2015—2016年度山西省冬小麥區(qū)域試驗(yàn)品種品質(zhì)分析

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(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所/農(nóng)業(yè)部黃土高原作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 太原 030031)

近十年來我國(guó)小麥連年豐收，新品種在增產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用，小麥良種對(duì)于增產(chǎn)的科技貢獻(xiàn)率已達(dá)45%以上，但小麥生產(chǎn)中也出現(xiàn)了重產(chǎn)量輕品質(zhì)的問題[1]。整體來看，當(dāng)前優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)能不足，供給缺口較大，尤其近幾年小麥生長(zhǎng)關(guān)鍵時(shí)期的低溫凍害、持續(xù)陰雨等自然災(zāi)害，更導(dǎo)致了小麥品質(zhì)的下降，普通小麥的銷售不是很順暢。我國(guó)每年從國(guó)外進(jìn)口大量強(qiáng)筋小麥，以滿足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。對(duì)小麥生產(chǎn)來說，進(jìn)行供給側(cè)結(jié)構(gòu)性調(diào)整，種植優(yōu)質(zhì)的強(qiáng)筋麥或者優(yōu)質(zhì)的弱筋麥已經(jīng)成為我國(guó)小麥產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路[2]。

山西省地處黃河流域中部，是我國(guó)小麥主產(chǎn)省份之一。小麥?zhǔn)巧轿魇≈饕诩Z作物，全省常年播種面積約67萬(wàn)hm2，小麥種植區(qū)主要集中在山西省南部中熟冬麥區(qū)和中部晚熟冬麥區(qū)，兩區(qū)的自然和地理?xiàng)l件利于小麥蛋白質(zhì)和面筋的形成和積累，適宜發(fā)展優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥。其中，山西中部晚熟冬麥區(qū)屬于華北北部強(qiáng)筋麥區(qū)，山西省南部中熟冬麥區(qū)屬于黃淮北部強(qiáng)筋、中筋麥區(qū)[3]。研究表明，山西省小麥主產(chǎn)區(qū)以普通小麥種植為主，存在高產(chǎn)品種加高產(chǎn)栽培研究多，專用品種加優(yōu)質(zhì)高效栽培研究少的問題。品質(zhì)育種研究相對(duì)滯后，優(yōu)質(zhì)品種尤其是強(qiáng)筋小麥品種少，推廣面積小，優(yōu)質(zhì)商品小麥供不應(yīng)求，迫切需要培育和推廣優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、廣適小麥新品種[4]。

小麥區(qū)域試驗(yàn)是品種審定推廣前的必經(jīng)環(huán)節(jié)，通過客觀、公正、科學(xué)地評(píng)價(jià)新育成小麥品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、適應(yīng)性、抗逆性、品質(zhì)及其利用價(jià)值，為品種審定提供科學(xué)依據(jù)。品質(zhì)鑒定是其中重要的組成部分，對(duì)于促進(jìn)優(yōu)質(zhì)小麥育種具有指導(dǎo)意義。胡學(xué)旭等[5]分析了2000—2015年國(guó)家黃淮和北部冬麥區(qū)域試驗(yàn)品種品質(zhì)狀況，提出我國(guó)小麥品質(zhì)育種進(jìn)展緩慢。趙倩等[6]分析了近6 年山東省小麥區(qū)試苗頭品系品質(zhì)性狀，指出磨粉品質(zhì)差和面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間短是山東區(qū)域試驗(yàn)小麥品種存在的主要問題。本研究通過對(duì)山西省2015—2016年度冬小麥區(qū)域試驗(yàn)品種品質(zhì)分析與評(píng)價(jià)，明確山西省小麥后備品種和高代品系的品質(zhì)情況，以期為今后的優(yōu)質(zhì)小麥新品種選育提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

根據(jù)2015—2016年度山西省冬小麥新品種區(qū)域試驗(yàn)方案，區(qū)域試驗(yàn)(包括區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn))共分為山西省南部中熟冬麥區(qū)水地、山西省南部中熟冬麥區(qū)旱地、中部晚熟冬麥區(qū)水地和中部晚熟冬麥區(qū)旱地(以下分別簡(jiǎn)稱為南部水地、南部旱地、中部水地和中部旱地)4個(gè)區(qū)組，除去對(duì)照品種，參加試驗(yàn)的小麥品種共計(jì)73個(gè)，其中包括南部水地品種26個(gè)、南部旱地品種18個(gè)、中部水地品種16個(gè)和中部旱地品種13個(gè)。

表2 小麥品種品質(zhì)性狀表現(xiàn)及變異程度

區(qū)組參數(shù)容重(g/L)蛋白質(zhì)含量(%)濕面筋含量(%)吸水率(%)形成時(shí)間(min)穩(wěn)定時(shí)間(min)弱化度(F.U)粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)(mm)評(píng)價(jià)值南部水地平均值795.613.7329.760.93.02.3170.245.240.7變幅752.0～822.012.12～15.4827.0～32.955.1～64.51.9～4.00.8～4.7113.0～244.024.0～68.032.0～48.0變異系數(shù)2.004.784.964.1619.4938.0421.2224.6911.35南部旱地平均值776.514.2831.562.34.03.6132.963.447.0變幅750.0～803.012.29～17.1526.0～37.858.1～65.32.3～8.00.9～12.041.0～223.029.0～165.030.0～72.0變異系數(shù)1.699.919.833.7435.9571.8831.9849.8121.21中部水地平均值794.613.7229.659.82.62.0174.638.435.9變幅771.0～812.013.15～14.9428.0～32.852.7～62.91.7～4.31.0～3.7125.0～212.025.0～67.031.0～51.0變異系數(shù)1.494.114.545.0622.9544.4117.2130.2114.31中部旱地平均值754.814.6631.659.52.81.9172.740.137.1變幅705.0～794.012.36～16.4027.4～34.455.8～64.22.2～4.31.2～3.3140.0～196.030.0～61.033.0～44.0變異系數(shù)3.158.807.594.0120.0334.5712.2323.408.20全部區(qū)組平均值783.414.0330.460.83.12.5162.447.340.6變幅705.0～822.012.12～17.1526.0～37.852.7～65.31.7～8.00.8～12.041.0～244.024.0～165.030.0～72.0變異系數(shù)2.837.517.514.5132.1363.3023.3043.0518.33

1.2 分析方法

參試品種統(tǒng)一由農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(哈爾濱)進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目包括容重、蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、穩(wěn)定時(shí)間等性狀，結(jié)果來自山西省種子總站提供的區(qū)域試驗(yàn)總結(jié)材料。用DPS 9.50、Excel 2007軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。品質(zhì)分類參照小麥品種品質(zhì)分類(GB/T 17320-2013)[7]的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，具體見表1。

表1 小麥品種品質(zhì)分類指標(biāo)

項(xiàng)目類型強(qiáng)筋中強(qiáng)筋中筋弱筋容重 (g/L)≥770≥770≥770≥770粗蛋白質(zhì)含量(%)≥14.0≥13.0≥12.5<12.5濕面筋含量(%)≥30.0≥28.0≥26.0<26.0吸水率(%)≥60.0≥58.0≥56.0<56.0穩(wěn)定時(shí)間(min) ≥8.0≥6.0≥3.0<3.0

2 結(jié)果與分析

2.1 參試品種品質(zhì)性狀分析

2.1.1 容 重

從表2可以看出，小麥品種的容重變幅為705.0～822.0 g/L，平均值為783.4 g/L，高于品種分類指標(biāo)(770 g/L)。4個(gè)區(qū)組品種平均容重由高到低依次為南部水地(795.6 g/L)>中部水地(794.6 g/L)>南部旱地(776.5 g/L)>中部旱地(754.8 g/L)。中部旱地品種容重的變異系數(shù)最高為3.15%。

2.1.2 蛋白質(zhì)含量

蛋白質(zhì)變幅為12.12%～17.15%，平均值為14.03 g/L，高于強(qiáng)筋品種分類指標(biāo)。4個(gè)區(qū)組品種平均蛋白質(zhì)含量依次為中部旱地(14.66%)>南部旱地(14.28%)>南部水地(13.73%)>中部水地(13.72%)。南部旱地品種蛋白質(zhì)含量的變異系數(shù)最高為9.91%。

2.1.3 濕面筋含量

面粉濕面筋的變化范圍為26.0%～37.8%，平均值為30.4%，高于強(qiáng)筋品種分類指標(biāo)。4個(gè)區(qū)組品種平均濕面筋含量依次為中部旱地(31.6%)>南部旱地(31.5%)>南部水地(29.7%)>中部水地(29.6%)。南部旱地品種濕面筋含量的變異系數(shù)最高為9.83%。

2.1.4 吸水量

品種的吸水量變幅為52.7～65.3 mL，平均值為60.8 mL。4個(gè)區(qū)組品種平均吸水量依次為南部旱地(62.3 mL)>南部水地(60.9 mL)>中部水地(59.8 mL)>中部旱地(59.5 mL)。各區(qū)組品種吸水量達(dá)到中筋以上標(biāo)準(zhǔn)的比例依次為南部旱地(100%)>中部旱地(92.3%)>南部水地(84.6%)>中部水地(81.3%)。中部水地品種吸水量的變異系數(shù)最高為5.06%。

表3 小麥品種主要品質(zhì)指標(biāo)達(dá)標(biāo)品種數(shù) (個(gè))

品質(zhì)類型容重(g/L)蛋白質(zhì)含量(%)濕面筋含量(%)吸水率(%)穩(wěn)定時(shí)間 (min)5項(xiàng)達(dá)標(biāo)強(qiáng)筋5931395010中強(qiáng)筋5934271311中筋595741813弱筋59306530

注： 5項(xiàng)達(dá)標(biāo)是指分析的5項(xiàng)指標(biāo)全部符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

表4 達(dá)標(biāo)小麥品種品質(zhì)性狀

品種名稱區(qū)組容重(g/L)蛋白質(zhì)含量(%)濕面筋含量(%)吸水率(%)穩(wěn)定時(shí)間(%)類型臨研151南部水地812.0 12.73 27.4 60.5 4.7 中筋運(yùn)豐198南部水地785.0 12.63 27.7 63.3 3.3 中筋中麥247南部水地792.0 14.15 31.4 62.6 3.2 中筋京麥5381南部水地791.0 13.22 28.3 58.5 3.1 中筋輪選628南部水地804.0 13.80 29.6 59.2 3.0 中筋良星809南部水地806.0 13.59 29.6 63.4 3.0 中筋臨旱5115南部旱地778.0 14.96 31.3 59.5 12.0 中強(qiáng)筋運(yùn)旱139-1南部旱地795.0 12.81 27.6 58.1 7.2 中筋JM5295南部旱地771.0 13.79 29.7 60.4 5.6 中筋京麥1773南部旱地793.0 13.34 30.1 61.3 3.3 中筋運(yùn)豐199-5南部旱地771.0 14.16 31.7 61.9 3.1 中筋長(zhǎng)6794中部水地800.0 13.52 28.7 60.2 3.7 中筋圣麥101中部水地803.0 13.23 28.0 61.1 3.5 中筋晉太114中部水地790.0 13.16 28.9 59.6 3.3 中筋

2.1.5 形成時(shí)間

品種的面團(tuán)形成時(shí)間變幅為1.7～8.0 min，平均值為3.1 min。4個(gè)區(qū)組品種平均形成時(shí)間依次為南部旱地(4.0 min )>南部水地(3.0 min)>中部旱地(2.8 min )>中部水地(2.6 min)。南部旱地品種面團(tuán)形成時(shí)間的變異系數(shù)最高為35.95%。

2.1.6 穩(wěn)定時(shí)間

品種面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間的變幅為0.8～12.0 min，平均值為2.5 min。4個(gè)區(qū)組品種平均穩(wěn)定時(shí)間依次為南部旱地(3.6 min)>南部水地(2.3 min)>中部水地(2.0 min)>中部旱地(1.9 min)。南部旱地品種面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間的變異系數(shù)最高為71.88%。

2.1.7弱化度

品種的弱化度變幅為41.0～244.0 F.U，平均值為162.4 F.U。4個(gè)區(qū)組品種平均弱化度依次為中部水地(174.6 F.U)>中部旱地(172.7 F.U)>南部水地(170.2 F.U)>南部旱地(132.9 F.U)。南部旱地品種弱化度的變異系數(shù)最高為31.98%。

2.1.8粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)

品種的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)變幅為24.0～165.0 mm，平均值為47.3 mm。4個(gè)區(qū)組品種平均粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)依次為南部旱地(63.4 mm)>南部水地(45.2 mm)>中部旱地(40.1 mm)>中部水地(38.4 mm)。南部旱地品種粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)的變異系數(shù)最高為49.81%。

2.1.9 評(píng)價(jià)值

品種的評(píng)價(jià)值變幅為30.0～72.0，平均值為40.6。4個(gè)區(qū)組品種平均評(píng)價(jià)值依次為南部旱地(47.0)>南部水地(40.7)>中部旱地(37.1)>中部水地(35.9)。南部旱地品種評(píng)價(jià)值的變異系數(shù)最高為21.21%。

2.2 參試品種品質(zhì)分類

依據(jù)小麥品質(zhì)指標(biāo)，對(duì)73個(gè)參試小麥品種的容重、蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、吸水率和穩(wěn)定時(shí)間等5個(gè)主要品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了分析(表3)。73個(gè)品種中容重符合標(biāo)準(zhǔn)(≥770 g/L)的有59個(gè)品種，占80.8%；各區(qū)組品種容重達(dá)到中筋以上標(biāo)準(zhǔn)的比例依次為中部水地(100%)>南部水地(92.3%)>南部旱地(77.8%)>中部旱地(38.5%)。蛋白質(zhì)含量符合強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋、中筋、弱筋標(biāo)準(zhǔn)的品種占比分別為42.5%、46.6%、6.8%和4.1%；各區(qū)組品種蛋白質(zhì)含量達(dá)到中筋以上標(biāo)準(zhǔn)的比例依次為中部水地(100%)>南部水地(96.2%)>南部旱地(94.4%)>中部旱地(92.3%)。全部品種濕面筋含量高于中筋小麥標(biāo)準(zhǔn)，其中符合強(qiáng)筋標(biāo)準(zhǔn)的有39個(gè)品種，占參試品種的53.4%。吸水率達(dá)強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋標(biāo)準(zhǔn)的品種合計(jì)有63個(gè)，占參試品種的86.3%。穩(wěn)定時(shí)間達(dá)到強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)的品種各有1個(gè)，分別占1.4%；各區(qū)組品種穩(wěn)定時(shí)間達(dá)到中筋以上標(biāo)準(zhǔn)的比例依次為南部旱地(44.4%)>中部水地(25.0%)>南部水地(23.1%)>中部旱地(15.4%)。

綜合上述5項(xiàng)指標(biāo)，共有14個(gè)品種符合標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)小麥品種品質(zhì)以中筋小麥為主(表4)，僅1個(gè)品種(臨旱5115)達(dá)到中強(qiáng)筋標(biāo)準(zhǔn)，臨研151、運(yùn)豐198、中麥274和京麥5381等13個(gè)品種達(dá)到中筋小麥標(biāo)準(zhǔn)，其分別占區(qū)域試驗(yàn)小麥品種總數(shù)1.4%和17.8%，兩者合計(jì)占比為19.2%。達(dá)標(biāo)(包括中強(qiáng)筋和中筋)小麥在各區(qū)組中所占比例由高到低的順序依次為南部旱地(27.8%)>南部水地(23.1%)>中部水地(18.8%)>中部旱地(0.0%)。

3 小結(jié)與討論

3.1 小麥區(qū)域試驗(yàn)品種品質(zhì)

分析表明，供試的73個(gè)品種中沒有符合強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)的品種，臨旱5115、臨研151、運(yùn)豐198、中麥274和京麥5381等14個(gè)品種達(dá)到中強(qiáng)筋、中筋小麥標(biāo)準(zhǔn)，可作為高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗白粉病品種育種親本利用。整體看，品質(zhì)指標(biāo)達(dá)到中筋以上(含中筋)小麥標(biāo)準(zhǔn)的比例依次為濕面筋含量(100%)>蛋白質(zhì)含量(95.9%)>吸水率(91.78%)>容重(80.8%)>穩(wěn)定時(shí)間(19.2%)，因此，達(dá)標(biāo)小麥比例低的第一限制因素是穩(wěn)定時(shí)間較低。此外，中部旱地品種容重達(dá)中筋以上標(biāo)準(zhǔn)的比例僅為38.5%，也是造成中部旱地組小麥沒有符合中筋標(biāo)準(zhǔn)品種的因素之一，也表明環(huán)境因素對(duì)容重有較大影響。同時(shí)，有必要進(jìn)一步分析上述小麥品種的面筋蛋白組成與相對(duì)含量[8]、是否含1 BL/1 RS易位等[9]，為今后育種提供更詳細(xì)的信息。

3.2 加速培育優(yōu)質(zhì)專用小麥新品種

山西省優(yōu)質(zhì)小麥育種目標(biāo)應(yīng)該以提高穩(wěn)定時(shí)間作為主攻方向。在雜交組合配置中必須有優(yōu)質(zhì)源，目前，可利用的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)小麥資源有濟(jì)麥229、洲元9369、新麥26、西農(nóng)979、師欒02-1、藁優(yōu)2018、藁優(yōu)5766、鄭麥366和山農(nóng)26 等品種[10]。組合配置方式可以是高產(chǎn)(中筋)×強(qiáng)筋、強(qiáng)筋×強(qiáng)筋或中強(qiáng)筋組合方式，高產(chǎn)品種選擇中避免使用含1 BL/1 RS 易位系的品種[9]，在后代選育中不必過分強(qiáng)調(diào)高產(chǎn)性和強(qiáng)筋，應(yīng)該是適于不同用途(面包、面條、饅頭)的優(yōu)質(zhì)專用小麥品種。

研究表明，山西省小麥蛋白質(zhì)含量普遍較高，但面筋強(qiáng)度較弱[11]。沉降值與和面時(shí)間和加工品質(zhì)關(guān)系密切，能確切地反映小麥的品質(zhì)水平，而且沉降值的狹義遺傳力較高，可用于小麥品質(zhì)的早代選擇[12]，因此，在F3、F4進(jìn)行微量沉降值的檢測(cè)，將有助于小麥品質(zhì)育種研究。同時(shí)，綜合利用分子標(biāo)記和單倍體育種等技術(shù)快速培育優(yōu)質(zhì)小麥新品種。由于優(yōu)質(zhì)麥的優(yōu)質(zhì)源較單一，且產(chǎn)量和綜合農(nóng)藝水平通常都較低，今后要注重優(yōu)異新種質(zhì)的培育。

為了適應(yīng)促進(jìn)農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效的目標(biāo)，2018年初山西省第七屆農(nóng)作物品種審定委員會(huì)提出了修訂山西省主要農(nóng)作物品種審定標(biāo)準(zhǔn)、鼓勵(lì)選育適應(yīng)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革要求受市場(chǎng)歡迎的綠色性狀突出、優(yōu)質(zhì)專用和特殊類型的小麥品種審定的改革方向，為加快選育能夠滿足新形勢(shì)需要的優(yōu)質(zhì)專用小麥新品種奠定了基礎(chǔ)。