作物品质的改良

一要培育高品质的新品种 二要采取相应的调控措施为优质产品的形成
创造有利条件
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一、优良品种的选用
–作物种间、品种间品质性状差异较大，为选用 品质优良的品种提供了可能性。
–遗传改良的重点
• 禾谷类——提高蛋白质含量和必需氨基酸组分含量
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– 大豆——提高蛋白质含量或油分含量 • 高蛋白育种目标是蛋白质含量提高到 44%~46%，高油分育种目标是含油量达到 22%~23%，“双高”育种目标是两者合计 含量达到63%
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• 施肥
–施氮明显提高蛋白质含量。施用量大、施用时期较迟 有利于蛋白质含量的提高；铵态氮比硝态氮更有利于 产量和蛋白质含量的提高
–钾肥适量时有利于氮肥作用的发挥 –硫能提高蛋白质含量，并能改善蛋白质的氨基酸组成 –硼、铜、钼、锌、铁等微量元素也可提高作物蛋白质
含量
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㈡ 对油分含量的影响
• 地区差异 –高纬度、高海拔地区有利于油分的合成（气温较低、 雨量较少、日照较长、昼夜温差大）
– 豆类籽粒含碳水化合物40~50%、蛋白质20~40%、脂 肪4.2%；
– 油料作物含脂肪47.1%、蛋白质25.7%、碳水化合物 16.6%。
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作物品质形成的生理生化特性——
• 禾谷类作物
– 籽粒灌浆：初期慢、乳熟~蜡熟快、蜡熟后慢； – 物质合成：初期主要合成蛋白质，乳熟~蜡熟主要合成
淀粉，后期又以蛋白质为主； – 物质来源：籽粒碳水化合物主要来自叶片光合作用，
第四节 作物品质及其形成
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一、作物品质的概念
–作物产品的品质即产品的质量 –评价作物品质的标准因作物不同而异，即不同
的作物有不同的品质要求 –一般用两种指标来评价作物产品品质：
• 化学指标：化学成分、有毒物质（农药、重金属元 素等）含量
• 物理指标：形状、大小、滋味、香气、色泽、种皮 厚薄、整齐度、纤维长度和强度等
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• 糖料作物——出糖率是糖料作物加工品质评价指标。 甜菜块根含糖率12%~25%，甘蔗茎秆含糖率 12%~19%；
• 嗜好作物——烟叶品质通常包括外观质量和内在质量。 外观质量即烟叶的商品等级质量，如成熟度、叶片结 构、颜色、光泽等；内在质量指烟叶的化学成分、燃 烧时的香气吃味、劲头、刺激性等烟气质量，以及烟 叶作为卷烟原料的可用性。
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㈡ 经济作物的品质
• 纤维作物——棉纤维品质决定于纤维长度、细度、强度、 外观、成熟度与含水量等；麻纤维品质主要决定于纤维 长度、宽度和纤维束拉力；
• 油料作物——营养品质、贮藏品质和加工品质决定于种 子的脂肪含量及其组分。一般，脂肪含量高、油酸和亚 油酸等不饱和脂肪酸含量较高、亚麻酸或芥酸含量低， 是提高出油率、延长贮存期、食用品质好的重要指标；
少部分来自茎鞘贮藏物质；蛋白质大部分由营养器官 转运而来，少部分由根系吸收；维生素是叶片衰老时 转运到籽粒中的。
ห้องสมุดไป่ตู้21
• 油料作物
–油料作物品质形成主要表现在由碳水化合物合成 脂肪、由氨基酸合成蛋白质上。
–脂肪合成：贯穿种子形成到成熟的全过程，其合 成强度表现“弱-强-弱”的规律；
–蛋白质合成：强度表现先强后弱的趋势； –脂肪成分：未成熟种子中游离脂肪酸较多，而成
– 油菜——“双低油菜”：低芥酸、低硫甙
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二、环境条件对品质的影响
㈠ 对蛋白质含量的影响 • 地区差异：禾谷类——南高北低、东高西低(小麦、大麦、
玉米、水稻、黑麦)；大豆——南高北低
• 温度：玉米、水稻、大豆的蛋白质含量随灌浆期气温升
高而增加
• 水分：小麦、水稻、豆类、油料作物籽粒蛋白质含量随
降水量增加而降低，即水分不足时蛋白质含量增加；玉米 不同，其蛋白质含量因灌水或降水量增加而提高
过小时，蛋白质和烟碱含量较高，对品质也不利。
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三、产量与品质的关系
• 蛋白质、脂肪、赖氨酸含量与产量不能同步提高
– 因为有机化合物都是由光合作用的最初产物葡萄糖进 一步转化合成的，而转化重量比都是小于1的，如1g葡 萄糖能合成淀粉、纤维素0.83 g，蛋白质0.4~0.62 g，脂 肪0.33 g。可见，作物产品蛋白质、脂肪含量越高的话， 消耗掉的葡萄糖越多，越难于实现高产。
– 一般籽粒以淀粉为主的作物（水稻、小麦、玉米）的 产量较籽粒以蛋白质、脂肪为主的作物（大豆、油菜） 的产量高。
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• 如何实现高产与优质同步？首先，我们对 两者关系的认识水平必须提高和深入——
–其一：一般认为，禾谷类作物籽粒蛋白质含量 与产量呈负相关，但现在有研究认为这不是绝 对的，认为在提高产量的同时改善品质是可以 实现的。
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㈢ 饲料作物的品质
• 豆科的苜蓿、草木犀，禾本科的苏丹草、黑麦草、 雀麦草等；
• 饲料作物品质决定于茎叶中的蛋白质含量、氨基 酸组分、粗纤维含量等；
• 一般豆科饲料在开花或现蕾前收割，禾本科饲料 在抽穗期收割，茎叶鲜嫩、蛋白质含量高，粗纤 维含量低，营养价值高，适口性好。
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二、作物品质形成的生理生化基础
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㈤ 对特殊物质含量及品质的影响
• 烟草
–烟草是喜温作物，要求日平温24~25℃并持续30天左右， 温度过低过高都对品质不利；
– 土壤含水量高使烟碱含量降低； – 氮肥过多对品质不利。施氮量增加使烟叶总氮、蛋白
质、烟碱、钾含量提高，总糖、还原糖含量降低； –充足的光照及较长的光周期利于烟碱的合成； –密度过大时，烟碱、多酚含量降低，品质下降，密度
• 作物产量决定于光合产物的积累与分配，而品质 取决于所形成的特定物质的多少；
• 产量与品质均受到品种与环境条件的影响，但归 根到底，产量与品质取决于生长发育过程中的生 理生化机能。
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• 作物产品中的主成分有碳水化合物、蛋白质、脂 肪和灰分，但不同作物间主成分之间的比例不同：
– 水稻籽粒含碳水化合物70%以上、蛋白质10%左右、 脂肪3~4%；
等烟叶多酚化合物含量高于次等烟叶； –石油醚提取物：脂肪、脂肪酸、精油、树脂、蜡、磷
脂、固醇等，随烟叶成熟度增加而增加，但达最大后 又有所下降。
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第五节 作物品质的改良
一、优良品种的选用 二、环境条件对品质的影响 三、产量与品质的关系
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• 作物品质由遗传因素和非遗传因素共同决定 • 品质改良须从两方面入手——
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– 豆类作物富含蛋白质，且氨基酸组成较合理， 赖氨酸含量较高，营养价值高。因此，豆类与 禾谷类混合食用，可以达到氨基酸互补的效果
– 薯芋类作物含有大量淀粉。甘薯：淀粉含量 20%左右，氨基酸种类多于禾谷类的小麦、水 稻；马铃薯：淀粉含量10%~20%，含有游离 氨基酸、酰胺以及大量Vc（10~25 mg/100g）
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㈠ 粮食作物的品质 • 营养品质 • 食用品质 • 加工品质 • 商品品质
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• 营养品质（指产品的营养价值，决定于产品化
学成分及含量）
–禾谷类作物主要含淀粉、蛋白质、脂肪、纤维素、 糖、矿物质等，以前两者为主。
–蛋白质含量及其氨基酸组分是评价禾谷类作物营 养品质的重要指标。
–禾谷类作物氨基酸组分不平衡，缺乏赖氨酸、色 氨酸、苏氨酸等人体必须的氨基酸
• 温度和水分 –低温和水分充足有利于油分积累 –温度影响脂肪酸组成
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• 肥料 –氮素适中时，脂肪含量提高，饱和脂肪酸含量 降低 –氮素过多时，芥酸含量增加，饱和脂肪酸含量 增加，油脂质量下降
• 病虫害 –降低含油量
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㈢ 对碳水化合物形成的影响 • 淀粉
–水稻：直链淀粉含量与灌浆期温度呈负相关 –马铃薯：中纬度地区淀粉含量高于高纬度地区，钾肥
与磷肥提高淀粉含量而氮肥使淀粉含量下降
• 蔗糖
–温度（前期较高、后期较低）、温差（正相关）、日 长（正相关）、降水量（负相关）影响其合成
–氮磷钾配合施用及增加钾肥可提高甘蔗含糖量
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㈣ 对纤维品质的影响
• 棉花纤维发育要求有较高温度(25~30 ℃)、充足的 光照、全型的矿质养分、充足的土壤水分；
• 麻类纤维发育要求有温暖、湿润的气候，要求整 个生育期土壤含水量保持在田间最大持水量的 80%~85%为宜。
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• 食用品质：非常重要，与其他品质密切相关
–稻米的食用品质受到粒长、长宽比、垩白率、垩白度、 透明度、糊化温度、胶稠度、直链淀粉含量、蛋白质 含量等的影响。
–一般，稻米直链淀粉含量低、胶稠度长、糊化温度较 低、透明度高是食味较佳的标志
–麦类作物的食用品质主要是烘烤品质，一般面筋含量 越高品质越好，烘制的面包质量越好
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• 饲料作物 –前期蛋白质合成较强，随生育进程推进，蛋白 质含量下降，粗纤维合成加强。
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• 烟叶
–淀粉和糖：是烟叶的主要化学成分，两者含量达最大 时采收，成熟度最合适，品质最好；
–蛋白质：对烟气改善没有好处，其含量随成熟度增加 而降低，过低的总氮和蛋白质含量对品质不利；
–烟碱：含量随叶位升高而增加； –多酚化合物：以烟叶生理成熟期为界，前升后降。上
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• 加工品质
– 稻米的出米率（品质好的稻谷糙米率应大于 79%，精米率大于71%，整精米率大于58%）；
– 小麦的出粉率，一般籽粒近球形、腹沟浅、胚 乳大、粒质较硬的白皮小麦出粉率高。
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• 商品品质
–优质稻米要求无垩白、透明度高、粒形整齐； –优质玉米要求色泽鲜艳、粒形整齐、密度大、
无破碎、含水量低。我国玉米商品品质较差。
熟种子中游离脂肪酸减少。
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• 棉花
– 棉花纤维的来源：由受精胚珠表皮生毛细胞经过分化、 伸长、加厚而成；
– 化学成分变化：随成熟度增加，纤维素含量直线上升， 而果胶、含氮物、蜡质脂肪、糖类及灰分相对减少；
– 纤维生长特性：开花后2周内，纤维只伸长，不横向 生长；开花后20~40天，纤维次生壁加厚、纤维素淀 积增重最快（此阶段淀积的纤维素占总量的70%左 右）。
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• 总之，通过育种（扩大基因资源、改进育 种方法）、栽培（确定适宜种植区域、采 取适宜的栽培技术）的共同努力，是可以 打破或削弱作物产量与品质之间的负相关 关系的，从而创建一个更高水平上的产量 与品质的协调状态。
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思考题
提高作物品质的途径有哪些 ？
THE END
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–其二：一般认为，不利的环境条件往往增加蛋 白质含量，而提高蛋白质含量的栽培措施往往 使产量降低。但产量与蛋白质间关系不是直线 关系，而是呈单峰曲线关系，因此，合理的栽 培措施，适宜的生态环境，可以同时实现高产 与优质目的。
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• 国际水稻所提出了“蛋白质阈值”概念， 即蛋白质含量的界限值；超过该界限时， 产量会随蛋白质含量增加而下降。