山西省是我国11个小麦主产省份之一，小麦种植总面积约53.3万hm2，其中，旱地小麦面积占50%左右，且随着人民生活水平提高，对生活质量的要求也提高了，因此，旱地小麦产量和品质的同步提升对保障山西省粮食安全生产具有重要意义。干旱是限制旱地小麦产量形成的主要问题，由于降雨分布不均匀，在休闲期采用深翻进行蓄水保墒的研究相对较多，从而休闲期深翻有利于旱地麦田蓄积休闲期降水，提高播前底墒，实现增产增效[1,2]。此外，栽培工作者也通过研发播种机械来解决生育期的干旱问题。近年来，研发的探墒沟播机械，是采用全还田防缠绕免耕施肥播种联合机，通过一次作业同时完成灭茬、开沟、播种、施肥、覆土、镇压等，具有播种深、覆土浅、镇压重的特点[3]，增产效果较好，在山西省大面积推广应用，且被农业部列为主推技术。李冬艳等[4]研究表明，采用探墒沟播技术之后，小麦出苗均匀、长势良好，较常规播种小麦出土时间早0.5～1.0d，成熟时间延长4～6d，从而延长籽粒灌浆进程，小麦籽粒产量显著提高。罗宏博等[5]研究表明，探墒沟播较常规条播光合产物向籽粒运转率提高，进而提高穗数4.5%～12.0%、产量4.6%～8.0%。薛远赛等[6]研究表明，沟播较平播显著提高小麦旗叶可溶性糖含量、籽粒灌浆速率、花后干物质积累及其对籽粒产量的贡献率，进而提高籽粒产量。调节播量是改善群体结构、提高产量的一种重要栽培措施。薛玲珠等[7]研究表明，播量为90kg/hm2时，旱地小麦穗数、千粒质量、产量、籽粒蛋白质含量均提高，可实现产量和品质的同步提升。王楠等[8]研究表明，中、低播量处理可提高产量，使籽粒淀粉和蛋白质含量显著提高，实现了小麦产量高、品质好的目标。可见，前人关于探墒沟播增产效果已很清楚，但配套的播量研究鲜见报道，尤其品质方面。

本试验在休闲期采用深翻蓄水保墒的基础上，研究不同播种方式、不同播量对旱地小麦籽粒产量、蛋白质含量和加工品质的影响，旨在明确探墒沟播旱地小麦籽粒品质的形成机制，为挖掘山西省旱地小麦高产优质栽培提供理论依据和技术支撑。

1、材料和方法

1.1 试验材料

供试小麦品种为临丰3号，由闻喜县农业局提供。

1.2 试验田基本概况

试验于2017—2018年在山西农业大学闻喜旱地小麦试验基地进行。该区属于半干旱半湿润冬小麦种植区，年平均气温12.5℃，年平均降雨量500mm左右，无霜期大约190d。试验地为丘陵旱地，一年一熟制，无灌溉条件，试验地势平坦，土层深厚，透水、通气性能良好，土质为中碱性黏壤土，pH值为7.5～8.0,0～20cm土层土壤的有机质为9.17g/kg，碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为34.53、20.29、98.29mg/kg。2017—2018年总降雨量为218.3mm，其中，播种至越冬期为152.4mm，越冬至拔节期0mm，拔节至开花为49.8mm，开花至成熟为16.1mm。

1.3 试验设计

试验采用二因素裂区随机设计，以2种播种方式（探墒沟播和普通条播）为主区，以3个播量（75、150、225kg/hm2）为副区。其中，探墒沟播采用2MFD-7/14型全还田防缠绕免耕施肥播种机进行播种，在原有机械基础上经过对播种深度和施肥深度进行改良，一次性完成深开沟、深施肥、浅覆土、播种，垄宽约20cm，沟深10cm，沟种2行，行距19cm；常规条播采用常规施肥条播机进行播种，行距20cm。前茬小麦收获后留高茬（20～30cm），于7月20日进行深翻（深度25～30cm），深翻时有机肥（1500kg/hm2）、秸秆同时翻入土壤中，8月29日浅旋秸秆还田，平整土地，9月19日基施氮、磷、钾肥（纯氮为150kg/hm2、P2O5为150kg/hm2、K2O150kg/hm2），常规管理。于9月21日播种，小区长50m，宽10m，面积为500m2，重复3次。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 籽粒蛋白质及其组分含量的测定

开花期选择同天开花、大小均匀的穗挂牌标记，于开花后5、10、15、20、25、30、35d进行取样，每次取20穗，分成干样和鲜样2组，旗叶全部摘下作为鲜样。一组剥离籽粒，装入纸盒并放入80℃烘箱烘干至恒质量；将烘干的籽粒使用粉碎机粉碎，通过采用连续提取法测定籽粒中清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量；采用半微量凯氏定氮法测定含氮率，含氮率乘以5.7即为籽粒蛋白质含量。另一组籽粒作鲜样冷冻保存，置于超低温保存箱，测定可溶性蛋白质含量。

1.4.2 产量及其构成因素的测定

成熟期采样选取1m2样段内穗数、每穗平均粒数及千粒质量，每小区取50株测定生物产量，收获20m2计算经济产量。

1.4.3 籽粒可溶性糖、蔗糖和淀粉含量的测定

将籽粒粉碎后的面粉，过0.149mm筛，分别采用蒽酮比色法、间苯二酚比色法进行测定。

1.4.4 面粉品质指标的测定

1.4.4.1 淀粉黏性特征

其采用RUB-TECMAS-TER快速黏度分析仪测定。

1.4.4.2 面筋指数

其采用杭州大吉光电仪器有限公司生产的MJZ-Ⅱ型面筋指数测定仪进行测定。

1.4.4.3 面团理化特性

其采用MICRO-DOUGHT-LAB2800型微型粉质仪进行测定。

1.5 数据处理

试验采用MicrosoftExcel2003软件进行数据处理；采用SAS9.0软件进行统计分析，差异显著性检验用LSD法，显著性水平设定为α=0.05。

2、结果与分析

2.1 播量对探墒沟播旱地小麦籽粒产量、蛋白质及其组分含量的影响

表1播量对探墒沟播旱地小麦籽粒产量、蛋白质及其组分含量的影响

探墒沟播较普通条播可分别提高产量、蛋白质含量及其产量达0.79%、2.19%和3.44%，可提高清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量，但差异均不显著（表1）。采用探墒沟播，籽粒产量、蛋白质含量及其产量随播量增加呈先升高后降低的趋势，以播量150kg/hm2最高，较其他播量分别高14.56%～16.49%、2.75%～22.45%和17.73%～42.62%；籽粒蛋白组分含量以播量150kg/hm2最高，其中，醇溶蛋白和谷蛋白含量达显著水平。采用普通条播，产量和蛋白质产量以播量75kg/hm2最高，较其他播量分别高5.16%～5.87%和5.16%～6.59%，且差异达显著水平，蛋白质含量无明显变化；清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白均以播量75kg/hm2处理最高，球蛋白以播量150kg/hm2处理最高。可见，探墒沟播下播量150kg/hm2有利于提高旱地小麦的籽粒产量、蛋白质及其组分含量。

2.2 播量对探墒沟播旱地小麦花后籽粒蛋白质含量动态变化的影响

随灌浆进程的推移，小麦花后籽粒蛋白质含量先下降后上升，且在15d时最低；可溶性蛋白含量呈逐渐下降趋势，5～10、15～20d下降幅度较大，且探墒沟播较普通条播可提高花后各时期蛋白质和可溶性蛋白质含量（图1）。采用探墒沟播，蛋白质含量和可溶性蛋白质含量均以播量150kg/hm2最高，且与其他处理间差异显著，以播量75kg/hm2最低；采用普通条播，蛋白质含量5～30d以播量150kg/hm2最高，35d以播量75kg/hm2最高，可溶性蛋白质含量5、20～35d以播量150kg/hm2最高，10～15d以播量75kg/hm2最高，5～35d以播量225kg/hm2最低。可见，播种方式、播量对蛋白质含量的影响存在很大差异，播量偏低或过高都不利于蛋白质含量的形成与累积，以探墒沟播、播量150kg/hm2处理调控效果最好，灌浆中后期影响可溶性蛋白质含量，提高效果明显。

2.3 播量对探墒沟播旱地小麦籽粒可溶性糖、蔗糖和淀粉含量的影响

探墒沟播较普通条播可显著提高籽粒可溶性糖、蔗糖和淀粉含量（图2）；其中，采用探墒沟播，可溶性糖和蔗糖含量以播量150kg/hm2最高，以播量75kg/hm2最低，且不同播量间差异显著；淀粉含量以播量150kg/hm2最高，与播量225kg/hm2间无显著差异。采用普通条播，可溶性糖含量和淀粉含量以播量150kg/hm2最高，且不同处理间差异显著，以播量225kg/hm2最低；蔗糖含量以播量150kg/hm2最高，但与其他2个播量间无显著差异。可见，探墒沟播较普通条播更利于可溶性糖、蔗糖和淀粉的形成和富集，且以播量150kg/hm2效果较好。

2.4 播量对探墒沟播旱地小麦籽粒淀粉黏性的影响

由表2可知，探墒沟播较普通条播可提高籽粒淀粉黏性，采用探墒沟播，高峰黏度、松懈值、最后黏度、反弹值和糊化温度均以播量150kg/hm2最高，以播量75kg/hm2最低，且与播量150、225kg/hm2间差异显著；低谷黏度以播量225kg/hm2最高，以播量75kg/hm2最低，且与播量150、225kg/hm2间差异显著（P<0.05）。采用普通条播，高峰黏度和最后黏度以播量150kg/hm2最高，以播量225kg/hm2最低；低谷黏度和反弹值3个处理间无显著差异；松懈值以播量75kg/hm2最高，且与其他处理间差异达显著水平，以播量150kg/hm2最低；糊化温度以播量150kg/hm2最高，且与其他处理间差异达显著水平，以播量75kg/hm2最低。可见，探墒沟播较普通条播可提高籽粒淀粉黏性，且以播量150kg/hm2效果较好。

表2播量对探墒沟播旱地小麦籽粒淀粉黏性的影响

2.5 播量对探墒沟播旱地小麦籽粒加工品质的影响

由表3可知，探墒沟播较普通条播可提高籽粒加工品质，采用探墒沟播，面筋指数、形成时间和弱化度以播量150kg/hm2最高，以播量75kg/hm2最低，且与其他处理间差异达显著水平；湿面筋含量以播量150kg/hm2最高，但与播量75kg/hm2间差异不显著；稳定时间以播量150kg/hm2最高，且与播量75、225kg/hm2间差异显著，但播量75kg/hm2与播量225kg/hm2间差异不显著；吸水率不同播量间无明显变化。采用普通条播，面筋指数和湿面筋含量均以播量75kg/hm2最高，以播量225kg/hm2最低；吸水率和稳定时间以播量150kg/hm2最高，且与播量75、225kg/hm2间差异显著；以播量75kg/hm2最低；形成时间和弱化度均以播量150kg/hm2最高，且与播量75、225kg/hm2间差异显著，但播量75kg/hm2与播量225kg/hm2间差异不显著。可见，探墒沟播较普通条播可提高籽粒加工品质，且以播量150kg/hm2效果最好。

表3播量对探墒沟播旱地小麦籽粒加工品质的影响

3、结论与讨论

3.1 播量对探墒沟播旱地小麦产量及其构成的影响

近年来，探墒沟播播种技术成为旱地小麦的研究热点。李建国[9]于2014—2018年连续4a进行了旱地小麦宽窄行探墒沟播播种技术的推广和应用，增产效果较为显著。高琴[10]研究表明，与对照田相比，沟播田每公顷可增产265.7kg，增幅达4.3%。刘小丽等[11]研究表明，探墒沟播小麦因灌浆高峰开始早，有利于增加小麦穗粒质量，提高产量，比普通条播增产53%。播量对小麦群体构建和产量形成具有重要影响，适宜的播量有利于合理群体的构建和产量的提高。薛玲珠等[12]研究表明，与播量67.5、112.5kg/hm2相比，播量为90.0kg/hm2时，旱地小麦增产效果较为显著，可增产11%～20%；张少澜等[13]研究表明，推迟播期后增加播量为262.5kg/hm2，有利于小麦品种洛麦23的产量达到较高。可见，适量播种增产效果较好。本研究结果表明，探墒沟播较普通条播可提高小麦产量，且在探墒沟播条件下，与播量75、225kg/hm2相比，播量为150kg/hm2时，籽粒产量最高，且与播量75kg/hm2间差异显著，说明探墒沟播条件下，适量播种有利于旱地小麦籽粒产量的提高，这与前人的研究结果一致。

3.2 播量对探墒沟播旱地小麦蛋白质含量的影响

孙中伟等[14]研究表明，不同播种方式结合播量的调控效应会影响籽粒醇溶蛋白、谷蛋白含量，从而影响籽粒蛋白质含量。马冬云等[15]研究表明,在一定范围内，籽粒蛋白质含量随着播量的增加而提高。胡承霖等[16]研究表明，适宜的播量会提高籽粒蛋白质及其组分含量，播量过高或过低都会降低蛋白质含量。本试验结果表明，探墒沟播较普通条播分别提高蛋白质含量及其产量2.19%、3.44%，提高了清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量，提高了花后各时期蛋白质含量和可溶性蛋白质含量；探墒沟播条件下，与播量75、225kg/hm2相比，播量为150kg/hm2时，籽粒蛋白质含量及其产量分别提高3%～22%、18%～43%，蛋白质组分含量最高，其中，醇溶蛋白和谷蛋白含量差异显著，且花后各时期蛋白质含量和可溶性蛋白含量显著提高。说明不同播种方式和播量对蛋白质含量调控效应有所不同，播量过高或过低都不利于蛋白质的积累。

3.3 播量对探墒沟播旱地小麦籽粒品质的影响

淀粉在小麦中的含量占70%以上，淀粉理化特性是影响小麦品质的重要因素之一[17,18]。不同栽培条件下，小麦淀粉理化特性存在显著差异。本研究结果表明，探墒沟播较普通条播可提高籽粒淀粉黏性；探墒沟播条件下，与播量75、225kg/hm2相比，播量为150kg/hm2时，淀粉的高峰黏度、松懈值、最后黏度、反弹值和糊化温度均最高。

张耀辉等[19]研究表明，随着播量的增加，沉降值、面团形成时间和稳定时间降低。张永丽等[20]研究表明，适宜播量处理下，湿面筋含量、沉降值和面团稳定时间最高。王希恩等[21]研究表明，适量播种有利于各项加工品质指标的提高，播量过高或过低，面粉湿面筋含量和沉降值均降低。本研究结果表明，探墒沟播较普通条播有利于可溶性糖、蔗糖、淀粉含量和籽粒加工品质的提高；探墒沟播条件下，与播量75、225kg/hm2相比，播量为150kg/hm2时，面筋指数、湿面筋含量、面团形成时间和稳定时间、弱化度均最高。总之，探墒沟播条件下，播量为150kg/hm2时，小麦籽粒品质较好，可见，不同播种方式下，需要搭配合理的播量来调控，进而提高籽粒品质。

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基金:国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-03-01-24);国家重点研发计划项目(2018YFD020040105);国家自然科学基金项目(31771727);三晋学者支持计划专项;山西省回国留学人员科研资助项目(2017-068);山西省重点研发计划重点项目(201703D211001);山西农谷建设科研专项(SXNGJSKYZX201703);山西省“1331工程”重点创新团队建设计划项目;山西省优秀博士来晋工作奖励资金科研项目(SXYBKY2018044);山西省高等学校科技创新项目(2019L0385);山西农业大学科技创新基金项目(2019001).