胡学旭, 孙丽娟, 周桂英, 吴丽娜, 陆伟, 李为喜, 王爽, 杨秀兰, 宋敬可, 王步军
中国农业科学院作物科学研究所/农业部谷物产品质量安全风险评估实验室（北京）,北京100081
HU Xue-xu, SUN Li-juan, ZHOU Gui-ying, WU Li-na, LU Wei, LI Wei-xi, WANG Shuang, YANG Xiu-lan, SONG Jing-ke, WANG Bu-jun
收稿日期: 2016-06-8
接受日期: 2016-08-23
网络出版日期: 2016-12-28
版权声明: 2016 《中国农业科学》编辑部 《中国农业科学》编辑部
基金资助:
作者简介:
联系方式：胡学旭,Tel：010-82109620;E-mail：huxuexu@caas.cn。
通信作者:王步军,Tel：010-82105798;E-mail：wangbujun@caas.cn
展开
摘要
分析各区试组小麦品种品质差异和年度品质变化,探讨各区试组品质育种存在的问题和发展趋势。
对2000—2015年北部冬麦区和黄淮冬麦区985个参试品种的容重、蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀指数和面团流变学特性进行测定,分析各区试组强筋品种、中强筋品种和中筋品种比例及8个主要品质性状变化。
各区试组参试品种以中筋品种为主,平均占品种量78%;强筋品种和中强筋品种比例较小,各占11%。区试组之间各品种类型比例存在差异,从参试品种看,黄淮冬麦区北片水地组（13%）、黄淮冬麦区南片冬水组（11%）和黄淮冬麦区南片春水组（16%）的强筋品种比例高于北部冬麦区组（6%）和黄淮冬麦区旱地组（7%）;黄淮冬麦区南片冬水组（20%）的中强筋品种比例最大,北部冬麦区组（5%）比例最小。从审定品种看,黄淮冬麦区南片冬水组强筋品种（4%）和中强筋品种（10%）比例最大,其次为黄淮冬麦区南片春水组（3%、6%）;黄淮冬麦区南片冬水组（17%）和黄淮冬麦区南片春水组（19%）中筋品种比例高于其他区试组。受区试组品种结构影响,各区试组小麦质量总体表现为中筋品质,蛋白质含量和湿面筋含量平均值较高,而沉淀指数、稳定时间、拉伸面积和最大拉伸阻力平均值一般。区试组之间参试品种品质差异较大,黄淮冬麦区北片水地组、黄淮冬麦区南片冬水组和春水组容重平均值高于北部冬麦区组和黄淮冬麦区旱地组,而蛋白质含量和湿面筋含量与之相反;北部冬麦区组强筋品种和中强筋品种稳定时间平均值高于其他区试组;黄淮冬麦区春水组各类型品种拉伸面积和最大拉伸阻力平均值均高于其他区试组。各区试组品质性状年度变化趋势大致相同：容重、稳定时间、拉伸面积和最大拉伸阻力呈上升趋势,吸水量呈下降趋势,蛋白质含量和湿面筋含量呈持平趋势,沉淀指数呈先升后降趋势。
中国小麦品质育种进展缓慢,区试组之间发展不平衡,影响相应生产区小麦品种结构和质量。国家小麦区试应加强对不同品质类型优质小麦的重视,改善小麦品质结构,提高小麦品种质量。
关键词：
Abstract
【Objective】 The present study was conducted to analyze the quality variation of tested varieties in regional trials in Northern winter wheat region and Yellow-Huai River Valley winter wheat region, and to discuss the status and trends of wheat quality improvement in breeding process. 【Method】 Test weight, protein content of grain, wet gluten content and sedimentation index of flour, rheological properties of 1 418 samples, from 985 tested varieties in seven groups, were detected, and quality variations of strong gluten, medium-strong gluten and medium gluten varieties in each group were analyzed. 【Result】 The percentages of strong gluten, medium-strong gluten and medium gluten varieties in each group were varied, and the ratio of medium gluten varieties was 78% in average, while those of strong gluten and strong-medium gluten were relatively low, with an average of 11%, respectively. Ratios of strong gluten in irrigation group in northern part of Yellow-Huai River Valley winter wheat region (13%), winter-wheat-irrigation group in southern part of Yellow-Huai River Valley winter wheat region (11%), and spring-wheat-irrigation group in southern part of Yellow-Huai River Valley winter wheat region (16%) were higher than those in Northern winter wheat region (6%) and dryland group in Yellow-Huai River Valley winter wheat region (7%), and the ratio of medium-strong gluten in winter-wheat-irrigation group in southern part of Yellow-Huai River Valley winter wheat region (20%) was higher than any other groups, while the ratio in Northern winter wheat region (5%) was the lowest. For the approved varieties, the ratio of strong gluten varieties (4%) and strong-medium gluten varieties (10%) in winter-wheat-irrigation group in southern part of Yellow-Huai River Valley winter wheat region was the highest among 7 groups, and those of spring-wheat-irrigation group in southern part of Yellow-Huai River Valley winter wheat region were followed by 3% and 6%, respectively, and the ratio of medium gluten varieties in winter-wheat-irrigation group in southern part of Yellow-Huai River Valley winter wheat region (17%), and spring-wheat-irrigation group in southern part of Yellow-Huai River Valley winter wheat region (19%) were higher than those of the other groups. It was qualified for medium gluten wheat with relatively high protein content and low protein quality in each group, which was consistent with high percentage of medium gluten varieties. There were wide variations in variety qualities among the groups. Test weight of varieties in average in northern part of Yellow-Huai River Valley winter wheat region, winter-wheat-irrigation group in southern part of Yellow-Huai River Valley winter wheat region, and spring-wheat-irrigation group in southern part of Yellow-Huai River Valley winter wheat region was higher than those of the other groups, while protein content of flour in average was just the opposite, and stability time in average in Northern winter wheat region and dryland group in Yellow-Huai River Valley winter wheat region was higher than those of the others. Extension area in average in spring-wheat-irrigation group in southern part of Yellow-Huai River Valley winter wheat region was the highest among these groups. Quality variation trends in different years and groups were similar. Test weight, stability time, extension area and max. resistance showed increasing trends while water absorption was decreased, protein content and wet gluten content changed little, and sedimentation index increased first and decreased afterwards.【Conclusion】Quality improvement in wheat showed a slow progress in China, and breeding level was imbalanced in groups. As a result, wheat quality and variety structure were affected in corresponding wheat-producing region. It is necessary to select new variety with high quality, and to improve variety structure and wheat quality.
Keywords：
【研究意义】小麦品种区域试验在为生产筛选优良品种、促进品种更新换代、推动优势区域布局等方面中起着重要作用。根据中国小麦种植区域的生态类型等因素,在小麦生产区设置不同区域试验组（简称区试组）,确定参试品种可能的适宜区域。小麦品种品质受环境和基因型共同影响,研究各区试组参试品种品质差异和年度变化,分析各区试组品质育种存在的问题和发展趋势,对于及时掌握育种现状和发展趋势,适时调整品种评价和审定标准,改善小麦品种结构具有重要意义。【前人研究进展】国家冬小麦区试组设置经历了较长时间的发展过程,2000年北部冬麦区组分为2个区试组：北部冬麦区水地组和北部冬麦区旱地组;2005年黄淮冬麦区旱地组分为2个区试组：黄淮冬麦区旱肥组和黄淮冬麦区旱薄组,冬麦区试验组达到了9个。其中北部冬麦区和黄淮冬麦区是中国小麦主要产区,小麦面积约占全国麦区的70%,共设置了7个区试组,区试组生态环境存在南北纬度、水地和旱地、旱肥和旱薄等差别,对参试品种品质产生不同影响。部分课题组对黄淮冬麦区参试品种品质进行了研究,张存良[1]分析了1985—1986年黄淮冬麦区旱地小麦品种品质与纬度关系,发现小麦品质在地区间差异显著。曹莉等[2-3]分析了1998—2000年黄淮冬麦区参试品种品质状况以及品质与产量之间的关系。廖平安等[4]分析了1999—2001年黄淮冬麦区南片参试品种品质及品质类型,讨论了用于专用小麦选育的品质指标。胡卫国等[5]分析了2000—2009年黄淮冬麦区北片水地组、黄淮冬麦区南片冬水组和春水组参试品种品质状况,提出了品种品质改良的建议。王美芳等[6]分析了2001—2009年黄淮冬麦区强筋品种品质状况,提出育种者应改善参试品种谷蛋白亚基结构。【本研究切入点】先前研究局限于对部分区试组参试品种品质进行分析,对北部冬麦区和黄淮冬麦区7个区试组间参试品种品质结构及其品质差异,尤其近年来各区试组参试品种品质变化未见报道。【拟解决的关键问题】本研究以2000—2015年5个区试组1 418份样品985个品种为材料,分析各区试组强筋、中强筋和中筋品种构成及其品质在区试组的变化,探讨区试组小麦品质变化对相应生产区小麦质量的影响,提出调整小麦品种品质结构建议,为生产管理、品种选育和推广提供参考。
供试材料为2000—2015年度北部冬麦区和黄淮冬麦区国家区域试验参试品种,品种985个,样品1 418份。按照国家小麦品种试验方案要求,参加区试品种在收获后,由承担区域试验单位对各试验点的每个品种取样1 kg,寄送到农业部谷物品质监督检验测试中心,剔除降落数值低于200s的发芽样品,每份样品去杂,同一区组同一品种不同试验点样品等量混样后测定其品质。
品种分类参考小麦品质分类标准[7-11]、《主要农作物品种审定标准》,结合各品种在区域试验以及生产上质量表现,将供试材料分为强筋品种、中强筋品种、中筋品种和弱筋品种4个类型,其中强筋品种判定标准,区域试验：面团稳定时间≥7 min、最大拉伸阻力≥400 E.U,生产质量：面团稳定时间≥7 min,最大拉伸阻力≥450 E.U,面包烘焙体积≥800 mL;中强筋品种判定标准：面团稳定时间≥6 min,最大拉伸阻力≥300 E.U;弱筋品种判定主要参考《主要农作物品种审定标准》,在北部冬麦区黄淮麦区数量极少,不参与品质分析;除以上3种外,其他品种全部归为中筋品种。同一品种连续2年品质数据,按平均值进行品质类型判定。
北部冬麦区黄淮冬麦区设有7个区试组,分别为北部冬麦区水地组和旱地组、黄淮冬麦区旱肥组和旱薄组、黄淮冬麦区北片水地组（Ⅲ）、黄淮冬麦区南片冬水组（Ⅳ）、黄淮冬麦区南片春水组（Ⅴ）。其中北部冬麦区水地组和旱地组年度样品量较少,合为1个区组—北部冬麦区组（Ⅰ）;黄淮冬麦区旱地组自2006年开始分为黄淮冬麦区旱肥组和旱薄组,各组样品量较少,合为1个区组—黄淮冬麦区旱地组（Ⅱ）。各区试组强筋品种、中强筋品种和弱筋品种数量和比例见表1。
表1 2000—2015年北部、黄淮冬麦区参试品种和审定品种数量情况
Table 1 Number of tested varieties and approved varieties in Northern winter wheat region and Yellow-Huai River Valley winter wheat region from 2000 to 2015
| 区组Group | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ | Ⅴ | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 数量 Number | 比例 Ratio(%) | 数量 Number | 比例 Ratio(%) | 数量 Number | 比例 Ratio(%) | 数量 Number | 比例 Ratio (%) | 数量 Number | 比例 Ratio (%) | |
| 强筋SG | 14a/1b | 6a/4b | 15/4 | 7/13 | 31/3 | 13/8 | 26/9 | 11/13 | 36/5 | 16/11 |
| 中强筋MSG | 11/4 | 5/14 | 17/2 | 8/7 | 25/8 | 11/21 | 46/22 | 20/31 | 26/10 | 11/22 |
| 中筋MG | 198/23 | 89/82 | 183/24 | 85/80 | 175/28 | 76/72 | 155/39 | 68/56 | 165/30 | 73/67 |
| 总数Total | 223/28 | - | 215 | - | 231/39 | - | 227/70 | - | 227/45 | - |
籽粒经旋风磨磨粉获得全麦粉,测定籽粒蛋白质含量;经布勒实验磨（MLU202）磨粉获得出粉率为65%—72%的小麦面粉（硬质麦出粉率比软质麦平均高4%左右）,测定湿面筋、沉淀指数、面团粉质特性和拉伸特性。其中,容重采用GB/T 5498-2013《粮油检验容重测定》测定;降落数值采用GB/T 10361- 2008《谷物降落数值测定法》测定;籽粒蛋白质含量采用NY/T 3-1982《谷物、豆类作物种子粗蛋白质测定法（半微量凯氏法）》测定;湿面筋含量采用GB/T 5506.2-2008《小麦和小麦粉 面筋含量第2部分：仪器法测定湿面筋》测定;沉淀指数采用GB/T 21119-2007《小麦-沉淀指数测定-Zeleny试验》测定;粉质仪参数采用GB/T 14614-2006《小麦粉-面团的物理特性-吸水量和流变学特性的测定-粉质仪法》测定;拉伸仪参数采用GB/T 14615-2006《小麦粉-面团的物理特性-流变学特性测定-拉伸仪法》测定。用Microsoft Excel 2003数据统计分析和作图。
2.1.1 参试品种 从各区试组参试品种品质结构看（表1）,强筋品种和中强筋品种在各区试组中比例较低,平均占11%左右;中筋品种比例最大,平均为78%左右。其中,Ⅴ组强筋品种比例在5个区试组中最大,其次为Ⅲ组和Ⅳ组,Ⅰ组和Ⅱ组比例最小;Ⅳ组中强筋品种比例最大,其次为Ⅴ组和Ⅲ组,Ⅰ组比例最小;Ⅰ组中筋品种比例最大,Ⅳ组比例最小。从不同品质类型看,Ⅲ组强筋品种数量最多,比例最大;其次为Ⅳ组;Ⅰ组和Ⅱ组比例最小。Ⅳ组中强筋品种比例最大,高出Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅴ组一倍多。Ⅰ组中筋品种比例最大,Ⅴ组比例最小。
2.1.2 审定品种 从各区试组审定品种品质结构看（表1）,强筋品种比例最小,平均为10.4%;中强筋品种比例较高,平均占21.7%;中筋品种比例最大,平均为67.9%。与参试品种品质结构不同,中强筋品种比例高于强筋品种,这与各品质类型审定通过率（某种品质类型审定品种数量/同类型参试品种数量）有关（图1-A）：中强筋品种审定通过率是强筋品种和中筋品种的2倍多;区试组之间存在差异,除Ⅱ组外,其他各区试组中强筋品种通过率高于强筋品种和中筋品种。
从各区试组审定品种比例（审定品种数量/参试品种总量）看（图1-B）,Ⅳ组和Ⅴ组远高于其他区试组。Ⅳ组审定品种占该组参试品种的31%,在各区试组中比例最大;其次为Ⅴ组,为29%;Ⅲ组为17%;Ⅰ组比例最小,仅为13%,表明区试组之间参试品种审定通过率不均衡。从品质类型看,各区试组强筋品种比例最小,中强筋品种比例较大,中筋品种比例最大。其中,Ⅳ组强筋品种和中强筋品种比例最大,其次为Ⅴ组,Ⅰ组强筋品种比例最小,Ⅱ组中强筋品种比例最小;Ⅴ组中筋品种比例最大,Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ和Ⅰ组比例依次降低。
图1 2000—2015年北部、黄淮冬麦区各区试组审定品种品质类型比例
Fig. 1 Proportions of approved varieties with strong gluten(SG), medium-strong gluten(MSG), and medium gluten(MG) of different groups in Northern winter wheat region and Yellow-Huai River Valley winter wheat region from 2000 to 2015
2.2.1 容重 受区试组之间生态环境等因素差异的影响,各区试组参试小麦容重平均值差异较大,依次呈Ⅲ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ,分别为802、797、796、790和785 g·L-1（图2）,这可能与Ⅲ组光照、温度和水肥等条件优于其他区试组,有利于籽粒饱满,而Ⅰ组和Ⅱ组因水肥等条件限制,容重偏低。此外,不同品质类型之间,除中强筋小麦外,强筋小麦和中筋小麦容重平均值依次呈Ⅲ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ,表明环境因素对容重有较大影响。
2.2.2 籽粒蛋白质含量 与容重平均值大小次序相
反,各区试组参试小麦蛋白质含量平均值依次呈Ⅰ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅴ>Ⅲ,分别为15.05%、14.59%、14.38%、14.24%和14.23%（图2）,相关性分析表明蛋白质含量与容重成反比。不同品质类型小麦蛋白质含量平均值大小次序与各区试组总平均值大致相同,表明环境因素对蛋白质含量有较大影响。
2.2.3 湿面筋含量 与蛋白质含量平均值大小次序相同,各区试组参试小麦湿面筋含量平均值依次呈Ⅰ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅴ>Ⅲ,分别为33.4%、32.2%、31.0%、30.9%和30.8%（图2）。不同品质类型小麦湿面筋含量平均值大小次序与各区试组总平均值大致相同,表明环境因素对湿面筋含量有较大影响。
图2 2000—2015年区试组各类型小麦品种品质TW：容重 Test weight;PC：蛋白质含量 Protein content;WGC：湿面筋含量 Wet gluten content;SI：沉淀指数 Sedimentation index;WA：吸水量 Water absorption;ST：稳定时间 Stability time;EA：拉伸面积 Extension area;MR：最大拉伸阻力 Max. resistance
Fig. 2 Quality of tested varieties with different quality types in different groups from 2000 to 2015
2.2.4 沉淀指数 各区试组参试小麦沉淀指数平均值相差不大,依次呈Ⅱ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅲ,分别为32.5、32.3、32.0、30.9和29.9 mL（图2）。不同品质类型之间,除中筋小麦外,强筋小麦和中强筋小麦沉淀指数平均值依次呈Ⅰ>Ⅱ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ,在区试组之间差异较大,可能与各区试组参试品种及环境因素有关。此外,区试组内各品质类型小麦沉淀指数平均值存在显著差异,大小依次呈强筋品种>中强筋品种>中筋品种,表明基因型对沉淀指数有较大影响。
2.2.5 吸水量 各区试组参试小麦吸水量平均值依次呈Ⅱ>Ⅰ(Ⅲ)>Ⅳ>Ⅴ,分别为59.1%、59.0%、59.0%、58.0%和57.8%（图2）,Ⅴ组参试品种平均低于其他区试组,但从不同品质类型看,各类型小麦吸水量平均值大小次序在区试组间和区试组内表现各异,其中Ⅴ组强筋小麦沉淀指数平均值高于Ⅰ、Ⅱ和
Ⅳ组,这可能与不同区试组参试品种有关。
2.2.6 稳定时间 各区试组参试小麦稳定时间平均值相差不大,依次呈Ⅳ>Ⅴ>Ⅲ>Ⅰ(Ⅱ),分别为4.9、4.7、4.4、3.7和3.7 min（图2）。不同品质类型之间,除中筋小麦稳定时间平均值在各区试组间差别不大外,Ⅰ组强筋小麦和中强筋小麦稳定时间显著高于其他区试组,可能与参试品种及生态环境因素有关。此外,稳定时间是各品质类型小麦分类的主要依据之一,区试组内各品质类型小麦稳定时间平均值存在显著差异,大小依次呈强筋品种>中强筋品种>中筋品种。
2.2.7 拉伸面积 各区试组参试小麦拉伸面积平均值依次呈Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,分别为60、55、52、48和44 cm2（图2）。3种品质类型小麦拉伸面积在区试组之间差异较大,其中Ⅴ组各品质类型小麦拉伸面积平均值高于其他区试组,同时Ⅳ组和Ⅴ组位置相同,因此,可能与Ⅴ组参试品种有关。此外,区试组内各品质类型小麦拉伸面积平均值存在显著差异,大小依次呈强筋品种>中强筋品种>中筋品种。
2.2.8 最大拉伸阻力 各区试组参试小麦最大拉伸阻力平均值依次呈Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,分别为270、258、244、211和198E.U（图2）。与拉伸面积相同,3种品质类型小麦最大拉伸阻力在区试组之间差异较大,其中Ⅴ组各品质类型小麦最大拉伸阻力平均值高于其他区试组,Ⅳ组和Ⅴ组位置相同,因此,可能与Ⅴ组参试品种为春性品种有关。此外,区试组内各品质类型小麦最大拉伸阻力平均值存在显著差异,大小依次呈强筋品种>中强筋品种>中筋品种。
2.3.1 容重 除Ⅰ组外,其他区试组年度平均值总体上呈上升趋势,表明中国小麦品种籽粒容重有较大改善（图3）。年度间,除了Ⅳ组和Ⅴ组年度平均值变化趋势基本相同外,其他区试组年度平均值变化趋势差异较大,可能与各区试组年度气候影响有关,如2013年小麦收获期受大范围阴雨天气影响,5个区试组容重平均值出现不同程度降低。
2.3.2 籽粒蛋白质含量 各区试组参试品种年度平均值总体呈持平走势（图3）。除了Ⅳ组和Ⅴ组年度平均值变化趋势基本相同外,其他区试组年度平均值变化趋势差异较大,其中Ⅰ组年度平均值变化幅度最大,可能与各区试组年度气候影响有关。与容重相反,2013年各区试组蛋白质含量同时出现小高峰,受收获期气候因素影响,淀粉含量偏低导致蛋白质含量相对增加。
2.3.3 湿面筋含量 各区试组参试品种年度平均值总
体呈持平走势（图3）。除了Ⅳ组和Ⅴ组年度平均值变化趋势基本相同外,其他区试组年度平均值变化趋势差异较大,其中Ⅰ组年度平均值变化幅度较大,与蛋白质含量相同,2013年各区试组参试品种湿面筋含量同时出现小高峰,表明该年度气候对小麦湿面筋含量影响较大。
2.3.4 沉淀指数 各区试组参试品种沉淀指数年度平均值随年度呈先增加后降低的趋势（图3）,除部分年度各区试组平均值出现分化外,总体上变化趋势较为一致。这主要与各区试组参试品种品质类型年度比例变化有关。此外,环境因素对沉淀指数影响较大,如2014年小麦主产区遭遇高温天气导致各区试组小麦沉淀指数平均值大幅下降。
2.3.5 吸水量 各区试组参试品种吸水量年度平均值变化趋势发生明显分化,其中Ⅰ组、Ⅱ组和Ⅲ组呈持平走势,年度变化趋势基本相同;而Ⅳ组和Ⅴ组呈逐年下降趋势（图3）。从各区试组参试品种品质数据看,主要与近年来Ⅳ组和Ⅴ组参试品种吸水量较低有关。
2.3.6 稳定时间 各区试组参试品种稳定时间年度平均值呈缓慢增加趋势（图3）。Ⅴ组年度平均值变化幅度最大,Ⅲ组年度变化幅度相对较小;各区试组年度平均值变化趋势差异较大,可能与各区试组强筋品种和中强筋品种年度比例变化有关。此外,环境因素对稳定时间影响较大,如2014年受灌浆期高温影响,各区试组稳定时间年度平均值大幅下降。
2.3.7 拉伸面积 除Ⅳ组和Ⅴ组参试品种拉伸面积年度平均值呈先增后降趋势外,其他区试组参试品种拉伸面积年度平均值呈缓慢增加趋势（图3）。Ⅳ组和Ⅴ组年度平均值变化幅度较大,近年来下降趋势明显,主要与强筋品种和中强筋品种年度比例变化较大有关;Ⅲ组年度平均值变化幅度相对较小,呈逐年增加的趋势;各区试组年度平均值变化趋势差异较大,可能与各区试组参试品种类型年度比例变化有关。
2.3.8 最大拉伸阻力 与拉伸面积年度平均值趋势相同,年度间,除Ⅳ组和Ⅴ组参试品种最大拉伸阻力年度平均值呈先增后降趋势外,其他区试组参试品种最大拉伸阻力年度平均值呈缓慢增加趋势（图3）。Ⅳ组和Ⅴ组年度平均值变化幅度较大,近年来下降趋势明显,主要与强筋品种和中强筋品种年度比例变化较大有关;Ⅲ组年度平均值变化幅度相对较小,呈逐年增加的趋势;各区试组年度平均值变化趋势差异较大,这可能与各区试组参试品种类型年度比例变化有关。
图3 2000—2015年各区试组参试小麦年度质量变化
Fig. 3 Annual quality of tested varieties in different groups from 2000 to 2015
本研究表明,各区试组参试品种以中筋品种为主,区试组之间参试品种类型比例存在差异。黄淮冬麦区北片水地组、黄淮冬麦区南片冬水组和春水组强筋品种比例高于北部冬麦区组和黄淮冬麦区旱地组,黄淮冬麦区南片冬水组中强筋品种比例高出其他6个区试组1倍多,表明各生产区品质育种进展不同步。这可能与每一时期品种选育以上时期主推品种为亲本[12-15]、品种选育以高产多抗为主要目标有关,导致优质品质性状缺失,品质趋同性严重。此外,各生产区骨干亲本具有地方特征[12-15],如山东自20世纪90年代引入优质亲本育成一批强筋品种,此后仍以鲁麦14为骨干亲本选育高产多抗品种[13],强筋品种比例迅速下降;河南省利用了周麦、新麦、陕西优质麦、豫麦2号和早熟豫麦18等类型骨干亲本[16],近十多年来强筋品种和中强筋品种保持着一定比例。
另一方面,各区试组审定品种品质类型构成与相应生产区推广品种品质结构密切相关,对生产区小麦整体质量有着重要影响。“十五”以来北部冬麦区组和黄淮冬麦区北片水地组强筋品种和中强筋品种数量和比例均低于黄淮冬麦区南片冬水组和春水组,是导致相应生产区小麦质量差异的主要原因之一。如近年来华北北部强筋麦区（主要对应北部冬麦区水地组）和黄淮北部强筋中筋麦区（主要对应黄淮冬麦区北片水地组及黄淮冬麦区旱地组部分试验点）强筋品种数量下降,而黄淮南部中筋麦区（主要对应黄淮冬麦区南片冬春水组）强筋品种和中强筋品质数量增加[11],与各区试组育成的各类型小麦品种数量有关。如果各区试组品种品质结构不发生改变,这种状况将继续下去。因此,各地育种单位应注重优质亲本的收集和利用,选育高产优质品种;品种审定部门应适当放宽对优质新品种审定尺度,引导各类型优质品种选育,改善生产区小麦质量。
本研究表明,各区试组参试品种总体表现为中筋品质,蛋白质数量（蛋白质含量和湿面筋含量）平均值较高,而蛋白质质量性状（沉淀指数、稳定时间、拉伸面积和最大拉伸阻力）平均值略高于中筋品质,与各区试组中筋品种为主的现状相符合。从分析结果看,北部冬麦区组和黄淮冬麦区旱地组中筋品种稳定时间、拉伸面积和最大拉伸阻力平均值低于其他区试组,与1BL/1RS易位系有关（郭进考,私人通讯）。20世纪70年代以来1BL/1RS易位系在小麦主产区广泛应用于小麦育种[17-18],1RS携带黑麦碱基因,引起品种品质下降[19-22],目前,该易位系品种在北部冬麦区和黄淮麦区仍占据较大比例[18]。品质育种应尽量避免选择1BL/1RS易位系为亲本选育新品种。
区试组之间参试品种平均品质差异较大。容重、蛋白质含量和湿面筋含量受光照、温度、降雨和土壤等环境因素影响[23-26],区试组之间差异较大,其中黄淮冬麦区北片水地组、黄淮冬麦区南片冬水组和春水组容重平均值高于北部冬麦区组和黄淮冬麦区旱地组,而蛋白质含量和湿面筋含量与之相反。沉淀指数、稳定时间、拉伸面积和最大拉伸阻力主要受基因型控制,各类型品种在区试组之间存在差异。其中,北部冬麦区组强筋品种和中强筋品种稳定时间平均值高于其他区试组;黄淮冬麦区春水组各类型品种拉伸面积和最大拉伸阻力平均值均高于其他区试组。育种者可根据各区试组品质差异优先选育不同类型小麦,改善各生产区品质结构,如北部冬麦区组可加大强筋品种和中强筋品种的选育,同时改善中筋品种品质。
区试组之间年度质量差异较大,除个别区试组外,总体趋势大致相同。各区试组年度质量受环境因素影响,如黄淮冬麦区南片冬水组和春水组试验点基本一致,容重、蛋白质含量和湿面筋含量年度平均值变化趋势基本相同;其他各区试组试验点地理位置各不相同,彼此间差异较大。同时受品质类型年度比例变化影响差异较大,如黄淮冬麦区南片冬水组和春水组试验点虽然基本一致,但沉淀指数、稳定时间、拉伸面积和最大拉伸阻力年度平均值变化差异很大,主要由强筋品种和中强筋品种年度比例不同造成。从总体趋势看,容重、稳定时间、拉伸面积和最大拉伸阻力呈上升趋势,吸水量呈下降趋势,蛋白质含量和湿面筋含量呈持平趋势,沉淀指数呈先升后降趋势。各区试组容重、沉淀指数和吸水量年度变化趋势与胡卫国等[5]研究结论不同,这与本试验年度跨度大、区试组数量较多有关。总体上各区试组参试品种品质正得到改善。
强筋品种和中强筋品种在各区试组中比例较低,平均占11%左右;中筋品种比例最大,平均为78%左右;各区试组审定品种以中筋品种为主,其审定品种数量中筋品种远远大于强筋和弱筋品种;各品质类型小麦审定通过率不一致,中强筋品种是强筋品种和中筋品种的2倍。区试组之间品种审定通过率存在较大差异,其中以Ⅳ区和Ⅴ区最高。受环境和基因型影响,各品质类型小麦主要品质性状在区试组之间存在差异;各区试组参试品种品质性状年度变化趋势大致相同。总之,中国小麦品质育种进展缓慢,应根据社会对优质小麦的需求状况,加强中国强筋和弱筋小麦的试验和审定工作,从品种区试和审定层面为改善中国的小麦质量作出贡献。
The authors have declared that no competing interests exist.
/
| 〈 |
|
〉 |
