冀中北地區強筋小麥品種的篩選

郭雙雙，劉 添，徐東娜，李亞靜，李翠平，付陳陳，蔡瑞國

(河北科技師范學院農學與生物科技學院，河北 秦皇島，066600)

小麥是三大主要糧食作物之一，其產量和品質關乎人們的生活品質，更關乎國家的糧食安全問題。小麥產量的提高不僅可以為農民帶來更多的經濟效益，還可以解決更多人的溫飽問題。葉面積指數、干物質積累量是小麥高產的基礎保障[1～3]，良好的氮素積累量也是小麥高產的關鍵[4～6]。而隨著生活水平的提高，人們同時更加關注糧食的品質[7]。小麥籽粒蛋白質質量分數是衡量小麥加工品質和營養品質的主要指標[8]。有研究表明，冀中北地區的小麥平均產量遠遠落后于冀中南地區[9]，為提高冀中北地區小麥產量，選用適宜該地區種植的小麥品種尤為重要[10]。小麥產量和品質的形成受環境的影響較大，相同品種在不同地區環境的產量和品質表現也是不同的，因此要在特定的環境條件下篩選出適宜當地種植的優質小麥品種就要進行小麥品種的區域性試驗[11]。區域性試驗能夠推動小麥品種更新換代，從而不斷篩選出高產、穩產、優質、多抗的新品種以調節農業生產結構，達到提效增質的效果。

綜上所述，小麥產量和品質的提高要以區域為基礎，根據冀中北地區的環境條件，在保定市農業科學院徐水科研基地引進9個小麥強筋品種，從葉面積指數、干物質積累、產量構成、氮素積累和蛋白質質量分數等方面來評估不同強筋小麥品種的適應性、豐產性、優質性，從而篩選出適宜冀中北地區種植的優質強筋小麥品種。

1 材料與方法

1.1 試驗品種

本次試驗以9個強筋小麥品種為材料，分別為：濟麥229，津農7號，濟南17，農優3號，師欒02-1，石優20，中麥629，中麥998，中麥1062。

1.2 試驗設計

本次試驗在河北省保定市農業科學院徐水科研基地進行，土壤有機質質量分數22.4 g·kg-1，全氮質量分數1.27 g·kg-1，有效磷質量分數25.7 mg·kg-1，速效鉀質量分數225 mg·kg-1，土壤pH 8.3。試驗地統一施基肥，N 103.44 kg·hm-2，P2O5119.88 kg·hm-2，K2O 120 kg·hm-2，整地后于2017年10月16日播種，基本苗450萬·hm-2，小區面積3 m×6 m，采用單因素完全隨機設計，3次重復。越冬前統一灌越冬水，拔節前追施尿素120 kg·hm-2，拔節期、開花期澆水，每次按600 m3·hm-2灌水。生長期間自然總降水量209.8 mm。無凍害，病蟲害發生較輕，無倒伏。小麥于2018年6月8日收獲。

1.3 測定項目與方法

1.3.1葉面積指數 在小麥孕穗期從具有代表性地塊中取20 cm(A)雙行內的全部小麥植株，3次重復，帶回實驗室；在室內記錄每個取樣地塊的總株數(m)，選擇其中代表性的5株將其綠葉全部取下，在取下的綠葉中截下2～3 cm其長寬均勻的地方并用尺子測量其寬度，計算面積(S)并烘干稱質量(W1)；將剩下的綠葉進行烘干后稱質量(W2)，葉面積指數(LAI)計算公式[12]如下：

1.3.2干物質積累及經濟系數 成熟期在具有代表性地塊分別取20 cm雙行單莖，分為葉片、穎殼、莖鞘和籽粒等4部分，3次重復，105 ℃殺青，70 ℃烘干，測定樣品干物質量，用于經濟系數的計算。

經濟系數=籽粒產量/植株總生物產量

1.3.3氮素積累與及氮素收獲指數 取樣方法同1.3.2，將器官分開，用凱氏定氮法測定氮素含量[13]。

氮素積累總量=∑(葉片氮素積累量+穎殼氮素積累量+莖鞘氮素積累量+籽粒氮素積累量)

氮素收獲指數=(籽粒氮素總量/氮素積累總量)×100%

1.3.4產量及構成因素 在小麥成熟期每個品種選取具有代表性地塊1 m2區域內所有小麥植株，3次重復，調查穗數、穗粒數；對植株進行脫粒，曬干，測千粒質量和實際產量。

1.3.5籽粒蛋白質質量分數 完熟期籽粒用凱氏定氮法測定蛋白質質量分數[13]。

蛋白質質量分數(g·kg-1)=氮素質量分數(g·kg-1)×5.70

1.4 數據處理與作圖

采用Microsoft Excel 2010對試驗數據進行處理并繪圖，利用DPS軟件對數據進行統計分析。

2 結果與分析

圖1 不同小麥品種葉面積指數比較

2.1 不同小麥品種間葉面積指數比較

葉面積指數是反映作物群體大小的重要指標。葉面積指數高于5.0的品種有石優20，濟麥229，濟南17，中麥1062和農優3號，其中石優20，濟麥229和濟南17葉面積指數最大，顯著高于其他4個品種，但這3者之間差異不顯著。葉面積指數低于5.0的有中麥998，津農7號，師欒02-1和中麥629(圖1)。這表明石優20，濟麥229和濟南17的群體最大，可以較好地利用光能。

2.2 不同小麥品種間干物質積累及經濟系數的比較

參試品種中，各器官干物質積累量由高到低的順序均為籽粒，莖鞘，穎殼，葉片(表1)。籽粒干物質積累量最大的是農優3號，顯著高于其他6個品種，達到9 477.70 kg·hm-2；濟南17的籽粒干物質積累量最低，為6 349.10 kg·hm-2，顯著低于其它8個品種。農優3號，中麥629，中麥998，師欒02-1和濟麥229的經濟系數均高于0.45，但是中麥998和師欒02-1的籽粒干物質量和總干物質量都低于平均值。濟南17總干物質量不是最低，但籽粒干物質量和經濟系數卻是最低的。

2.3 不同小麥品種間產量構成因素比較

小麥產量由單位面積穗數、每穗粒數和千粒質量等3因素構成，3者之間協調發展可使小麥達到高產。單位面積穗數最多的是中麥1062，但每穗粒數和千粒質量不是很高(表2)。每穗粒數最高的是農優3號，顯著高于其它8個品種；其次是濟麥229和石優20，也顯著高于其它6個品種。農優3號千粒質量與津農7號為最高，且二者差異不顯著。

表1 不同小麥品種干物積累及經濟系數比較

2.4 不同小麥品種間籽粒產量比較

農優3號籽粒產量最高，顯著高于其它8個品種，其穗粒數和千粒質量也都位居第1；中麥629，濟麥229籽粒產量次之；籽粒產量最低的是濟南17，其穗數、穗粒數、千粒質量都很低(圖2)。津農7號和師欒02-1的產量都很低，津農7號穗數和千粒質量位居第4和第1，穗粒數卻僅比最低的品種高1粒；師欒02-1穗數和穗粒數位居第2和第3，千粒質量卻倒數第2。由此可知，籽粒產量的提高需要穗數、穗粒數和千粒質量3者之間均衡發展，且產量的提高與穗粒數和千粒質量關系更密切。

圖2 不同小麥品種籽粒產量比較

表2 不同小麥品種產量構成因素比較

2.5 不同小麥品種間籽粒氮素積累量及氮素收獲指數的比較

小麥籽粒中氮素含量與小麥各器官向籽粒中轉運氮素的能力密切相關，且轉運能力越強，越有利于小麥產量和品質的提高。葉片、穎殼、莖鞘氮素積累量最大的分別為石優20，濟南17，津農7號，但這3個品種籽粒中的氮素積累量和氮素收獲指數都不是最高，這與氮素轉移和后期氮素的合成有關。籽粒氮素積累量和氮素積累總量最大的為農優3號，其次為濟麥229和師欒02-1，且3者氮素收獲指數都很高，僅次于中麥629(表3)。

2.6 不同小麥品種間籽粒蛋白質質量分數的比較

蛋白質質量分數的多少是判定強筋小麥品質的一個主要指標。除中麥1062和中麥629外，其他強筋小麥蛋白質質量分數均達到國標GB/T17892-1999，即一等強筋小麥蛋白質質量分數≥150 g·kg-1，二等≥140 g·kg-1。濟麥229和師欒02-1蛋白質質量分數最高，分別達到161.6 g·kg-1和160.4 g·kg-1，且顯著高于其它強筋小麥品種，這與其氮素積累量都很高有關；中麥998，濟南17和石優20等3個小麥品種僅達到二等強筋小麥品質。濟南17和中麥998蛋白質質量分數不高是籽粒氮素積累量和總氮素積累量低導致的；石優20總氮素積累量位居第5，而籽粒氮素積累量第7，這可能是由于氮素轉移量少導致的(圖3)。

表3 不同小麥品種氮素積累量及氮素收獲指數比較

圖3 不同小麥品種籽粒蛋白質質量分數比較

3 討論與結論

小麥葉面積指數是小麥能夠獲得高產的關鍵，葉面積指數可以衡量作物冠層結構和光能截獲的能力，而冠層結構和光能截獲能力影響小麥干物質量以及產量[14,15]。本次研究中，濟麥229和農優3號葉面積指數在前4位，產量位居第3和第1。農優3號籽粒產量最高，其穗粒數和千粒質量均衡發展，均居第1位，所以穗粒數和千粒質量的提高更有利于產量的增加[16]；津農7號千粒質量高，但穗粒數卻僅比最低的品種高1粒，其產量僅高于濟南17。因此想要獲得高產，協調好產量構成因素是基礎[17～19]。

氮素是蛋白質形成的必要條件，蛋白質質量分數是決定小麥營養品質的重要指標，同時也制約著小麥的加工品質[20,21]，據相關研究表明，籽粒蛋白質質量分數受環境的影響要比受小麥基因型的影響大[22,23]。本次試驗中，蛋白質質量分數最高的是中麥229和師欒02-1，其次為津農7號和農優3號，而中麥1062和中麥629未達到強筋小麥標準，其原因可能是由于受到栽培環境的影響比基因型的影響大，這與趙廣才等[24]研究表明的影響小麥籽粒蛋白質質量分數的因素中栽培技術>基因型>生態環境的結論不一致，這可能是因為參試小麥品種不一樣導致的，具體原因有待進一步試驗研究。

根據本次試驗結果綜合考慮，濟麥229和農優3號是冀中北地區可推廣種植的強筋小麥品種。