安徽不同生態區弱筋小麥產量和品質差異分析

張向前，陳 歡，喬玉強，杜世州，李 瑋，趙 竹

(安徽省農業科學院 作物研究所,合肥 230031)

優質弱筋小麥適合制作糕點、餅干、南方饅頭等食品，隨著中國人民生活水平的提高，優質弱筋小麥的需求量在持續增加，弱筋小麥生產日益受到人們的重視[1]。早在20世紀50年代，國外就開展了優質弱筋小麥品種選育、區域化種植等方面的研究工作[2]。中國小麥栽培育種長期以產量為主要目標，品質研究起步較晚，尤其是弱筋小麥的相關研究更為薄弱，淮河以南的部分紅皮小麥由于粗蛋白及濕面筋質量分數偏低而被視為“劣質小麥”，而逐漸被市場和農戶淘汰[3]。

小麥籽粒產量和品質不僅受遺傳特性和栽培技術的影響，而且易受地理區位和生態環境的影響[4-6]。澳大利亞、加拿大、美國等為確保所生產小麥產量和品質的穩定性根據生態環境把其小麥生產劃分為不同的品質區域，集中連片種植某一類型或某幾個類型的品種，使得小麥品質具有很強的一致性[7-8]。而國內目前由于多種原因有關弱筋專用小麥籽粒品質和產量是否隨種植區域變化的系統研究和報道仍相對較少，一定程度上致使部分區域弱筋小麥不僅產量提升困難而且生產品質的一致性差，難以達到面粉加工企業對數量和品質的要求[2,9]。因此，本研究以安徽和江蘇主推弱筋小麥品種為試驗材料，在安徽不同生態區種植，以期明確各區域適宜種植的具體弱筋小麥品種，解決因區域品種選擇不當導致的弱筋小麥品種的品質和產量潛力得不到充分發揮，為安徽弱筋小麥區域化、規模化種植及實現產質同增提供一定依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2016年11月-2017年5月分別在舒城縣農科所試驗基地(江淮區域)、懷遠縣龍亢農場(沿淮區域)及廬江縣白湖農場(沿江區域)進行。舒城縣試驗點區域0～20 cm土壤全氮1.23 g/kg, 堿解氮98.22 mg/kg, 有效磷6.77 mg/kg，速效鉀106.92 mg/kg，有機質20.09 g/kg, pH為 5.7；龍亢試驗點區域0～20 cm土壤全氮1.34 g/kg,堿解氮137.4 mg/kg, 有效磷20.4 mg/kg，速效鉀159.9 mg/kg，有機質21.02 g/kg, pH為 5.8；白湖農場試驗點區域0～20 cm土壤全氮1.29 g/kg, 堿解氮101.45 mg/kg, 有效磷8.64 mg/kg，速效鉀116.34 mg/kg，有機質19.17 g/kg, pH為 5.7。

試驗采用單因素隨機區組設計，選用‘揚麥15’‘生選6號’‘寧麥9號’‘揚麥19’‘揚麥9號’‘揚麥22’‘皖西麥0638’‘揚麥20’(CK,中強筋)‘揚輻麥4號’(CK，中強筋)9個小麥品種，每個品種設3次重復，小區面積4 m×3 m=12 m2。于龍亢農場試驗點11月14日播種，白湖農場試驗點11月13日播種，舒城縣農科所11月16日播種，并分別于5月31日、5月24日和5月26日收獲。種植密度皆為2.4×106hm-2，行距20 cm，各試驗點施肥量一致，施P2O5120 kg/hm2，K2O 120 kg/hm2，施純N 180 kg/hm2，其中磷肥和鉀肥全部基施，氮肥基追比為7∶3，追肥時期為返青期，其他田間管理措施同一般大田高產栽培要求。

1.2 樣品采集與測定

籽粒品質：蛋白質(干基)、濕面筋(干基)和沉降值用FOSS InfratecTM1241 Grain Analyzer型近紅外谷物分析儀測定。

硬度指數：利用SKCS 4100(美國)型單籽粒谷物硬度儀測定籽粒硬度, 測定前對樣品進行篩理和人工挑選, 去除雜質、病蟲感染粒和不飽滿粒。

產量：分小區收割曬干后折算成每公頃產量，并按穗數、穗粒數和千粒質量統計產量。

1.3 統計分析

采用Microsoft Excel 2013軟件對數據進行處理和作圖，采用SPSS 17.0軟件和LSD最小顯著差數法進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 相同小麥品種在3個生態試驗點間的產量比較

同一小麥品種(圖1)廬江縣試驗點的產量皆低于舒城縣和懷遠縣試驗點，其中‘揚麥15’‘生選6號’‘揚麥9號’‘揚麥22’‘皖西麥0638’‘揚麥20’‘揚輻麥4號’廬江縣試驗點的產量顯著低于懷遠縣試驗點。同一小麥品種舒城縣試驗點和懷遠縣試驗點的產量差異皆不顯著，其中‘揚麥15’‘生選6號’‘揚麥19’‘揚麥9號’‘皖西麥0638’‘揚麥20’的產量懷遠縣試驗點略高于舒城縣，而‘寧麥9號’‘揚麥22’‘揚輻麥4號’的產量舒城縣試驗點高于懷遠縣。以上分析表明，同一小麥品種受生態區位的影響其產量會產生一定的變化，弱筋小麥在舒城縣和懷遠縣生態區種植相比廬江縣生態區具有一定產量優勢。

不同小寫字母代表差異達到顯著水平(P<0.05) Different lowercase letters indicate significant difference(P<0.05)

2.2 3個生態試驗點不同小麥品種產量及其構成比較

2.2.1 舒城縣試驗點產量及其構成 舒城縣試驗(表1)點不同小麥品種產量以對照中強筋小麥‘揚麥20’和‘揚輻麥4號’產量較高，分別為5 938.60 kg/hm2和6 161.65 kg/hm2，但二者產量皆未與‘寧麥9號’和‘揚麥22’達到顯著差異。在該試驗點弱筋小麥品種中產量排名前三的依次是‘寧麥9號’‘揚麥22’和‘揚麥9號’，產量最低的為‘揚麥19’。不同弱筋小麥品種成熟期的有效穗數存在顯著差異，并以‘生選6號’‘揚麥9號’和‘揚麥22’較高。千粒質量以‘揚麥15’和‘皖西麥0638’較高，二者分別比‘生選6號’‘寧麥9號’‘揚麥19’‘揚麥9號’‘揚麥22’增加11.41%、11.15%、4.89%、5.83%、6.14%和7.04%、6.79%、0.78%、1.68%、1.98%。弱筋小麥中穗粒數以‘寧麥9號’‘揚麥19’和‘皖西麥0638’較高。

表1 舒城縣試驗點不同弱筋小麥品種產量及其構成比較Table 1 The comparison of yield and its components of weak gluten wheat cultivars in Shucheng county experimental site

注：數據為“平均值±標準差”，同列后不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著(P<0.05)。下同。

Note: The data were “means±SD”,lowercase letters in the same column indicate significant difference (P<0.05). The same bellow.

2.2.2 廬江縣試驗點產量及其構成 中強筋(表2)小麥‘揚麥20’和‘揚輻麥4號’相對其他品種具有較高的穗粒數、穗數和產量，其中‘揚輻麥4號’的產量顯著高于其他弱筋小麥品種。在廬江縣試驗點參試的弱筋小麥品種中，產量以‘寧麥9號’‘揚麥15’和‘揚麥9號’產量較高，分別為4 954.62、4 801.53和4 500.71 kg/hm2。‘揚麥15’千粒質量顯著高于其他參試弱筋小麥品種，其次為‘揚麥9號’‘皖西麥0638’和‘揚麥19’。不同弱筋小麥品種成熟期的穗數存在一定差異，以‘揚麥22’和‘揚麥9號’穗數較高，穗粒數以‘寧麥9號’‘揚麥19’和‘生選6號’較高。

表2 廬江縣試驗點不同弱筋小麥品種產量及其構成比較Table 2 The comparison of yield and its components of weak gluten wheat cultivars in Lujiang county experimental site

2.2.3 懷遠縣試驗點產量及其構成 懷遠縣試驗點參試弱筋小麥品種中，產量高低依次是‘揚麥15’>‘揚麥22’>‘皖西麥0638’>‘揚麥9號’>‘寧麥9號’>‘生選6號’>‘揚麥19’，其中‘揚麥15’‘揚麥22’和‘皖西麥0638’的產量分別為5 706.67、5 651.40和5 649.74 kg/hm2，且三者產量差異不顯著。‘揚麥15’具有較高的千粒質量，分別比‘生選6號’‘寧麥9號’‘揚麥19’‘揚麥9號’‘揚麥22’‘皖西麥0638’顯著增加了13.10%、13.50%、4.88%、4.96%、9.39%、3.93%。參試弱筋小麥品種中穗數較高的依次是‘揚麥22’‘揚麥9號’和‘生選6號’，穗粒數較高的依次是‘寧麥9號’‘生選6號’和‘皖西麥0638’。

表3 懷遠縣試驗點不同弱筋小麥品種產量及其構成比較Table 3 The comparison of yield and its components of weak gluten wheat cultivars in Huaiyuan county experimental site

2.3 3個生態試驗點不同小麥品種體積質量比較

從表4可以看出，各參試弱筋小麥品種中舒城縣試驗點籽粒體積質量較高的依次是‘寧麥9號’‘揚麥15’和‘生選6號’，廬江縣試驗點依次是‘皖西麥0638’‘寧麥9號’和‘生選6號’，懷遠縣試驗點依次是‘寧麥9號’‘皖西麥0638’和‘生選6號’。從表中亦可看出，中強筋小麥‘揚麥20’和‘揚輻麥4號’的籽粒體積質量相對于各弱筋小麥品種并不能都表現出明顯的優勢效應。以上分析表明‘寧麥9號’‘皖西麥0638’和‘生選6號’在3個生態試驗點籽粒體積質量相對較高，且表現較為穩定。

表4 不同生態試驗點參試弱筋小麥品種體積質量比較Table 4 The comparison of bulk density of weak gluten wheat cultivars in different ecological experimental site g/cm3

2.4 3個生態試驗點不同小麥品種籽粒品質比較

2.4.1 舒城縣試驗點小麥品質 從表5可以看出，‘揚麥15’‘寧麥9號’‘揚麥19’‘揚麥9號’‘皖西麥0638’籽粒蛋白質質量分數皆小于12.5%，符合弱筋小麥籽粒蛋白質質量分數標準(國家標準GB/T 17320-2013);‘揚麥15’‘寧麥9號’‘揚麥19’‘揚麥9號’‘揚麥22’和‘皖西麥0638’濕面筋質量分數皆小于26.0%，符合國家弱筋小麥濕面筋質量分數標準；‘揚麥15’‘寧麥9號’‘揚麥9號’‘皖西麥0638’籽粒硬度皆小于50，符合國家弱筋小麥硬度指數；‘揚麥15’‘生選6號’‘寧麥9號’‘揚麥19’‘揚麥9號’‘揚麥22’和‘皖西麥0638’的沉淀值皆小于30，符合國家弱筋小麥沉淀值。以上分析表明‘揚麥15’‘寧麥9號’‘揚麥9號’和‘皖西麥0638’在舒城縣試驗點種植后各項指標符合國家弱筋小麥品質標準。

2.4.2 廬江縣試驗點小麥品質 在廬江縣試驗點(表6)參試小麥品種籽粒蛋白質質量分數小于12.5%的有‘揚麥15’‘寧麥9號’‘揚麥19’‘揚麥9號’和‘皖西麥0638’，并以‘揚麥15’蛋白質質量分數最低(10.43%)，對照品種‘揚麥20’和‘揚輻麥4號’蛋白質質量分數較高；濕面筋質量分數小于26.0%的小麥品種有‘揚麥15’‘寧麥9號’‘揚麥19’‘揚麥9號’‘揚麥22’和‘皖西麥0638’，并以‘揚麥15’(19.80%)和‘寧麥9號’(19.97%)的濕面筋質量分數較低；硬度指數小于50的參試小麥品種有‘揚麥15’‘寧麥9號’‘揚麥9號’和‘皖西麥0638’；沉淀值小于30的小麥品種有‘揚麥15’‘生選6號’‘寧麥9號’‘揚麥19’‘揚麥9號’‘揚麥22’和‘皖西麥0638’，并以‘揚麥15’和‘揚麥22’沉淀值較低。以上分析表明‘揚麥15’‘寧麥9號’‘揚麥9號’和‘皖西麥0638’在廬江縣試驗點種植后各項指標符合國家弱筋小麥品質標準。

表5 舒城縣試驗點小麥籽粒品質比較Table 5 The comparison of grain quality of weak gluten wheat cultivars in Shucheng county experimental site

表6 廬江縣試驗點小麥籽粒品質比較Table 6 The comparison of grain quality of weak gluten wheat cultivars in Lujiang county experimental site

2.4.3 懷遠縣試驗點小麥品質 懷遠縣試驗點(表7)參試小麥品種中‘揚麥15’‘寧麥9號’‘揚麥19’‘揚麥9號’和‘皖西麥0638’的籽粒蛋白質質量分數皆小于12.5%，并以‘揚麥15’(10.77%)‘寧麥9號’(11.67%)和‘皖西麥0638’(11.80%)蛋白質質量分數較低，且三者差異不顯著；‘揚麥20’和‘揚輻麥4號’濕面筋質量分數較高，且二者差異不顯著，‘揚麥15’‘寧麥9號’‘揚麥19’‘揚麥9號’和‘皖西麥0638’濕面筋質量分數皆低于26.0%，其中‘揚麥20’和‘揚輻麥4號’濕面筋質量分數分別比‘揚麥15’‘寧麥9號’‘揚麥19’‘揚麥9號’‘皖西麥0638’顯著增加了19.32%、25.38%、5.60%、7.69%、12.74%和20.77%、26.90%、6.88%、9.00%、14.11%；‘揚麥15’、‘寧麥9號’和‘皖西麥0638’的硬度指數小于50，且‘寧麥9號’的硬度指數最低，并顯著低于‘皖西麥0638’；‘揚麥15’‘生選6號’‘寧麥9號’‘揚麥19’‘揚麥9號’‘揚麥22’和‘皖西麥0638’的沉淀值皆小于30，并以‘揚麥15’和‘皖西麥0638’較低，顯著低于‘揚麥19’‘揚麥9號’‘揚麥22’‘揚麥20’和‘揚輻麥4號’。

2.5 相同小麥品種在3個生態試驗點間的品質比較

除舒城點(表8)‘揚麥9號’的蛋白質質量分數顯著低于廬江縣和懷遠縣試驗點外，其余同一 小麥品種在舒城、廬江和懷遠3個試驗點間的蛋白質質量分數差異皆不顯著。舒城試驗點‘揚麥15’的濕面筋質量分數與廬江和懷遠試驗點差異不顯著，而懷遠試驗點的濕面筋質量分數顯著高于廬江；‘生選6號’舒城試驗點的濕面筋質量分數顯著低于廬江試驗點而與懷遠縣試驗點差異不顯著，廬江與懷遠試驗點間‘生選6號’的濕面筋質量分數差異不顯著；‘寧麥9號’‘揚麥19’‘揚麥9號’‘揚麥22’‘皖西麥0638’‘揚麥20’和‘揚輻麥4號’在3個試驗點間的濕面筋質量分數差異皆不顯著。‘揚麥19’‘揚麥22’和‘揚麥20’的硬度指數3個試驗點間差異皆不顯著，其余品種的硬度指數在3個試驗點間存在明顯或顯著差異。‘揚麥9號’‘揚麥22’和‘揚輻麥4號’的沉淀值皆以懷遠縣試驗點最高，且顯著高于廬江縣試驗點，而與舒城試驗點差異不顯著，其余同一品種的沉淀值在3個試驗點差異皆不顯著，表明部分品種的沉淀值會隨種植生態區域的變化而發生顯著變化。

表7 懷遠縣試驗點小麥籽粒品質比較Table 7 The comparison of grain quality of weak gluten wheat cultivars in Huaiyuan county experimental site

表8 相同小麥品種在3個生態試驗點間的主要品質指標比較Table 8 The comparison of main quality indexes of the same wheat cultivar among three ecological experimental site

3 討 論

安徽小麥種植面積常年穩定在240多萬hm2，總產已超130億kg，在保障主要農產品基本供給和國家糧食安全方面發揮著重要作用。雖然安徽省小麥生產已經取得了較大的進步，但在專用小麥尤其是弱筋小麥生產和研究方面明顯落后于相鄰省份的江蘇，究其原因除安徽省地處南北過渡地帶氣候生態條件復雜多變外[10-11]，還有一個重要因素就是各生態區域缺乏適宜的弱筋小麥品種，致使安徽弱筋小麥產量和營養品質改良多年來停滯不前。不同的小麥品種在同一生態區種植其產量會產生明顯的差異，如王永士等[12]通過灰色關聯度分析法從眾多強筋小麥品種中篩選出‘濟麥20’是適應安陽市自然條件與生產條件高產強筋品種。本研究發現，在安徽3個生態試驗點中舒城縣試驗點產量較高的具有弱筋小麥潛力的品種依次是‘寧麥9號’‘揚麥22’和‘揚麥9號’，在廬江縣白湖試驗點依次是‘寧麥9號’‘揚麥15’和‘揚麥9號’，在懷遠縣龍亢農場依次是‘揚麥15’‘揚麥22’和‘皖西麥0638’。此外，本研究亦發現同一小麥品種受生態區位的不同其產量會產生一定的變化，弱筋小麥在舒城和懷遠縣生態區種植相比廬江縣生態區具有產量優勢。呂麗華等[13]從積溫的角度同樣證實同一地區不同小麥品種由于對冬前積溫的響應不同其產量也表現出明顯的差異。王晶晶等[14]在研究中同樣發現不同作物品種在同一地區及同一品種在不同生態區間的產量存在顯著差異。

近年來, 中國在弱筋小麥品種篩選和品質區劃方面取得了較大進展,但目前在弱筋小麥品質改良和生產過程中, 依然存在種質資源匱乏、品質不一致及高產優質矛盾突出等問題[15-16]。蘭濤等[17]研究指出，小麥籽粒品質性狀受基因型和環境主效應及二者互作效應的明顯影響，一般表現為籽粒蛋白質質量分數隨維度的增加而增加。國內一些學者[18-20]通過對江蘇小麥品質性狀與種植區域間關系的研究指出，由于受江蘇省獨特氣候條件的影響, 小麥籽粒品質性狀在各生態區間的變化較為復雜。本研究發現舒城縣和廬江縣試驗點‘揚麥15’‘寧麥9號’‘揚麥9號’和‘皖西麥0638’蛋白質質量分數、濕面筋質量分數、硬度指數和沉淀值指標符合國家弱筋小麥品質標準，而在懷遠縣試驗點只有‘揚麥15’‘寧麥9號’和‘皖西麥0638’蛋白質質量分數、濕面筋質量分數、硬度指數和沉淀值指標符合國家弱筋小麥品質標準。此外，通過對3個試驗點蛋白質質量分數、濕面筋質量分數、硬度指數和沉淀值的差異顯著性檢驗發現，舒城縣試驗點‘揚麥9號’的蛋白質質量分數顯著低于廬江縣和懷遠縣試驗點，懷遠縣試驗點的濕面筋質量分數顯著高于廬江縣試驗點，部分品種的濕面筋質量分數和沉淀值會隨種植生態區域的變化而發生顯著變化。胡學旭等[21]和何中虎等[22]通過研究同樣指出我國小麥品質在不同年度和種植區域間會發生一定變化，其中在各生態種植區域間變化更為明顯。

4 結 論

舒城縣試驗點產量較高的依次是‘寧麥9號’‘揚麥22’和‘揚麥9號’，廬江縣試驗點依次是‘寧麥9號’‘揚麥15’和‘揚麥9號’，懷遠縣試驗點依次是‘揚麥15’‘揚麥22’‘皖西麥0638’；同一小麥品種在不同生態區位種植產量會波動，在舒城和懷遠生態區種植弱筋小麥相比廬江具有一定產量優勢。

在舒城和廬江試驗點‘揚麥15’‘寧麥9號’‘揚麥9號’和‘皖西麥0638’的蛋白質質量分數、濕面筋質量分數、硬度指數和沉淀值皆符合國家弱筋小麥品質標準，而在懷遠縣試驗點只有‘揚麥15’‘寧麥9號’和‘皖西麥0638’上述指標符合弱筋小麥品質標準。同一品種的品質指標在不同生態區種植會發生明顯變化。

由于小麥產量和品質的變化受各生態區積溫、降雨量、光照時間、土壤質量及病蟲草害等的影響，因此本試驗結果僅供參考且仍需多年多點試驗進一步驗證。