2001-2017年山東省審定小麥高產品種農藝、產量和品質性狀演變分析

郭鳳芝　林坤　葛振勇　曹光　李延坤　劉鳳洲　郭凌云　李思同

摘要：為了給山東省小麥生產及高產育種提供參考依據，本研究統計了山東省2001-2017年審定的83個高產品種的主要農藝性狀、品質性狀，并對其演變趨勢進行分析。結果表明：2001-2017年山東省審定高產品種的產量水平呈顯著上升趨勢，平均每年提高83.30 kg/hm2;單位面積穗數總體呈增加趨勢，穗粒數、千粒重演變趨勢不明顯;生育期明顯縮短，平均每年縮短0.48 d;株高的演變趨勢不明顯。面團穩定時間、沉淀值、吸水率呈上升趨勢;籽粒蛋白質含量呈下降趨勢;面粉白度、濕面筋含量的演變趨勢不明顯。產量與單位面積穗數極顯著正相關，與千粒重正相關不顯著，與單穗粒數負相關。產量與蛋白質含量負相關，與濕面筋含量、沉淀值、吸水率、面團穩定時間及面粉白度均為正相關，但相關系數較小，說明產量性狀和品質性狀之間在一定范圍內可協調。小麥高產育種必須通過產量三因素協調改良、綜合提高來實現。從產量三因素看，中多穗品種更適合山東省的氣候和生產條件，選育穗數600萬-700萬/h㎡，穗粒數35-40粒、千粒重40-50 9、株高75-80 cm的小麥品種更容易實現高產穩產。

關鍵詞：小麥品種;產量性狀;品質性狀;演變趨勢;山東省

Evolutionary Analysis of Agronomic， Yield and QualityTraits of Approved High - Yield Wheat Varietiesin Shandong Province from 2001 t0 2017Guo Fengzhi1 ， Lin Kun1 ， Ge Zhenyong1 ， Cao Guang1 ，Li Yankun2 ， Liu Fengzhou1 ， Guo Lingyun1 ， Li Sitongl

Abstract In order to provide references for wheat production and high - yield breeding in ShandongProvince， the evolution trends of main agronomic characters and quality traits of 83 high - yield wheat varietiesapproved in Shandong Province from 2001 to 2017 were analyzed in this study. The results showed that theyield increased significantly with an average annual increase of 83.30 kg/h㎡. The panicle number per unitarea showed an increasing trend， however， the grain number per spike and thousand - grain weight did notchange significantly. The growth period was shortened by 0.48 days per year， but the evolution trend of plantheight was not obvious. The dough stable time， sedimentation value， water absorption rate showed an increas-ing trend， while the grain protein content decreased. The changes of flour whiteness and wet gluten contentwere not obvious. Yield was significantly correlated with the number of spikes per unit area and correlated withthousand - grain weight， but negatively correlated with the grain number per spike. Yield was negatively cor-related with the protein content， and positively correlated with wet gluten content， sedimentation value， waterabsorption rate， dough stable time and flour whiteness， but the correlation coefficient was small， which indica-ted that the yield and quality traits could be coordinated within a certain range. So， high - yield breeding mustbe achieved through the coordinated and comprehensive improvement of the three factors of yield. From thisperspective， the spike number of （6～7） x 106/h㎡ ， 35～40 grains per ear，thousand - grain weight of 40 -50g， and plant height 75～80 cm would be more likely to achieve high and stable yield under the climate andproduction conditions in Shandong Province.KeywordsWheat variety; Yield traits; Qualitv traits; Evolution trend; Shandong Province

小麥是我國僅次于玉米和水稻的第三大谷物，近來每年種植面積在2 400×104 h㎡2左右，約占糧食作物總面積的1/4。山東是我國小麥生產第二大省，據統計，近5年來小麥年均種植面積363.3×104h㎡。平均總產215.3×108kg，單產5 947.5 kg/h㎡。單產水平居全國首位。品質是決定小麥加工利用的基礎，而我國小麥的加工品質較差，相關研究也相對較少[1-3]。國內學者針對不同麥區小麥品種農藝性狀的演變已經做過深入研究[4-16]，但關于品質性狀演變的研究較少[16-21]，尤其是關于山東省小麥品種品質性狀演變的研究更少，因而需待加強，為小麥品種選育提供參考。

針對山東省小麥育成品種演變，Zhou等[12]認為1960-2000年山東育成品種產量潛力的提高主要源于穗粒數、穗粒重和收獲指數的顯著提高，而生物學產量變化較小。王江春等[13]認為在保證一定成穗數的前提下，穗粒數與千粒重并重，主攻穗粒重是提高產量的有效途徑，目前來看株高以80cm左右為宜。Xiao等[14]認為1969-2006年山東省育成小麥品種產量潛力的提高主要源于穗粒數，更確切地說是單位面積粒數。宋健民等[15]認為，山東省近年來育成小麥品種產量水平穩步提高，1999年至2010年平均每年提高61.65 kg/h㎡，但產量改良進展艱難而又緩慢，提高成穗率、擴大單位面積穗數（以下簡稱穗數）可能是進一步提高產量潛力的關鍵。然而，Zhou等[12]和Xiao等[14]所用的品種數量較少，均為15個，宋健民等[15]所用的品種為1999-2010年山東省審定的品種，缺少2010年之后審定的品種。本研究擬通過對2001-2017年山東省審定小麥品種產量、農藝性狀以及品質指標的演變情況進行分析，旨在進一步探討提高山東省小麥產量的途徑，為今后的小麥育種和生產提供參考依據。

1 材料與方法

試驗材料為2001-2017年山東省審定的小麥高產品種，共計83個（表1），濟麥20、濟麥229、煙農19、藁優5766、淄麥12、山農12、青農2號、黑馬2號、山農紫麥1號共9個品種未包含在內。

小麥高產品種的農藝、產量和品質性狀數據來自山東省農作物品種審定委員會文件。由于時間跨度較長，各項數據受環境因素及栽培技術水平影響較大，為了盡可能消除影響，本研究所采用的農藝及品質性狀數據均為兩年區域試驗的平均值，產量為三年試驗（兩年區域試驗、一年生產試驗）的平均值。

數據相關性分析和作圖采用Microsoft Excel和DPS軟件。

2 結果與分析

2.1 產量性狀演變分析

對2001-2017年山東省審定的83個小麥高產品種的產量性狀演變情況進行分析顯示，該時段審定品種產量的變異系數只有5.78%，穗數、穗粒數的變異系數較大，分別為14.13%、10.59%，千粒重的變異系數較?。ū?）。這說明山東省高產小麥品種遺傳改良正在緩慢前進，高產育種難度增大。從產量水平看，該時段尤其是近三年育成的小麥品種，大多數產量水平接近或超過9000kg/hm2，說明山東省小麥育種已經達到相當高的水平。

該時段山東省審定小麥高產品種的產量呈明顯上升趨勢（圖1A），線性擬合結果表明平均每年增加83.30kg/h㎡。但這些品種的產量存在年際間波動，如2006、2008、2010、2014、2016年審定品種總體產量水平明顯高于上一年，2002、2007、2009、2012年審定品種總體產量水平明顯低于上一年（圖1A），這主要是受生態氣候條件的影響。穗數總體呈增加趨勢（圖1B），而穗粒數（圖1C）、千粒重演變趨勢不明顯（圖1D），說明此階段小麥產量潛力的提高主要依靠穗數增加完成的，是三因素協調改良的結果。

2.2 農藝性狀演變分析

對2001-2017年山東省審定的83個小麥高產品種的農藝性狀演變情況進行分析，結果顯示，其最高總莖數、株高、生育期的變異系數均小于10%（表2）。其生育期呈明顯縮短趨勢（圖IE），線性擬合結果表明平均每年縮短0.4805d，可能是因為氣候變化、小麥播種期延遲，發育進程加快，成熟期提前。株高總體呈下降趨勢（圖1F），但線性關系較小，趨勢不明顯，說明株高已經沒有多少下降的空間。最高總莖數的演變趨勢不明顯（圖1G），說明此階段穗數的增加主要依靠分蘗成穗率的提高來實現。

2.3 品質性狀演變分析

對2001-2017年山東省審定的83個小麥高產品種的品質性狀演變情況進行分析，結果顯示，該時段山東省審定小麥品種的品質性狀主要受基因型控制，能夠反映蛋白（面筋）質量的指標，面團穩定時間、沉降值變異較大，變異系數分別為54.69%、19.97%（表3）。而包括蛋白質、濕面筋含量等易受環境影響的指標變異系數相對較小，均小于10%（表3）。

根據國家標準《專用小麥品種品質》（GB/T17320-2013）的規定，2001-2017年山東省審定小麥高產品種品質指標中，只有濕面筋含量和吸水率能夠達到強筋標準，蛋白質含量達到中強筋標準，其它指標均為中筋標準。在近幾年審定的高產品種中，只有泰科麥33、淄麥28、紅地95能夠達到中強筋標準。

育成品種的面團穩定時間（圖2A）、沉淀值（圖2B）、吸水率（圖2C）呈上升趨勢;籽粒蛋白質含量呈下降趨勢（圖2D），但線性相關系數較小;面粉白度（圖2E）、濕面筋含量變化趨勢不明顯（圖2F）。

根據國家標準專用小麥品種品質分類（GB/T17320-2013）的規定，對2001-2017年山東省審定的小麥高產品種進行分類。結果（表4）顯示，該時段審定高產品種蛋白質含量和濕面筋含量相對較高，分別有29個和76個達到強筋標準;但沉淀值和穩定時間較低，分別只有6個和3個達到強筋標準，而達到弱筋標準的分別為31個和23個。5項指標全部達到強筋標準的品種只有泰山27;5項指標全部達到中強筋標準的品種有6個，分別為泰科麥33、淄麥28、濟麥23、濰麥3號、科信9號、濰麥7號;5項指標全部達到中筋標準的品種有31個;45個品種由于1項或多項指標的影響無法歸類。

2.4 產量前10位和后10位品種農藝和品質性狀比較分析

為了進一步探索山東小麥產量和品質改良途徑，對83個審定品種中產量前10位和后10位品種的農藝和品質性狀進行統計比較，結果（表5）顯示：產量前10位和后10位品種比較，二者的平均產量差異極顯著，相差高達19.0%。從產量三因素看，產量前10位品種的穗數較多，兩者差異顯著;千粒重稍高，但未達到顯著水平;穗粒數差異很少。從其它農藝性狀看，產量前10位品種的生育期大幅縮短，達極顯著水平;最高總莖數略有減少，但未達到顯著水平;株高基本沒有差異。說明今后小麥產量遺傳改良的重點是提高單位面積穗數，同時提高粒重。

產量前10位品種的濕面筋含量、吸水率及穩定時間略高于產量后10位品種，但兩者差異未達顯著水平;籽粒蛋白質含量、沉淀值、面粉白度略低于后者，差異不顯著。濕面筋含量、沉淀值、吸水率最高的品種都是產量較高的品種，說明小麥品質改良還有進步的空間。

2.5 農藝和品質性狀相關性分析

對產量和農藝、品質性狀的相關關系進行分析，結果（表6）顯示，產量與穗數極顯著相關，與千粒重正相關不顯著，與單穗粒數負相關不顯著;與生育期極顯著負相關，與株高、最高總莖數正相關不顯著;與蛋白質含量負相關不顯著，與濕面筋含量、沉淀值、吸水率、面團穩定時間及面粉白度均為正相關不顯著。

穗數與最高總莖數極顯著正相關，與單穗粒數、生育期極顯著負相關，與千粒重、面粉白度顯著負相關;與籽粒蛋白質含量、濕面筋含量負相關不顯著。單穗粒數與面粉白度極顯著正相關，與生育期顯著正相關，與最高總莖數極顯著負相關;千粒重與最高總莖數、面團穩定時間極顯著負相關，與沉淀值顯著負相關，與濕面筋含量極顯著正相關。

濕面筋含量與籽粒蛋白質含量、吸水率極顯著正相關，與面團穩定時間、面粉白度極顯著負相關;面團穩定時間與沉淀值、面粉白度極顯著正相關;吸水率與面粉白度極顯著負相關，與濕面筋含量極顯著正相關;面團穩定時間與面粉白度極顯著正相關。

3 討論

3.1 關于山東省育成小麥品種產量性狀的演變

Xiao等[14]認為，1969-2006年山東省育成小麥品種產量潛力的年遺傳進度為0.82%或59 kg/h㎡，主要源于穗粒數，更確切地說是單位面積粒數的貢獻。宋健民等[15]認為，山東省1999-2010年山東省審定品種的產量水平呈穩步上升趨勢（R=0.521*），平均每年提高61.65kg/h㎡，單位面積穗數和穗粒數變化趨勢不明顯，產量潛力的提高是三因素協調改良的結果。本研究顯示，2001-2017年山東省審定高產品種的產量水平呈明顯上升趨勢，平均每年提高83.30kg/h㎡，明顯高于1969-2006年、1999-2010年間審定品種的增產結果，說明2010-2017年間育種工作取得較大進展。單位面積穗數總體呈增加趨勢，而穗粒數、千粒重演變趨勢不明顯，說明此階段小麥產量潛力的提高是在穗粒數、千粒重不降低的前提下，主要依靠穗數的增加完成的，與宋健民、Xiao等的研究結果略有不符。

郭瑞等[7]認為，河南省1981-2012年審定的小麥品種，不論半冬性還是春性品種，小麥單產均大幅提高，半冬性小麥品種的穗粒數和千粒重隨年份逐漸增加，穗數稍有下降，說明產量水平的提升主要得益于千粒重和穗粒數的增加，即單穗重的增加;春性小麥品種的穗粒數和千粒重隨年份稍有增加，穗數增幅較大，說明穗數對產量的貢獻較大。金彥剛等[5]認為，關中地區不同年代小麥品種的穗粒數基本呈現穩定緩慢增加趨勢，同時千粒重也保持增加的趨勢。與山東省審定的小麥品種相比，單穗重對產量的貢獻更大。

3.2關于山東省育成小麥品種農藝性狀的演變

宋健民等[15]認為，1999-2010年山東省審定品種的生育期呈逐年下降趨勢，平均每年縮短0.57d，株高也呈降低趨勢。郭瑞[7]認為河南省近30年來，不論春性品種還是半冬性品種，其發展趨勢都表現出株高降低、生育期縮短的特點。金彥剛等[5]認為，關中地區不同年代小麥品種的株高隨時間推移呈極顯著下降趨勢。本研究發現，2001-2017年山東省審定高產品種的生育期呈明顯縮短趨勢，平均每年縮短0.48d;株高呈下降趨勢，但線性關系較小，趨勢不明顯。這與宋健民、郭瑞和金彥剛等的研究結果基本一致。最高總莖數的演變趨勢不明顯，說明此階段穗數的增加主要依靠分蘗成穗率的提高來實現。

3.3 關于山東省育成小麥品種品質性狀的演變

劉蓮等[19]研究表明，20世紀50-90年代山東省小麥品種的蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值、吸水率、形成時間等品質指標均呈下降趨勢，但面團穩定時間有所上升。宋健民等[15]研究表明，1999-2010年山東省審定品種的籽粒容重、濕面筋含量、吸水率等指標呈上升趨勢，但蛋白質含量、面團形成時間和穩定時間呈下降趨勢，而沉淀值、面粉白度和出粉率變化趨勢不明顯。本研究發現，2001-2017年山東省審定高產品種的品質指標中，面團穩定時間呈上升趨勢，與劉蓮等[19]的研究結果一致，與宋健民等[7]的研究結果不一致，可能是近年來育種家更注重產量與品質的協調兼顧;沉淀值、吸水率呈上升趨勢，籽粒蛋白質含量呈下降趨勢但線性相關系數較小，與宋健民等：[15]的研究結果一致，與劉蓮等[19]的研究結果不一致，可能與本研究供試材料僅為高產品種有關;面粉白度、濕面筋含量變化趨勢不明顯，說明產量性狀和品質性狀之間在一定范圍內可以協調兼顧。

4 結論

近年來山東省審定小麥高產品種的產量呈明顯上升趨勢，線性擬合結果表明平均每年增加83.30kg/hm2，此階段小麥產量潛力的提高是在穗粒數、千粒重不降低的前提下，主要依靠單位面積穗數的增加完成的，是三因素協調改良的結果。同時氣候條件的變化對于山東省小麥生產具有重要影響，主要體現在產量出現明顯的年際間變化趨勢，生育期逐年縮短，線性擬合結果顯示，從2001年至2017年，山東省審定品種的生育期縮

短7d以上。氣候條件的變化要求育成品種要有更好的適應性和抗逆性。

小麥高產育種必須通過產量三因素協調改良、綜合提高來實現。從產量三因素看，中多穗品種更適合山東省的氣候和生產條件，選育穗數600萬- 700萬/h㎡、穗粒數35～40粒、千粒重40—50g、株高75～80 cm的小麥品種更容易實現高產穩產。

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