張禮軍，魯清林，白斌，汪恒興，張文濤，周剛，白玉龍，張耀輝

(1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學院小麥研究所，甘肅 蘭州 730070；2.天水市農(nóng)業(yè)學校，甘肅 清水 741400；3.天水市農(nóng)業(yè)科學研究所，甘肅 天水 741001)

小麥(Triticumaestivum)是全球最重要的糧食作物，每年播種面積2.20×108hm2左右，年產(chǎn)量7.49×108t，其中約75%來自旱地[1]。因此，旱地小麥生產(chǎn)對保障全球糧食安全有舉足輕重的作用[2]。黃土高原位于我國西部內陸，面積約6.238×105km2，人口約9000萬，年降水量200～700 mm，其中大部分降水集中在6-9月[3]，是典型的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，水分脅迫是該地區(qū)作物生產(chǎn)最主要的制約因素[4]。近年來，以覆蓋(地膜和秸稈)為核心的免耕、少耕等保護性耕作技術的廣泛應用，有效地解決了水分不足對小麥生產(chǎn)的制約，并使年際產(chǎn)量相對穩(wěn)定[5]。研究表明，全膜覆土穴播小麥栽培使水分利用效率比裸地提高19.90%，產(chǎn)量提高29.13%[6]。在通過覆蓋和免耕栽培實現(xiàn)了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目標后，如何調優(yōu)品質，成為當前西北旱地小麥生產(chǎn)中亟待解決的首要問題。

盡管黃土高原干旱頻發(fā)，但該地區(qū)光熱充足，日照時間長，農(nóng)業(yè)面源污染相對較輕[7]，具有生產(chǎn)優(yōu)質小麥的巨大潛力，是未來保障區(qū)域乃至國家糧食安全的前沿陣地。小麥籽粒品質受諸多因素的影響，主要包括基因型、環(huán)境和農(nóng)藝實踐[8-10]，其中農(nóng)藝實踐主要有耕作、覆蓋、施肥、灌溉、播期等[11-13]。覆蓋(秸稈、塑料膜等)對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境尤其是土壤水、肥、氣、熱的改善已被大量研究所證實[14-15]，但對小麥籽粒品質影響的報道較少，僅有的結論也因地域環(huán)境、土壤質地和肥力等條件的不同而發(fā)生變化[8,10,16]。與單施化肥相比，有機肥配施因改善土壤團粒結構和孔隙度，降低土壤容重，增加了土壤酶活性和有機質含量，提高保水保肥能力和水肥利用效率，從而增加單位面積產(chǎn)量，但有機肥施用如何調控小麥品質的結論尚不明確[17-20]。因此，本研究選擇不同的施肥(無機+有機)和覆蓋模式，在典型的西北半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)進行大田試驗，研究不同“施肥(無機肥和有機肥)+覆蓋(地膜覆蓋)”對小麥產(chǎn)量、產(chǎn)量構成要素(葉面積、千粒重、穗長、穗粒數(shù))、籽粒品質(蛋白質含量、濕面筋、沉降值、粉質參數(shù)和拉伸參數(shù))的影響，探索適宜于黃土高原旱地冬小麥優(yōu)質穩(wěn)產(chǎn)栽培的技術模式，為該地區(qū)冬小麥穩(wěn)產(chǎn)和優(yōu)質栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

圖1 試驗區(qū)長期月平均降水和試驗年月平均降水Fig.1 Long-term average monthly rainfall and average monthly rainfall during two experimental years

1.1 試驗區(qū)概況

試驗在甘肅省農(nóng)業(yè)科學院清水試驗站進行，該區(qū)地理坐標34°70′ N，106°20′ E，海拔1450 m，為典型的半干旱氣候。 圖1展示了試驗區(qū)22年月平均降水和試驗年月平均降水。22年平均年降水為547.38 mm(1994-2015年)，其中54%的降水發(fā)生在7-9月。2013-2014年，10月、5-8月降水量低于長期平均，2、4、9月高于長期平均，其余月份持平。2014-2015年，7-9月降水量低于長期平均，3-6月高于長期平均，其余月份持平。2013-2014年生育期降水量(10-6月，220.9 mm)低于長期平均(252.4 mm)，2014-2015年生育期降水量(309.6 mm)高于長期平均。 2014-2015年小麥關鍵生育期(4-6月，214.2 mm)降水量高于2013-2014年(154.8 mm)。圖2展示了試驗年月平均溫度和日照時數(shù)。2013-2014年11、1、2、5月月平均溫度比2014-2015年相應月平均溫度分別低1.3、0.5、1.6、0.6 ℃，2013-2014年6月平均溫度比2014-2015年高0.8 ℃。 累計日照時數(shù)在年際間差異不顯著。但在籽粒灌漿期的5-6月，2014-2015年比2013-2014年有更多的日照時數(shù)。

土壤類型為黃沙土，耕層土壤有機質含量0.931%，可溶性N為0.087 g·kg-1，有效磷17.52 mg·kg-1，速效鉀99.54 mg·kg-1。

1.2 試驗設計

試驗于2012年開始定位實施。品質測定從第2年(2013-2014年)重復試驗開始。試驗設6個處理，分別為1)不施肥(T0)：不施任何肥料作為對照(CK)，小麥收獲時，留茬10～15 cm，其余秸稈隨籽粒帶走；2)常規(guī)化肥+秸稈還田(T1)：即施純氮150 kg·hm-2，純磷(P2O5)120 kg·hm-2；3)等量化肥+地膜覆蓋(T2)：秸稈還田+地膜覆蓋，同時計算前3年平均產(chǎn)量基礎上增加10%作為目標產(chǎn)量，計算小麥籽粒帶出的N、P量，施入等量的N、P肥，本試驗按前3年平均產(chǎn)量(5250 kg·hm-2)增加10%，合計為5775 kg·hm-2，施入純氮173 kg·hm-2，純磷(P2O5)87 kg·hm-2，氮肥和磷肥均做底肥一次性施入；4)等量化肥+有機肥(T3)：秸稈還田+小麥籽粒帶出的N、P量相等的化學肥料+有機肥(1500 kg·hm-2)，化肥用量與施用方式同T2；5)高量化肥+地膜覆蓋(T4)：秸稈還田+地膜覆蓋+小麥籽粒帶出的N、P量的1.5倍，施入純氮260 kg·hm-2，純磷(P2O5)130 kg·hm-2，氮肥和磷肥均做底肥一次性施入；6)高量化肥+有機肥(T5)，秸稈還田+小麥籽粒帶出的N、P量的1.5倍+有機肥(1500 kg·hm-2)，化肥用量與施用方式同T4。秸稈還田為典型的翻耕秸稈粉碎介入模式，前茬作物收獲后，結合傳統(tǒng)耕作將長度5 cm的秸稈翻入土壤，秸稈的用量為4500 kg·hm-2，之后將收獲秸稈全部歸還小區(qū)。地膜覆蓋為全膜覆土穴播栽培技術，該技術在前茬小麥收獲后，秸稈帶走并進行翻耕，種植前覆蓋塑料膜，并在膜上覆蓋1 cm厚的干土，該模式因其增產(chǎn)潛力高，并且克服了其他覆蓋模式膜穴錯位、冬前積溫不足、出苗不全等缺點，近年來在甘肅省旱地冬麥區(qū)得到大面積推廣。本研究應用的有機肥為當?shù)厣a(chǎn)的精制雞糞，其中氮含量2.42%, 五氧化二磷1.08%，氧化鉀0.88%。

試驗小區(qū)20 m2(4 m×5 m)，重復3次，隨機區(qū)組排列。2013-2014年露地小麥(處理T0、T1、T3、T5)2013年10月7日播種，地膜覆蓋地小麥(處理T2和T4)10月15日播種，2014年7月4日收獲；2014-2015年露地小麥2014年10月2日播種，地膜小麥10月11日播種，2015年6月30日收獲。供試品種為蘭天26號，由甘肅省農(nóng)業(yè)科學院小麥研究所選育而成。該品種豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、高抗條銹病，從2012年開始至今一直是甘肅省推廣面積最大的冬小麥品種。

1.3 測定指標和方法

小麥收獲后，各小區(qū)統(tǒng)計實收籽粒產(chǎn)量(grain yield，GY)，在籽粒風干存放1個月后，每小區(qū)取樣3 kg進行品質分析。收獲時從小區(qū)中部抽取20株，考種，計算穗長(spike length，SL)和穗粒數(shù)(grain number per spike，SGN)。籽粒收獲后，用常規(guī)計數(shù)法計算千粒重(thousand grain weight，TGW)。葉面積(leaf area，LA)在開花期測定[21]。面粉采用山東菏澤衡通公司生產(chǎn)的JMFD70*30型實驗磨粉機制備，出粉率65%，磨粉前不加水，用2.5 kg含水量10%左右的籽粒磨粉，得到1.95 kg面粉。蛋白質含量(protein content，PC)的測定采用半微量凱氏定氮法，用ZDDN-11型自動凱氏定氮儀(浙江托普)測定氮含量[22]。面筋含量參照國標GB131506-85，分別用北京東孚久恒公司產(chǎn)JJJM54型洗滌儀和上海嘉定JZSM型面筋指數(shù)測定儀進行洗滌和測定。沉降值(sodium dodecyl sulphate sedimentation value，SDS)按照國際谷物化學學會(AACC)56-61標準[23]，用鄭州良源LYZY-1型沉降值測定儀測定。粉質參數(shù)參照AACC-54-21方法[24]采用JFZD型粉質儀(北京東孚久恒)測定。拉伸參數(shù)參照AACC-54-10[25]方法采用JMLD150型面團拉伸儀(北京東孚久恒)測定。淀粉黏度參數(shù)參照《小麥粉、黑麥及其分類和淀粉糊化特性測定-快速黏度儀法》(GB/T 28453-2010)測定。

1.4 試驗數(shù)據(jù)處理

采用隨機區(qū)組設計方法進行統(tǒng)計分析。用SPSS 20.0(SPSS，Cary，NC)進行方差分析。用OriginPro 9.1(www.originlab.com)進行主成分分析(principal component analysis，PCA)，并作圖。用LSD法進行處理間多重比較(P<0.05)。用Person相關系數(shù)法進行變量間相關分析。

2 結果與分析

2.1 旱地冬小麥籽粒產(chǎn)量及相關參數(shù)

方差分析結果表明，“施肥+地膜覆蓋”組合對小麥籽粒產(chǎn)量(GY)有顯著影響，產(chǎn)量在年際間差異顯著(表1)。不同的“施肥+地膜覆蓋”處理(T1～T5)顯著增加了小麥籽粒產(chǎn)量，兩年平均產(chǎn)量依次為T3>T5>T4>T2>T1>T0，T1、T2、T3、T4、T5平均比T0分別增加85.60%、90.99%、118.32%、102.30%和106.65%。顯而易見，在化肥施用量相同的條件下，配施有機肥(T3、T5)比地膜覆蓋(T2、T4)有更高的籽粒產(chǎn)量。處理(Tr)和年份(Y)之間有顯著的相互作用(表1)，2014-2015年籽粒產(chǎn)量高于2013-2014年。

千粒重(TGW)、穗長(SL)、穗粒數(shù)(SGN)均顯著受“施肥+地膜覆蓋”組合影響(表1)。大部分施肥(T2～T5)和地膜覆蓋(T2、T4)顯著增加了千粒重、穗長和穗粒數(shù)。T1、T2、T3、T4、T5兩年平均千粒重比T0分別增加4.45%、6.54%、8.18%、0.29%和4.25%；穗長增加10.11%、15.10%、13.57%、17.87%和16.76%；穗粒數(shù)增加9.46%、12.47%、0.68%、21.09%和5.33%。千粒重最高的處理是T3，穗長和穗粒數(shù)最高的處理是T4。處理與年份之間的相互作用對千粒重有顯著影響，而對穗長和穗粒數(shù)的影響不顯著；千粒重、穗長、穗粒數(shù)2014-2015年顯著高于2013-2014年。

不同的“施肥+地膜覆蓋”組合顯著增加了旱地冬小麥開花期旗葉(FLA)、倒二葉(SLA)、倒三葉及其剩余葉面積(RLA)和總葉面積(TLA，圖3)，總葉面積依次為T4>T2>T5>T3>T1>T0，T1、T2、T3、T4、T5比T0分別增加25.89%、88.54%、52.37%、112.79%和64.27%。地膜覆蓋處理(T2、T4)比有機肥配施(T3、T5)有更高的總葉面積。

2.2 旱地冬小麥籽粒蛋白質品質

“施肥+地膜覆蓋”組合對蛋白質含量(PC)、濕面筋含量(WG)、沉降值(SDS)均有顯著影響，不同的“施肥+地膜覆蓋”處理(T1～T5)顯著提高了蛋白質含量、濕面筋含量和沉降值(表2)。與不施肥的T0處理相比，T1、T2、T3、T4、T5處理蛋白質含量分別提高7.63%、12.11%、21.37%、25.67%和35.97%；WG提高8.59%、9.86%、34.58%、25.45%和46.07%；沉降值提高21.10%、8.33%、21.66%、32.23%和47.23%。在化肥施用量相同的條件下，配施有機肥(T3、T5)比地膜覆蓋(T2、T4)有更高的蛋白質含量、濕面筋含量和沉降值，三者最高值均在T5處理，分別為14.25%、32.31%、44.17 mL。蛋白質含量、濕面筋含量和沉降值在年際間差異顯著(表2)，2013-2014年蛋白質含量和沉降值顯著高于2014-2015年，而2013-2014年濕面筋含量低于2014-2015年。

表1 施肥和地膜覆蓋對谷物產(chǎn)量及其構成要素的影響Table 1 Effect of combination of fertilizer application and plastics film mulch on grain yield and some yield parameters

注：不同字母表示處理間差異顯著，LSD顯著性檢驗，P<0.05。 *、**、***分別表示方差分析在0.05、0.01、0.001水平顯著。GY: 籽粒產(chǎn)量; TGW: 千粒重; SL: 穗長; SGN: 穗粒數(shù)。下同。

Note: Values followed by different letters are significantly different atP<0.05. *, **, *** represents significant differences at the level 0.05, 0.01 and 0.001, respectively. GY: Grain yield; TGW: Thousand grain weight; SL: Spike length; SGN: Grain number per spike. The same below.

兩年方差分析表明，“施肥+地膜覆蓋”組合對面團穩(wěn)定時間(ST)、吸水率(WA)、粉質質量指數(shù)(FQI)均有顯著影響，相反對形成時間(DT)效應不顯著(表2)。與不施肥T0相比，不同的“施肥+地膜覆蓋”處理(T1～T5)提高了面團吸水率，但降低了面團穩(wěn)定時間和粉質質量指數(shù)。穩(wěn)定時間和吸水率在年際間差異顯著(表2)，2013-2014年穩(wěn)定時間低于2014-2015年，相反前者吸水率高于后者。處理和年份的互作效應對穩(wěn)定時間和粉質質量指數(shù)有顯著影響。

圖3 不同“施肥+地膜覆蓋”組合處理對小麥葉面積的影響 Fig.3 Effect of different combining treatment of fertilizer application and plastics film mulch on leaf area FLA: Leaf area of the first leaf below the spike; SLA:Leaf area of the second leaf below spike; RLA: Leaf area of the remain leaves besides FLA and SLA; TLA: Total leaf area; 下同 The same below.

兩年方差分析結果表明，“施肥+地膜覆蓋”組合處理對面團延伸性(EX)、抗延阻力(RE)、拉伸比(R/E)均有顯著影響。不同的“施肥+地膜覆蓋”處理(T1～T5)顯著增加了面團延伸性，相反降低了抗延阻力和拉伸比。與T0相比，T1、T2、T3、T4、T5兩年平均延伸性分別提高13.33%、20.95%、28.57%、28.57%、14.28%，抗延阻力分別降低7.27%、13.64%、15.45%、23.64%、32.72%。處理與年份的相互作用對3個指標均有顯著影響。2013-2014年延伸性顯著高于2014-2015年，相反2014-2015年抗延阻力顯著高于2013-2014年。

2.3 旱地冬小麥籽粒淀粉糊化特性

方差分析表明(2014-2015年)，“施肥+地膜覆蓋”組合對淀粉糊化峰值時間(PP)、峰值粘度(PV)、最低粘度(MV)、最終粘度(FV)、崩解值(BD)、回生值(SB)均有顯著影響，而對糊化溫度(PT)效應不顯著(表3)。比較不施肥對照(T0)，不同“施肥+地膜覆蓋”組合(T1～T5)增加了峰值時間、峰值粘度、最低粘度、最終粘度和回生值，降低了崩解值。T5峰值粘度、最低粘度、最終粘度最高，比T0分別增加57.56%、96.32%和72.58%。相反，T5崩解值最低，比T0低23.88%。

2.4 旱地冬小麥籽粒產(chǎn)量與品質參數(shù)的關系

2013-2014年兩個主成分解釋了變異的77.32%(圖4A)。T0被聚為一類，具有低的蛋白質含量和籽粒產(chǎn)量。T3千粒重和籽粒產(chǎn)量高，面團延伸性好，沉降值、蛋白質含量、濕面筋含量處于中等水平。T4和T5具有高的沉降值和蛋白質含量，籽粒產(chǎn)量居中等水平。2014-2015年，第一主成分解釋了變異的56.29%，第二主成分解釋了變異的19.21%(圖4B)。T0和T1籽粒產(chǎn)量和蛋白質含量均較低，面團穩(wěn)定時間、抗延阻力、粉質質量指數(shù)較高；T3千粒重和籽粒產(chǎn)量高，面團延伸性好，濕面筋含量、沉降值、蛋白質含量中等；T4和T5蛋白質含量、吸水率、沉降值較高，籽粒產(chǎn)量中等。

相關分析結果表明(表4)，籽粒產(chǎn)量和千粒重、蛋白質含量、沉降值、濕面筋含量、延伸性呈顯著正相關，與穩(wěn)定時間、粉質質量指數(shù)、抗延阻力呈負相關。籽粒產(chǎn)量與吸水率之間相關性不顯著。千粒重與沉降值、吸水率呈負相關，蛋白質含量與沉降值、濕面筋含量、吸水率、延伸性呈正相關，與穩(wěn)定時間、粉質質量指數(shù)、抗延阻力呈負相關。穩(wěn)定時間與粉質質量指數(shù)、抗延阻力呈正相關，與吸水率、延伸性呈負相關。粉質質量指數(shù)與抗延阻力呈正相關，與延伸性呈負相關。籽粒產(chǎn)量與峰值時間、峰值粘度、最低粘度、最終粘度、回升值呈顯著正相關，與崩解值呈負相關，與糊化溫度相關性不顯著。除崩解值和糊化溫度，大多數(shù)淀粉糊化參數(shù)相互呈正相關。另外，產(chǎn)量與穗長、葉面積(一葉、二葉、三葉及剩余、總葉面積)呈正相關(表4)。

3 討論

3.1 不同“施肥+地膜覆蓋”組合對旱地冬小麥籽粒產(chǎn)量的影響

覆蓋提高耕層5 cm的土壤濕度和溫度，降低無效蒸發(fā)[26]，地膜覆蓋增加有效穗數(shù)和穗粒數(shù)，提高水分利用效率和單位面積產(chǎn)量[27]。本試驗結果表明，與T0相比，在相同的無機化肥條件下，地膜覆蓋(T2、T4)和有機肥配施(T3、 T5)均能顯著增加旱地冬小麥冠層3片葉葉面積、千粒重、穗長、穗粒數(shù)及其籽粒產(chǎn)量。 T3產(chǎn)量和千粒重最高，籽粒產(chǎn)量與千粒重、穗長、葉面積之間存在顯著正相關關系。比較地膜覆蓋，有機肥配施能提高土壤有機質含量，增加養(yǎng)分有效性，延緩葉片衰老，維持生育后期良好的冠層結構和較高的光合能力[28]，而且能促進花后干物質轉移，提高干物質轉移對籽粒的貢獻率，增加粒重和有效穗數(shù)[29]。本研究展示T1產(chǎn)量顯著高于T0，但T5產(chǎn)量低于T3，說明化肥的施用對產(chǎn)量的正效應是顯著的，但不是越多越好，Simonetta等[30]2009年報道過高的氮肥應用會誘發(fā)庫的過度增長，導致源庫失衡和早衰，縮短灌漿時間，減少粒重和產(chǎn)量。本研究高量施肥處理(T4和T5)在兩年試驗中均存在不同程度的倒伏，尤其在2013-2014年，T5處理的3個重復均發(fā)生嚴重倒伏，這可能是T5產(chǎn)量低于T3的原因之一。比較2013-2014年，2014-2015年有更高的千粒重、穗長、穗粒數(shù)和籽粒產(chǎn)量。2013-2014年小麥生育期(10-6月)降水量(220.9 mm)顯著低于2014-2015年(309.6 mm)，特別是小麥抽穗灌漿的關鍵時期(4-6月)降水量2014-2015年比2013-2014年高59.4 mm，充足的降水為2014-2015年后期籽粒灌漿和產(chǎn)量形成提供了保障。

表2 不同“施肥+地膜覆蓋”組合對旱地冬小麥籽粒蛋白質品質的影響Table 2 Effect of combination of fertilizer application and plastics film mulch on protein quality parameters

PC: 蛋白質含量Flour protein content; WG: 濕面筋含量Flour wet gluten content; SDS: 沉降值Sodium dodecyl sulphate sedimentation value; DT: 面團形成時間Dough development time; ST: 面團穩(wěn)定時間Dough stability time; WA: 面團吸水率Dough water absorption; FQI: 粉質質量指數(shù)Farinograph quality index; EX: 面團延伸性Dough extensibility; RE: 面團抗延阻力Dough resistance; R/E: 拉伸比 RE/EX.下同The same below.

表3 不同“施肥+覆蓋”組合對旱地冬小麥籽粒淀粉糊化特性的影響Table 3 Effect of combination of fertilizer application and plastics film mulch on starch paste properties (2014-2015)

PT: 淀粉糊化溫度Starch paste temperature; PP: 峰值時間Peak time; PV: 峰值粘度Peak viscosity; MV: 最低粘度Minimum viscosity; FV: 最終粘度Final viscosity; BD: 崩解值Breakdown; SB: 回生值Set back.下同The same below.

圖4 2013-2014年(A)和2014-2015年(B)不同“施肥+地膜覆蓋”組合條件下谷物產(chǎn)量和品質參數(shù)的主成分分析 Fig.4 Bi-plots of the first two components of the principle component analysis for grain yield and some quality parameters under the combination of fertilizer application and plastics film mulch in 2013-2014 (A) and in 2014-2015 (B)

品質參數(shù) Quality parametersGYTGWPCSDSWGSTWAFQIEXTGW0.515??PC0.498??-0.272SDS0.397??-0.359?0.869??WG0.649??0.3180.668??0.470??ST-0.655??0.111-0.821??-0.791??-0.605??WA-0.012-0.619??0.604??0.688??0.053-0.520??FQI-0.683??-0.203-0.638??-0.486??-0.662??0.753??-0.089EX0.549??0.0020.517??0.528??0.268-0.605??0.269-0.526??RE-0.375?0.099-0.588??-0.469??-0.510??0.612??-0.427??0.485??-0.170品質參數(shù) Quality parametersGYTGWPCSDSWGSTWAFQIEXPT0.003PP0.806??-0.254PV0.869??-0.0110.814??MV0.859??-0.0380.856??0.986??FV0.829??0.0180.806??0.989??0.988??BD-0.526?0.284-0.639??-0.519?-0.637??-0.543?SB0.748??0.1050.706??0.950??0.931??0.976??-0.392產(chǎn)量參數(shù) Yield parametersSLSGNFLASLARLATLAGY0.714??0.3210.586?0.571?0.656??0.628??

3.2 不同“施肥+地膜覆蓋”組合對旱地冬小麥籽粒蛋白質含量的影響

蛋白質含量是衡量小麥籽粒加工品質的重要指標。肥料是影響籽粒蛋白質含量最重要的因素[31]。本研究結果表明，比較不施肥對照T0，化肥施用(T1)顯著增加籽粒蛋白質含量，高量氮肥(T5和T4)高于等量氮肥(T3和T2)。地膜覆蓋減少無效蒸發(fā)，增加水分的吸收和養(yǎng)分有效性，從而提高了土壤肥力和改善籽粒品質[26,29]。比較不施肥對照T0，化肥+地膜覆蓋(T2、T4)和化肥+有機肥(T3、T5)均顯著增加了籽粒蛋白質含量，但后者效應強于前者。小麥籽粒氮主要有兩個來源，一是開花前營養(yǎng)器官累積氮的再轉移，二是開花后吸收氮素的再同化[32]。配施有機肥延緩了籽粒灌漿后期植株衰老，增強了小麥N的同化和轉移[29]。相比之下，地膜覆蓋提高地溫，縮短灌漿時間，降低花后干物質積累和轉移，尤其是減少后期氮素同化[29]，從而導致籽粒蛋白質含量低于有機肥處理。另外，由于淀粉累積的稀釋效應，較高的粒重和籽粒產(chǎn)量往往導致較低蛋白質含量[33]。相比2013-2014年，2014-2015年較高的籽粒產(chǎn)量和較低的蛋白質含量也進一步印證了這一觀點。但當前研究結果也表明，同一年度籽粒產(chǎn)量和千粒重、蛋白質含量、沉降值、濕面筋含量、延伸性呈顯著正相關，這也說明在供試區(qū)域品質和產(chǎn)量的同步提高是可行的。

3.3 不同“施肥+地膜覆蓋”組合對旱地冬小麥面團流變學特性的影響

面團流變學特性是小麥加工品質的重要參數(shù)。本試驗表明，無論是單施化肥(T1)還是配施有機肥(T3、T5)均能顯著增加濕面筋含量、沉降值、面團吸水率和延伸度。這與劉樹堂等[34]的研究結論相似，即高量施用有機肥和化肥均能增加面團吸水率和沉降值，延長面團形成時間和穩(wěn)定時間。樊虎玲等[33]也報道氮肥和有機肥應用大幅度提高了面團強度和彈性。對于同一個給定的品種，蛋白質含量的提高往往伴隨著濕面筋含量、沉降值、面筋強度的增加和面包烘烤品質的同步改善[35]。本研究也表明，籽粒蛋白質含量與濕面筋、沉降值、面團吸水率、延伸性等指標存在顯著正相關。然而，研究也發(fā)現(xiàn)不同“施肥+覆蓋”組合(T2～T5)在增加產(chǎn)量的同時，卻不同程度地降低了面團穩(wěn)定時間和抗延阻力。小麥面團強度取決于醇溶蛋白、麥谷蛋白的分布和組成，醇溶蛋白決定面團的延伸性，麥谷蛋白決定彈性[36]。施氮往往會增加籽粒醇溶蛋白含量，降低谷醇比，從而增加了面團吸水率和延伸性[37]。另外，基因型差異也會導致面團流變學特性的改變，今后有必要選擇不同類型的品種開展相類似的研究。我國西北面制品以面條和饅頭為主，面筋強度和淀粉糊化特性是決定面條和饅頭加工品質的兩個重要因素。本試驗供試品種蘭天26號籽粒蛋白質含量約12%，面筋強度偏弱，延展性較差，適當增加蛋白質含量和面筋強度有利于面條加工品質的改進[38]。本研究選擇的化肥+有機肥(T3、T5)、化肥+地膜(T2、T4)等處理組合均能顯著增加面團延展性和淀粉峰值粘度，有利于面條加工品質的改善。

4 結論

比較不施肥對照T0，不同“施肥+地膜覆蓋”組合模式(T1～T5)顯著提高籽粒產(chǎn)量、蛋白質含量、濕面筋含量和沉降值，增加面團吸水率、延伸性和淀粉糊化粘度，相反降低了面團穩(wěn)定時間和拉伸阻力。兩年平均產(chǎn)量依次為T3>T5>T4>T2>T1>T0。增施有機肥(T3、T5)對籽粒產(chǎn)量和加工品質的改善優(yōu)于地膜覆蓋(T2、T4)。籽粒產(chǎn)量的提高是葉面積、千粒重、穗長、穗粒數(shù)協(xié)同增加的結果，加工品質的改變部分原因是蛋白質含量的變化。生育期降水量和分布影響谷物產(chǎn)量和品質。本研究結果證實，等量化肥+有機肥(T3)不僅能達到地膜覆蓋的增產(chǎn)效果，而且有利于小麥加工品質的改善，在降水量500 mm左右的黃土高原半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)是更加持續(xù)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質的冬小麥栽培模式。