,前茬作物為小麥，土壤類型為黃土。小麥播種前試驗(yàn)田0～20 cm 土層土壤含有機(jī)質(zhì)34.04 g/kg、全氮1.39 g/kg、堿解氮153.51 mg/kg、全磷0.40 g/kg、速效磷12.60 mg/kg、速效鉀39.24 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

供試小麥品種為貴紫1 號（審定號為貴黔麥2015003 號），于2015 年7 月通過貴州省品種審定委員會(huì)審定。供試肥料為尿素（含N46%）、過磷酸鈣（含P2O516%）和硫酸鉀（含K2O 51%）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采取大田常規(guī)栽種，田間管理及病蟲草害的防治均按常規(guī)方法進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)置3 因素3 水平，采用正交表L9（34）進(jìn)行正交試驗(yàn)，9 個(gè)處理，重復(fù)3 次，共27 個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為12 m2（2 m×6 m）。各因素水平為：A.純N 施用量（70、140、210 kg/hm2）；B.P2O5施用量（35、70、105 kg/hm2）；C.K2O 施用量（30、60、90 kg/hm2）?；视昧恳罁?jù)試驗(yàn)地肥力、當(dāng)?shù)仄骄┓柿吭O(shè)定（表1）。肥料全部用作底肥。播種量為148 kg/hm2，每區(qū)20 行，行距31.5 cm。田間具體排布采用Excel 軟件的RAND 函數(shù)進(jìn)行。

表1 3 因素3 水平正交試驗(yàn)組合

1.4 測定項(xiàng)目及方法

每個(gè)小區(qū)收獲紫色小麥籽粒后進(jìn)行脫殼打粉，標(biāo)記備用。使用2200 型面筋儀（Perten 公司，瑞典），參照AACC38-12 法[13]測定干濕面筋含量；使用Sedimat 沉降值儀（Brabender，德國），按AACC56-60沉降值法[14]測定沉降值；使用Farinograph 粉質(zhì)儀（Bradender 公司，德國），按AACC54-21 方法[15]測定粉質(zhì)參數(shù)；使用Viscograph-E 電子型黏度儀（Bradender 公司，德國）測定面粉黏度。

1.5 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS 24.0 分別對不同氮、磷、鉀組合下的紫色小麥面粉品質(zhì)參數(shù)先計(jì)算極差判斷主效應(yīng)因素，選取最優(yōu)組合，然后進(jìn)行方差檢驗(yàn)，采用S-N-K法水平間多重比較，驗(yàn)證各水平間參數(shù)差異程度。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮磷鉀肥對紫色小麥面粉品質(zhì)主要參數(shù)的影響

表2 氮、磷、鉀肥對紫色小麥面粉質(zhì)量影響的正交分析

續(xù)表2

表3 各正交因素間面粉品質(zhì)參數(shù)檢驗(yàn)

由表2、3 可知，通過紫色小麥面粉品質(zhì)參數(shù)平均值極差計(jì)算和水平間顯著性差異檢驗(yàn)，氮肥為影響紫色小麥面粉黏度、弱化度、吸水率的主效應(yīng)，各因素水平對應(yīng)的面粉黏度差異不顯著，其中，A3B1C3為極差推算最優(yōu)組合，對應(yīng)的面粉黏度較高，為765.5；各因素水平對應(yīng)的弱化度差異不顯著，其中，A1B3C3的面粉弱化度較高，為82.3，極差推算的最優(yōu)組合為A1B3C2。氮肥和磷肥不同水平的面粉吸水率差異顯著（P＜0.05），其中，A3B1C3的面粉吸水率較高，為67.4%，極差推算的最優(yōu)組合為A3B2C3；鉀肥為影響紫色小麥粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)的主效應(yīng)，鉀肥不同水平的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)差異顯著（P＜0.05），其中，A3B1C3為極差推算最優(yōu)組合，對應(yīng)的面粉粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)較高，為77.5。綜上，氮磷鉀肥配施組合A3B1C3為最優(yōu)。

2.2 氮磷鉀肥對紫色小麥面粉面筋品質(zhì)主要參數(shù) 的影響

表4 氮磷鉀肥對紫色小麥面筋質(zhì)量影響的正交分析

表5 各正交因素間面筋品質(zhì)參數(shù)檢驗(yàn)

續(xù)表5

由表4、5 可知，磷肥是影響紫色小麥面筋延伸性和面筋指數(shù)的主效應(yīng)，其中，面筋延伸性最優(yōu)組合為A2B3C1，其面筋延展性為23.9 cm；面筋指數(shù)最優(yōu)組合為A1B1C1，其面筋指數(shù)為81。氮肥是影響紫色小麥干、濕面筋含量的主效應(yīng)，其中，濕面筋含量最優(yōu)組合為A3B1C3，其濕面筋含量為42.4%；干面筋含量最優(yōu)組合A3B1C3，其干面筋含量為14.4%。綜上，A3B2C1為提高紫色小麥面粉面筋品質(zhì)的最優(yōu)組合。

3 結(jié)論與討論

有研究發(fā)現(xiàn)，小麥面粉吸水率與施氮量呈正相關(guān)，同時(shí)吸水率越高后期制作出的面包越柔軟[16-17]。本研究中，氮肥是影響紫色小麥面粉吸水率的主要因素，且吸水率隨施氮量增加而升高；此外還發(fā)現(xiàn)，隨施磷量增加小麥面粉吸水率呈現(xiàn)先增后減，且磷肥各水平間的面粉吸水率差異顯著，說明在保證較高施氮量的同時(shí)，配施適量磷肥，能進(jìn)一步提升紫麥面粉含水率，從而提高面粉的加工性能。粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)可反映面粉質(zhì)量的整體水平，在一定范圍內(nèi)小麥面粉粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)隨施氮量增加而增加[18]。本研究發(fā)現(xiàn)，鉀肥是影響紫麥粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)高低的關(guān)鍵因素，隨著施鉀肥量的提高，粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)增加。而面粉弱化度與面團(tuán)流變性能和后期加工操作性能顯著正相關(guān)[19]，本研究發(fā)現(xiàn)，氮肥是影響面粉弱化度的主效應(yīng)，但是面粉弱化度沒有因施氮量的增加而有顯著改變，這與前人研究相似[20-21]。本研究結(jié)果表明，氮肥是影響干、濕面筋含量的主效應(yīng)，同時(shí)鉀肥施用對干、濕面筋含量也有顯著影響，效應(yīng)略小于氮肥，其中，當(dāng)N、P、K 配施量分別為210、105、90 kg/hm2時(shí)，紫麥面粉的干濕面筋含量、延展性較高，面筋指數(shù)為79，在理想的面包粉面筋指數(shù)范圍內(nèi)。但是，再加大氮、磷、鉀肥配施用量是否還能使面筋含量和面筋指數(shù)提高有待進(jìn)一步研究。

本研究表明，氮肥是影響紫色小麥面粉黏度、弱化度、吸水率、干濕面筋含量的主效應(yīng)，磷肥是影響面筋延展性、面筋指數(shù)的主效應(yīng)，鉀肥是影響粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)的主效應(yīng)。推薦在貴州地區(qū)種植紫色小麥的氮、磷、鉀配施用量分別為210、105、90 kg/hm2。