农作物栽培概论.ppt 第28页

农作物栽培概论* 第一页,共28页 1.实用指标 食用营养性状 加工性状 加工性状 生命活动性状——农作物产品的实用性——实用性指标包括生化、物理、生物方面。 生物学指标:指作为种子(苗)使用的生命活动性状。 如水分含量、发芽率、纯度、抗逆性等生化指标:指产品中生化物质的含量。 淀粉(支链/直链)、蛋白质及氨基酸组成、脂肪、维生素、有机酸、糖、纤维素、生物碱、矿物质等物理指标:指产品的直观、工艺、加工性能。 如粗糙度、出粉率、糖度、包衣率、出油率、垩白度、透明度、凝胶稠度、膨胀度、面筋含量、香味、纤维长度、纤维强度、纤维成熟度、果实成熟度、可燃性、紧密度等*第二页,共28页——转基因产品的安全性状 2、安全指标 这是与保护健康和生命安全相关的生化指标。 ——产品接受外来生化物质如重金属、细菌、农药、生长调节剂等物质。 农作物产品按照实用性、安全性、商品性等指标标准化为若干商品等级。 3、商品指标 这是与产品贸易利益相关的一种外观物理性能。 ——产品本身含有的生化物质,如芥酸、芥子油甙、棉酚、焦油、烟碱等有机物质* 第 3 页,共 28 页 1. 农作物品质类型 (1) 粮食作物产品品质 包括谷类、豆类和山药作物,主要产品为谷物、块茎和块根; 其质量主要包括外观质量、营养质量、食用质量和加工质量; 1、外观质量(又称形态质量、商品质量)是指农作物初级产品的外观、形态和物理性能; 例如,小麦的外观品质包括籽粒的形状(如长圆形、椭圆形、椭圆形、圆形等)、均匀度、饱满度等。 、籽粒颜色(红色、白色、花色和琥珀色等)、胚乳质地(硬质、玻璃状、半硬质、粉状等)等; 稻米外观品质包括长、宽、长宽比、白垩色等有无(即心白、背白、腹白)、胚乳透明度、糊化温度、凝胶稠度、直链淀粉或蛋白质含量等; 玉米的外观品质包括籽粒的形状、色泽、胚的大小或胚/粒比等。

 

棉花的外观质量包括棉纤维的长度、细度和颜色。 * 第4页,共28页 2、营养品质:主要指营养成分的含量。 即农作物为人类和人工饲养的牲畜提供的蛋白质、氨基酸、脂肪、糖类、维生素和矿物质元素的成分和含量; 还包括具有一定保健作用的成分,如不易消化的非淀粉多糖(具有双歧因子功能)等。在谷类作物中,蛋白质含量及其氨基酸成分仍然是评价其营养品质的重要指标; 红薯和马铃薯中,除了淀粉含量外,各种氨基酸和维生素含量也是评价品质的重要指标; 3、加工质量:指对产品质量不产生明显影响,但对加工过程有影响的原材料特性。 如糖料作物的含糖量、油料作物的含油量、棉花的皮棉含量、向日葵、花生的出仁率等; 小麦的一次加工品质包括面粉出率、种皮率、容重、角质率、籽粒硬度、籽粒形状、腹股沟深度等。二次加工品质包括面粉品质(白度、灰分、面筋含量、沉降值)等)、面团品质(吸水率、面团成型时间、稳定时间、破断时间、耐受指数、软化度等)、烘焙品质(面包体积、比容、面包平分)和蒸煮品质等。 ; 稻米的煮食品质(吸水性、溶解性、延展性、糊化特性、膨胀性、冷热米的柔软度、弹性、香气、色泽、口感等)和碾米品质(粗滤、碾米率、粒/粒)粗米率、整米率等)也属于加工质量。

一般认为,直链淀粉含量低、凝胶稠度长、糊化温度低的大米是口感较好的标志; 较高的面筋含量和较好的小麦粉质量是烘焙质量的标志。 * 第5页,共28页 (二)经济作物的产品质量 1、工艺质量:指影响产品质量的原料特性。 如棉纤维长度、细度、均匀度、成熟度、棉纤维强度; 烟色、含油量、成熟度等。棉纤维要求洁白、无黄花、成熟度好、干燥,纤维长度为28-35mm。 2、加工质量:指对产品质量不产生显着影响但对加工过程有影响的原材料特性。 如糖料作物的出糖率、油料作物的含油率、棉花的皮棉产量、向日葵、花生的仁出率等。油料作物中油酸、亚油酸含量较高,两者的比例合适。 亚麻酸、芥酸含量低,是提高出油率、延长贮藏期、改善食品品质的重要指标。 (3)饲料作物的产品质量,如苜蓿、桂花、苏丹草、黑麦草、雀麦草等茎叶中的蛋白质含量、氨基酸组成、粗纤维含量等。 、谷类饲料作物在抽穗期收获,茎叶新鲜,蛋白质含量高,粗纤维含量低,营养价值高,适口性好。 * 第 6 页,共 28 页 2. 作物品质指标 (1)生化指标主要包括蛋白质(白蛋白、球蛋白、麦醇溶蛋白(决定面筋的延伸性)、麦谷蛋白(决定面筋的弹性)、不溶性蛋白质等)、氨基酸(氨基酸成分)、脂肪(含油量和脂肪酸成分)、淀粉(由糊化特性决定,即直链淀粉与支链淀粉的比例、淀粉链长、淀粉颗粒大小、淀粉中蛋白质和脂肪的比例)颗粒剂等)、糖、维生素、矿物质、芥酸(食用菜籽油中芥酸含量)、芥子油苷(苷)、棉酚等,以及有害物质(如化学农药残留等) 。

(2)物理指标主要包括产品形状、大小、滋味、香气、色泽、种皮厚度、均匀度、纤维长度、纤维强度等。如米的出率、米的形状、白度、透明度等。水稻的面筋含量、小麦的面筋含量、棉花的纤维长度和强度、油料作物的含油量和脂肪成分等都是农作物的物理指标; 农作物产品因用途不同,质量要求也不同。 例如,用红薯作为淀粉原料进行加工时,要求其淀粉含量较高。 农作物烹饪时,需要考虑胡萝卜素含量、甜度、香气和纤维素。 内容等 *第7页,共28页。 需要指出的是,农作物品质通常是形态指标和理化指标的综合评价,它们并不是相互孤立的。 例如,大米的品质指标有14项,包括物理指标(长径比、垩白度等)和生化指标(直链淀粉含量、凝胶稠度等),只有当14项指标同时满足一定标准时时间到了,才能称得上是一定级别的优质大米。 此外,对农作物品质还有其他要求,如: 1、内在品质:是指影响农产品品质的一切内在特性。 如营养成分、杂质含量、腐败因素等。 2、卫生质量:指食品和饲料产品的无毒性。 如食用菜籽油中的芥酸含量,禾谷类作物籽油中的单宁、酚类化合物和腐植酸含量等。 3、市场销售品质:是指能够被接受或喜欢的一切有利于销售的特性由消费者。 如良好的外观质量、优质的质地、风味和口感等。

4、贮藏保鲜品质:是指种子、水果、蔬菜等农产品经受储存并长期保鲜的能力。 如果外来油脂中亚麻酸含量过高,在储存过程中容易氧化变质,影响油脂的储存寿命。 *共第8页,共28页 3、优质专用农作物产品质量标准 (1)粮谷类小麦分为优质专用强筋小麦(要求较高的蛋白质、干面筋和湿面筋含量) 、优质专用中筋小麦、优质弱筋专用小麦三大类。 玉米分为优质饲料玉米、淀粉发酵工业玉米、爆米花玉米、高油玉米、糯玉米、甜玉米等,优质国标一级籼米,精米率达56以上%,垩白度小于1%,直链淀粉17-22%,口感品质9级以上。三类农作物(水稻、玉米、小麦)的质量标准均为国家强制性标准,即必须执行的标准,也是国家采购这三类农作物的最低质量标准,是这三类农作物进入市场的必要条件。 * 第9页,共28页 优质大米标准(GB/T17891-1999)(强制性国家标准) 品种等级 整精米率(%)≧ 垩白度(%) ≦ 直链淀粉(%) 食味品质 ≧ 籼米1 56.0 1.0 17.0 —22.0 9 2 54.0 3.0 16.0 —23.0 8 3 52.0 5.0 15.0 —24.0 7 粳米1 66.0 1.0 15.0 —18.0 9 2 64.0 3.0 15.0`—19.0 8 3 6 2.0 5.0 15.0 —20.0 7 * 共第10页28页优质小麦标准(强制性国家标准) 项目指标 优质强筋小麦(GB/T17892-1999) 优质弱筋小麦(GB/T17893-1999) 一级、二级颗粒密度(g/L) ≥770 ≥750 水分(%) ≤12.5 ≤12.5 不完整颗粒(%) ≤6.0 ≤6.0 杂质总量(%) ≤1.0 ≤1.0 矿物杂质(%) ≤0.5 ≤0.5 正常色、臭正常落数(s) ≥300 ≥300 粗蛋白(%)(干基) ≥15 ≥14 ≥11.5 面粉湿面筋(%)(14%,水分基) ≥35.0 ≥32.0 ≤22.0 面团稳定时间(min) ≥10.0 ≥7.0 ≤2.5 烘烤质量分值 ≥80 (2)经济作物:主要指棉花。

请参阅讲义第 92 页上的表 8-4。 *共11页,共28页 4、农作物品质评价指标体系 (一)营养品质评价指标:包括: 1、营养特性指标:水分、灰分、pH、粗蛋白、粗脂肪、农作物产品氨基酸、维生素、矿物质元素、脂肪酸、热量等。 2、安全指标:农作物产品的食用性、杂质含量、农药残留(有机氯、有机磷)、基因农作物产品的安全性等。 3、卫生特性指标:微生物含量、重金属元素残留量、激素含量等。 4、功能指标:农作物产品的药用特性、人类的喜好和适口性、农作物的感官特性(色、香、味、形)等。 (二)加工质量评价指标:包括1.加工特性:2.储运特性:3.利用特性; (三)商品品质评价指标:包括 1、等级规格: 2、外观特征: 3、流通特征: 4、便利特征: * 第12页,共28页 第二节 作物品质形成机理 作物产量的形成取决于光合产物的积累和分配决定了作物品质的形成,而作物品质的形成取决于特定物质的形成,如储存蛋白、脂肪、淀粉、糖、纤维素以及单宁、植物生物碱等特殊综合物质的数量和质量各不相同与农作物品种和环境条件有很大关系。 一、作物产品品质形成的过程 1、糖和淀粉的形成:叶片和其他器官的光合产物以蔗糖的形式通过维管束运输到贮藏组织,在糖和淀粉的形成中首先分解为葡萄糖和果糖。细胞壁,然后进入细胞质中合成蔗糖后,最后转移到液泡中储存。

谷类作物的淀粉积累发生在开花后几天。 叶子和其他器官合成的光合产物以及营养器官储存的光合产物通过维管组织运输到产量器官。 它们由蔗糖合酶 (SS) 和尿苷二磷酸葡萄糖加工。 在焦磷酸化酶(UDPGPPase)和可溶性淀粉合酶(SSS)和淀粉颗粒结合淀粉合酶(GSSS)作用下合成支链淀粉和直链淀粉; 如果淀粉合成过程受阻或减弱,所形成的产品淀粉含量减少,蔗糖含量增加,就会形成甜产品,如甜玉米等。 如果直链淀粉合成过程受阻,编码GBBB的基因就不会表达,产生糯性产品,如糯米、糯玉米、糯玉米等。 小麦等; 此外,花生和油菜籽等油料作物在种子发育的早期阶段首先积累糖分,然后将其转化为脂肪。 * 第 13 页,共 28 页 2. 蛋白质形成:农作物需要碳源和氮源来合成谷物淀粉和蛋白质。 碳源来自于叶形成前、开花前和开花后营养器官中储存的临​​时碳水。 化合物,氮源来自根部吸收的氮和营养器官储存的氮; 一般认为,淀粉合成所需碳源的75%左右来自开花后叶片直接形成的光合产物,储存的碳源仅占25%。 %; 蛋白质合成的氮源正好相反。 氮源75%来自开花前营养器官储存的氮化合物,25%来自开花后直接从土壤吸收的氮; 因此,开花前和开花后植物吸收(或合成)和储存的碳、氮的分配和再循环,会影响作物籽粒中蛋白质和淀粉的积累,最终影响作物的品质。

豆科作物的豆荚通常用作临时储存,直到谷物发育的后期才会转移到种子上。 因此,在果实发育初期,荚果中的蛋白质含量增加; 发育中期,荚果中的蛋白质开始降解,含量减少(稀释效应); 发育后期,蛋白质积累速度加快,含量又开始增加。 因此,作物种子中蛋白质积累量呈“V”形上升曲线。 * 第 14 页,共 28 页 人们普遍认为,不利的环境条件往往会增加蛋白质含量,而大多数增加蛋白质含量的农艺实践往往会导致产量降低。 水稻产量与水稻蛋白质含量呈负相关,但也存在两者呈正相关或不相关的情况。 一般在中低产的情况下,随着环境和栽培条件的改善,如增加氮肥的施用量,籽粒产量和蛋白质含量会同时增加,且两者呈正相关,在至少它们不会呈负相关。 当产量达到品种最高水平时,随着施氮量的增加,蛋白质不断增加,水稻产量下降。 * 第15页,共28页 国际水稻研究所(1973)提出“蛋白质阈值”的概念,指的是蛋白质含量的极限值。 当超过这个限值时,水稻产量会随着蛋白质含量的增加而下降。 。 * 第 16 页,共 28 页 3. 脂肪的形成:谷类作物种子中脂质的形成是由糖转化而来的。 然而,迄今为止,农作物产品中脂质的形成过程还不太清楚。 一般认为,油料作物的种子首先形成饱和脂肪酸,然后转化为不饱和脂肪酸。 脂质主要是甘油三酯,包括脂肪和油。 它们主要以小油滴的形式存在于细胞中。

4.纤维素的形成:棉花和大麻主要被人类用作纤维作物。 棉纤维的发育经历三个阶段:纤维细胞伸长、细胞壁沉积和增厚、纤维脱水和扭曲。 细胞壁沉积增厚期纤维素积累的关键期持续25-35天。 一般来说,温度越高,沉积物越致密,而在较低温度下,沉积物变得疏松和多孔; 大麻从出苗到现蕾开花的时期,即植株的快速伸长期,是纤维形成的重要时期,此时纤维的粗细受到影响。 工艺质量也有一定影响,因此应在果实发育和开花期开始前采收果实(用于播种的植物除外)。 这样可以避免茎中积累的养分转移到果实中,影响纤维素的品质。 * 第 17 页,共 28 页 5. 尼古丁的形成和积累 尼古丁(C10H4N2),又称尼古丁,是一种天然存在于烟叶中的生物碱。 这种生物碱是磷酸甘油醛和天冬氨酸,它们的反应产物被输送到根部合成,然后转移到烟叶中; 烤烟的不同器官中,尼古丁的积累有差异,一般以烟叶最多,其次是根、烟茎、花和种子; 从烟叶生长部位来看,一般是顶叶>腰叶>脚叶; 同一片叶子中,叶基部含0.6%,叶尖含2%以上; 成熟烤烟叶中,烟碱含量一般为1.5-3.5%,白香型烟叶为2-4%。 为1.5-2.2%。

2、影响农作物产品质量的因素遗传是决定农作物质量的内部因素,而环境是影响农作物质量的外部因素。 (1)遗传因素农作物产品的品质性状,包括蛋白质、淀粉、脂肪、维生素、口味和烹调品质等,一般受遗传基因控制; 例如,稻米香气(由隐性基因控制)、粒长、垩白率等易受环境条件影响的性状; 淀粉和支链淀粉的含量受主基因和多基因控制,因此不同作物的产品品质存在差异; 一般为数量性状,易受环境条件影响。 * 第18页,共28页 (2) 环境条件(12个方面) 1. 地理条件 大多数谷类作物(小麦、水稻、玉米、大麦、黑麦)的谷物蛋白质从北到南、从西到东逐渐减少; 例如,小麦的蛋白质含量随着纬度或海拔的降低而逐渐降低,北美、前苏联等国家的小麦蛋白质含量较高。 大豆南方较高,北方较低; 高纬度、高海拔地区由于气温低、降雨少、日照长、昼夜温差大,有利于石油的合成。 2、季节条件不同季节差异较大,产品质量差异较大。 例如,与南京的早稻和晚稻相比,早稻的稻米品质普遍较差。 3、光照强度对农作物产品品质的影响强光可以促进花青素的形成,可以显着改善果实的着色,增加糖分和维生素C的含量,提高果实的耐贮性; 南方小麦品质较差,主要是春季阴雨、光照不足造成的; 长期日照下,大豆的蛋白质含量减少,脂肪含量增加; 4、光质对农作物产品品质的影响 0.71-0.61 um(710-610 nm)的红、橙光有利于碳水化合物的合成,0.51-0.40 um(510-400 nm)的蓝、紫光有利于碳水化合物的合成。有利于蛋白质合成和根系生长,<0.40um(<400nm)紫外线可促进果实成熟,增加果实含糖量; 因此,可以通过有色薄膜改变光的质量来影响作物的生长,一般可以提高产量、改善品质。

* 第 19 页,共 28 页 5. 光照长度对农作物产品质量的影响。 花后延长光照,可以降低大豆的蛋白质含量,增加脂肪含量; 纬度较高的地区,日照较长,光照充足,温度适中,大豆的脂肪含量较高; 在我国南部纬度较低的地区,由于日照时间较短,大豆的蛋白质含量较高。 六、温度对农作物产品品质的影响就温度而言,在一定范围内,随着温度的升高,籽粒蛋白质增加。 例如,小麦在20-25℃时蛋白质和面筋含量最高; 稻粒成熟期间的温度与直链淀粉含量呈负相关。 例如,水稻灌浆、挂果前20天的高温,会导致水稻的垩白度明显增加; 同一水稻品种,由于种植和成熟季节不同,产品破损率差异较大。 例如,与早米和晚米相比,早米的品质普遍比晚米差,主要是因为早米的白肚较多,米质松散,加工过程中碎米较多,特别是熟米的蒸煮品质。早籼品种不好; 晚稻则相反; 气温低有利于油脂的积累,因此我国北方大豆含油量高,蛋白质含量低; 烟成熟时,如果昼夜平均温度为24-25℃,可持续30天左右,有利于提高烟叶品质。 新疆瓜果巨大,温差大果蔬成熟期间的昼夜交替是一个重要原因。 * 第 20 页,共 28 页