優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)啤酒大麥新品種隴啤1號(hào)的選育

呂仲昱 彭 海 王 穎 張志恒 王小平 候文軍 吳 剛 魏 鑫 宗澤云 馬永強(qiáng) 王效宗

(甘肅隆源農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，甘肅 蘭州 730070)

甘肅省是我國(guó)優(yōu)質(zhì)啤酒大麥生產(chǎn)基地之一。啤酒大麥已經(jīng)成為甘肅省河西走廊及中部“沿黃”、“引大”灌區(qū)的支柱性產(chǎn)業(yè)，特別是省政府將啤酒原料生產(chǎn)作為全省農(nóng)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目之后，啤酒大麥生產(chǎn)迎來了新的機(jī)遇。如何滿足目前麥芽加工業(yè)和啤酒釀造業(yè)對(duì)啤酒原料大麥日益增長(zhǎng)的需求，已經(jīng)成為啤酒原料產(chǎn)業(yè)的新課題。因此，擴(kuò)大種植規(guī)模，開發(fā)新的產(chǎn)區(qū)，提高市場(chǎng)份額，改善釀造品質(zhì)，選育出更多適宜不同生態(tài)區(qū)種植的豐產(chǎn)性好、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、釀造品質(zhì)優(yōu)良的啤酒大麥新品種則成為提升甘肅省啤酒原料產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)水平的重要任務(wù)。

甘肅隆源農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所采用常規(guī)的雜交選育、引進(jìn)篩選和系統(tǒng)選育相結(jié)合，北育南繁相結(jié)合，鑒定試驗(yàn)、多點(diǎn)試驗(yàn)和生產(chǎn)示范相結(jié)合，科研和推廣相結(jié)合的技術(shù)路線，經(jīng)過對(duì)啤酒大麥種質(zhì)資源的潛心研究和對(duì)引進(jìn)品種優(yōu)良的變異單株進(jìn)行的選擇培育，成功地育成了啤酒大麥新品種隴啤1號(hào)。經(jīng)過全省多點(diǎn)試驗(yàn)示范，表現(xiàn)出豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗逆、適應(yīng)性廣、麥芽品質(zhì)優(yōu)良的突出特點(diǎn)，是一個(gè)適宜甘肅省河西、“沿黃”、“引大”灌區(qū)以及中南部雨養(yǎng)旱作區(qū)海拔2 500 m以下的廣大地區(qū)種植的新品種。該品種2010年6月通過甘肅省科技廳組織的中外專家進(jìn)行的科技鑒定，其選育成果達(dá)到“國(guó)際同類研究的先進(jìn)水平”。

1 選育經(jīng)過

隴啤1號(hào)是從匈牙利品種Jaxana中選擇優(yōu)異的變異單株培育而成，原系號(hào)為XYL-601。隴啤1號(hào)與其母品種Jaxana在生育期、株高、穗長(zhǎng)、株穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和蛋白質(zhì)等主要農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)、品質(zhì)性狀方面具有明顯差異 (見表1)。

表1 隴啤1號(hào)主要農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)、品質(zhì)性狀與母品種Jaxana的比較

在成株期前(分蘗期)觀察，隴啤1號(hào)幼苗半匍匐，葉色較深，jaxana表現(xiàn)直立。通過DNA分析，隴啤1號(hào)具有jaxana的遺傳背景，但也存在遺傳差異(如圖1所示)。經(jīng)過測(cè)產(chǎn)隴啤1號(hào)表現(xiàn)出突出的豐產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。為加快選育步伐，縮短育種年限，先后經(jīng)過2007冬和2008冬南繁增代繁種，于2008和2009兩年參加品系鑒定試驗(yàn)的同時(shí)，進(jìn)入了全省多點(diǎn)試驗(yàn)和生產(chǎn)對(duì)比試驗(yàn)，完成全部育種程序。

通過12對(duì)引物對(duì)隴啤1號(hào)和Jaxana等30個(gè)匈牙利品種的ISSR分子標(biāo)記分析，其聚類圖表明，隴啤1號(hào)具有Jaxana的遺傳背景(圖1)。

圖1 隴啤1號(hào)與30個(gè)匈牙利品種親緣關(guān)系的聚類分析圖

2 產(chǎn)量表現(xiàn)

2.1 測(cè)產(chǎn)試驗(yàn)

隴啤1號(hào)測(cè)產(chǎn)試驗(yàn)于2007年5月在蘭州進(jìn)行。點(diǎn)播 50行，小區(qū)面積 18.75 m2，實(shí)打產(chǎn)量19.426 kg，折合產(chǎn)量 690.7 kg/667 m2，較對(duì)照品種甘啤4號(hào)增產(chǎn)26.55%，其千粒重高達(dá)55 g。

2.2 品系鑒定試驗(yàn)

2008年和2009年進(jìn)行品系鑒定試驗(yàn)，小區(qū)面積3.75 m2，3次重復(fù)。2008年隴啤1號(hào)平均產(chǎn)量為2 763.58 g，較相鄰對(duì)照品種甘啤4號(hào)平均產(chǎn)量2 509.80 g增產(chǎn)10.11%。2009年平均小區(qū)產(chǎn)量2 976.0 g，較相鄰對(duì)照品種甘啤4號(hào)平均產(chǎn)量2 748.9 g增產(chǎn)8.26%。兩年產(chǎn)量平均為2 869.79 g，較對(duì)照品種甘啤4號(hào)增產(chǎn)9.18%。

2.3 全省多點(diǎn)試驗(yàn)

在品系鑒定試驗(yàn)的同時(shí)，進(jìn)行全省多點(diǎn)試驗(yàn)，在玉門市、山丹縣、古浪縣、永登縣、康樂縣、臨夏市分設(shè)6個(gè)試點(diǎn)。2008年6點(diǎn)平均折合產(chǎn)量603.12 kg/667 m2，較對(duì)照品種平均產(chǎn)量532.41 kg/667 m2，增產(chǎn)量70.71 kg/667 m2，增產(chǎn)13.28%;2009年6點(diǎn)平均折合產(chǎn)量552.08 kg/667 m2，較對(duì)照品種平均產(chǎn)量514.19 kg/667 m2，增產(chǎn)量37.89 kg/667 m2，增產(chǎn)7.37%。兩年12個(gè)點(diǎn)次試驗(yàn)，隴啤1號(hào)10個(gè)點(diǎn)次增產(chǎn)，增產(chǎn)幅度為6.47%～30.76%，2個(gè)點(diǎn)次減產(chǎn)，減產(chǎn)幅度為5.42% ～9.09%;兩年平均產(chǎn)量577.6 g/667 m2，較對(duì)照品種產(chǎn)量 522.54 kg/667 m2，增產(chǎn)55.06 kg，增產(chǎn)幅度達(dá)10.54%，且50%的試驗(yàn)點(diǎn)達(dá)到顯著或極顯著水平，居參試品種第1位 (見表2)。

表2 隴啤1號(hào)在全省多點(diǎn)試驗(yàn)中的產(chǎn)量表現(xiàn)

2.4 生產(chǎn)示范

隴啤1號(hào)2008年示范種植0.31 hm2，總產(chǎn)2 342.71 kg，平均產(chǎn)量501.65 kg/667 m2，較相鄰試驗(yàn)區(qū)甘啤4號(hào)平均產(chǎn)量458.55 kg/667 m2，增產(chǎn)9.4%。

2009年在蘭州市中川鎮(zhèn)甘肅省農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)種植4 hm2，總產(chǎn)31 080 kg，平均產(chǎn)量518.00 kg/667 m2，較相鄰試驗(yàn)區(qū)甘啤4號(hào)平均產(chǎn)量480.52 kg/667 m2，增產(chǎn)7.8%。

2010年生產(chǎn)對(duì)比試驗(yàn)中，小區(qū)面積62.5 m2，三次重復(fù)，隴啤1號(hào)平均折合產(chǎn)量504.08 kg/667 m2，較對(duì)照品種甘啤4號(hào)平均折合產(chǎn)量402.57 kg/667 m2，增 產(chǎn) 25.2%;示 范 田4.33 hm2，平均產(chǎn)量 455 kg/667 m2，較相鄰0.2 hm2甘啤4號(hào)平均增產(chǎn)13.2%，在景泰縣種植10 hm2，平均產(chǎn)量為346 kg/667 m2，成為當(dāng)?shù)厝愞r(nóng)田的高產(chǎn)樣板。

3 隴啤1號(hào)的植物學(xué)特征

隴啤1號(hào)為二棱皮大麥，春性，生育期110 d左右，屬中熟品種。幼苗半匍匐，葉色深綠，株高70～85 cm，莖稈黃色，地上莖5節(jié)，莖稈粗壯，基部節(jié)間較短，穗下節(jié)長(zhǎng)，彈性較好，葉片開張角度大，冠層透光好，抽穗時(shí)株型松緊中等，穗全抽出，閉穎授粉，穗長(zhǎng)方形;灌漿后期莖半彎曲，穗層整齊，穗長(zhǎng)7.7 cm左右;穗粒數(shù)22粒左右，疏穗型，絕干千粒重43～45 g，長(zhǎng)芒，黃色鋸齒，粒色淡黃，種皮薄，粒徑大，皺紋細(xì)膩，籽粒橢圓形，飽滿，粉質(zhì)，2.5 mm篩選率在91%以上 (見表3)。

4 生物學(xué)特性

隴啤1號(hào)與甘啤5號(hào)、甘啤4號(hào)相比較，具有豐產(chǎn)、抗逆、優(yōu)質(zhì)和廣適等特點(diǎn)。

4.1 較好的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性

從早期測(cè)產(chǎn)試驗(yàn)、兩年產(chǎn)量鑒定試驗(yàn)、兩年12點(diǎn)次全省多點(diǎn)試驗(yàn)和兩年生產(chǎn)對(duì)比試驗(yàn)均表現(xiàn)出顯著的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性，增產(chǎn)幅度為7.37%～26.55%，總體平均增產(chǎn)幅度為13.1%(見表4)。

表3 隴啤1號(hào)主要性狀調(diào)查、考種及檢測(cè)結(jié)果 (平均值)

表4 隴啤1號(hào)在其試驗(yàn)過程中的產(chǎn)量表現(xiàn)

4.2 突出的抗逆性

隴啤1號(hào)具有較好的抗鹽性和抗旱性，通過兩年 (2008至2009)的抗鹽和抗旱試驗(yàn)可以看出，其抗鹽性和抗旱性均明顯好于甘啤4號(hào)和甘啤5號(hào)(圖2、圖3)。

植物的抗鹽性和抗旱性與脯胺酸 (Pro)含量呈正相關(guān)，與丙二醛 (MDA)含量呈負(fù)相關(guān)。如圖所示，在鹽分和水分脅迫條件下，隴啤1號(hào)的脯氨酸含量為1.68 100 ug/g和2.72 100 ug/g，顯著高于甘啤4號(hào) (1.44 100 ug/g和2.23 100 ug/g)和甘啤5號(hào) (1.29 100 ug/g和1.38 100 ug/g);丙二醛含量則為0.65 umol/g和1.48 umol/g，又分別低于甘啤4號(hào) (0.75 umol/g和2.54 umol/g)和甘啤5號(hào) (0.77 umol/g和2.32 umol/g)，同時(shí)該品種的根系活力也明顯強(qiáng)于其他兩個(gè)品種，最后的產(chǎn)量結(jié)果也顯著或略高于其它兩個(gè)品種。充分說明隴啤1號(hào)的抗鹽性和抗旱性是優(yōu)于甘啤4號(hào)和甘啤5號(hào)的。

圖2 隴啤1號(hào)主要抗鹽性生理指標(biāo)與對(duì)照品種的對(duì)比圖

圖3 隴啤1號(hào)主要抗旱性生理指標(biāo)與對(duì)照品種的對(duì)比圖

在全省多點(diǎn)試驗(yàn)中，地處甘肅省中南部雨養(yǎng)旱作區(qū)的臨夏點(diǎn)與康樂點(diǎn)，2008年XYL-601的平均產(chǎn)量為578.25 kg/667 m2，較旱地對(duì)照品種甘啤5號(hào)476.45 kg/667 m2增產(chǎn)21.37%;2009年XYL-601的平均產(chǎn)量為429.92 kg/667 m2，較旱地對(duì)照品種甘啤5號(hào)354.84 kg/667 m2增產(chǎn)21.16%;2年平均產(chǎn)量比旱地對(duì)照品種甘啤5號(hào)增產(chǎn)21.27%，充分說明隴啤1號(hào)具有突出的抗旱性能。

4.3 良好的釀造性

根據(jù)中國(guó)食品發(fā)酵工業(yè)研究院對(duì)隴啤1號(hào)原麥品質(zhì)和麥芽品質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果，其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家優(yōu)級(jí)標(biāo)準(zhǔn) (見表5、表6)。

隴啤1號(hào)來自于匈牙利品種Jaxana的變異后代，具有歐麥優(yōu)良品質(zhì)的遺傳背景。通過與國(guó)內(nèi)外優(yōu)良啤酒大麥品種的原麥及麥芽品質(zhì)的比較，以及查新結(jié)果顯示，隴啤1號(hào)其優(yōu)異的釀造品質(zhì)，不僅達(dá)到或超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)級(jí)指標(biāo)，亦可與國(guó)外優(yōu)質(zhì)品種相媲美 (見表7、表8和表9)。

隴啤1號(hào)與《中國(guó)啤酒大麥品種及其麥芽制品質(zhì)量鑒評(píng)》中的優(yōu)良品種 (系)的麥芽品質(zhì)的綜合比較 (表10、表11和表12)。

表5 隴啤1號(hào)原麥品質(zhì)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)比較

表6 隴啤1號(hào)麥芽品質(zhì)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)比較

表7 隴啤1號(hào)原麥品質(zhì)與主要進(jìn)口優(yōu)質(zhì)大麥的比較

表8 隴啤1號(hào)麥芽品質(zhì)與主要進(jìn)口優(yōu)質(zhì)大麥的比較

表9 隴啤1號(hào)麥芽品質(zhì)與國(guó)外最新大麥品種的比較

表10 隴啤1號(hào)麥芽品質(zhì)與2008年度中國(guó)大麥品種品質(zhì)鑒評(píng)前10名的品種比較

表11 隴啤1號(hào)麥芽品質(zhì)與2009年度中國(guó)大麥品種品質(zhì)鑒評(píng)前10名的品種比較

表12 隴啤1號(hào)麥芽品質(zhì)與中國(guó)主要優(yōu)質(zhì)品種的比較

4.4 廣泛的適應(yīng)性

隴啤1號(hào)在甘肅省河西灌區(qū)、“沿黃”灌區(qū)、“引大”灌區(qū)和中南部雨養(yǎng)旱作區(qū)種植，都表現(xiàn)出顯著的增產(chǎn)效果;2008年在內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域試驗(yàn)中較對(duì)照品種蒙啤1號(hào)平均增產(chǎn)25.1%，較甘啤4號(hào)增產(chǎn)0.8%，居12個(gè)參試品種第2位;2011年又通過新疆自治區(qū)的品種認(rèn)定。

5 隴啤1號(hào)的制麥工藝

隴啤1號(hào)的選育緊扣育種目標(biāo)，在抗逆性、穩(wěn)產(chǎn)性、籽粒原麥品質(zhì)和適應(yīng)性方面嚴(yán)格把關(guān)，同時(shí)對(duì)品種的釀造品質(zhì)進(jìn)行了早期檢測(cè)，對(duì)其微型麥芽制造進(jìn)行了反復(fù)探索，研究出了隴啤1號(hào)最佳的實(shí)驗(yàn)室制麥工藝。這樣在隴啤1號(hào)新品種推廣的同時(shí)，為該品種原料的工業(yè)化生產(chǎn)提出了可供參考的工藝數(shù)據(jù)，使農(nóng)藝性狀和工藝性狀的研究有機(jī)結(jié)合。經(jīng)過反復(fù)探索，其微型制麥工藝如下:

5.1 浸麥

浸麥共42 h，水溫風(fēng)溫均為14℃，浸麥度40%左右。工藝為:浸6斷14→浸8斷14。

5.2 發(fā)芽

5.2.1 溫度控制:恒溫發(fā)芽，共108 h，送風(fēng)溫度13～14℃。

5.2.2 水分控制:每12 h噴淋1次，并攪拌均勻。發(fā)芽第84～86小時(shí)最后一次噴淋，控制此時(shí)麥芽水分含量在46%左右;發(fā)芽108 h時(shí)的發(fā)芽水分以47%為宜。

5.3 干燥

干燥時(shí)間共23 h，工藝為:50℃ (16 h)→65℃ (1.5 h)→75℃ (1.5 h)→85℃ (3 h)經(jīng)過以上工藝所制得18批次成品麥芽的庫值和浸出率平均達(dá)到42.16%和81.89%。

6 隴啤1號(hào)適應(yīng)地區(qū)和應(yīng)用前景

隴啤1號(hào)從早期測(cè)產(chǎn)試驗(yàn)、品系鑒定試驗(yàn)、生產(chǎn)示范到適應(yīng)性和區(qū)域性多點(diǎn)試驗(yàn)，均表現(xiàn)出比較好的適應(yīng)性，不僅抗旱抗鹽性強(qiáng)、耐瘠薄、產(chǎn)量穩(wěn)定，而且抗倒伏、抗條紋病和其它大麥病害。2008年內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域試驗(yàn)和新疆自治區(qū)試驗(yàn)，表現(xiàn)出良好適應(yīng)性。因此，隴啤1號(hào)不僅適宜甘肅省河西、“沿黃”、“引大”灌區(qū)和中南部雨養(yǎng)旱作區(qū)種植，也適宜于內(nèi)蒙古中西部和新疆北疆地區(qū)種植，既適宜灌溉地也適宜旱作地種植，在北方同類啤酒大麥種植區(qū)具有廣泛的應(yīng)用前景。