袁建新，李文陽，李 瑞，譚 植，魏 鵬，袁雅妮，閆素輝

(安徽科技學院農(nóng)學院，安徽鳳陽 33100)

淀粉是小麥籽粒的主要組成部分，約占籽?？偢芍氐?5%～70%[1]。根據(jù)小麥淀粉粒大小(0.1～100 μm)和理化特性差異，通常將小麥籽粒淀粉粒分為A型淀粉粒(≥10 μm)、B型淀粉粒(<10 μm)[2-5]，少數(shù)學者將小于5 μm的淀粉粒劃分為C型淀粉粒[6]。淀粉粒度分布特征是小麥淀粉的重要性狀之一，決定了籽粒品質[7]，且對淀粉的糊化、回生、熱力學等特性存在顯著影響，進而影響面粉的加工品質和制成品品質[8-9]。

安徽省沿淮地區(qū)是冬小麥重要的生產(chǎn)基地之一，地處黃淮冬麥區(qū)南端，長江中下游麥區(qū)北端，屬過渡性氣候，自然災害頻繁[10]。沿淮地區(qū)每年的3-5月份經(jīng)常會出現(xiàn)階段性陰雨天氣，引起耕作層土壤濕度過大，小麥根系缺氧乏力，干物質累積少，千粒重下降等[11]，導致小麥的品質和產(chǎn)量大幅度降低。生產(chǎn)上為了追求高產(chǎn)，不斷擴大小麥群體的種植密度，造成群體內光照不足，對小麥的生長發(fā)育造成了嚴重的影響。近50年來，在中國地面太陽總輻射下降的背景下，安徽省太陽總輻射量亦呈現(xiàn)較為明顯的減少趨勢[12-13]。陰雨天氣頻繁、群體密度增加、太陽輻射下降等，對小麥籽粒產(chǎn)量的提高和品質的改善造成影響。光照強度是影響小麥籽粒產(chǎn)量和品質的重要環(huán)境因子[14]，光照不足會直接或間接影響小麥生長發(fā)育和產(chǎn)量及品質形成。淀粉粒度分布是決定淀粉品質的重要因素，然而對于沿淮地區(qū)弱光對小麥籽粒淀粉粒粒度分布和籽粒品質形成的相關報道并不多。

因此，本試驗以沿淮地區(qū)種植的幾個小麥品種揚麥13、寧麥13和煙農(nóng)19為材料，在田間進行灌漿期遮陰處理，研究灌漿期遮陰對小麥胚乳淀粉粒分布及淀粉糊化參數(shù)的影響，旨在為沿淮地區(qū)小麥籽粒品質改良提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

試驗材料為揚麥13(YM13)、寧麥13(NM13)和煙農(nóng)19(YN19)。在安徽科技學院農(nóng)場進行。設置籽粒灌漿階段30%遮陰處理(SH)和對照處理(CK)，隨機區(qū)組排列,每個小區(qū)的面積為9 m2(3 m×3 m)，行距25 cm，3次重復。遮陰處理方式：在開花期至成熟期，用竹桿搭建框架，在框架上覆蓋透光率為70%的遮光網(wǎng)，距離小麥冠層頂部約80 cm，保證遮光群體通風狀況良好。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 淀粉粒的提取

參照Peng等[15]、蔡瑞國等[16]的方法提取小麥籽粒淀粉粒。

1.2.2 品質性狀的測定

小麥于成熟期收獲，進行測產(chǎn)及室內考種。籽粒收獲后放入冷藏室貯藏三個月，用瑞典波通公司DA7200近紅外分析儀對小麥籽粒品質相關指標進行測定。

1.2.3 糊化參數(shù)的測定

使用Perten公司的Starchmaster-2型快速黏度分析儀測定。每個處理取3 g面粉，加入25 mL蒸餾水，攪勻后置于快速黏度分析儀中測定峰值粘度、低谷粘度、稀懈值、最終粘度、回升值等指標。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2003和DPS進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。

2 結果與分析

2.1 遮陰對小麥籽粒淀粉粒體積分布的影響

由圖1可以看出，小麥籽粒淀粉粒體積分布呈雙峰曲線，3個小麥品種在對照和遮陰處理下表現(xiàn)趨勢相同。由表1可以發(fā)現(xiàn)，遮陰顯著降低<10 μm的B型淀粉粒體積占比，而使>10 μm的A型淀粉粒體積占比上升。與對照比較，揚麥13、寧麥13、煙農(nóng)19遮陰處理下<5 μm的淀粉粒體積占比分別降低了13.56%、15.56%和 24.84%；5～10 μm淀粉粒體積占比揚麥13升高4.06%，寧麥13和煙農(nóng)19分別降低16.31%和11.43%。A型淀粉粒中，3個小麥品種10～20 μm的淀粉粒體積占比顯著上升，揚麥13、寧麥13、煙農(nóng)19分別上升了42.34%、38.10%和 66.67%，而>20 μm的淀粉粒體積占比均顯著下降，說明A型淀粉粒體積占比的增加主要是 10～20 μm的淀粉粒體積占比上升所致。

表1 小麥籽粒淀粉粒體積分布

圖1 小麥籽粒淀粉粒體積分布

2.2 遮陰對小麥籽粒淀粉粒表面積分布的影響

3個小麥品種淀粉粒的表面積分布呈雙峰曲線，且對照與遮陰處理的趨勢一致(圖2)。由表2可知，與對照比較，遮陰處理下3個小麥品種的B型淀粉粒表面積占比顯著減少，而A型淀粉粒的表面積占比顯著增加。具體表現(xiàn)為，A型淀粉粒中，10～20 μm淀粉粒表面積占比顯著增加，揚麥13、寧麥13、煙農(nóng)19分別增加了55.24%、 57.14%和95.36%，3個小麥品種>20 μm淀粉粒表面積占比下降，但未達到顯著水平，說明A型淀粉粒表面積占比的增加主要是10～20 μm的淀粉粒表面積占比上升所致；B型淀粉粒表面積顯著降低，其中，揚麥13、寧麥13、煙農(nóng)19的<5 μm淀粉粒表面積占比分別降低了11.30%、 6.42%和10.93%；5～10 μm淀粉粒表面積占比揚麥13上升了 6.04%，寧麥13、煙農(nóng)19分別降低了9.43%和 4.86%。

表2 小麥籽粒淀粉粒表面積分布

圖2 小麥籽粒淀粉粒表面積分布

2.3 遮陰對小麥籽粒淀粉粒數(shù)目分布的影響

3個小麥品種淀粉粒數(shù)目分布均呈單峰曲線分布(圖3)，<5 μm和<10 μm淀粉粒數(shù)目占比為99.15%～99.75%和99.60%～99.80%，說明小麥胚乳中的淀粉粒絕大部分由B型淀粉粒構成，且絕大部分為<5 μm的淀粉粒。遮陰處理對3個小麥品種的淀粉粒數(shù)目分布影響較小，<10 μm和>10 μm的淀粉粒數(shù)目占比與CK相比均無顯著變化。

圖3 小麥淀粉粒數(shù)目分布

表3 小麥淀粉粒數(shù)目分布

2.4 遮陰對淀粉糊化特性的影響

由表4可以看出，與CK相比較，遮陰處理小麥淀粉的峰值粘度、低谷粘度、衰減值、最終粘度、回升值均顯著下降。其中，揚麥13、寧麥13、煙農(nóng)19的峰值粘度降幅分別為61.55%、61.36%、 63.79%，低谷粘度降幅分別為62.89%、 62.25%、66.65%，稀懈值降幅分別為58.69%、 59.52%、52.83%，最終粘度降幅分別為 54.03%、62.62%、66.42%，回升值降幅分別為 40.75%、 63.04%、66.18%。

表4 遮陰對糊化特性的影響

2.5 遮陰對硬度、容重、出粉率的影響

在小麥灌漿期進行遮陰處理后，3個小麥品種的籽粒硬度、容重、出粉率均顯著降低；揚麥13、寧麥13、煙農(nóng)19的硬度分別降低了5.20%、26.11%、26.56%，容重分別降低了6.04%、 8.54%和5.03%，出粉率分別降低了14.58%、 18.05%和13.66%，說明灌漿期遮陰處理降低了小麥籽粒的品質。

表5 遮陰對硬度、容重、出粉率的影響

3 討論與結論

安徽是我國北緯33°左右地區(qū)小麥生產(chǎn)大省之一[17]，作為糧食生產(chǎn)核心區(qū)，在保障主要農(nóng)產(chǎn)品基本供給和國家糧食安全方面發(fā)揮著重要作用，其中沿淮地區(qū)在北緯33°地區(qū)小麥生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用[18]。沿淮地區(qū)屬半濕潤季風氣候，光熱資源優(yōu)越，小麥生長季節(jié)積溫2 200 ℃左右，日照時數(shù)1 400 h，光能生產(chǎn)潛力較大，能滿足半冬性與春性品種對熱量的要求，有利于獲得高產(chǎn)[19]。每年的3-5月份沿淮地區(qū)經(jīng)常會出現(xiàn)連續(xù)陰雨天氣，造成不利的弱光環(huán)境而影響小麥的產(chǎn)量和品質。冬小麥開花灌漿期對外界氣象條件較為敏感，遇陰雨寡照天氣，花粉粒會吸水膨脹而破裂死亡，授粉受阻，導致結實率降低和千粒重下降[20-21]。

淀粉粒數(shù)目、體積、表面積的分布特征是決定小麥淀粉品質的重要因素，其在很大程度上受遺傳因素控制，但環(huán)境條件對其也有顯著影響，尤其是在小麥籽粒產(chǎn)量形成階段即籽粒灌漿期，環(huán)境條件的作用大于基因型的作用[22]。研究表明，花后高溫導致小麥胚乳淀粉粒組成發(fā)生明顯變化，顯著降低籽粒B型淀粉粒體積、數(shù)目及表面積占比，增加A型淀粉粒體積、數(shù)目及表面積占比[14]。B型淀粉粒對高溫脅迫較A型淀粉粒更敏感[23]。閆素輝等[24]研究發(fā)現(xiàn)，播期對淀粉粒度分布亦產(chǎn)生較大影響，晚播處理使小麥B型淀粉粒比例顯著上升，A型淀粉粒占比顯著下降。光強也是影響淀粉粒粒度分布的重要因素之一。蔡瑞國等[16]研究表明，弱光處理可以降低小麥B淀粉粒的數(shù)量，對淀粉粒的分布有顯著影響。本研究結果表明，灌漿期進行遮陰處理后，小麥籽粒淀粉粒組分發(fā)生顯著變化，B型(<10 μm)淀粉粒的體積和表面積占比顯著降低，A型(>10 μm)淀粉粒的體積和表面積占比增加。研究表明，小麥籽粒小淀粉粒是由大淀粉粒分化而來，而小淀粉粒在養(yǎng)分充足的情況下方可正常分化生長[25]。本試驗中，小麥在整個灌漿期處于遮陰處理的弱光環(huán)境條件下，光合產(chǎn)物生產(chǎn)不足，有限的光合產(chǎn)物優(yōu)先供應大淀粉粒的生長，主要是10～20 μm的A型淀粉粒的生長，沒有更多的養(yǎng)分用于小淀粉粒生長，導致B型淀粉粒體積和表面積占比顯著降低。灌漿期遮陰處理對籽粒A、B型淀粉粒的數(shù)目占比無明顯影響，這可能與<5 μm淀粉粒數(shù)目較多(98.75%～99.30%)有關。

面制品的外觀和口感與淀粉的糊化特性顯著相關。淀粉糊化特性受基因型、環(huán)境及其互作的影響[26]。顧 峰等[27]認為，增施氮肥對小麥淀粉的糊化特性存在較大影響，且因基因型和施氮量而異。宋宵君等[28]等研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫顯著降低了小麥淀粉的峰值黏度和稀懈值，并提高了其低谷黏度、終結黏度和回生值。王晨陽等[29]研究發(fā)現(xiàn)，花后高溫、干旱脅迫均顯著影響小麥淀粉糊化特性。本試驗中，小麥灌漿期進行遮陰處理對淀粉糊化參數(shù)有著明顯影響，峰值粘度、低谷粘度、衰減值、最終粘度、回升值等糊化指標均因遮陰處理而降低，并且3個小麥品種對弱光的響應一致，表明弱光會對小麥淀粉的理化特性和蒸煮品質產(chǎn)生不利的影響。硬度、容重、出粉率等是小麥籽粒品質分級的重要因素和衡量磨粉品質的重要指標。本試驗結果顯示，遮陰處理后3個小麥品種的籽粒硬度、容重、出粉率等指標均顯著低于對照，表明灌漿期弱光會降低小麥籽粒的一次加工品質。

綜上所述，灌漿期遮陰改變了小麥胚乳淀粉粒的粒度分布，同時也降低了淀粉的糊化參數(shù)和籽粒的一次加工品質。進一步印證了前人有關淀粉粒大小分布與籽粒品質關系的結論[30]。