2006-2016年河南省小麥區域試驗品種(系)的品質性狀分析

曹穎妮，余大杰，趙光華，郝學飛，胡衛國，汪 紅，裴金花，張可可，胡京枝

(1.河南省農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所/農業部農產品質量監督檢驗測試中心/河南省糧食質量安全與 檢測重點實驗室，河南鄭州 450002；2.河南省農業科學院小麥研究所，河南鄭州 450002)

河南省為我國第一種麥大省，面積、總產及商品量在全國均居首位，在我國糧食生產中占有極其重要的地位[1]。在農業部發布的《中國小麥品質區劃方案》中，河南省被劃為優質強筋、中筋小麥主產區，其北部以優質強筋、中強筋小麥生產為主，中部以優質中筋小麥生產為主，信陽地區輔助發展優質弱筋小麥[2]。20世紀90年代末，以鄭麥9023為代表的一批優質強筋小麥品種在河南省得到了大面積的推廣，近年來，西農979、鄭麥366、新麥26等優質強筋小麥品種深受老百姓和糧食加工企業的歡迎[3]。河南省小麥長期以來存在著高產品種品質質量不高、加工適應性差和優質品種產量不高、不穩等問題[4]。一些學者對河南省的小麥品質進行過研究，試圖探尋提高河南省小麥品質的方法，如付 亮等[3]分析了2009-2010年度河南省水地區試70個參試小麥品種的品質性狀，指出提高吸水率、找到合適的形成時間、提高穩定時間、降低弱化度是以后河南省小麥品種品質育種的主要方向；朱保磊等[5]對河南省1980年以來審定或種植的176個小麥品種的品質性狀進行了檢測，結果表明，近年來河南省審定的小麥品種以中、低筋型為主。以上研究或專注于個別年份或樣本較少，不能完全代表近年來河南省小麥的品質現狀及發展趨勢。本研究擬全面分析河南省近11年來區域試驗參試小麥品種(系)品質狀況，旨在了解河南省小麥品種籽粒品質現狀和存在問題，為今后小麥品質改良及優異資源的合理利用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗材料為2006-2016年參加河南省小麥區試的749個小麥品種(系)。

1.2 檢測指標及方法

檢測指標包括籽粒容重(GB/T 5498-2013)、小麥硬度(GB/T 21304-2007)、粗蛋白質含量(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)、吸水量和流變學特性(GB/T 14614-2006)。

1.3 品種(系)分類標準

主要根據國家標準小麥品種品質分類(GB/T 17320-2013)，同時參考國家標準小麥(GB 1351-2008)、優質小麥-強筋小麥(GB/T 17892-1999)標準對上述749個小麥品種(系)的單項品質進行分級。參考國家冬小麥品種審定標準(2016)對上述品種進行綜合分類，具體要求為：(1)穩定時間≥8.0 min，濕面筋≥30%或者粗蛋白質含量≥14.0%的品種歸為強筋品種類型；(2)穩定時間≥6.0 min，濕面筋≥28%或者粗蛋白質含量≥13.0%的品種歸為中強筋品種類型；(3)穩定時間<3.0 min，濕面筋<26%或者粗蛋白質含量<12.5%的品種歸為弱筋品種類型；(4)不符合以上三種類型的品種全部歸類為中筋類型。同一品種不同年度時，取其平均值并歸于最早出現年度進行品質類型判定。

2 結果與分析

2.1 籽粒品質分析

2.1.1 容 重

由表1可以看出，河南省2006-2016年度區域試驗參試小麥品種(系)歷年平均容重均在770 g·L-1以上，達到國家二等麥標準(GB 1351-2008)；11年的平均值為792 g·L-1，變化范圍為688～842 g·L-1，變異系數為2.1%，說明容重在不同年度和品種間變異均較小。從圖1A可以看出，容重在年度間無明顯變化規律，呈持平趨勢，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

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。硬度指數達到強筋和中強筋小麥標準(≥60)的品種(系)有405個，占參試品種(系)的68.5%；達到中筋小麥標準(≥50)的品種(系)有85個，占參試品種(系)的14.4%；達到弱筋小麥標準(<50)的品種(系)有101個，占參試品種(系)的17.1%(表2)，說明河南省參試小麥以硬質麥為主。從圖1B可以看出，11年來，硬度指數總體呈上升趨勢。

2.1.3 蛋白質含量

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

表1 河南省小麥品種(系)的籽粒品質性狀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)主要品質性狀的分類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，均達到中強筋小麥標準(GB/T 17320-2013)。由表2可知，吸水率達到強筋小麥標準(≥60%)的品種(系)共有344個，占參試品種(系)的45.9%；達到中強筋小麥標準(≥58%)的品種(系)有157個，占參試品種(系)的21.0%；達到中筋小麥標準(≥56%)的品種(系)有98個，占參試品種(系)的13.1%；達到弱筋小麥標準(<56%)的品種(系)有150個，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。

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%，變異系數為8.2%。除了2014-2016年外，其他年份平均值均≥30%，達到強筋小麥品種審定標準(GB/T 17320-2013)。由表2可知，濕面筋含量達到強筋小麥標準(≥30%)的品種(系)有439個，占參試品種(系)的58.6%；達到中強筋小麥標準(≥28%)的品種(系)有180個，占參試品種(系)的24.0%；達到中筋小麥標準(≥26%)的品種(系)有97個，占參試品種(系)的13.0%；達到弱筋小麥標準(<26%)的品種(系)有33個，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，占到參試品種(系)的8.0%，達到優質一等強筋麥標準；濕面筋含量≥32%的小麥品種(系)有257個，占到參試品種(系)的34.3%，達到優質二等強筋麥標準(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，2008-2013年變化幅度較小，近3年有所下降，特別是2014和2015年，濕面筋平均含量僅為27.8%和28.3%。統計發現，濕面筋含量≥35%的品種(系)近年來有減少趨勢，2013-2016年濕面筋含量符合優質一等強筋麥的品種(系)數僅依次為1、0、1、1個。

2.2.3 穩定時間

自2006年以來，河南省區域試驗參試小麥品種(系)的穩定時間平均值偏低，僅為4.0 min，變化范圍為0.9～26.2 min，變異系數為63.6%。由表2可以看出，穩定時間符合強筋小麥標準(≥8.0 min)的品種(系)共有57個，占參試品種(系)的7.6%；符合中強筋小麥品種標準(≥6.0 min)的品種(系)共有73個，占參試品種(系)的9.7%；符合中筋小麥品種標準(≥3.0 min)的品種(系)共有271個，占參試品種(系)的36.2%；符合弱筋小麥品種標準(<3.0 min)的品種(系)共有348個，占參試品種(系)的46.5%。其中，穩定時間符合優質一等強筋麥標準(≥10.0 min)的品種(系)有32個，占參試品種(系)的4.3%；符合優質二等強筋麥標準(≥7.0 min)的品種(系)有90個，占參試品種(系)的12.0%(GB/T 17892-1999)。可見，河南省參試小麥品種(系)的穩定時間多屬中筋偏弱，中強筋和強筋品種僅占到總量的17.3%。從圖1F可以看出，近11年來穩定時間變化總體呈緩慢上升趨勢。

表3 河南省小麥品種(系)加工品質性狀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。可見，近年來河南省小麥在注重產量的同時，蛋白質的質量一直在提高。

2.3 參試小麥品種(系)分類

綜合粗蛋白質、濕面筋含量和穩定時間3個品質性狀對749個參試品種(系)進行分類。結果(表4)表明，11年來，河南省區域試驗小麥材料達到國家冬小麥審定標準(2016)的強筋品種(系)有47個，僅占總數的6.3%；達到中強筋標準的品種(系)有78個，占總數的10.4%，達到弱筋標準的品種(系)有18個，占總數的2.4%；達到中筋標準的品種(系)有606個，占到總數的80.9%?？梢?，河南省區域試驗小麥品種(系)以中筋小麥為主，其次是中強筋和強筋類型，弱筋類型最少。

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

3 討 論

從各品質性狀在年際間的變化趨勢來看，參試小麥品種(系)容重的變異系數較小，在年際間變化規律不明顯。其中，2009年和2013年容重較低，可能與當年收獲期遭遇大雨造成不同程度穗發芽有關[6]；穩定時間的變異系數最大，說明穩定時間的遺傳基礎豐富，改良空間比較大[7-8]；穩定時間變化趨勢與前人[5，9]研究結果相似，雖然年際間波動較大，但總體呈緩慢上升趨勢，說明近年來河南省育成小麥品種在注重產量的同時，蛋白質的質量也在提高；蛋白質和濕面筋含量均呈下降趨勢，自2013年后出現了大幅度下降，濕面筋含量雖然2015和2016年稍有回升，但是相比往年，仍然在一個較低的范圍內，這可能是因為近年來小麥產量大幅度提升，籽粒淀粉含量增加，從而導致濕面筋含量和蛋白質含量下降。

沉淀值是反映面筋蛋白質數量及質量的一個綜合指標。沉淀值越大，面筋強度越大。不同區域小麥沉淀值隨年份的變化趨勢不盡相同。本試驗發現河南省小麥的沉淀值呈上升趨勢，與黃淮麥區小麥品質的分析結果一致[9]，與朱保磊等[5]、齊琳娟等[10]的研究結果不同，可能與選取的年份、材料來源和數據處理方式等有關，具體的原因有待于進一步驗證。

與國家小麥品質分類標準對比單項品質指標發現，參試品種(系)的容重、硬度和蛋白質含量大多數可達到強筋和中強筋要求，主要的制約因素是穩定時間，其次是吸水率，最后是濕面筋含量。這說明面筋質量是影響河南省小麥加工品質最主要原因。吸水率與面粉加工品質呈正相關，是面粉企業比較關注的一個指標[11]。本研究發現，供試材料吸水率的改良不明顯，很多穩定時間高的小麥吸水率達不到強筋小麥的要求，這可能是目前制約部分強筋品種被面粉企業接受的原因之一。若嚴格按照GB/T17320-2013小麥品種品質分類方法，2006-2016年能達到強筋標準的小麥品種數量僅有21個，弱筋品種僅有1個。與2006-2014年我國小麥品質現狀相比[12]，2006-2016年河南省小麥的容重、硬度和濕面筋含量相近，粗蛋白質含量(14.5%)偏高，但是穩定時間(4.0 min)偏低。所以，延長面團穩定時間、提高吸水率、蛋白質含量和質量仍然是今后小麥品質改良的主要方向。

近幾年，由于小麥收獲期極端氣候天氣的影響[13]，收獲過程中發現在多個試點各品種(系)出現不同程度的癟粒、芽粒、霉粒等，不完善粒較多，容重明顯降低，且品質明顯劣化，尤其是2014年，小麥整體品質較差，沒有一個品種(系)符合強筋類型，符合中強筋類型的品種(系)僅2個，大部分為中筋偏弱類型。因此，如何選育在不同生態環境下表現穩定的優質小麥類型是品質改良的一個重要方向。今后應加大優異種質資源的利用，拓寬遺傳基礎，在注重高產優質的同時，加強抗逆品種的選育，特別是耐高溫、耐穗發芽、抗赤霉病等類型品種的選育。