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2000—2015年國家黃淮和北部冬麥區域試驗品種品質分析

2017-01-13 10:11胡學旭孫麗娟周桂英吳麗娜李為喜楊秀蘭宋敬可王步軍
中國農業科學 2016年24期
關鍵詞:冬麥區黃淮強筋

胡學旭,孫麗娟,周桂英,吳麗娜,陸 偉,李為喜,王 爽,楊秀蘭,宋敬可,王步軍

(中國農業科學院作物科學研究所/農業部谷物產品質量安全風險評估實驗室(北京),北京100081)

2000—2015年國家黃淮和北部冬麥區域試驗品種品質分析

胡學旭,孫麗娟,周桂英,吳麗娜,陸 偉,李為喜,王 爽,楊秀蘭,宋敬可,王步軍

(中國農業科學院作物科學研究所/農業部谷物產品質量安全風險評估實驗室(北京),北京100081)

【目的】分析各區試組小麥品種品質差異和年度品質變化,探討各區試組品質育種存在的問題和發展趨勢?!痉椒ā繉?000—2015年北部冬麥區和黃淮冬麥區985個參試品種的容重、蛋白質含量、濕面筋含量、沉淀指數和面團流變學特性進行測定,分析各區試組強筋品種、中強筋品種和中筋品種比例及8個主要品質性狀變化?!窘Y果】各區試組參試品種以中筋品種為主,平均占品種量78%;強筋品種和中強筋品種比例較小,各占11%。區試組之間各品種類型比例存在差異,從參試品種看,黃淮冬麥區北片水地組(13%)、黃淮冬麥區南片冬水組(11%)和黃淮冬麥區南片春水組(16%)的強筋品種比例高于北部冬麥區組(6%)和黃淮冬麥區旱地組(7%);黃淮冬麥區南片冬水組(20%)的中強筋品種比例最大,北部冬麥區組(5%)比例最小。從審定品種看,黃淮冬麥區南片冬水組強筋品種(4%)和中強筋品種(10%)比例最大,其次為黃淮冬麥區南片春水組(3%、6%);黃淮冬麥區南片冬水組(17%)和黃淮冬麥區南片春水組(19%)中筋品種比例高于其他區試組。受區試組品種結構影響,各區試組小麥質量總體表現為中筋品質,蛋白質含量和濕面筋含量平均值較高,而沉淀指數、穩定時間、拉伸面積和最大拉伸阻力平均值一般。區試組之間參試品種品質差異較大,黃淮冬麥區北片水地組、黃淮冬麥區南片冬水組和春水組容重平均值高于北部冬麥區組和黃淮冬麥區旱地組,而蛋白質含量和濕面筋含量與之相反;北部冬麥區組強筋品種和中強筋品種穩定時間平均值高于其他區試組;黃淮冬麥區春水組各類型品種拉伸面積和最大拉伸阻力平均值均高于其他區試組。各區試組品質性狀年度變化趨勢大致相同:容重、穩定時間、拉伸面積和最大拉伸阻力呈上升趨勢,吸水量呈下降趨勢,蛋白質含量和濕面筋含量呈持平趨勢,沉淀指數呈先升后降趨勢?!窘Y論】中國小麥品質育種進展緩慢,區試組之間發展不平衡,影響相應生產區小麥品種結構和質量。國家小麥區試應加強對不同品質類型優質小麥的重視,改善小麥品質結構,提高小麥品種質量。

冬小麥;品種;品質;區試

0 引言

【研究意義】小麥品種區域試驗在為生產篩選優良品種、促進品種更新換代、推動優勢區域布局等方面中起著重要作用。根據中國小麥種植區域的生態類型等因素,在小麥生產區設置不同區域試驗組(簡稱區試組),確定參試品種可能的適宜區域。小麥品種品質受環境和基因型共同影響,研究各區試組參試品種品質差異和年度變化,分析各區試組品質育種存在的問題和發展趨勢,對于及時掌握育種現狀和發展趨勢,適時調整品種評價和審定標準,改善小麥品種結構具有重要意義?!厩叭搜芯窟M展】國家冬小麥區試組設置經歷了較長時間的發展過程,2000年北部冬麥區組分為2個區試組:北部冬麥區水地組和北部冬麥區旱地組;2005年黃淮冬麥區旱地組分為2個區試組:黃淮冬麥區旱肥組和黃淮冬麥區旱薄組,冬麥區試驗組達到了9個。其中北部冬麥區和黃淮冬麥區是中國小麥主要產區,小麥面積約占全國麥區的70%,共設置了7個區試組,區試組生態環境存在南北緯度、水地和旱地、旱肥和旱薄等差別,對參試品種品質產生不同影響。部分課題組對黃淮冬麥區參試品種品質進行了研究,張存良[1]分析了1985—1986年黃淮冬麥區旱地小麥品種品質與緯度關系,發現小麥品質在地區間差異顯著。曹莉等[2-3]分析了1998—2000年黃淮冬麥區參試品種品質狀況以及品質與產量之間的關系。廖平安等[4]分析了 1999—2001年黃淮冬麥區南片參試品種品質及品質類型,討論了用于專用小麥選育的品質指標。胡衛國等[5]分析了 2000—2009年黃淮冬麥區北片水地組、黃淮冬麥區南片冬水組和春水組參試品種品質狀況,提出了品種品質改良的建議。王美芳等[6]分析了 2001—2009年黃淮冬麥區強筋品種品質狀況,提出育種者應改善參試品種谷蛋白亞基結構?!颈狙芯壳腥朦c】先前研究局限于對部分區試組參試品種品質進行分析,對北部冬麥區和黃淮冬麥區7個區試組間參試品種品質結構及其品質差異,尤其近年來各區試組參試品種品質變化未見報道?!緮M解決的關鍵問題】本研究以2000—2015年5個區試組1 418份樣品985個品種為材料,分析各區試組強筋、中強筋和中筋品種構成及其品質在區試組的變化,探討區試組小麥品質變化對相應生產區小麥質量的影響,提出調整小麥品種品質結構建議,為生產管理、品種選育和推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為2000—2015年度北部冬麥區和黃淮冬麥區國家區域試驗參試品種,品種985個,樣品1 418份。按照國家小麥品種試驗方案要求,參加區試品種在收獲后,由承擔區域試驗單位對各試驗點的每個品種取樣1 kg,寄送到農業部谷物品質監督檢驗測試中心,剔除降落數值低于200s的發芽樣品,每份樣品去雜,同一區組同一品種不同試驗點樣品等量混樣后測定其品質。

品種分類參考小麥品質分類標準[7-11]、《主要農作物品種審定標準》,結合各品種在區域試驗以及生產上質量表現,將供試材料分為強筋品種、中強筋品種、中筋品種和弱筋品種4個類型,其中強筋品種判定標準,區域試驗:面團穩定時間≥7 min、最大拉伸阻力≥400 E.U,生產質量:面團穩定時間≥7 min,最大拉伸阻力≥450 E.U,面包烘焙體積≥800 mL;中強筋品種判定標準:面團穩定時間≥6 min,最大拉伸阻力≥300 E.U;弱筋品種判定主要參考《主要農作物品種審定標準》,在北部冬麥區黃淮麥區數量極少,不參與品質分析;除以上3種外,其他品種全部歸為中筋品種。同一品種連續2年品質數據,按平均值進行品質類型判定。

北部冬麥區黃淮冬麥區設有7個區試組,分別為北部冬麥區水地組和旱地組、黃淮冬麥區旱肥組和旱薄組、黃淮冬麥區北片水地組(Ⅲ)、黃淮冬麥區南片冬水組(Ⅳ)、黃淮冬麥區南片春水組(Ⅴ)。其中北部冬麥區水地組和旱地組年度樣品量較少,合為1個區組—北部冬麥區組(Ⅰ);黃淮冬麥區旱地組自2006年開始分為黃淮冬麥區旱肥組和旱薄組,各組樣品量較少,合為1個區組—黃淮冬麥區旱地組(Ⅱ)。各區試組強筋品種、中強筋品種和弱筋品種數量和比例見表1。

表1 2000—2015年北部、黃淮冬麥區參試品種和審定品種數量情況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

1.2 測定方法與數據處理

籽粒經旋風磨磨粉獲得全麥粉,測定籽粒蛋白質含量;經布勒實驗磨(MLU202)磨粉獲得出粉率為65%—72%的小麥面粉(硬質麥出粉率比軟質麥平均高 4%左右),測定濕面筋、沉淀指數、面團粉質特性和拉伸特性。其中,容重采用GB/T 5498-2013《糧油檢驗容重測定》測定;降落數值采用GB/T 10361-2008《谷物降落數值測定法》測定;籽粒蛋白質含量采用NY/T 3-1982《谷物、豆類作物種子粗蛋白質測定法(半微量凱氏法)》測定;濕面筋含量采用GB/T 5506.2-2008《小麥和小麥粉 面筋含量第 2部分:儀器法測定濕面筋》測定;沉淀指數采用 GB/T 21119-2007《小麥-沉淀指數測定-Zeleny試驗》測定;粉質儀參數采用GB/T 14614-2006《小麥粉-面團的物理特性-吸水量和流變學特性的測定-粉質儀法》測定;拉伸儀參數采用GB/T 14615-2006《小麥粉-面團的物理特性-流變學特性測定-拉伸儀法》測定。用Microsoft Excel 2003數據統計分析和作圖。

2 結果

2.1 不同區試組參試和審定品種的品種類型

2.1.1 參試品種 從各區試組參試品種品質結構看(表 1),強筋品種和中強筋品種在各區試組中比例較低,平均占11%左右;中筋品種比例最大,平均為78%左右。其中,Ⅴ組強筋品種比例在5個區試組中最大,其次為Ⅲ組和Ⅳ組,Ⅰ組和Ⅱ組比例最??;Ⅳ組中強筋品種比例最大,其次為Ⅴ組和Ⅲ組,Ⅰ組比例最??;Ⅰ組中筋品種比例最大,Ⅳ組比例最小。從不同品質類型看,Ⅲ組強筋品種數量最多,比例最大;其次為Ⅳ組;Ⅰ組和Ⅱ組比例最小。Ⅳ組中強筋品種比例最大,高出Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅴ組一倍多。Ⅰ組中筋品種比例最大,Ⅴ組比例最小。

2.1.2 審定品種 從各區試組審定品種品質結構看(表1),強筋品種比例最小,平均為10.4%;中強筋品種比例較高,平均占21.7%;中筋品種比例最大,平均為67.9%。與參試品種品質結構不同,中強筋品種比例高于強筋品種,這與各品質類型審定通過率(某種品質類型審定品種數量/同類型參試品種數量)有關(圖1-A):中強筋品種審定通過率是強筋品種和中筋品種的2倍多;區試組之間存在差異,除Ⅱ組外,其他各區試組中強筋品種通過率高于強筋品種和中筋品種。

從各區試組審定品種比例(審定品種數量/參試品種總量)看(圖 1-B),Ⅳ組和Ⅴ組遠高于其他區試組。Ⅳ組審定品種占該組參試品種的31%,在各區試組中比例最大;其次為Ⅴ組,為29%;Ⅲ組為17%;Ⅰ組比例最小,僅為13%,表明區試組之間參試品種審定通過率不均衡。從品質類型看,各區試組強筋品種比例最小,中強筋品種比例較大,中筋品種比例最大。其中,Ⅳ組強筋品種和中強筋品種比例最大,其次為Ⅴ組,Ⅰ組強筋品種比例最小,Ⅱ組中強筋品種比例最??;Ⅴ組中筋品種比例最大,Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ和Ⅰ組比例依次降低。

圖1 2000—2015年北部、黃淮冬麥區各區試組審定品種品質類型比例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 不同區試組參試品種的主要品質性狀分析

2.2.1 容重 受區試組之間生態環境等因素差異的影響,各區試組參試小麥容重平均值差異較大,依次呈Ⅲ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ,分別為802、797、796、790和785 g·L-1(圖2),這可能與Ⅲ組光照、溫度和水肥等條件優于其他區試組,有利于籽粒飽滿,而Ⅰ組和Ⅱ組因水肥等條件限制,容重偏低。此外,不同品質類型之間,除中強筋小麥外,強筋小麥和中筋小麥容重平均值依次呈Ⅲ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ,表明環境因素對容重有較大影響。

2.2.2 籽粒蛋白質含量 與容重平均值大小次序相反,各區試組參試小麥蛋白質含量平均值依次呈Ⅰ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅴ>Ⅲ,分別為15.05%、14.59%、14.38%、14.24%和14.23%(圖2),相關性分析表明蛋白質含量與容重成反比。不同品質類型小麥蛋白質含量平均值大小次序與各區試組總平均值大致相同,表明環境因素對蛋白質含量有較大影響。

2.2.3 濕面筋含量 與蛋白質含量平均值大小次序相同,各區試組參試小麥濕面筋含量平均值依次呈Ⅰ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅴ>Ⅲ,分別為33.4%、32.2%、31.0%、30.9%和30.8%(圖2)。不同品質類型小麥濕面筋含量平均值大小次序與各區試組總平均值大致相同,表明環境因素對濕面筋含量有較大影響。

圖2 2000—2015年區試組各類型小麥品種品質Fig. 2 Quality of tested varieties with different quality types in different groups from 2000 to 2015

2.2.4 沉淀指數 各區試組參試小麥沉淀指數平均值相差不大,依次呈Ⅱ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅲ,分別為32.5、32.3、32.0、30.9和29.9 mL(圖2)。不同品質類型之間,除中筋小麥外,強筋小麥和中強筋小麥沉淀指數平均值依次呈Ⅰ>Ⅱ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ,在區試組之間差異較大,可能與各區試組參試品種及環境因素有關。此外,區試組內各品質類型小麥沉淀指數平均值存在顯著差異,大小依次呈強筋品種>中強筋品種>中筋品種,表明基因型對沉淀指數有較大影響。

2.2.5 吸水量 各區試組參試小麥吸水量平均值依次呈Ⅱ>Ⅰ(Ⅲ)>Ⅳ>Ⅴ,分別為 59.1%、59.0%、59.0%、58.0%和57.8%(圖2),Ⅴ組參試品種平均低于其他區試組,但從不同品質類型看,各類型小麥吸水量平均值大小次序在區試組間和區試組內表現各異,其中Ⅴ組強筋小麥沉淀指數平均值高于Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ組,這可能與不同區試組參試品種有關。

2.2.6 穩定時間 各區試組參試小麥穩定時間平均值相差不大,依次呈Ⅳ>Ⅴ>Ⅲ>Ⅰ(Ⅱ),分別為4.9、4.7、4.4、3.7和3.7 min(圖2)。不同品質類型之間,除中筋小麥穩定時間平均值在各區試組間差別不大外,Ⅰ組強筋小麥和中強筋小麥穩定時間顯著高于其他區試組,可能與參試品種及生態環境因素有關。此外,穩定時間是各品質類型小麥分類的主要依據之一,區試組內各品質類型小麥穩定時間平均值存在顯著差異,大小依次呈強筋品種>中強筋品種>中筋品種。

2.2.7 拉伸面積 各區試組參試小麥拉伸面積平均值依次呈Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,分別為60、55、52、48和44 cm2(圖2)。3種品質類型小麥拉伸面積在區試組之間差異較大,其中Ⅴ組各品質類型小麥拉伸面積平均值高于其他區試組,同時Ⅳ組和Ⅴ組位置相同,因此,可能與Ⅴ組參試品種有關。此外,區試組內各品質類型小麥拉伸面積平均值存在顯著差異,大小依次呈強筋品種>中強筋品種>中筋品種。

2.2.8 最大拉伸阻力 各區試組參試小麥最大拉伸阻力平均值依次呈Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ,分別為270、258、244、211和198E.U(圖2)。與拉伸面積相同,3種品質類型小麥最大拉伸阻力在區試組之間差異較大,其中Ⅴ組各品質類型小麥最大拉伸阻力平均值高于其他區試組,Ⅳ組和Ⅴ組位置相同,因此,可能與Ⅴ組參試品種為春性品種有關。此外,區試組內各品質類型小麥最大拉伸阻力平均值存在顯著差異,大小依次呈強筋品種>中強筋品種>中筋品種。

2.3 不同年度各區組參試品種的主要品質性狀分析

2.3.1 容重 除Ⅰ組外,其他區試組年度平均值總體上呈上升趨勢,表明中國小麥品種籽粒容重有較大改善(圖 3)。年度間,除了Ⅳ組和Ⅴ組年度平均值變化趨勢基本相同外,其他區試組年度平均值變化趨勢差異較大,可能與各區試組年度氣候影響有關,如2013年小麥收獲期受大范圍陰雨天氣影響,5個區試組容重平均值出現不同程度降低。

2.3.2 籽粒蛋白質含量 各區試組參試品種年度平均值總體呈持平走勢(圖3)。除了Ⅳ組和Ⅴ組年度平均值變化趨勢基本相同外,其他區試組年度平均值變化趨勢差異較大,其中Ⅰ組年度平均值變化幅度最大,可能與各區試組年度氣候影響有關。與容重相反,2013年各區試組蛋白質含量同時出現小高峰,受收獲期氣候因素影響,淀粉含量偏低導致蛋白質含量相對增加。

2.3.3 濕面筋含量 各區試組參試品種年度平均值總體呈持平走勢(圖 3)。除了Ⅳ組和Ⅴ組年度平均值變化趨勢基本相同外,其他區試組年度平均值變化趨勢差異較大,其中Ⅰ組年度平均值變化幅度較大,與蛋白質含量相同,2013年各區試組參試品種濕面筋含量同時出現小高峰,表明該年度氣候對小麥濕面筋含量影響較大。

2.3.4 沉淀指數 各區試組參試品種沉淀指數年度平均值隨年度呈先增加后降低的趨勢(圖 3),除部分年度各區試組平均值出現分化外,總體上變化趨勢較為一致。這主要與各區試組參試品種品質類型年度比例變化有關。此外,環境因素對沉淀指數影響較大,如 2014年小麥主產區遭遇高溫天氣導致各區試組小麥沉淀指數平均值大幅下降。

2.3.5 吸水量 各區試組參試品種吸水量年度平均值變化趨勢發生明顯分化,其中Ⅰ組、Ⅱ組和Ⅲ組呈持平走勢,年度變化趨勢基本相同;而Ⅳ組和Ⅴ組呈逐年下降趨勢(圖 3)。從各區試組參試品種品質數據看,主要與近年來Ⅳ組和Ⅴ組參試品種吸水量較低有關。

2.3.6 穩定時間 各區試組參試品種穩定時間年度平均值呈緩慢增加趨勢(圖 3)。Ⅴ組年度平均值變化幅度最大,Ⅲ組年度變化幅度相對較??;各區試組年度平均值變化趨勢差異較大,可能與各區試組強筋品種和中強筋品種年度比例變化有關。此外,環境因素對穩定時間影響較大,如 2014年受灌漿期高溫影響,各區試組穩定時間年度平均值大幅下降。

2.3.7 拉伸面積 除Ⅳ組和Ⅴ組參試品種拉伸面積年度平均值呈先增后降趨勢外,其他區試組參試品種拉伸面積年度平均值呈緩慢增加趨勢(圖 3)。Ⅳ組和Ⅴ組年度平均值變化幅度較大,近年來下降趨勢明顯,主要與強筋品種和中強筋品種年度比例變化較大有關;Ⅲ組年度平均值變化幅度相對較小,呈逐年增加的趨勢;各區試組年度平均值變化趨勢差異較大,可能與各區試組參試品種類型年度比例變化有關。

2.3.8 最大拉伸阻力 與拉伸面積年度平均值趨勢相同,年度間,除Ⅳ組和Ⅴ組參試品種最大拉伸阻力年度平均值呈先增后降趨勢外,其他區試組參試品種最大拉伸阻力年度平均值呈緩慢增加趨勢(圖3)。Ⅳ組和Ⅴ組年度平均值變化幅度較大,近年來下降趨勢明顯,主要與強筋品種和中強筋品種年度比例變化較大有關;Ⅲ組年度平均值變化幅度相對較小,呈逐年增加的趨勢;各區試組年度平均值變化趨勢差異較大,這可能與各區試組參試品種類型年度比例變化有關。

圖3 2000—2015年各區試組參試小麥年度質量變化Fig. 3 Annual quality of tested varieties in different groups from 2000 to 2015

3 討論

3.1 區試組與生產區小麥品種品質結構相互影響

本研究表明,各區試組參試品種以中筋品種為主,區試組之間參試品種類型比例存在差異。黃淮冬麥區北片水地組、黃淮冬麥區南片冬水組和春水組強筋品種比例高于北部冬麥區組和黃淮冬麥區旱地組,黃淮冬麥區南片冬水組中強筋品種比例高出其他6個區試組1倍多,表明各生產區品質育種進展不同步。這可能與每一時期品種選育以上時期主推品種為親本[12-15]、品種選育以高產多抗為主要目標有關,導致優質品質性狀缺失,品質趨同性嚴重。此外,各生產區骨干親本具有地方特征[12-15],如山東自20世紀90年代引入優質親本育成一批強筋品種,此后仍以魯麥14為骨干親本選育高產多抗品種[13],強筋品種比例迅速下降;河南省利用了周麥、新麥、陜西優質麥、豫麥2號和早熟豫麥 18等類型骨干親本[16],近十多年來強筋品種和中強筋品種保持著一定比例。

另一方面,各區試組審定品種品質類型構成與相應生產區推廣品種品質結構密切相關,對生產區小麥整體質量有著重要影響?!笆濉币詠肀辈慷渽^組和黃淮冬麥區北片水地組強筋品種和中強筋品種數量和比例均低于黃淮冬麥區南片冬水組和春水組,是導致相應生產區小麥質量差異的主要原因之一。如近年來華北北部強筋麥區(主要對應北部冬麥區水地組)和黃淮北部強筋中筋麥區(主要對應黃淮冬麥區北片水地組及黃淮冬麥區旱地組部分試驗點)強筋品種數量下降,而黃淮南部中筋麥區(主要對應黃淮冬麥區南片冬春水組)強筋品種和中強筋品質數量增加[11],與各區試組育成的各類型小麥品種數量有關。如果各區試組品種品質結構不發生改變,這種狀況將繼續下去。因此,各地育種單位應注重優質親本的收集和利用,選育高產優質品種;品種審定部門應適當放寬對優質新品種審定尺度,引導各類型優質品種選育,改善生產區小麥質量。

3.2 各區試組參試品種總體表現為中筋品質,區試組之間品質差異明顯

本研究表明,各區試組參試品種總體表現為中筋品質,蛋白質數量(蛋白質含量和濕面筋含量)平均值較高,而蛋白質質量性狀(沉淀指數、穩定時間、拉伸面積和最大拉伸阻力)平均值略高于中筋品質,與各區試組中筋品種為主的現狀相符合。從分析結果看,北部冬麥區組和黃淮冬麥區旱地組中筋品種穩定時間、拉伸面積和最大拉伸阻力平均值低于其他區試組,與1BL/1RS易位系有關(郭進考,私人通訊)。20世紀70年代以來1BL/1RS易位系在小麥主產區廣泛應用于小麥育種[17-18],1RS攜帶黑麥堿基因,引起品種品質下降[19-22],目前,該易位系品種在北部冬麥區和黃淮麥區仍占據較大比例[18]。品質育種應盡量避免選擇1BL/1RS易位系為親本選育新品種。

區試組之間參試品種平均品質差異較大。容重、蛋白質含量和濕面筋含量受光照、溫度、降雨和土壤等環境因素影響[23-26],區試組之間差異較大,其中黃淮冬麥區北片水地組、黃淮冬麥區南片冬水組和春水組容重平均值高于北部冬麥區組和黃淮冬麥區旱地組,而蛋白質含量和濕面筋含量與之相反。沉淀指數、穩定時間、拉伸面積和最大拉伸阻力主要受基因型控制,各類型品種在區試組之間存在差異。其中,北部冬麥區組強筋品種和中強筋品種穩定時間平均值高于其他區試組;黃淮冬麥區春水組各類型品種拉伸面積和最大拉伸阻力平均值均高于其他區試組。育種者可根據各區試組品質差異優先選育不同類型小麥,改善各生產區品質結構,如北部冬麥區組可加大強筋品種和中強筋品種的選育,同時改善中筋品種品質。

區試組之間年度質量差異較大,除個別區試組外,總體趨勢大致相同。各區試組年度質量受環境因素影響,如黃淮冬麥區南片冬水組和春水組試驗點基本一致,容重、蛋白質含量和濕面筋含量年度平均值變化趨勢基本相同;其他各區試組試驗點地理位置各不相同,彼此間差異較大。同時受品質類型年度比例變化影響差異較大,如黃淮冬麥區南片冬水組和春水組試驗點雖然基本一致,但沉淀指數、穩定時間、拉伸面積和最大拉伸阻力年度平均值變化差異很大,主要由強筋品種和中強筋品種年度比例不同造成。從總體趨勢看,容重、穩定時間、拉伸面積和最大拉伸阻力呈上升趨勢,吸水量呈下降趨勢,蛋白質含量和濕面筋含量呈持平趨勢,沉淀指數呈先升后降趨勢。各區試組容重、沉淀指數和吸水量年度變化趨勢與胡衛國等[5]研究結論不同,這與本試驗年度跨度大、區試組數量較多有關??傮w上各區試組參試品種品質正得到改善。

4 結論

強筋品種和中強筋品種在各區試組中比例較低,平均占11%左右;中筋品種比例最大,平均為78%左右;各區試組審定品種以中筋品種為主,其審定品種數量中筋品種遠遠大于強筋和弱筋品種;各品質類型小麥審定通過率不一致,中強筋品種是強筋品種和中筋品種的2倍。區試組之間品種審定通過率存在較大差異,其中以Ⅳ區和Ⅴ區最高。受環境和基因型影響,各品質類型小麥主要品質性狀在區試組之間存在差異;各區試組參試品種品質性狀年度變化趨勢大致相同??傊?,中國小麥品質育種進展緩慢,應根據社會對優質小麥的需求狀況,加強中國強筋和弱筋小麥的試驗和審定工作,從品種區試和審定層面為改善中國的小麥質量作出貢獻。

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(責任編輯 李莉)

Quality Variation of National Tested Varieties in Northern Winter Wheat Region and Yellow-Huai River Valley Winter Wheat Region from 2000 to 2015

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
(Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Cereal Products(Beijing), Ministry of Agriculture, Beijing 100081)

【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】 Thepercentages 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.

winter wheat; variety; quality; regional trial

2016-06-08;接受日期:2016-08-23

農業技術試驗示范專項經費(2130106-2-15)

聯系方式:胡學旭,Tel:010-82109620;E-mail:huxuexu@caas.cn。通信作者王步軍,Tel:010-82105798;E-mail:wangbujun@caas.cn

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