張一智 郭雷 晏帥 王魯振 趙一悅 陳怡菲 李紅霞 王中華 高欣

摘 要 為了探究施氮量對強筋小麥品質(zhì)特性的影響，以強筋小麥品種‘鄭麥366和‘鄭農(nóng)46為試驗材料，分別設(shè)置0、120、240和360 kg/hm2的施氮量，研究不同氮水平對小麥面筋蛋白組成及二級結(jié)構(gòu)、淀粉的粒度分布和粘度特性、面團流變學(xué)特性的影響。結(jié)果表明，‘鄭麥366和‘鄭農(nóng)46分別在N1（120 kg/hm2）和N2（240 kg/hm2）水平下流變學(xué)特性達到最佳，這可能是因為兩個小麥品種分別在N1和N2下蛋白質(zhì)含量較高、總淀粉含量較低、B型淀粉相對含量較高；相比于N0（0 kg/hm2），N3（360 kg/hm2）條件下的面團流變學(xué)特性顯著降低，可能是由于過量施氮分別影響了‘鄭麥366的蛋白含量和‘鄭農(nóng)46的B型淀粉含量。綜上，相比于其他品質(zhì)性狀，蛋白含量對‘鄭麥366品質(zhì)的影響更大，而B型淀粉含量的變化在‘鄭農(nóng)46品質(zhì)形成中起主導(dǎo)作用。本研究為強筋小麥‘鄭麥366和‘鄭農(nóng)46的氮素施用提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 施氮量；強筋小麥；面筋蛋白；淀粉；二級結(jié)構(gòu)；流變學(xué)特性

小麥（Triticum aestivum L.）作為在世界范圍內(nèi)廣泛種植的重要糧食作物之一，為人類提供了20%以上的能量和蛋白質(zhì)[1]。中國小麥產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的17%左右，小麥的生產(chǎn)對于維護中國乃至世界糧食安全意義重大[2]。隨著生活水平的提高，人們對面制品的品質(zhì)提出了更高的要求，由強筋小麥生產(chǎn)的面包等食品越來越受到消費者的親睞，而中國優(yōu)質(zhì)強筋小麥占比較少，每年需從美國、加拿大等國家進口大量優(yōu)質(zhì)強筋小麥才能滿足國內(nèi)市場的需求。近年來，雖然育種家選育了‘鄭麥366‘西農(nóng)979‘濟麥44等一批優(yōu)質(zhì)強筋小麥新品種，但由于品種的生態(tài)適應(yīng)性、穩(wěn)定性以及栽培措施等原因[3]，中國強筋小麥的品質(zhì)達標(biāo)率仍然不高[4]，生態(tài)環(huán)境和肥料調(diào)控對強筋小麥品質(zhì)的影響越來越受到了農(nóng)藝學(xué)家的? 重視。

小麥面粉主要由蛋白質(zhì)（約10%～18%）和淀粉（約70%～80%）組成[5]，面粉加水并在機械力的作用下形成具有粘彈性和延展性的面團，面團的流變學(xué)特性決定了面團及最終產(chǎn)品的品質(zhì)。面筋是面團的“骨架”，主要由麥谷蛋白和醇溶蛋白組成，其中麥谷蛋白根據(jù)分子量的大小分為高分子量麥谷蛋白亞基（HMW-GS）和低分子量麥谷蛋白亞基（LMW-GS），HMW-GS的組成和單個亞基的相對含量都是影響小麥品質(zhì)的重要因素[6]。在面團中，HMW-GS和LMW-GS通過二硫鍵形成谷蛋白聚合體，根據(jù)在0.5%的十二烷基硫酸鈉溶液中溶解度的差異，可將谷蛋白聚合體分為SDS-不溶性谷蛋白聚合蛋白（UPP）和SDS-可溶性谷蛋白聚合體（EPP）[7]，UPP%（UPP占總谷蛋白聚合體的百分數(shù)）通常與面團的穩(wěn)定性及流變學(xué)特性正相關(guān)[8-9]。此外，面筋蛋白的二級結(jié)構(gòu)也會影響面團的流變學(xué)特性，面筋蛋白中的α螺旋通常與面團流變學(xué)特性負相關(guān)，而β折疊通常與面團流變學(xué)特性正相關(guān)[10-12]。淀粉以顆粒的形式存在于小麥胚乳中，根據(jù)其顆粒大小分為A型淀粉（直徑大于10 μm）和B型淀粉（直徑小于等于10 μm）[13]。最近的研究表明添加A型淀粉破壞了面筋蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低了面團的流變學(xué)特性，而適量添加B型淀粉可以提高面團中的二硫鍵和氫鍵含量，加強面筋與淀粉的相互作用，提高面團的流變學(xué)特性[14]。

小麥品質(zhì)不僅受遺傳特性影響，也受諸多環(huán)境因素的影響。氮素是影響植物生長發(fā)育以及品質(zhì)形成最重要的營養(yǎng)元素之一，研究表明，適量施氮可以顯著提高籽粒蛋白質(zhì)含量，提高面團的形成時間和穩(wěn)定時間[15]。趙廣才等[16]認為，在一定范圍內(nèi)，小麥貯藏蛋白、總蛋白含量和濕面筋含量等主要品質(zhì)性狀均隨施氮量的增加而升高。此外，還有研究表明施氮量對強筋小麥的清蛋白和球蛋白（可溶性蛋白）影響小，而對醇溶蛋白和谷蛋白（貯藏蛋白）影響大，提高施氮量可以顯著提高貯藏蛋白和總蛋白含量來改善面團品質(zhì)，進而改善加工品質(zhì)[17]。然而，有關(guān)施氮量如何影響單個HMW-GS相對含量、UPP%及淀粉粒度分布的研究較少。

本試驗以‘鄭麥366和‘鄭農(nóng)46為試驗材料，設(shè)置了0、120、240和360 kg/hm2 4個氮水平，研究施氮量對面筋蛋白的組成和二級結(jié)構(gòu)，淀粉粒度分布和粘度特性以及面團流變學(xué)特性的影響，為強筋小麥的氮肥運籌提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與設(shè)計

本研究以兩個強筋小麥品種‘鄭麥366（ZM366）和‘鄭農(nóng)46（ZN46）為材料，試驗設(shè)計與趙瑞等[18]的方案一致。試驗材料于2019-2020年種植于陜西省楊陵區(qū)西北農(nóng)林科技大學(xué)作物教學(xué)標(biāo)本區(qū)（108°4′E，34°16′N），試驗田土壤類型為壤土，播種前0～25 cm土層土壤養(yǎng)分狀況為全氮0.94 g/kg、速效鉀175 mg/kg、速效磷? 7.42 mg/kg、有機質(zhì)12.9 g/kg。采取裂區(qū)設(shè)計，施氮水平為主區(qū)，小麥品種為副區(qū)。設(shè)置4個施氮水平，即無氮處理N0（0 kg/hm2）、低氮處理N1（120 kg/hm2）、正常氮處理N2（240 kg/hm2）、高氮處理N3（360 kg/hm2），尿素（N 46.4%）、磷酸二銨（P2O5 46%，N 18%）和氯化鉀（KCl 52%）以基肥一次施用。每個品種各種20行，行距25 cm，行長1.5 m，每行點播30粒。4個處理，3次重復(fù)，每個品種12個小區(qū)，共計24個小區(qū)，每個小區(qū)面積為7.5 m2。除施肥外，耕作、灌溉、病蟲草害防治等田間管理均保持一致，小麥成熟后脫粒曬干保存于4 ℃中。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 籽粒化學(xué)組成測定 使用近紅外谷物分析儀（Diode Array 7250，Perten，Sweden）測定籽粒的化學(xué)組成，光譜采集波長范圍為950～? 1 650 nm，采集方式為反射率。測定指標(biāo)包括水分、蛋白質(zhì)、濕面筋和淀粉含量，每個樣品測定兩次。

1.2.2 小麥面粉、面筋和淀粉樣品制備 參考測定的籽粒含水量，加入蒸餾水使籽粒含水量達到14%，充分搖勻后靜置24 h潤麥，將籽粒在放入磨粉機（Brabender Instruments，Hackensack，NJ，USA）磨粉后過100目篩，試驗前在4 ℃冰箱至少保存7? d。將10 g面粉和6 mL混揉形成面團并醒發(fā)10 min，隨后將面團置于流水下用手反復(fù)揉捏沖洗淀粉，直至水流澄清且面筋基質(zhì)中無硬顆粒。將洗出的濕面筋置于真空冷凍干燥機中干燥48 h，將干燥的面筋用研缽研磨成粉，過100目后保存于4 ℃。將淀粉懸濁液用8層紗布過濾兩次并用酒精清洗3次后在烘箱中烘干，將烘干的淀粉用研缽磨碎并過200目篩后保存于? 4 ℃。

1.2.3 小麥籽粒麥谷蛋白組分測定 參考李少鵬[19]的方法從面粉中提取麥谷蛋白，稱取小麥面粉100 mg置于1.5 mL離心管，加入1 mL 50%正丙醇，混合均勻后65 ℃水浴10 min，13 000?? r/min離心10 min后棄上清，重復(fù)以上步驟4次后向沉淀中加入250 μL提取液A[50%正丙醇，80 mmol/L Tris-HCl（pH=8.0），1.0%的二硫蘇糖醇]，水浴30 min后13 000 r/min離心10 min，加入250 μL提取液B[50%正丙醇，80 mmol/L Tris-HCl（pH=8.0），1.4%的4-乙烯基吡啶]，水浴30 min后13 000 r/min離心10 min，取上清液300 μL，加入1 200 μL預(yù)冷的丙酮后置于-20 ℃冰箱12 h，13 000 r/min離心10 min后棄上清，用無水乙醇洗滌沉淀兩次，晾干沉淀后加入600 μL溶解液（49.96%乙腈，49.96%水，0.08%三氟乙酸），65 ℃水浴2 h使白色的麥谷蛋白固體充分溶解，樣品用0.45 μm尼龍濾膜過濾后裝入液相瓶。使用超高效液相色譜儀（Infinity 1290，Agilent，USA）分離麥谷蛋白并進行數(shù)據(jù)處理。使用ZORBAX SB-C18色譜柱? （5 μm，4.6×150 mm）（Agilent，USA）分離麥谷蛋白，流動相A為含0.08%三氟乙酸的超純水，流動相B為含0.08%三氟乙酸的乙腈溶液，流動相經(jīng)雙層濾紙過濾并超聲除氣后使用。采用以下公式計算單個HMW-GS相對含量和H/L：

單個HMW-GS相對含量=單個HMW-GS峰面積/HMW-GS總峰面積×100%

H/L=HMW-GS峰面積/LMW-GS峰面? 積×100%

1.2.4 小麥籽粒UPP%測定 參照Li等[20]的方法從面粉中提取SDS-可溶性谷蛋白聚合體（EPP）和SDS-不溶性谷蛋白聚合體（UPP），利用SE-HPLC測定EPP和UPP含量并計算UPP%。向25 mg面粉中加入1 mL提取液? （0.5%十二烷基硫酸鈉，0.05 mol/L 磷酸鹽緩沖液，pH 6.9），混合均勻后30 ℃水浴30 min，? 12 000?? r/min離心10 min后上清液即為EPP。向底部沉淀中加入1? mL提取液，超聲30 s后離心10 min，上清液為UPP。使用0.45 μm PVDF尼龍膜過濾EPP和UPP后80 ℃水浴2 min。使用超高效液相色譜儀和Biosep-SEC-S3000色譜柱（孔徑300 ，尺寸3.5 mm×300 mm×7.8 mm）分離EPP和UPP并根據(jù)液相圖譜計算UPP%（UPP面積與EPP和UPP面積和的比值），每個樣品測兩次。

1.2.5 面筋二級結(jié)構(gòu)分析 參考Liu等[7]的方法，將面筋樣品放置到傅立葉變換紅外光譜儀（i S50，Thermo Fisher，Waltham，Massachusetts，USA）ATR檢測器上方，調(diào)整儀器參數(shù)為：掃描次數(shù)32次、分辨率4 cm-1、波長400～4 000 cm-1，每個樣品測量兩次。使用Peak Fit軟件（Version 4.12，Systat Software Inc.，USA）分析面筋樣品的光譜圖像，經(jīng)數(shù)學(xué)計算后得到各二級結(jié)構(gòu)所占的峰面積，通過計算各二級結(jié)構(gòu)峰面積與酰胺I區(qū)（1 600～1 700 cm-1）峰面積的比值得到分子間β折疊、分子內(nèi)β折疊和α螺旋的含量。

1.2.6 B型淀粉含量測定

利用激光粒度儀（Microtrac S3500 SI，Microtrac Inc.，USA）測定淀粉的粒度分布并計算B型淀粉含量，將10 mg淀粉樣品分散在蒸餾水中進行測定，每個樣品重復(fù)測定3次，B型淀粉含量是小于等于10 μm的淀粉顆粒數(shù)目占總淀粉顆粒數(shù)目的百? 分數(shù)。

1.2.7 淀粉粘度特性分析 參考Yang等[21]的方法使用快速粘度儀（RVA4500，Perten，Sweden）測定面粉的低谷粘度和最終粘度。將3 g面粉與15 mL蒸餾水在鋁筒中混合，懸浮液在? 50 ℃下保持1 min后以12 ℃/min速率加熱至95 ℃，然后95 ℃保持2.5 min后以12 ℃/min的速率冷卻至50 ℃，最后在50 ℃下保持2 min；懸浮液先在960 r/min下攪拌10 s然后在160?? r/min下攪拌，每個樣品重復(fù)測定兩次。

1.2.8 小麥面團流變學(xué)特性分析 參考Guo等[22]的方法使用旋轉(zhuǎn)流變儀（DHR-1，TA Instruments，USA）測定面團的損耗角正切值（tan δ）。將2 g面粉與1.3 mL蒸餾水混揉成面團后靜置10 min，將直徑為40 mm的平板裝在流變儀上，將面團樣品平鋪在平板上后調(diào)整流變儀間隙為1 050 mm，刮去多余面團并在面團樣品周圍涂上一層硅油以防止測試過程中水分散失，調(diào)整流變儀間隙為1 000 mm后開始測試。測試溫度為25 ℃，應(yīng)變?yōu)?%，振蕩頻率為0.1～10 Hz，每個樣品測試兩次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel軟件（Version 2016，Microsoft，USA）收集數(shù)據(jù)并計算，數(shù)據(jù)表示為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”。使用SPSS軟件（Version 19.0，SPSS Inc.，Chicago，USA）進行單因素方差分析以確定處理間的差異顯著性（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮量對蛋白質(zhì)含量、組分和面筋蛋白二級結(jié)構(gòu)的影響

2.1.1 蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量 施氮量對‘鄭麥366和‘鄭農(nóng)46的蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量有顯著影響（圖1-A和1-B）。隨著施氮量的增加，‘鄭麥366的蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量均呈先上升后下降的趨勢，低氮（N1）下的蛋白含量和濕面筋含量最高，相比N0水平分別提高了? 1.91%和? 1.77%，高氮（N3）下的蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量最低，相比N0水平分別降低了? 3.88%和3.89%；‘鄭農(nóng)46的蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量變化趨勢均表現(xiàn)為先降后升再降的趨勢，在低氮（N1）下分別達到了最低值，相比N0分別降低了4.80%和? 2.16%，在中高氮（N2）下最高，相比N0分別提高了10.65%和9.85%，可以明顯看出施氮量從N1（120 kg/hm2）水平增加到N2（240 kg/hm2）水平，兩種小麥籽粒的蛋白和濕面筋含量的變化不一致，綜合多種品質(zhì)性狀，可能是由于此階段的施氮量超過了‘鄭麥366品質(zhì)達到最佳的氮素需求，導(dǎo)致蛋白和濕面筋含量略有下降，而在N1～N2水平下能夠滿足‘鄭農(nóng)46對氮素的吸收，適量氮肥促進氮肥同化物供應(yīng)的增加和蛋白質(zhì)合成能力的提高，進而使蛋白含量和濕面筋含量增加。

2.1.2 UPP% 施氮量顯著影響麥谷蛋白聚合體的形成且兩種小麥材料間存在顯著差異（圖1-C）。隨著施氮量的增加，‘鄭麥366的UPP%顯著下降，相比于N0，N1、N2和N3下的UPP%分別下降了2.03%、11.47%和16.06%；施氮提高了‘鄭農(nóng)46的UPP%，相比于N0，N1、N2和N3下的UPP%分別提高了16.10%、13.60%和? 53.64%。上述結(jié)果表明：低氮（N1）水平下，蛋白含量顯著升高，UPP%卻有所下降，這可能與Dx5亞基相對含量下降等因素有關(guān)，在中高氮（N2、N3）水平下則可能是由于總蛋白含量降低，使麥谷蛋白聚合體含量降低，影響了麥谷蛋白大聚體的聚合；而施氮促進‘鄭農(nóng)46麥谷蛋白大聚體的形成，且在高氮（N3）水平下促進效果最好。對于該兩個品種對施氮量反映出不同的表現(xiàn)，可能是與品種之間UPP%高低有關(guān)，氮素處理對低UPP%品種（‘鄭農(nóng)46）的影響比對高UPP%品種（‘鄭麥366）的影響要大得多。

2.1.3 單個HMW-GS相對含量和H/L 麥谷蛋白被認為是影響面團品質(zhì)的關(guān)鍵因素，利用RP-UPLC分離并定量分析了兩個小麥品種在不同施氮量下的麥谷蛋白組分（圖2），結(jié)果表明‘鄭麥366和‘鄭農(nóng)46的HMW-GS組成相同，其中Dy10親水性最強，出峰時間最短，隨后是Dx5、By8和Bx7，Ax1亞基的親水性較弱，出峰時間較長，LMW-GS的親水性最弱，出峰時間最長。施氮量不會影響麥谷蛋白的組成，而會影響單個峰的峰面積，進而影響單個HMW-GS的相對含量和H/L（表1）。Dx5是典型的優(yōu)質(zhì)亞基，可以提高面筋的強度和穩(wěn)定性。隨著施氮量的增加，‘鄭麥366的Dx5亞基含量先上升后下降，在N1下最高，在N3下最低；‘鄭農(nóng)46的Dx5亞基含量隨著施氮量的增加呈先降低后升高的趨勢，在N1下最低，N3下最高。H/L反映了HMW-GS的相對含量，施氮提高了‘鄭麥366的H/L，而‘鄭農(nóng)46的H/L略有降低但無顯著性差異。綜上，‘鄭麥366在N1水平下總蛋白含量最高、優(yōu)質(zhì)亞基Dx5相對含量最高，‘鄭農(nóng)46在N2水平總蛋白含量最高、高分子量谷蛋白亞基相對含量分布合理，說明‘鄭麥366和‘鄭農(nóng)46分別在N1和N2水平下蛋白質(zhì)特性最優(yōu)。

2.1.4 面筋蛋白二級結(jié)構(gòu) 施氮量對‘鄭麥366和‘鄭農(nóng)46的面筋蛋白二級結(jié)構(gòu)有顯著影響?！嶜?66的面筋蛋白二級結(jié)構(gòu)中α螺旋比例在N0下最高，‘鄭農(nóng)46則相反（圖3-A）。N2下的‘鄭麥366的β折疊顯著高于N0，而N1和N3下的β折疊低于N0；N1下的‘鄭農(nóng)46的β折疊顯著高于N0，隨著施氮量N2和N3水平，β折疊含量下降，但與N0無顯著差異（圖3-B）。隨著施氮量的增加，‘鄭麥366的α螺旋/β折疊先下降后上升且N1、N2和N3的α螺旋/β折疊顯著低于N0；隨著施氮量的增加，‘鄭農(nóng)46的α螺旋/β折疊逐漸上升且N1、N2和N3的α螺旋/β折疊顯著高于N0（圖3-C）。說明施氮使‘鄭麥

366改善了面筋蛋白二級結(jié)構(gòu)含量分布，使面團更加穩(wěn)定，有研究認為施氮量達到240 kg/hm2（N2）時可以增加β折疊和無規(guī)卷曲的含量，從而改善面筋蛋白二級結(jié)構(gòu)[23]，這一點與‘鄭麥366表現(xiàn)一致；但不同于前人研究，施氮使‘鄭農(nóng)46面團的二級結(jié)構(gòu)含量分布變差，面團穩(wěn)定性下降，這可能是由于‘鄭農(nóng)46對氮肥比較敏感，過度施氮致使‘鄭農(nóng)46的面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞，面筋蛋白二級結(jié)構(gòu)組分混亂，形成了較差的二級結(jié)構(gòu)。

2.2 施氮量對淀粉含量、組分和粘度特性的影響

2.2.1 淀粉含量 ‘鄭麥366的淀粉含量隨著施氮量的增加先減小后增大，N1下的淀粉含量最低，N3下的淀粉含量最高，但4個處理間無顯著差異（圖4-A）；相比于N0，少量施氮提高了‘鄭農(nóng)46的淀粉含量，而正常施氮或過量施氮降低了‘鄭農(nóng)46的淀粉含量（圖4-A）。

2.2.2 B型淀粉含量 隨著施氮量的增加，‘鄭麥366和‘鄭農(nóng)46的B型淀粉含量先上升后下降，分別在N1和N2下達到最大值，相比于N0分別提高了34.44%和8.35%，‘鄭麥366在N0下有最小值，為42.34%，‘鄭農(nóng)46在N3下有最小值，相比于N0下降了1.03%（圖4-B）。然而，施氮顯著提高了‘鄭麥366的B型淀粉含量，而對‘鄭農(nóng)46的B型淀粉含量無顯著影響（圖4-B）。

2.2.3 粘度特性 施氮量顯著影響了‘鄭麥366和‘鄭農(nóng)46的粘度特性（圖4-C和4-D）。相比于N0，少量施氮提高了‘鄭麥366的低谷粘度，而正常施氮或過量施氮降低了‘鄭麥366的低谷粘度；施氮顯著降低了‘鄭農(nóng)46的低谷粘度，隨著施氮量的增加，‘鄭農(nóng)46的低谷粘度先降低后增加，N2下的低谷粘度最低（圖4-C）。施氮降低了‘鄭麥366和‘鄭農(nóng)46的峰值粘度，隨著施氮量的增加，兩個小麥品種的最終粘度先下降后上升，分別在N2和N1下有最小值，相比于N0分別下降了? 14.63%和18.67%（圖4-D）。說明‘鄭麥366和‘鄭農(nóng)46的粘度在低氮（N1）水平下對氮素的反應(yīng)分別為基本不變和顯著下降，而施用中高水平氮素（N2、N3）則均表現(xiàn)為淀粉粘度的降低。普遍認為B型淀粉含量與各粘度指標(biāo)呈負相關(guān)[24]，在N0水平下，兩種品種的粘度存在差異（圖4-C和圖4-D），這與B型淀粉含量的結(jié)果（圖4-B）相對應(yīng)。

2.3 施氮量對面團流變學(xué)特性的影響

損耗角正切值（Tan δ）是面團損耗模量與儲能模量的比值，反映了面團的粘彈性強弱，在整個掃描頻率內(nèi)，Tan δ均小于1（圖5），這說明面團彈性占主導(dǎo)地位。隨著頻率的增加，Tan δ先下降后上升，表明面團在低頻率剪切時表現(xiàn)出類似固體的行為，而在高頻率剪切時表現(xiàn)出類似液體的行為[25]。隨著施氮量的增加，‘鄭麥366和‘鄭農(nóng)46的Tan δ先下降后上升，‘鄭麥366在N1下的Tan δ最低，而‘鄭農(nóng)46在N2下最低（圖5），這說明適量施氮可以提高面團的彈性且不同品種的最佳施氮量不同。

2.4 施氮量與兩個小麥品種各品質(zhì)指標(biāo)間主成分分析

主成分分析（Principal component analysis）是一種線性降維的統(tǒng)計方法，通過正交變換將一組可能存在相關(guān)性的變量轉(zhuǎn)換為一組線性不相關(guān)的變量，變換后的變量稱之為主成分，并將相關(guān)性強的變量進行分組，相關(guān)性相反的變量分布在通過原點的線的兩端。主成分一（PC1）和主成分二（PC2）的累計貢獻率為63.8%（圖6），在可接受范圍之內(nèi)，即分析具有統(tǒng)計學(xué)意義。從得分圖來看，樣本點間置信橢圓區(qū)域重合，說明兩個品種在施氮量增大的條件下表現(xiàn)出一定的相似程度；此外，α/β、淀粉含量在PC1方向上貢獻較大，UPP%、α/β值和B型淀粉含量在PC2方向上貢獻較大，蛋白和濕面筋含量、H/L、低谷和峰值粘度、淀粉含量在兩個主成分方向上的貢獻都比較大，說明蛋白和濕面筋含量、α/β值、UPP%和B型淀粉含量對該兩個品種貢獻較大，且圖中各指標(biāo)之間的相關(guān)性與本試驗品質(zhì)指標(biāo)結(jié)果一致，再次印證了本試驗的可靠性。

3 討? 論

3.1 施氮量對兩個小麥品種蛋白特性的影響

施氮量是影響小麥蛋白質(zhì)含量、組成和結(jié)構(gòu)的重要因素。在N1水平（120 kg/hm2）水平下，‘鄭麥366的蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、優(yōu)質(zhì)亞基Dx5含量最高；‘鄭農(nóng)46在N2（240 kg/hm2）條件下蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量最高。王月福等[26]研究發(fā)現(xiàn)，適量氮素可通過提高光合作用效率以及旗葉硝酸還原酶和谷氨酰胺合成酶的活性，來增加氨基酸含量，從而提高蛋白質(zhì)的含量。過量施氮，即在N3條件下，‘鄭麥366的蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量顯著低于N0，而‘鄭農(nóng)46的蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量顯著高于N0，這說明兩個小麥品種對土壤中氮素的吸收和轉(zhuǎn)運效率存在顯著差異。面團的穩(wěn)定性通常與UPP%正相關(guān)，而與α/β負相關(guān)[27-30]。相比于N0，施氮顯著降低了‘鄭麥366的UPP%和α/β，而顯著提高了‘鄭農(nóng)46的UPP%和α/β（圖1-C和圖3-C），這與面團流變學(xué)特性的結(jié)果不一致，這可能是因為蛋白質(zhì)的含量對面團的流變學(xué)特性的影響更大，掩蓋了UPP%和面筋蛋白二級結(jié)構(gòu)差異對面團流變學(xué)特性的影響。也有相關(guān)研究報道了氮肥對不同品種間蛋白含量的影響差異[31]，印證了兩個品種間可能存在氮肥對蛋白含量的不同影響。

3.2 施氮量對兩個小麥品種淀粉理化特性的? 影響

施氮量也會影響淀粉的含量、組成和理化特性。‘鄭麥366的淀粉含量在N1下最低，‘鄭農(nóng)46的淀粉含量在N2下最低；隨著施氮量的增加，兩個小麥品種的B型淀粉先增加后減小，分別在N1和N2下有最大值（圖4-B），這說明施氮量會影響淀粉的生物合成。B型淀粉體積小、比表面積大，可以更加靈活、更加均勻的填充在面筋網(wǎng)絡(luò)中，加強面筋與淀粉的相互作用進而提高面團的流變學(xué)特性[32]。此外，最近的研究表明適量添加B型淀粉還可以提高面團中二硫鍵、氫鍵和結(jié)合水含量，進而降低面團的Tan δ[14]?！嶜?66和‘鄭農(nóng)46的面團的流變學(xué)特性分別在N1和N2下最優(yōu)，這與B型淀粉含量最高的結(jié)果一致，這說明B型淀粉含量是影響面團品質(zhì)特性的重要因素之一。面粉中的淀粉含量通常與粘度正相關(guān)，而蛋白質(zhì)含量、B型淀粉含量通常與粘度負相關(guān)，面粉粘度特性變化主要與其化學(xué)組成有關(guān)。Gao等[32]發(fā)現(xiàn)最終粘度與面團的流變學(xué)特性負相關(guān)，而在本研究中最終粘度與面團流變學(xué)特性沒有明顯的相關(guān)性，這可能與供試小麥品種遺傳背景的差異有關(guān)。

3.3 施氮量對兩個小麥品種面團流變學(xué)特性的影響

施氮量是影響面團流變學(xué)特性的重要因素，隨著施氮量的增加，兩個小麥品種的Tan δ先降低后增加，‘鄭麥366和‘鄭農(nóng)46分別在N1和N2條件下面團的流變學(xué)特性最優(yōu)（圖5），這說明‘鄭麥366達到品質(zhì)最佳的施氮量可能是120 kg/hm2到240 kg/hm2之間，而‘鄭農(nóng)46達到品質(zhì)最佳的施氮量可能是240 kg/hm2或240?? kg/hm2到360 kg/hm2之間，這主要與其在N1或N2下較高的蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和B型淀粉含量有關(guān)。此外，施氮對‘鄭農(nóng)46面團品質(zhì)的改善作用要比‘鄭麥366大，這可能是因為‘鄭農(nóng)46品種本身面團流變學(xué)特性較差。過量施氮降低了兩個小麥品種面團的流變學(xué)特性，‘鄭麥366面團品質(zhì)的下降主要與蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量的下降有關(guān)，而‘鄭農(nóng)46面團品質(zhì)的下降主要歸因于B型淀粉含量的下降。

研究表明，施氮量對不同面筋強度小麥品種品質(zhì)特性的影響存在較大差異[33]，在本研究中，施氮量通過影響強筋小麥‘鄭麥366和‘鄭農(nóng)46面筋蛋白的組成和結(jié)構(gòu)、淀粉的理化特性進而影響面團的流變學(xué)特性，而施氮量對其他強筋小麥品種以及中筋和弱筋小麥品種面筋蛋白組成及結(jié)構(gòu)、淀粉理化特性的影響還有待系統(tǒng)研究。此外，今后還應(yīng)深入研究氮肥的種類、施氮量與基因型互作以及氮肥與其他農(nóng)藝措施的聯(lián)合效應(yīng)對小麥品質(zhì)特性的影響。

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Effects of Nitrogen Fertilizing Levels on Quality of Two Strong? Gluten Wheat Varieties

Abstract To investigate the effects of nitrogen fertilizing levels on the quality characteristics of strong gluten wheat varieties，two strong gluten wheat varieties：‘Zhengmai 366 and ‘Zhengnong 46，were used as experimental materials，and four nitrogen application rates （0 kg/hm2，120 kg/hm2，240?? kg/hm2，and 360 kg/hm2） were set up to examine the composition and secondary structure of wheat gluten protein，the particle size distribution and viscosity characteristics of starch，as well as the rheological characteristics of dough.The results showed that ‘Zhengmai 366 exhibited optimal rheological properties at N1 （120 kg/hm2） level，while ‘Zhengnong 46 demonstrated the best performance at N2 （240 kg/hm2） level.This observation may be attributed to the higher protein content of the both wheat varieties，lower total starch content，and the relatively higher content of B-type starch under N1 and N2，respectively.Compared with N0 （0 kg/hm2），the rheological properties of the dough under N3 （360 kg/hm2） were significantly reduced.This reduction may be attributed to the excessive nitrogen application affecting the protein content of ‘Zhengmai 366 and the B-type starch content of ‘Zhengnong 46，respectively.In summary，among different quality traits，protein content has a greater effect on the quality of ‘Zhengmai 366，where as variations in content of type B starch play a leading role in the quality formation of ‘Zhengnong 46.This study provides a theoretical basis for the nitrogen application in strong gluten wheat varieties ‘Zhengmai 366 and ‘Zhengnong 46.

Key words Nitrogen fertilizing level; Strong gluten wheat; Gluten protein; Starch; Secondary structure; Rheological properties