我国酿酒历史悠久，用曲酿酒是我国先民的伟大创造之一[1]。酒曲是一种集糖化发酵于一体的富含多种微生物的复合酶制剂，是发酵过程中微生物和功能酶的主要载体[2-3]，这些微生物和功能酶将谷物中的营养物质逐步分解形成独特风味的白酒[4]，因而曲是酿酒发酵的原动力[5]，被誉为白酒的灵魂。小麦含有丰富的淀粉、适量的蛋白质及其他营养成分，可供微生物生长繁殖，并产生白酒香味成分的前体[6]，且黏着度适宜，无疏松失水之弊，是理想的制曲原料[7]。小麦原粮品质必然会影响到大曲中微生物区系组成以及大曲质量[8-9]，进而影响白酒质量和产量[10]。国内外包括四川等地优质酒曲的研究主要围绕微生物[11-13]、酿造工艺[14]、酒曲理化指标变化[15-16]展开，有关栽培措施对制曲品质的研究少见，与小麦产业化发展需求脱节，因而研究栽培技术对小麦制曲品质的影响，对于大曲专用粮优化栽培技术的形成进而推动小麦产业化发展具有重要意义。

氮是生命元素，也是作物的“食粮”，适量增施氮肥可以提高小麦产量、蛋白质和面筋含量，实现中(强)筋小麦籽粒品质和产量的有效协同，但会导致弱筋小麦品质下降[17]，一直以来施氮量也是弱筋小麦优质高产的关键栽培措施。就酿酒制曲而言，要求原粮粉质率高，有适宜蛋白质含量，与适宜制作糕点的弱筋小麦品质还有所不同，有关施氮量对糕点制作品质的影响报道较多，但对制曲品质的影响鲜见报道。同时，稻茬麦田土壤含水量高、受干旱胁迫影响小，相同栽培措施下小麦蛋白质含量一般低于旱地小麦[18]。前期的研究也表明，四川平原稻茬小麦适宜生产弱筋小麦，施氮量不改变其弱筋特性，但是否影响制曲品质亟待研究。基于此，本试验结合西南地区小麦生产及四川白酒产业的发展，以2个代表性的弱筋小麦绵麦367和蜀麦1671为对象，设置0，90，135，180，225 kg/hm2 5个施氮量梯度，系统研究施氮量对稻茬弱筋小麦原粮品质及制曲相关品质的影响，以期为川酒的发展提供优质的原粮和相应的栽培技术，促进四川弱筋小麦产业化发展。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2019-2020年在四川省成都市大邑县安仁镇现代农业(粮食产业)园区(E：103.55°，N：30.47°)开展，该区域属亚热带湿润季风气候。试验地前茬为水稻，供试土壤为水稻土，耕层土壤(0～20 cm)基础理化性质：有机质、全氮58.8，2.04 g/kg，碱解氮、速效磷、速效钾153.7，23.5，221.3 mg/kg。小麦生育期气象条件见图1，其中，平均气温为11.6 ℃，降水量为99.4 mm。

1.2 试验设计

试验采用二因素裂区设计，主区为品种：绵麦367(MM367，品种来源：1275-1/99-1522，粉质-半角质小麦)和蜀麦1671(SM1671，品种来源：HZ10-28/K10-951，粉质小麦)，分别由绵阳农科院和四川农业大学小麦研究所提供。副区为施氮水平：0(N0)，90(N90)，135(N135)，180(N180)，225 kg/hm2(N225)。小区面积为30 m2(6.2 m×4.8 m)，每处理3次重复。小麦开沟条播，行距20 cm，基本苗225×104/hm2。供试氮肥为普通尿素(N 46.4%)，磷肥为过磷酸钙(P2O5 12.0%)，钾肥为氯化钾(K2O 60%)。底肥各处理统一施入45 kg/hm2作基肥，剩余氮肥于苗期(四叶一心)施入，磷肥(P2O5)和钾肥(K2O)作为基肥一次性施入，施用量均为75 kg/hm2。其他管理同当地大田。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 小麦籽粒原粮品质的测定 于收获后测定小麦千粒质量和容重；后熟一个月，使用硬度指数测定仪(JYDB100×40型，布勒粮食检验仪器无锡有限公司)测定籽粒硬度[19]；目测法测定籽粒粉质率[20]；凯氏定氮法(FOSS-8400，丹麦福斯公司)测定粗蛋白质含量[21]；蒽酮比色法测定籽粒(粗)淀粉含量[22]；索氏提取仪(FOSS SOX500，丹麦福斯公司)测定粗脂肪含量[23]。将后熟的籽粒磨粉，用RVA测定仪(RVA-Tecmaster，瑞典波通仪器公司)测定面粉RVA特征值[24]；用降落数值仪(FN1500，瑞典波通仪器公司)测定降落值[25]；用近红外谷物籽粒分析仪(Infratec TM 1241，丹麦福斯公司)测定湿面筋含量和沉降值[26]。

1.3.2 大曲品质的分析测定 酒曲后熟完成后，每处理随机选取3块，由一位大曲品质鉴定专家及三位专业人员，从曲块外观、断面和气味进行感官评价并记录，感官评价方法参照文献[27]，略有改动，如下表1所示。每块取1/2粉碎后过20目筛(孔径0.85 mm)于-20 ℃保存，用于测定成品曲酸度、糖化力，具体操作参考行业标准[2]。

1.4 统计分析

试验数据由 Microsoft Excel 2013 软件处理计算，用SPSS 20.0系统软件进行统计分析，用 LSD 法进行显著性比较分析；用 Origin 2018 软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 施氮量对原粮品质的影响

2.1.1 容重、千粒质量、硬度指数和粉质率 由图2可知，品种、施氮量及其互作效应对籽粒容重、千粒质量、硬度指数和粉质率均有极显著影响。蜀麦1671的容重大于绵麦367，硬度指数低于绵麦367。施氮后蜀麦1671容重降低，但几个施氮量间差异不显著；绵麦367则在N225条件下的容重显著低于其余处理，但不同施氮量下两品种容重均高于750 g/L。N90处理提高了两品种千粒质量，之后随施氮量增加，千粒质量下降，蜀麦1671上差异显著；施氮有增加硬度指数的趋势，在蜀麦1671上表现更为显著，规律性更强，N225条件下籽粒硬度>45，为混合小麦，其余处理均属于软麦范畴；绵麦367硬度指数>45，整体属于混合小麦。在0～180 kg/hm2施氮范围内，2个品种的粉质率均高于70%，且两品种均在N225条件下粉质率最低。

2.1.2 蛋白质含量、沉淀值及湿面筋含量 由表2可知，品种、施氮量及其互作效应对粗蛋白含量、沉淀值和湿面筋含量均产生极显著影响(P<0.01)。绵麦367较蜀麦1671粗蛋白含量高出3.8百分点，沉淀值降低1.6 mL，湿面筋降低2.7百分点，差异极显著(P<0.01)。随施氮量增加，绵麦367的粗蛋白质含量先降低后升高再降低，在N90水平下最低，为(72.6±0.27)g/kg，在N180水平下最高，为(88.0±1.50)g/kg；蜀麦1671蛋白质含量则先降后升，在N90最低，为(75.5±0.36)g/kg，N225时最高，为(84.2±0.71 g/kg)，可见不同施氮量下粗蛋白质含量均较低，不足10%。

2.1.3 淀粉含量、降落值及RVA特征参数 由表3可知，品种、施氮量及其互作效应对总淀粉含量、降落值、RVA特征值均有极显著影响(P<0.01)，除糊化温度外，蜀麦1671淀粉含量、降落值、峰值粘度、低谷粘度、最终粘度均高于绵麦367。施氮增加了总淀粉含量，不同品种间敏感性不同，绵麦367在N135水平下总淀粉含量达到最大值(641±4.46)g/kg，蜀麦1671总淀粉含量在N135水平后趋于稳定，保持在66.6%左右。随施氮量的增加，绵麦367降落值显著升高，蜀麦1671在N90～N133及N135～N180降落值差异性不显著，除N0处理外，两品种均以N225条件下降落值最高。增加施氮量可以显著提高淀粉的RVA特征值，淀粉糊化过程中的峰值粘度、低谷粘度、最终粘度及糊化温度均随施氮量的增加而增加或逐渐趋于稳定。

2.1.4 粗脂肪含量 由图3可知，小麦籽粒的粗脂肪含量主要受品种的影响，其次是施氮量及两者的互作。绵麦367粗脂肪含量显著高于蜀麦1671。随施氮量的增加，绵麦367籽粒粗脂肪含量依次降低，N180与N225处理下的粗脂肪含量差异不显著；蜀麦1671粗脂肪含量在N90水平最高，N225水平最低。

2.2 施氮量对大曲品质的影响

2.2.1 酸度和糖化力 由表4可知，酒曲的酸度主要受施氮量的影响，糖化力主要受品种影响。在N0～N135内随施氮量增加，成品曲酸度随之增加，N135之后继续增施氮肥成品曲酸度逐渐降低，两品种小麦所制大曲酸度差异不显著，成品曲的酸度为0.036～0.095 mmol/g，介于0.03～0.15 mmol/g标准范围，均在N135条件下达到最大值。随施氮量的增加，糖化力有先升后降再升的趋势，以N135水平下大曲糖化力数值最高，分别为363，297U，且以绵麦367为原料制作的大曲糖化力平均值比以蜀麦1671为原料形成的大曲糖化力平均值高25.5%，品种间差异极显著。

2.2.2 感官品质 由表5可知，蜀麦1671制成的大曲感官评分高于绵麦367。就施氮量而言，在N90～N180内施氮量对外观品质影响不显著，N225水平下，绵麦367外观品质降低而蜀麦1671则表现为增加；随施氮量增加，绵麦367、蜀麦1671制作的大曲的断面、气味的评分及总分均有一定提升，在N180水平下达到最大值。

2.3 不同施氮量下的原粮品质与大曲感官品质的通径分析

由表6可知，总淀粉含量(X4)与感官评价总分呈极显著正相关，与籽粒容重(X1)、千粒质量(X2)、粗脂肪含量(X5)显著或极显著性负相关，与蛋白质含量(X3)相关性不明显。总淀粉含量对感官评价总分的直接通径系数最大，其次是蛋白质含量(X3)。从间接通径系数可知，总淀粉含量通过粗脂肪含量对成品曲感官评价有间接的正向效应，说明碳源在大曲感官品质的形成过程中产生重要影响。

3 讨论与结论

3.1 合理施氮有利于改善稻茬小麦原粮品质进而促进弱筋小麦制曲适宜性

从小麦原粮到曲，涉及粉碎、踩制与发酵3个环节，原粮的品质直接影响到制曲的适宜性。一般认为适宜制曲的小麦为软质小麦，粉质率高。软质麦玻璃质含量低，结构松散，易于吸水，能够达到制曲原料的粉碎“心烂皮不烂”的要求，粉质率较高的软质小麦比较适合酒曲的制作[20]。本研究发现，随施氮量增加，小麦籽粒粉质率呈下降趋势，硬度指数呈上升趋势，225 kg/hm2施氮量下粉质率最低、硬度指数最高。但粉质率过低、硬度指数过大，不利于达到制曲原料粉碎中心烂皮不烂的要求，因而就粉碎品质而言，225 kg/hm2施氮量不可取，其他施氮量下的粉质率无显著差异。硬度指数更多受基因型影响，蜀麦1671的粉质率在0～180 kg/hm2施氮量下硬度指数均低于45，属于软麦范畴。因而综合粉质率和硬度指数，低于180 kg/hm2均是可取的施氮量范围。

小麦中的淀粉是小麦的储藏多糖，是微生物及酶代谢过程中重要的碳源[28]。碳源不足，易引起菌体衰老和自溶[29]，碳源过多，易导致大曲品温猛升难以控制，或造成大量有机酸[30]，形成较低的pH值。蛋白质是微生物及酶代谢过程中重要的氮源，在发酵过程中被降解为氨基酸、铵态氮等物质，一方面为微生物的生长繁殖提供原料，另一方面是复合曲香的前驱物质，也是白酒呈香呈味物质来源之一[28]，且淀粉分解产生的还原糖与蛋白质降解产生的氨基酸在发酵过程中为美拉德反应提供前体物质[31]，形成酒曲独有的复合曲香，因而制曲要求适宜的碳氮比。关于蛋白质含量，一般要求10%～12%左右[32]，氮源不足，则菌体生长繁殖受到一定的抑制；氮源过多会使菌体生长过于旺盛，pH 值偏高，不利于代谢产物的积累。本试验结果表明，在本区域稻茬条件下，两品种蛋白质含量均很低，施氮增加了籽粒蛋白质含量和湿面筋含量以及沉降值，有助于改善小麦籽粒的蛋白质含量及质量，增加制曲适宜性。同时，适宜的施氮量也可增加籽粒淀粉含量，以135 kg/hm2处理下淀粉总含量最高，绵麦367总淀粉含量达到(641±4.46)g/kg，蜀麦1671达到(667±5.31)g/kg。除增加淀粉含量外，增加施氮量还可以显著提高降落值和淀粉的RVA特征值，较高的降落值保证籽粒淀粉在发酵之前未被分解，较高的峰值粘度、低谷粘度、最终粘度及糊化温度有利于大曲发酵过程中养分的分解及微生物的生长繁殖。张琪琪等[33]研究表明，软质小麦具有较高的峰值粘度、低谷粘度及糊化温度，但最终粘度略低，施氮可显著提高峰值粘度、低谷粘度和最终粘度[34]，优化弱筋小麦糊化特性。

脂肪在小麦籽粒中含量较少，本试验中两供试品种脂肪含量不足3%。发酵过程中脂肪在微生物及酶的作用下降解为脂肪酸等物质，不仅为大曲及酒香味物质的形成提供的前体物质，还为微生物生长繁殖提供菌体合成的原料，但脂肪含量过高易导致成品曲生酸较快而具有酸败味儿，低脂肪有利于控制发酵过程中的升酸幅度，减少异杂味，对酵母生长及保持酒质的纯净有益[28]。本试验结果表明，施氮有降低脂肪含量的趋势，随施氮量的增加，绵麦367籽粒粗脂肪含量依次降低，185，225 kg/hm2处理下的脂肪含量差异不显著，蜀麦1671粗脂肪含量在90 kg/hm2水平最高，225 kg/hm2水平最低。可见，适宜施氮也有利于降低脂肪含量有助于大曲质量提升。综合认为，针对本区域的稻茬小麦而言，135～180 kg/hm2有利于改善稻茬小麦原粮品质进而促进弱筋小麦制曲适宜性。

3.2 原粮品质与大曲品质的关系初探

有关大曲品质的评价，主要围绕感官、理化、微生物指标进行，其中感官和理化指标应用比较广泛[35]。本研究通过不同施氮量处理发现，在180 kg/hm2处理下其感官评价最优，主要表现为曲砖表面灰白色菌斑分布均匀；断面结构整齐，颜色基本一致，菌丝分布密集；香味醇正，无明显酸臭异味；在135 kg/hm2处理下其糖化力、酸度最高。因此，以施氮量为135～180 kg/hm2生产的小麦较适合作为大曲原料。结构影响功能，小麦原粮品质对大曲品质的形成至关重要。朱和琴等[36]表示淀粉、蛋白质含量较高的小麦有利于微生物的生长和大曲的发酵以及香味物质的形成。刘淼等[37]研究发现，小麦籽粒容重、脂肪含量、湿面筋含量、沉降值对大曲微生物的生长繁殖影响较大。李媛媛等[38]表明糖化力主要受原料组成等的影响。本研究表明，小麦淀粉品质对大曲感官品质影响较大，其次是蛋白质含量。感官评价总分与淀粉含量极显著性正相关，与籽粒容重、千粒质量、(粗)脂肪含量极显著性负相关，与蛋白质含量相关性不明显。在淀粉含量较高时，酸度及糖化力达到最大值。由此可知，原粮小麦的总淀粉含量对大曲感官品质及糖化力的形成至关重要。同时，籽粒中适宜的粗脂肪在发酵过程中的降解产物不仅有利于微生物的生长繁殖，也有益于大曲复合曲香的形成，从而在一定程度上改善大曲品质。

合理增施氮肥可提高籽粒蛋白质含量和质量，总淀粉含量提高，淀粉RVA特性改善，脂肪含量降低，原粮品质的改善有利于提升制曲适宜性。同时，过量施氮(225 kg/hm2)会导致硬度指数增加，粉质率下降，不利于满足粉碎品质的要求。研究认为，淀粉含量对大曲感官品质及糖化力影响较大，推荐川西平原地区稻茬小麦施氮量为135～180 kg/hm2，以此条件下生产的小麦为原料制作的大曲外观品质和理化品质较好。

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Effects of Nitrogen Application Rate on Raw Grain Quality and Daqu Quality in Wheat-rice System

CHEN Yanqi1，LIU Qiong1 ，BIANBA Lamu2，CHEN Songhe1，ZHANG Heng1，LI Chaosu3，YANG Hongkun1，ZHENG Ting1，HUANG Xiulan1，FAN Gaoqiong1

(1.College of Agronomy，Sichuan Agricultural University，Key Laboratory of Crop Eco-Physiology and Farming System in Southwest China，Ministry of Agriculture，Chengdu 611130，China；2.Xizang Qamdo Biba County Reyu Town Agriculture and Animal Husbandry Service Center，Changdu 854000，China；3.Crop Research Institute，Sichuan Academy of Agricultural Sciences，Chengdu 610066，China)

Abstract： To clarify the effect of nitrogen application rate on the quality of wheat-rice system and Daqu quality in Sichuan Province.The experiment was started from 2019 to 2020 and carried out in Dayi County，Sichuan Province.The experiment was laid out in a split-plot design，with Mianmai 367 and Shumai 1671 as the main factor and the sub-plot was five nitrogen levels(0，90，135，180 and 225 kg/ha)，which were marked as N0，N90，N135，N180 and N225，respectively.Except for N0，the basal nitrogen level of other treatments was 45 kg/ha，and the remaining nitrogen was applied at single stage of four leaves.The results showed that the grain bulk density and opaque rate of the two varieties were higher than 750 g/L and 70%，respectively.Compared with other treatments，the hardness index of N225 treatment was significantly increased and the opaque rate was reduced，and the 1000-grain weight of N90 treatment was the highest.With the increase of nitrogen application rate，the protein content gradually increased(Shumai 1671)or first increased and then decreased(Mianmai 367).The wet gluten content and sedimentation value were the largest under 225 kg/ha treatment，and the starch content reached the maximum in N135 treatment.With the increase of nitrogen application rate，the falling value and RVA characteristic value gradually increased or tended to be stable，whereas the fat content showed a downward trend.Compared with other treatments，the sensory evaluation，saccharifying power and acidity reached the highest at N180，N135 and N135 treatment，respectively.The sensory evaluation was mainly affected by the content of starch and fat，followed by protein.The saccharifying power and acidity reached the maximum when the starch content was high.The results showed that grain starch content is particularly important for the formation of Daqu quality.Reasonable application of nitrogen fertilizer can optimize the raw grain characteristics of weak gluten wheat and promote the suitability of Daqu production.In conclusion，it is suggested that the suitable nitrogen application range of rice stubble wheat used for Daqu production in Southwest China is 135-180 kg/ha.

Key words： Wheat-rice system；Nitrogen；Quality；Daqu

收稿日期：2021-08-13

基金项目：国家重点研发计划项目(2016YFD0300406)；四川省农作物育种攻关项目(2021YFY2002)；国家公益性行业(农业) 科研专项(20150312705)

作者简介：陈艳琦(1993-)，女，河南商丘人，硕士，主要从事小麦品质研究。

通讯简介：樊高琼(1976-)，女，四川宜宾人，教授，博士，主要从事小麦生理生态与栽培研究。

中图分类号：S141.3

文献标识码：A

文章编号：1000-7091(2021)增刊-0297-09

doi：10.7668/hbnxb.20192595