班進福,李彩華,郭家寶,趙彥坤,郭進考,劉彥軍
(石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院,河北省小麥工程技術(shù)研究中心,河北 石家莊 050041)
小麥?zhǔn)鞘澜缟现饕募Z食作物,其生產(chǎn)數(shù)量和質(zhì)量關(guān)系到國家糧食與食品安全。小麥品質(zhì)狀況對糧食加工和食品加工企業(yè)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)至關(guān)重要。通過多年努力,我國小麥產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀不斷提高,而且品質(zhì)性狀也得到了明顯改善[1~3]。近年來,國內(nèi)外逐漸加強了對小麥品質(zhì)穩(wěn)定性的研究,以確保品種的合理區(qū)域布局和安全生產(chǎn)[4]。小麥子粒品質(zhì)性狀受基因型、生態(tài)環(huán)境(土壤類型、溫度、降水量等) 和栽培措施等多種因素的共同影響[5~10]。部分優(yōu)質(zhì)小麥品種蛋白質(zhì)含量、面筋值、硬質(zhì)率、降落值等優(yōu)質(zhì)指標(biāo)區(qū)域間表現(xiàn)不穩(wěn)定,年際間變化幅度大[11],給糧食收購以及面粉和食品加工企業(yè)帶來諸多不便。小麥原料的品質(zhì)穩(wěn)定性對于加工企業(yè)來說至關(guān)重要,因此,小麥品種的品質(zhì)穩(wěn)定性越來越受到重視,采用的穩(wěn)定性分析方法也多種多樣[12~15]。
石優(yōu)20 號是石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院選育的優(yōu)質(zhì)強筋高產(chǎn)冬小麥新品種,2009 年通過河北省優(yōu)質(zhì)組審定,2011 年又通過了國家黃淮北片麥區(qū)和國家北部冬麥區(qū)跨區(qū)域雙審定,2015 年獲植物新品種權(quán)保護[16]。通過對2013~2018 年河北省不同年份、不同區(qū)域生產(chǎn)的石優(yōu)20 號子粒樣品進行檢測,分析其品質(zhì)性狀以及品質(zhì)的穩(wěn)定性,旨為石優(yōu)20 號小麥的合理區(qū)域布局、推廣以及加工利用提供參考。
2013~2018 年連續(xù)6 a 在河北省石家莊市的正定縣、趙縣、無極縣和辛集市以及廊坊市的固安縣,每年每縣(市) 均選擇3 個樣點,每個樣點均抽取石優(yōu)20 號小麥生產(chǎn)上的子粒樣品10 kg,共90 份。根據(jù)NY/T 1094—2006,采用MLU202 試驗?zāi)ブ品?。測定其子粒蛋白質(zhì)含量,以及面團流變學(xué)特性粉質(zhì)參數(shù)和拉伸參數(shù)。
根據(jù)GB/T 24899—2010,利用Perten 9100 近紅外(NIR) 谷物品質(zhì)分析儀測定蛋白質(zhì)含量;根據(jù)GB/T 5506.2—2008,利用2200 型面筋指數(shù)儀測定濕面筋含量及面筋指數(shù);根據(jù)GB/T 15685—1995,利用880508 沉降值儀測定沉淀值;根據(jù)GB/T 14614—2006,利用810110 型粉質(zhì)儀測定粉質(zhì)參數(shù);根據(jù)GB/T 14615—2006,利用8600.33.002 型拉伸儀測定拉伸參數(shù)。
利用SAS V8 統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析;采用SPSS 軟件進行多重比較。
2.1.1 蛋白質(zhì)品質(zhì) 測定結(jié)果(表1) 顯示,2013~2018 年90 份石優(yōu)20 號子粒樣品的蛋白質(zhì)含量為12.70%~16.50%,平均值為13.93%,變異系數(shù)為5.31%;濕面筋含量為28.03%~35.62%,平均值為31.08%,變異系數(shù)為4.89%;面筋指數(shù)為65.60%~97.90%,平均值為84.73%,變異系數(shù)為9.67%。
對不同年份的指標(biāo)值進行差異顯著性分析,結(jié)果顯示,石優(yōu)20 號子粒蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量年際間無顯著差異;面筋指數(shù)年際間差異顯著,其中2015年指標(biāo)值最高(90.16%)、2018 年最低(78.85%),二者差異顯著,但二者均與其他年份間差異不顯著。表明石優(yōu)20 號子粒蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量年際間穩(wěn)定性好,年際氣候條件對面筋指數(shù)影響較大。
2.1.2 粉質(zhì)參數(shù) 測定結(jié)果(表2) 顯示,2013~2018年90 份石優(yōu)20 號子粒樣品的吸水率為55.70%~67.90%,平均值為61.09%,變異系數(shù)為3.83%;穩(wěn)定時間為7.3 ~18.7 min,平均值為11.28 min,變異系數(shù)為29.52%;粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)為60~200,平均值為125.71,變異系數(shù)為26.51%。
對不同年份的指標(biāo)值進行差異顯著性分析,結(jié)果顯示,石優(yōu)20 號面團流變學(xué)特性粉質(zhì)參數(shù)吸水率、穩(wěn)定時間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)均年際間無顯著差異。表明石優(yōu)20 號面團流變學(xué)特性粉質(zhì)參數(shù)穩(wěn)定性好,受年際氣候條件影響較小。
2.1.3 拉伸參數(shù) 測定結(jié)果(表3) 顯示,2013~2018年90 份石優(yōu)20 號子粒樣品的拉伸面積為75~145 cm2,平均值為100.53 cm2,變異系數(shù)為16.62%;拉伸長度為124~212mm,平均值為161.45mm,變異系數(shù)為11.24%;拉伸阻力為225~403 BU,平均值為299.98 BU,變異系數(shù)為15.72%;最大拉伸阻力為383~607 BU,平均值為490.82 BU,變異系數(shù)為11.94%;最大拉伸比例為2.34%~3.86%,平均值為3.06%,變異系數(shù)為11.76%。
對不同年份的指標(biāo)值進行差異顯著性分析,結(jié)果顯示,石優(yōu)20 號面團流變學(xué)特性拉伸參數(shù)拉伸面積、拉伸長度、拉伸阻力和最大拉伸比例均年際間無顯著差異;最大拉伸阻力年際間差異顯著,其中2016 年指標(biāo)值最低,且與其他年際間差異均達到了顯著水平。表明年際氣候條件僅對石優(yōu)20 號面團流變學(xué)特性最大拉伸阻力影響較大,其他參數(shù)均年際間穩(wěn)定性好。
表2 石優(yōu)20 號年際間的粉質(zhì)參數(shù)穩(wěn)定性分析Table 2 The stability analysis of farinograph parameters of Shiyou No.20 in different years
表3 石優(yōu)20 號年際間的拉伸參數(shù)穩(wěn)定性分析Table 3 The stability analysis of extensograph parameters of Shiyou No.20 in different years
2.2.1 蛋白質(zhì)品質(zhì) 差異顯著性分析結(jié)果(表4) 顯示,5 個縣的石優(yōu)20 號子粒樣品蛋白質(zhì)含量和面筋指數(shù)區(qū)域間無顯著差異;濕面筋含量區(qū)域間差異顯著,其中無極縣樣品的指標(biāo)值最高,與趙縣和固安縣樣品差異均不顯著,但顯著高于正定縣和辛集市樣品。表明石優(yōu)20 號子粒蛋白質(zhì)含量和面筋指數(shù)區(qū)域間穩(wěn)定性好,地域土壤和栽培條件對濕面筋含量影響較大。
表4 石優(yōu)20 號區(qū)域間的蛋白質(zhì)品質(zhì)穩(wěn)定性分析Table 4 The stability analysis of protein quality of Shiyou No.20 in different regions (%)
2.2.2 粉質(zhì)參數(shù) 差異顯著性分析結(jié)果(表5) 顯示,5 個縣的石優(yōu)20 號子粒樣品吸水率和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)區(qū)域間無顯著差異;穩(wěn)定時間區(qū)域間差異顯著,其中辛集市樣品的指標(biāo)值最低且與無極縣和固安縣樣品差異達到了顯著水平,其他區(qū)域間指標(biāo)值差異均不顯著。表明石優(yōu)20 號粉質(zhì)參數(shù)吸水率和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)區(qū)域間穩(wěn)定性好,地域土壤和栽培條件對穩(wěn)定時間影響較大。
2.2.3 拉伸參數(shù) 差異顯著性分析結(jié)果(表6) 顯示,5 個縣的石優(yōu)20 號子粒樣品拉伸長度和最大拉伸比例區(qū)域間無顯著差異;拉伸面積區(qū)域間差異顯著,其中辛集市樣品的指標(biāo)值最低且與無極縣和固安縣樣品差異達到了顯著水平,其他區(qū)域間指標(biāo)值差異均不顯著;拉伸阻力區(qū)域間差異顯著,其中無極縣樣品的指標(biāo)值最高、趙縣樣品最低,二者差異顯著,但二者均與其他3 個區(qū)域間差異不顯著;最大拉伸阻力區(qū)域間差異顯著,其中無極縣樣品的指標(biāo)值最高、辛集市樣品最低,二者差異顯著,但二者均與其他3 個區(qū)域間差異不顯著。表明石優(yōu)20 號拉伸長度和最大拉伸比例區(qū)域間穩(wěn)定性好,地域土壤和栽培條件對小麥其他拉伸參數(shù)影響均較大。
表5 石優(yōu)20 號區(qū)域間的粉質(zhì)參數(shù)穩(wěn)定性分析Table 5 The stability analysis of farinograph parameters of Shiyou No.20 in different regions
表6 石優(yōu)20 號區(qū)域間的拉伸參數(shù)穩(wěn)定性分析Table 6 The stability analysis of extensograph parameters of Shiyou No.20 in different regions
近年來,隨著農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的不斷深入,優(yōu)質(zhì)小麥品種將在我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級中發(fā)揮重要作用。同一個品種在不同年份品質(zhì)指標(biāo)的穩(wěn)定性已經(jīng)成為影響優(yōu)質(zhì)小麥區(qū)域布局的重要因素[17~19],品質(zhì)穩(wěn)定性是統(tǒng)一化工業(yè)制品的先決條件之一[20,21]。
研究表明,基因和環(huán)境共同決定著小麥品質(zhì)[22,23],其中,蛋白質(zhì)和濕面筋含量受生態(tài)環(huán)境以及栽培條件影響較大,而面團流變學(xué)特性受基因型、環(huán)境條件和栽培方式的共同影響[24]。AMMI 模型是分析基因型與環(huán)境互作效應(yīng)的有效工具[25]。對不同年際、不同區(qū)域間小麥子粒蛋白質(zhì)品質(zhì)以及面團流變學(xué)特性粉質(zhì)參數(shù)和拉伸參數(shù)等重要品質(zhì)指標(biāo)的穩(wěn)定性進行分析,結(jié)果顯示,石優(yōu)20 號蛋白質(zhì)品質(zhì)、面團流變學(xué)特性粉質(zhì)參數(shù)和拉伸參數(shù)等在不同年際和不同區(qū)域間穩(wěn)定性均較好,對環(huán)境不敏感,石優(yōu)20 號具有較好的品質(zhì)穩(wěn)定性;且所收集的90 份小麥樣品的子粒品質(zhì)均達到了二等優(yōu)質(zhì)小麥品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 17892—1999)。目前,石優(yōu)20 號已成為河北省優(yōu)質(zhì)小麥發(fā)展的主推品種之一。