环境因素
实践证明,很多品质性状都受环境条件的影响,这是利用栽培技术改善作物品质的理论基础。
1.光照
由于光合作用是形成作物产量和品质的基础,因此光照不足会严重影响作物的品质。例如,南方麦区的小麦品质差。其原因之一就是春季多阴雨,光照不足引起的子粒不饱满,子粒容重低。
日照长度也会对作物品质造成影响。韩天富等(1997)的研究证明,长日照下大豆蛋白质含量下降,脂肪含量上升。在脂肪中,棕榈酸和油酸所占比例下降,亚油酸和亚麻酸所占比例有所升高。春小麦蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和降落值与抽穗至成熟期间的平均日照时数均呈正相关(曹广才等,2004)。
甘蔗的含糖量也与日照时数有关
2.温度
对禾谷类作物来说,灌浆结实期温度过高或过低均会降低粒重,影响品质。例如,水稻遇到15℃以下的低温,会降低子粒灌浆速度;超过35℃的高温,又会造成高温逼熟,影响品质。曹广才等(2004)的研究表明,春小麦子粒蛋白质含量与抽穗至成熟期的平均气温呈极显著正相关,与平均昼夜温差呈负相关。湿面筋含量与同期平均日均温呈正相关,日平均气温在30℃以下,随着温度升高,面团强度增强,面包烘烤品质得到改良。
气候冷凉和温差较大的地区有利于大豆油分的积累;亚麻和油菜子的含油量则在较低温度(10℃)时最高(分别为46.6%和51.8%),并随着温度的升高而降低;向日葵和蓖麻对温度呈曲线反应,在21℃含油量最高(40.4%和51.2%),而在较高和较低温度下的含油量较低。
棉纤维的发育需要较高的温度,日平均温度低于15℃,纤维就不能伸长,低于21℃,还原糖不能转化为纤维素。棉花的秋桃一般品质较差,主要与温度下降有关。
烟草是喜温作物,特别是烟叶成熟时要求的温度较高,以昼夜平均温度24~25℃,并能持续30 d左右最佳。若温度低于20℃,则叶薄,尼古丁含量低,味淡不成熟,不宜做卷烟的原料;温度过高,再加干旱,蛋白质和尼古丁含量过高,品质也不良。据国际烟草品质标准,以施木克值(总糖/蛋白质)为2~2.5,糖/碱10~15,总氮/烟碱1左右为最好。
温度对甘蔗糖分的积累会产生较大影响。据研究,在9~10月份温度日较差为3.1~6.2℃时,含糖量为10.oo%~11.76%;温度日较差为6.56~7.53℃时,含糖量为1 0_84%~13.66%;温度日较差为11.6℃时,含糖量为14.22%。
3.水分
作物品质的形成期大多处于作物生长发育旺盛期,因此需水量多,耗水量大。如果此时遭遇水分胁迫,一般都会明显降低品质。我国北方小麦灌浆后期常遇干热风天气,如果供水不足,就会严重影响粒重。相反,水分过多,则会抑制根系的生理功能,从而影响地上部分的物质积累和代谢,降低品质。研究认为,小麦子粒蛋白质含量一般与降水量或土壤水分含量呈负相关。成熟期过多的降水会降低面筋的弹性,以至降低面包的烘烤品质。
黄淮海地区的玉米,常因降水过于集中,造成根系发育不良,导致子粒不饱满。
在土壤湿度过大(饱和湿度的90%)的土中,烟叶的产量大受抑制,尼古丁和柠檬酸含量也降低,土壤水分不足(饱和湿度的30%)将降低烟叶产量,但叶中尼古丁含量则大大增加。
干旱对大豆子粒品质的影响包括外观品质和内在品质的影响,大豆鼓粒期受旱,子粒重量降低,体积缩小,种皮增厚,硬实比率增加;同时会使子粒蛋白质含量增加,油分含量下降。
4.大气污染
随着工业的发展,大气污染问题日益严重。大气污染不仅会对作物产量造成巨大损失,对作物品质也会造成极大的影响。
Heagle等(1998)研究了臭氧和二氧化碳对大豆品质的影响,证明提高臭氧浓度会降低种子中油酸的含量,而提高二氧化碳浓度则会增加油酸的含量;种子蛋白质含量不受臭氧和二氧化碳浓度的影响。大气中二氧化碳浓度的升高虽然能提高作物的光合作用速率,增加作物产量,但使作物体内碳水化合物向氨基酸和蛋白质转换的速率下降,使作物体内氨基酸和蛋白质的含量下降(郭建平等,2001)。
CO2浓度增加使小麦子粒的蛋白质、赖氨酸、脂肪含量增高,淀粉含量下降,品质得到提高;玉米则相反,其蛋白质、赖氨酸、脂肪含量随C02浓度升高而减少,淀粉含量略有增高,品质有所下降(王春乙等,2000)。
5.土壤
通常肥力高的土壤和有利于作物吸收矿质营养的土壤,常能使作物形成优良品质的产品。如酸性土壤施用石灰改土,可起到明显提高作物蛋白质含量的作用。
在壤土、沙土上种植的花生总糖和蔗糖含量明显地比黏土上种植的花生高些;种植在沙土上的花生油酸/亚油酸比率(O/L)最高,黏土上的次之,壤土上的最低。施用农家肥和氮磷钾三元复合肥有利于提高花生的总糖、蔗糖含量;不论施用何种肥料,对花生脂肪酸成分和o/I,无大影响(张威等,2003)。
赵淑章等(2004)对河南省8种不同类型土壤与强筋小麦品质和产量的关系进行了研究,结果表明,在同一自然气候条件下,小麦子粒产量和品质与土壤类型本身属性关系不大,土壤基础肥力和全氮含量对小麦子粒产量影响较大,速效氮和全氮含量与小麦品质呈显著的正相关。
土壤的盐碱含量不但会影响作物产量,而且还会影响作物的品质。常汝镇等(1994)对盐胁迫下大豆子粒品质的变化进行了研究,结果表明,盐胁迫会影响子粒蛋白质含量,对大豆子粒的脂肪含量影响不大,但对脂肪酸的组成有一定影响,盐胁迫使亚油酸和亚麻酸含量增加,油酸含量减少。
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