2006-2016年河南省小麥區(qū)域試驗(yàn)品種(系)的品質(zhì)性狀分析

曹穎妮，余大杰，趙光華，郝學(xué)飛，胡衛(wèi)國(guó)，汪 紅，裴金花，張可可，胡京枝

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所/農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心/河南省糧食質(zhì)量安全與 檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南鄭州 450002；2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所，河南鄭州 450002)

河南省為我國(guó)第一種麥大省，面積、總產(chǎn)及商品量在全國(guó)均居首位，在我國(guó)糧食生產(chǎn)中占有極其重要的地位[1]。在農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《中國(guó)小麥品質(zhì)區(qū)劃方案》中，河南省被劃為優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋、中筋小麥主產(chǎn)區(qū)，其北部以?xún)?yōu)質(zhì)強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋小麥生產(chǎn)為主，中部以?xún)?yōu)質(zhì)中筋小麥生產(chǎn)為主，信陽(yáng)地區(qū)輔助發(fā)展優(yōu)質(zhì)弱筋小麥[2]。20世紀(jì)90年代末，以鄭麥9023為代表的一批優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥品種在河南省得到了大面積的推廣，近年來(lái)，西農(nóng)979、鄭麥366、新麥26等優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥品種深受老百姓和糧食加工企業(yè)的歡迎[3]。河南省小麥長(zhǎng)期以來(lái)存在著高產(chǎn)品種品質(zhì)質(zhì)量不高、加工適應(yīng)性差和優(yōu)質(zhì)品種產(chǎn)量不高、不穩(wěn)等問(wèn)題[4]。一些學(xué)者對(duì)河南省的小麥品質(zhì)進(jìn)行過(guò)研究，試圖探尋提高河南省小麥品質(zhì)的方法，如付 亮等[3]分析了2009-2010年度河南省水地區(qū)試70個(gè)參試小麥品種的品質(zhì)性狀，指出提高吸水率、找到合適的形成時(shí)間、提高穩(wěn)定時(shí)間、降低弱化度是以后河南省小麥品種品質(zhì)育種的主要方向；朱保磊等[5]對(duì)河南省1980年以來(lái)審定或種植的176個(gè)小麥品種的品質(zhì)性狀進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果表明，近年來(lái)河南省審定的小麥品種以中、低筋型為主。以上研究或?qū)Ｗ⒂趥€(gè)別年份或樣本較少，不能完全代表近年來(lái)河南省小麥的品質(zhì)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。本研究擬全面分析河南省近11年來(lái)區(qū)域試驗(yàn)參試小麥品種(系)品質(zhì)狀況，旨在了解河南省小麥品種籽粒品質(zhì)現(xiàn)狀和存在問(wèn)題，為今后小麥品質(zhì)改良及優(yōu)異資源的合理利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)材料為2006-2016年參加河南省小麥區(qū)試的749個(gè)小麥品種(系)。

1.2 檢測(cè)指標(biāo)及方法

檢測(cè)指標(biāo)包括籽粒容重(GB/T 5498-2013)、小麥硬度(GB/T 21304-2007)、粗蛋白質(zhì)含量(干基)(GB/T 5511-2008)、濕面筋含量(14%水分基)(GB/T 5506.2-2008)、沉降值(SDS法)(GB/T 15685-2011)、吸水量和流變學(xué)特性(GB/T 14614-2006)。

1.3 品種(系)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)

主要根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)小麥品種品質(zhì)分類(lèi)(GB/T 17320-2013)，同時(shí)參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)小麥(GB 1351-2008)、優(yōu)質(zhì)小麥-強(qiáng)筋小麥(GB/T 17892-1999)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)上述749個(gè)小麥品種(系)的單項(xiàng)品質(zhì)進(jìn)行分級(jí)。參考國(guó)家冬小麥品種審定標(biāo)準(zhǔn)(2016)對(duì)上述品種進(jìn)行綜合分類(lèi)，具體要求為：(1)穩(wěn)定時(shí)間≥8.0 min，濕面筋≥30%或者粗蛋白質(zhì)含量≥14.0%的品種歸為強(qiáng)筋品種類(lèi)型；(2)穩(wěn)定時(shí)間≥6.0 min，濕面筋≥28%或者粗蛋白質(zhì)含量≥13.0%的品種歸為中強(qiáng)筋品種類(lèi)型；(3)穩(wěn)定時(shí)間<3.0 min，濕面筋<26%或者粗蛋白質(zhì)含量<12.5%的品種歸為弱筋品種類(lèi)型；(4)不符合以上三種類(lèi)型的品種全部歸類(lèi)為中筋類(lèi)型。同一品種不同年度時(shí)，取其平均值并歸于最早出現(xiàn)年度進(jìn)行品質(zhì)類(lèi)型判定。

2 結(jié)果與分析

2.1 籽粒品質(zhì)分析

2.1.1 容 重

由表1可以看出，河南省2006-2016年度區(qū)域試驗(yàn)參試小麥品種(系)歷年平均容重均在770 g·L-1以上，達(dá)到國(guó)家二等麥標(biāo)準(zhǔn)(GB 1351-2008)；11年的平均值為792 g·L-1，變化范圍為688～842 g·L-1，變異系數(shù)為2.1%，說(shuō)明容重在不同年度和品種間變異均較小。從圖1A可以看出，容重在年度間無(wú)明顯變化規(guī)律，呈持平趨勢(shì)，其中，2010年和2011年容重較高，2009年和2013年容重偏低。

2.1.2 硬度指數(shù)

11年參試小麥品種(系)的籽粒硬度平均為60，變化范圍為30～76，變異系數(shù)為14.8%(表1)。除2008-2010年平均值較小外，其余年份平均值均接近或大于60。硬度指數(shù)達(dá)到強(qiáng)筋和中強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)(≥60)的品種(系)有405個(gè)，占參試品種(系)的68.5%；達(dá)到中筋小麥標(biāo)準(zhǔn)(≥50)的品種(系)有85個(gè)，占參試品種(系)的14.4%；達(dá)到弱筋小麥標(biāo)準(zhǔn)(<50)的品種(系)有101個(gè)，占參試品種(系)的17.1%(表2)，說(shuō)明河南省參試小麥以硬質(zhì)麥為主。從圖1B可以看出，11年來(lái)，硬度指數(shù)總體呈上升趨勢(shì)。

2.1.3 蛋白質(zhì)含量

11年來(lái)，河南省參試小麥品種(系)的粗蛋白質(zhì)含量平均為14.5%，變化范圍為11.6%～17.6%，變異系數(shù)為5.4%。除2016年蛋白質(zhì)含量平均值為13.5%外，其余年份平均值均大于14.0%(表1)，達(dá)到國(guó)家強(qiáng)筋麥標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 17320-2013)。由表2可以看出，蛋白質(zhì)含量達(dá)到強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)(≥14%)的品種(系)有558個(gè)，占參試品種(系)的74.5%；達(dá)到中強(qiáng)筋麥標(biāo)準(zhǔn)(≥13%)的品種(系)有157個(gè)，占參試品種(系)的21.0%；達(dá)到中筋麥標(biāo)準(zhǔn)(≥12.5%)的品種(系)有16個(gè)，占參試品種(系)的3.5%；達(dá)到弱筋麥標(biāo)準(zhǔn)(<12.5%)的品種(系)有8個(gè)，僅占參試品種(系)的1.0%。其中，達(dá)到優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋一級(jí)小麥標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 17892-1999)(≥15%)的品種(系)有242個(gè)，占參試品種(系)的32.3%，且95.5%的品種(系)能達(dá)到中強(qiáng)筋及以上，表明河南省參試小麥蛋白質(zhì)含量總體較高，蛋白質(zhì)含量的改良遺傳基礎(chǔ)較好。從圖1C可以看出，2006-2013年蛋白質(zhì)含量基本持平，2013-2016年蛋白質(zhì)含量呈下降趨勢(shì)。

表1 河南省小麥品種(系)的籽粒品質(zhì)性狀Table 1 Grain quality characters of wheat varieties(lines) in Henan regional test from 2006 to 2016

表2 2006-2016年河南省小麥品種(系)主要品質(zhì)性狀的分類(lèi)Table 2 Major grain quality classification of wheat varieties(lines) in Henan from 2006 to 2016

2.2 小麥品種(系)加工品質(zhì)分析

2.2.1 吸水率

參試小麥品種(系)的吸水率平均值為59.3%，變化范圍為49.5%～69.8%，變異系數(shù)為5.2%(表3)。除2008年和2009年平均值為57.0%和56.2%外，其他年份均在58.1%～62.4%之間，均達(dá)到中強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 17320-2013)。由表2可知，吸水率達(dá)到強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)(≥60%)的品種(系)共有344個(gè)，占參試品種(系)的45.9%；達(dá)到中強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)(≥58%)的品種(系)有157個(gè)，占參試品種(系)的21.0%；達(dá)到中筋小麥標(biāo)準(zhǔn)(≥56%)的品種(系)有98個(gè)，占參試品種(系)的13.1%；達(dá)到弱筋小麥標(biāo)準(zhǔn)(<56%)的品種(系)有150個(gè)，占參試品種(系)的20.0%。從圖1B可以看出，吸水率呈先降后緩升變化趨勢(shì)。

2.2.2 濕面筋含量

參試小麥品種(系)的濕面筋含量平均值為30.7%，變化范圍為21.1%～41.6%，變異系數(shù)為8.2%。除了2014-2016年外，其他年份平均值均≥30%，達(dá)到強(qiáng)筋小麥品種審定標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 17320-2013)。由表2可知，濕面筋含量達(dá)到強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)(≥30%)的品種(系)有439個(gè)，占參試品種(系)的58.6%；達(dá)到中強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)(≥28%)的品種(系)有180個(gè)，占參試品種(系)的24.0%；達(dá)到中筋小麥標(biāo)準(zhǔn)(≥26%)的品種(系)有97個(gè)，占參試品種(系)的13.0%；達(dá)到弱筋小麥標(biāo)準(zhǔn)(<26%)的品種(系)有33個(gè)，占參試品種(系)的4.4%。其中，濕面筋含量≥35%的小麥品種(系)有60個(gè)，占到參試品種(系)的8.0%，達(dá)到優(yōu)質(zhì)一等強(qiáng)筋麥標(biāo)準(zhǔn)；濕面筋含量≥32%的小麥品種(系)有257個(gè)，占到參試品種(系)的34.3%，達(dá)到優(yōu)質(zhì)二等強(qiáng)筋麥標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 17892-1999)。從圖1D可以看出，濕面筋含量整體呈逐年下降趨勢(shì)，2008-2013年變化幅度較小，近3年有所下降，特別是2014和2015年，濕面筋平均含量?jī)H為27.8%和28.3%。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，濕面筋含量≥35%的品種(系)近年來(lái)有減少趨勢(shì)，2013-2016年濕面筋含量符合優(yōu)質(zhì)一等強(qiáng)筋麥的品種(系)數(shù)僅依次為1、0、1、1個(gè)。

2.2.3 穩(wěn)定時(shí)間

自2006年以來(lái)，河南省區(qū)域試驗(yàn)參試小麥品種(系)的穩(wěn)定時(shí)間平均值偏低，僅為4.0 min，變化范圍為0.9～26.2 min，變異系數(shù)為63.6%。由表2可以看出，穩(wěn)定時(shí)間符合強(qiáng)筋小麥標(biāo)準(zhǔn)(≥8.0 min)的品種(系)共有57個(gè)，占參試品種(系)的7.6%；符合中強(qiáng)筋小麥品種標(biāo)準(zhǔn)(≥6.0 min)的品種(系)共有73個(gè)，占參試品種(系)的9.7%；符合中筋小麥品種標(biāo)準(zhǔn)(≥3.0 min)的品種(系)共有271個(gè)，占參試品種(系)的36.2%；符合弱筋小麥品種標(biāo)準(zhǔn)(<3.0 min)的品種(系)共有348個(gè)，占參試品種(系)的46.5%。其中，穩(wěn)定時(shí)間符合優(yōu)質(zhì)一等強(qiáng)筋麥標(biāo)準(zhǔn)(≥10.0 min)的品種(系)有32個(gè)，占參試品種(系)的4.3%；符合優(yōu)質(zhì)二等強(qiáng)筋麥標(biāo)準(zhǔn)(≥7.0 min)的品種(系)有90個(gè)，占參試品種(系)的12.0%(GB/T 17892-1999)?？梢?jiàn)，河南省參試小麥品種(系)的穩(wěn)定時(shí)間多屬中筋偏弱，中強(qiáng)筋和強(qiáng)筋品種僅占到總量的17.3%。從圖1F可以看出，近11年來(lái)穩(wěn)定時(shí)間變化總體呈緩慢上升趨勢(shì)。

表3 河南省小麥品種(系)加工品質(zhì)性狀Table 3 Processing quality characters of wheat varieties(lines) in Henan regional test from 2006 to 2016

圖1 2006-2016年河南省小麥品種(系)品質(zhì)性狀的變化Fig.1 Changes of wheat grain quality in Henan province from 2006 to 2016

2.2.4 沉淀值

從表3可以看出，2006-2016年河南省參試小麥品種(系)的沉淀值平均值為59.5 mL，變化范圍為26.8～86.0 mL，變異系數(shù)為14.2%。從圖1E可以看出，隨著年份的增加，沉淀值呈上升的趨勢(shì)?？梢?jiàn)，近年來(lái)河南省小麥在注重產(chǎn)量的同時(shí)，蛋白質(zhì)的質(zhì)量一直在提高。

2.3 參試小麥品種(系)分類(lèi)

綜合粗蛋白質(zhì)、濕面筋含量和穩(wěn)定時(shí)間3個(gè)品質(zhì)性狀對(duì)749個(gè)參試品種(系)進(jìn)行分類(lèi)。結(jié)果(表4)表明，11年來(lái)，河南省區(qū)域試驗(yàn)小麥材料達(dá)到國(guó)家冬小麥審定標(biāo)準(zhǔn)(2016)的強(qiáng)筋品種(系)有47個(gè)，僅占總數(shù)的6.3%；達(dá)到中強(qiáng)筋標(biāo)準(zhǔn)的品種(系)有78個(gè)，占總數(shù)的10.4%，達(dá)到弱筋標(biāo)準(zhǔn)的品種(系)有18個(gè)，占總數(shù)的2.4%；達(dá)到中筋標(biāo)準(zhǔn)的品種(系)有606個(gè)，占到總數(shù)的80.9%?？梢?jiàn)，河南省區(qū)域試驗(yàn)小麥品種(系)以中筋小麥為主，其次是中強(qiáng)筋和強(qiáng)筋類(lèi)型，弱筋類(lèi)型最少。

表4 2006-2016年河南省參試小麥品種(系)分類(lèi)Table 4 Gain quality classification of wheat varieties(lines) in Henan from 2006 to 2016

3 討 論

從各品質(zhì)性狀在年際間的變化趨勢(shì)來(lái)看，參試小麥品種(系)容重的變異系數(shù)較小，在年際間變化規(guī)律不明顯。其中，2009年和2013年容重較低，可能與當(dāng)年收獲期遭遇大雨造成不同程度穗發(fā)芽有關(guān)[6]；穩(wěn)定時(shí)間的變異系數(shù)最大，說(shuō)明穩(wěn)定時(shí)間的遺傳基礎(chǔ)豐富，改良空間比較大[7-8]；穩(wěn)定時(shí)間變化趨勢(shì)與前人[5，9]研究結(jié)果相似，雖然年際間波動(dòng)較大，但總體呈緩慢上升趨勢(shì)，說(shuō)明近年來(lái)河南省育成小麥品種在注重產(chǎn)量的同時(shí)，蛋白質(zhì)的質(zhì)量也在提高；蛋白質(zhì)和濕面筋含量均呈下降趨勢(shì)，自2013年后出現(xiàn)了大幅度下降，濕面筋含量雖然2015和2016年稍有回升，但是相比往年，仍然在一個(gè)較低的范圍內(nèi)，這可能是因?yàn)榻陙?lái)小麥產(chǎn)量大幅度提升，籽粒淀粉含量增加，從而導(dǎo)致濕面筋含量和蛋白質(zhì)含量下降。

沉淀值是反映面筋蛋白質(zhì)數(shù)量及質(zhì)量的一個(gè)綜合指標(biāo)。沉淀值越大，面筋強(qiáng)度越大。不同區(qū)域小麥沉淀值隨年份的變化趨勢(shì)不盡相同。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)河南省小麥的沉淀值呈上升趨勢(shì)，與黃淮麥區(qū)小麥品質(zhì)的分析結(jié)果一致[9]，與朱保磊等[5]、齊琳娟等[10]的研究結(jié)果不同，可能與選取的年份、材料來(lái)源和數(shù)據(jù)處理方式等有關(guān)，具體的原因有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。

與國(guó)家小麥品質(zhì)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比單項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，參試品種(系)的容重、硬度和蛋白質(zhì)含量大多數(shù)可達(dá)到強(qiáng)筋和中強(qiáng)筋要求，主要的制約因素是穩(wěn)定時(shí)間，其次是吸水率，最后是濕面筋含量。這說(shuō)明面筋質(zhì)量是影響河南省小麥加工品質(zhì)最主要原因。吸水率與面粉加工品質(zhì)呈正相關(guān)，是面粉企業(yè)比較關(guān)注的一個(gè)指標(biāo)[11]。本研究發(fā)現(xiàn)，供試材料吸水率的改良不明顯，很多穩(wěn)定時(shí)間高的小麥吸水率達(dá)不到強(qiáng)筋小麥的要求，這可能是目前制約部分強(qiáng)筋品種被面粉企業(yè)接受的原因之一。若嚴(yán)格按照GB/T17320-2013小麥品種品質(zhì)分類(lèi)方法，2006-2016年能達(dá)到強(qiáng)筋標(biāo)準(zhǔn)的小麥品種數(shù)量?jī)H有21個(gè)，弱筋品種僅有1個(gè)。與2006-2014年我國(guó)小麥品質(zhì)現(xiàn)狀相比[12]，2006-2016年河南省小麥的容重、硬度和濕面筋含量相近，粗蛋白質(zhì)含量(14.5%)偏高，但是穩(wěn)定時(shí)間(4.0 min)偏低。所以，延長(zhǎng)面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、提高吸水率、蛋白質(zhì)含量和質(zhì)量仍然是今后小麥品質(zhì)改良的主要方向。

近幾年，由于小麥?zhǔn)斋@期極端氣候天氣的影響[13]，收獲過(guò)程中發(fā)現(xiàn)在多個(gè)試點(diǎn)各品種(系)出現(xiàn)不同程度的癟粒、芽粒、霉粒等，不完善粒較多，容重明顯降低，且品質(zhì)明顯劣化，尤其是2014年，小麥整體品質(zhì)較差，沒(méi)有一個(gè)品種(系)符合強(qiáng)筋類(lèi)型，符合中強(qiáng)筋類(lèi)型的品種(系)僅2個(gè)，大部分為中筋偏弱類(lèi)型。因此，如何選育在不同生態(tài)環(huán)境下表現(xiàn)穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)小麥類(lèi)型是品質(zhì)改良的一個(gè)重要方向。今后應(yīng)加大優(yōu)異種質(zhì)資源的利用，拓寬遺傳基礎(chǔ)，在注重高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的同時(shí)，加強(qiáng)抗逆品種的選育，特別是耐高溫、耐穗發(fā)芽、抗赤霉病等類(lèi)型品種的選育。