不同施肥方式对高粱淀粉的积累的影响

附表A.2：本科毕业论文（设计）论文（设计）题目：不同施肥方式及密度对高粱淀粉积累的影响学院：＿农学院＿＿＿＿＿＿＿专业：＿农学＿＿＿＿＿＿＿班级：＿农学10a＿＿＿＿＿＿学号：＿1009010075＿＿＿＿＿＿＿学生姓名：＿包崇满＿＿＿＿＿＿＿指导教师：＿曹国璠2013年12月10日不同施肥方式及密度对高粱淀粉积累的影响农学10a：包崇满指导教师：曹国璠（教授）摘要：以供试品种K102为试验材料,研究种植密度对高粱子粒淀粉积累的影响，随着子粒灌浆过程，高粱子粒中直链淀粉含量、支链淀粉含量和总淀粉含量均不断增加，在中等适宜密度条件下，成熟期淀粉含量最高。总淀粉积累速率动态呈先增后降的变化，随密度的增加，积累速率有所下降。灌浆的中期阶段低密度处理的支链淀粉与直链淀粉的比值比较大，灌浆的前期高密度处理的支链淀粉与直链淀粉的比值比较大在高粱各个生长时期施不同种类的肥料会影响高粱子粒所含的直链淀粉、支链淀粉以及总淀粉量。不同施肥方式对高粱子粒中直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量随子粒灌浆过程均呈不断上升趋势；不同比例的施肥量对其支链、直链、总体淀粉量有明显影响。关键词：高粱密度施肥方式淀粉含量影响正文：在实验过程中，所种植的高粱的品种是供试品种K102。高粱［Sorghumbicolor(L·)Moench］又称乌禾、蜀黍，是重要的耐旱作物，具有高产、抗旱、抗盐碱、抗涝、耐贫瘠等特点，已有三千多年的历史，种植面积和产量仅次于小麦、水稻、玉米、大麦，居第五位。从世界范围看，主要分布在非洲、亚洲、美洲的热带干旱和半干旱地区，在我国主要分布在吉林、辽宁、黑龙江，其次为内蒙古、山西、四川、河北、甘肃等地。随着人口的增加和淡水水资源的减少，高粱这种抗旱能力较强的谷物，将成为未来重要的农作物。近年来，随着现代育种技术的发展，培育了多种高产优质高粱新品种，高粱的应用价值得到逐步提高。高粱是酿造业的主要原料，其子粒淀粉含量是决定高粱品质的重要因素；淀粉含量的高低决定着酿造产业的产出率，关系着该行业的直接经济效益。因此，在本实验研究过程中，主要研究在不同的种植密度和施肥方式下，高粱子粒淀粉积累变化的变化规律。高粱是一种重要的杂粮作物，由于食用口感较差，不易消化，主要用于酿造、制糖及饲料等方面。近年来，随着高粱品种的优化与改良，高粱的营养价值进一步的改善，其运用价值也得到了逐步的提高，但我国对高粱的营养和加工的研究较少。根据用途可以将高粱分为:粒用高粱、甜高粱、扫帚用高粱与饲草高粱等。除了用作酿酒和饲料外，高粱还是食品配料、淀粉生产、工业酒精与生物质工业产品的重要原料，尤其是优质白高粱(平均含丹宁酸约为0.08%)的发展为人类提供了新的食物资源。高粱富含淀粉，其主要用途与淀粉组成特性有很大关系。但目前以淀粉为原料的大型工业多集中在玉米、大米和马铃薯，对高粱淀粉的应用价值还未得到充分的关注和利用。淀粉是高粱的主要成分，国外对高粱淀粉的理化特性、改性以及加工利用等方面已经有了较多的研究。高粱作为一种谷类经济作物，其淀粉的的质量分数在65.3%-81.0%之间，平均值为79.5%；其次是蛋白质，之后是脂类。完整的规则是高粱淀粉70%-80%为支链淀粉。直链淀粉在不同品种的高粱中含量差异较大，普通的高粱淀粉中直链淀粉的质量分数在11.98%-23.47%之间，均值为18.71%。高粱淀粉颗粒多数为不规则的形状，表面内凹，颗粒较大，其中部分颗粒表面有类蜂窝状结构，少数为球形，表面光滑，颗粒较小。淀粉颗粒粒径在5～20μm之间。在常见的多种淀粉之中，高粱淀粉与玉米淀粉的相似程度最为接近，但高粱淀粉的品质却比玉米淀粉差，这主要是由于高粱的特殊结构和其中组分的影响，高粱蛋白质易与淀粉结合，这种联结非常紧密，如果子粒粉碎程度不够，淀粉难以分离出来，如果粉碎过度，又会破坏高粱淀粉粒结构。其次，高粱种皮含有大量的单宁，带涩味，又易与蛋白质结合，这种单宁、蛋白质和淀粉的结合，影响了高粱蛋白质和淀粉的消化率。第三，高粱子粒的部分淀粉存在于种皮中，会随着脱皮而损失掉。另外，高粱含有的油脂以及色素等物质也会影响淀粉的品质。这些物质的作用不仅影响了高粱淀粉的特性，同时也限制了高粱淀粉的应用。在研究种植密度及不同施肥方式对高粱淀粉积累的影响文献中，梁云娟等[11]研究表明，小麦品种子粒中支链淀粉、直链淀粉、总淀粉含量在开花后均呈S形曲线变化；密度与直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量存在显著或极显著的二次回归关系，与本研究结果具有一致性。王晨阳等[12]研究表明，小麦子粒中总淀粉含量积累速率的变化表现为随灌浆进程逐渐加快，到灌浆中期达到最大值，之后下降，表明不同作物淀粉积累具有一定的相似性。在高粱上对于施肥方式与其子粒淀粉含量关系研究很少，在高粱上对施肥与子粒淀粉含量的关系研究结论不一。淀粉是高粱干物质的主要组成成分，除可以直接利用以外，还可通过化学和物理等方法进行修饰，产生多种变性淀粉，用作各种工业原料。前人对高粱干物质方面的研究比较广泛，而针对淀粉含量积累的研究比较少。姜东等研究表明，适量施用氮肥，可以增加高产小麦子粒总淀粉的积累量，直链与支链淀粉积累量和积累速率上升，产量明显提高。李青常研究表明，随施氮量增加，总淀粉含量稍有上升，但变化不明显，支链淀粉和直链淀粉的比值变化也未达到显著水平。姜宇庆等（2006)[5]研究表明，施肥量超过108kg/hmsup2/sup，直链淀粉、支链淀粉和总淀粉积累量均下降；不施磷处理的成熟期子粒各种类淀粉含量均高于施磷处理。而李友军等（2006）[9]研究表明施磷施钾都能增加其淀粉含量，其中施钾效果最为明显。但是，研究的背景及动态：我国在长期高粱栽培中，形成了丰富多样的地方品种资源，为新品种选育奠定了丰厚的遗传基础，并不断选育出优良品种满足不同时期高粱生产发展的需要。在利用杂种优势方面，我国科技工作者选育出高产、优质、多抗杂交种，先后实现了5-6次新品种更换，使高粱单位面积产量大幅度提高，平均单产由建国初期的727.5kg/hm2，增加到现在的3975kg/hm2，品种改良的遗传增益占30％以上。目前，为了满足我国市场经济发展的需要，全国科研单位先后选育出各种专用杂交种应用于生产，如食用、酿酒用、饲用、草用、能源用等杂交种，为高粱生产提供了雄厚的品种支撑。目前，随着高粱种植面积减少，从事高粱科研单位和人员也在减少，但是由于长期科研工作的积累，以及高粱主产区仍有许多单位在坚持高粱研究和品种选育。据不完全统计，目前全国有国家高粱改良中心，高粱研究所（室）30余家，从业人员150多人，具有较强的科技优势和人员、技术贮备，为高粱生产发展提供了科技保证。高粱产业在我国具有传统优势。我国高粱名酒享誉国内外，八大名酒无一不是以高粱为原料酿制的，历来是我国的传统产业。酿酒业是我国不少省份国民经济的支柱产业，是我国重要的出口创汇商品。其他如高粱饲料业、转化酒精业、饲草业、优质米业，制糖业以及近年发展起来的高粱壳色素业，高粱茎秆制板材业等也都具有很大的发展空间，因此高粱有很强的产业优势。评述：在研究种植密度对高粱淀粉积累的影响中，灌浆进程中高粱子粒中直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量均不断增加，成熟时中等密度处理的值最大。总淀粉积累速率动态呈先增后降的变化，随密度的增加积累速率有所下降。中、低密度条件下，子粒直链淀粉积累速率有2个快速积累期，分别在开花后的第28天和第42天前后；灌浆初期高密度处理的积累速率大，而随着生育进程的发展，低密度处理的积累速率增大。子粒支链淀粉积累速率在开花后的20d和35d前后比较高，末期积累速率减小。灌浆的中期阶段，低密度处理的支链淀粉与直链淀粉的比值比较大，灌浆的前期高密度处理的支链淀粉与直链淀粉的比值比较高，到灌浆末期支链淀粉与直链淀粉比缓慢下降。总之，在适宜的密度范围内支链淀粉和总淀粉含量可保持较高水平，密度过高会引起子粒中支链淀粉和总淀粉含量的下降。研究不同施肥方式对高粱淀粉积累的影响，实验表明，氮、磷、钾肥对总淀粉、直链淀粉、支链淀粉的影响及效果有很大差异，并且同种肥料因施用量不同，效果也不同。适量施用氮肥可有效提高总淀粉含量和支链淀粉含量，却不利于直链淀粉含量的积累。不施氮肥或过量施氮肥均可引起总淀粉和支链淀粉含量的下降，却有利于提高直链淀粉含量。无论数量多少，对支链、直链淀粉比值影响差异不显著。磷肥有助于总淀粉和支链淀粉的积累，在其积累过程中起着正向作用，但对于直链淀粉的影响并非如此，以P150处理直链淀粉含量最高，低于或高于P150的处理均不利于直链淀粉的积累，但都有助于提高支链、直链淀粉比值，且达显著水平。钾肥则是不利于总淀粉和支链淀粉的积累，对支链淀粉的影响要超过对总淀粉的影响。在总淀粉和支链淀粉的积累过程中，钾肥有着显著的负向作用，但对直链淀粉的积累却有着显著的正向作用，低施钾量可提高支链、直链淀粉比值。参考文献：1、黄瑞冬；于泳；肖木辑；许文娟；周宇飞；施磷、钾肥对高粱子粒淀粉积累规律的影响[J]；作物杂志；2009年02期2、于泳；黄瑞冬；赵尚文；蒋文春；不同施氮水平对高粱子粒淀粉积累规律的影响[J]；作物杂志；2008年05期3、董玉琛；曹永生；粮食作物种质资源的品质特性及其利用中国农业科学，2003，36(1):111－114．4、李超；肖木辑；周宇飞；不同播期对高粱子粒淀粉含量的影响[J]．沈阳农业大学学报，2009，40(6):708－711．5、周国勤；张应香；李宇峰；李明慧；李刚；信阳234的子粒灌浆特性及蛋白质、淀粉积累动态研究[J]；山东农业科学；2008年01期6、罗峰；高建明；裴忠有；李子芳；孙守钧；施肥对重茬甜高粱茎秆品质性状的影响[A]；2010中国作物学会学术年会论文摘要集[C]；2010年7、周紫阳；高梁子粒淀粉遗传特性及积累规律的研究[D]；沈阳农业大学；2011年8、曹昌林；董良利；宋旭东；史丽娟；氮、磷、钾配施对高粱子粒淀粉含量的影响[J]；山东农业科学；2010年05期9、周紫阳；黄瑞冬；不同淀粉含量高粱子粒淀粉积累特性的比较[J]；作物杂志；2011年02期10、王黎明；张育松；马景生；焦少杰；申忠宝；高粱高淀粉基础材料的筛选及利用[J]；黑龙江农业科学；2002年02期11、梁云娟；吴玉娥；韩占江等不同密度对冬小麦百农矮抗58淀粉积累的影响.山西农业科学，2008，(1):11~1312、王晨阳；何英；方保停等小麦子粒淀粉合成、淀粉特性及其调控研究进展.麦类作物学报，2005，25(1):109~114