中國小麥主產(chǎn)區(qū)重要品質(zhì)性狀演變分析

溫 建, 孫成金, 汪松玉, 雷麗娟

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與管理科學(xué)學(xué)院,河南鄭州 450002)

小麥(TriticumaestivumL.)是世界上最重要的糧食作物之一,全球43個國家中約40%的人口以小麥為主糧(http://www.fao.org/faostat)。我國是世界上最大的小麥生產(chǎn)國和消費國,2020年播種面積為2 338萬hm2,總產(chǎn)量1.34億t,基本可以滿足中國小麥消費需求[1]。農(nóng)作物品種區(qū)域試驗是品種審定、區(qū)域布局和品種更新?lián)Q代的重要依據(jù)[2],代表了當前我國小麥育種的研究水平和發(fā)展趨勢[3],對于種子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展、實現(xiàn)種業(yè)科技自強自立和打贏種業(yè)翻身仗起重要作用。小麥具有獨特的加工品質(zhì)[4],決定其用途和價值,品質(zhì)水平直接影響加工企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益以及農(nóng)戶的收益[5]。因此,有必要系統(tǒng)梳理中國小麥主產(chǎn)區(qū)近年參試品系(種)的重要品質(zhì)性狀演變情況。本研究以2010—2020年中國小麥質(zhì)量報告中的主要品質(zhì)性狀為依據(jù),探究其在不同麥區(qū)、不同年度間的變化規(guī)律,以期為我國小麥科研、流通和加工企業(yè)等提供針對性參考。

1 材料和方法

1.1 研究材料

本研究選取2010—2020年中國小麥主產(chǎn)區(qū)的華北北部強筋麥區(qū)(Ⅰ)、黃淮北部強/中筋麥區(qū)(Ⅱ)、黃淮南部中筋麥區(qū)(Ⅲ)、長江中下游中/弱筋麥區(qū)(Ⅳ)、四川盆地中/弱筋麥區(qū)和云貴高原麥區(qū)(Ⅴ)以及東北強筋春麥區(qū)、北部中筋春麥區(qū)、西北強/中筋春麥區(qū)、青藏高原春麥區(qū)(Ⅵ)共1 294個品種2 505份樣品,數(shù)據(jù)來源于農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心發(fā)布的中國小麥質(zhì)量報告(表1)。由于部分品種廣適性較好,種植區(qū)域可橫跨多個生態(tài)區(qū),本研究只對各麥區(qū)內(nèi)小麥品質(zhì)總體表現(xiàn)的變化規(guī)律進行分析。

表1 2010—2020年度各麥區(qū)內(nèi)小麥樣品數(shù)量和主要品種

1.2 研究方法

利用SPSS 20.0對籽粒品質(zhì)(硬度、容重、粗蛋白含量)、面粉品質(zhì)(沉淀指數(shù)、灰分含量、濕面筋含量)和面團品質(zhì)(吸水量、形成時間、穩(wěn)定時間、拉伸面積)等10個性狀進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 籽粒品質(zhì)

在不同年度間,籽粒硬度在Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)無明顯變化,其余麥區(qū)有一定差異,其中Ⅴ區(qū)變化幅度最大(圖1-A)。 麥區(qū)之間各年度硬度平均值變化沒有規(guī)律性。從2010—2020年11年的平均值來看,Ⅰ區(qū)和Ⅵ區(qū)顯著高于其他麥區(qū),Ⅴ區(qū)籽粒硬度最小(表2)。除Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū)外,容重在其余麥區(qū)年度間變化較大,其中Ⅰ區(qū)呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(圖1-B)。Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)和Ⅵ區(qū)之間無明顯差異,容重較大;Ⅴ區(qū)容重最小(表2)。從2010—2020年粗蛋白含量看,Ⅰ區(qū)和Ⅵ區(qū)變化幅度相對較小,其余麥區(qū)變異較大(圖1-C)。Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)麥區(qū)間的粗蛋白含量均較大,相互之間無顯著差異,Ⅳ和Ⅵ區(qū)次之,Ⅴ區(qū)顯著最小(表2)。

表2 2010—2020年度不同麥區(qū)小麥重要品質(zhì)性狀

2.2 面粉品質(zhì)

Ⅰ區(qū)和Ⅳ區(qū)沉淀指數(shù)在不同年度間的變化幅度相對較大,部分年度間呈顯著差異,其中2014年的沉淀指數(shù)在大部分年度間表現(xiàn)最低(圖2-A)。2010—2020年各年度沉淀指數(shù)平均值表現(xiàn)為Ⅵ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅴ,部分麥區(qū)間的差異達顯著水平(表2)。2010—2020年各麥區(qū)灰分含量在年度間變化幅度均較大,其中Ⅰ區(qū)變化最大,Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)相對較小(圖2-B)。2010—2020年灰分含量在年度間的平均值為Ⅳ區(qū)最高;Ⅴ區(qū)和Ⅵ區(qū)最低(表2)。2010—2020年濕面筋含量在Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)和Ⅵ區(qū)年度間變化相對較小,Ⅳ區(qū)和Ⅴ區(qū)差異較大(圖2-C)。麥區(qū)間Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū)無顯著差異,濕面筋含量均值較高,Ⅵ區(qū)次之,Ⅴ區(qū)則顯著最低(表2)。

2.3 面團品質(zhì)

2010—2020年吸水量在六大麥區(qū)年度間除Ⅰ區(qū)、Ⅴ區(qū)外,其余麥區(qū)變化較小,部分年度之間差異顯著(圖3-A)。麥區(qū)之間11年的平均吸水量表現(xiàn)為Ⅵ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅴ(表2)。形成時間在各大麥區(qū)間變化幅度均較大,其中Ⅰ區(qū)各年度之間存在顯著差異(圖3-B)。從11年的平均值看,Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)和Ⅵ區(qū)差異不顯著;Ⅰ區(qū)明顯大于其他麥區(qū);Ⅴ區(qū)最短(表2)。穩(wěn)定時間除Ⅴ區(qū)外,其他麥區(qū)在年度間的變化幅度較大,部分年度之間差異顯著(圖3-C)。從年度間的平均值看,Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)、Ⅳ區(qū)和Ⅵ區(qū)差異不顯著;Ⅰ區(qū)顯著長于其他麥區(qū);Ⅴ區(qū)最短(表2)。各麥區(qū)的拉伸面積在年度間變化幅度同樣較大,部分年度之間差異顯著(圖3-D)。從11年的均值看,Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)、Ⅴ區(qū)和Ⅵ區(qū)無顯著差異;Ⅰ區(qū)最大(表2)。

3 討論與結(jié)論

在本研究2010—2020年的11年間,小麥各品質(zhì)性狀在麥區(qū)內(nèi)呈無規(guī)律性變化,僅在部分年度間差異顯著,與胡學(xué)旭等的報道[6-8]較一致。該結(jié)果可能與各麥區(qū)生態(tài)條件、采集樣品區(qū)栽培管理措施、年度間品種變化等因素有關(guān)。

小麥加工品質(zhì)性狀是一個較復(fù)雜的數(shù)量性狀,易受遺傳特性、生態(tài)環(huán)境及栽培管理等因素影響,且不同的影響因子對其的影響程度不同[9-12]。李鴻恩等對全國25個省(區(qū))2萬多份小麥種質(zhì)資源及其品質(zhì)指標進行測定,發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)含量和沉淀值由北到南逐漸降低[13]。本研究中沉淀指數(shù)、籽粒硬度、容重和吸水量基本符合該變化趨勢,而粗蛋白含量則不完全一致,該差異可能是由樣本容量、材料來源不同等所造成的。

濕面筋含量是衡量小麥筋度的標準[14],形成時間與面筋含量和質(zhì)量呈正相關(guān)[15]?？傮w而言,北方麥區(qū)濕面筋含量和形成時間均高于南方麥區(qū),這可能與中國小麥品質(zhì)區(qū)劃有關(guān)[16]。面團穩(wěn)定時間是面粉蛋白質(zhì)和面筋質(zhì)量的綜合表現(xiàn),對食品加工品質(zhì)具有重要作用,穩(wěn)定時間越長,面團韌性越好,面筋強度越大,面團加工性質(zhì)越好[17];拉伸參數(shù)是對面團彈性和延伸性的評價,與面包品質(zhì)密切相關(guān)[18]。本研究中兩者變化較一致,與胡學(xué)旭等的研究結(jié)果[6]不盡相同,但總體上符合我國主產(chǎn)區(qū)小麥品質(zhì)區(qū)劃的定位,表明扎實推進優(yōu)質(zhì)專用小麥產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)已初見成效。通過選育和推廣優(yōu)質(zhì)專用小麥、適度加大推廣現(xiàn)有各類型優(yōu)質(zhì)小麥品種面積和配套相關(guān)政策等途徑,可進一步優(yōu)化品種結(jié)構(gòu),提升小麥品質(zhì)。