六个黄淮麦区优质小麦品种在晋中麦区晚播的产量与品质性状研究＊

夏 清，杨珍平*，席晋飞，李 娜，孙 敏，高志强，任江萍，潘辛来

(1.山西农业大学农学院，山西 太谷 030801;2.河南省国家小麦工程中心 河南 郑州 450000;3.山西省农科院棉花科学研究所，山西 运城 044000)

随着中国经济发展和市场经济体制的日益完善，中国农业发展面临新的挑战，小麦等粮食产品的生产和消费也出现了新的变化，由单一的数量型效益向质量型、生态型效益转变。小麦是世界上最重要的粮食作物之一，在中国小麦面积与产量仅次于水稻，因此提升小麦产量与品质效益对发展国民经济有着重要的战略意义。山西省是我国小麦主产区之一，其中部和南部地区是重要的小麦商品粮生产基地，其中晋南属黄淮中熟冬麦区，晋中属北部晚熟冬麦区［1］，在全国小麦品质区划中均被隶属于黄淮北部强中筋麦区［2］。由于小麦生产比较效益低，山西省小麦种植面积急速下降(目前基本维持在70万公顷左右)，供需缺口呈拉大趋势［3］;由于小麦生产投入下降，导致单产提高停滞不前［4］;由于小麦品种的品质状况有待提升，强筋不强，甚至一些地区生产的面粉质量与国家标准还有很大差距，因此优质麦生产尚未形成规模化［5-6］，等等这些原因均造成小麦自产不能满足全省市场需要。纵观前人研究，提升小麦产量与品质的研究很多，但多集中在当地育成品种或同一麦区的育成品种上［7-11］，而很少有跨麦区的小麦品种的产量与品质研究［12］。因此，本试验拟以引自山西省农科院棉花科学研究所的舜麦紫秆、舜麦1718D和引自河南省国家小麦工程中心的豫农416、豫麦34、豫麦70、豫麦18等6个不同越冬性、不同筋性的优质小麦品种为材料，以山西农业大学育成品种山农129为对照，系统研究其在晋中晚熟冬麦区晚播的产量与品质性状表现，为拓宽山西优质小麦品种资源提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

6个引进小麦品种，分别是:引自河南省国家小麦工程中心的豫农416(半冬性多穗型中熟品种、强筋、白粒)、豫麦34(弱春性大穗早熟品种、优质强筋小麦、白粒)、豫麦70(半冬性中熟品种、中筋、白粒)、豫麦18(弱春性早熟品种、中筋、红粒)，山西省农科院棉花科学研究所的舜麦紫秆和舜麦1718D(半冬性中早熟品种、强筋、白粒)。以山西农业大学育成品种山农129(冬性多穗型，强筋，红粒)为对照品种。分别编号为 Y-1、Y-2、Y-3、Y-4、S-1、S-2、CK。试验前对引进的6个小麦品种分别测定了原品种的品质指标。

1.2 试验设计

试验在山西省晋中市太谷县山西农业大学农学院实验农场进行。试验田土壤肥力中等，土质中壤土，其0-40 cm耕层土壤养分含量为:有机质12.6-13.9 g·kg-1，全氮 1.80-1.98 g·kg-1，全磷 770-320 mg·kg-1，速效氮53.6 mg·kg-1，速效磷9.625 mg·kg-1，速效钾 135 mg·kg-1。

按照常规播前旋耕施肥(复合肥600 kg·hm-2，N:P2O5:K2O=18%:22%:5%)、浇水。2010年10月15日播种。试验设3个重复，每个重复内的7个品种随机区组排列，每个品种10行，行长2米，行距20 cm，种植密度600×104·hm-2。3月30日喷施除草剂，4月9日(起身期)、5月7日(孕穗期)分别追施肥水(每次追施尿素量225 kg·hm-2)。出苗后，每个重复内的每个品种均固定3个样段(0.66 m2)，用于成熟期测产考种。

将固定样段收获后，测产考种(穗数、小穗数、小花数、穗粒数、穗粒重、千粒重、实际产量等)。将籽粒晒干，采用瑞典Perten生产的DA7200型品质分析仪测定籽粒品质(水分含量、蛋白质含量、湿面筋含量、形成时间、稳定时间、延展性、沉降值、容重等)。

1.3 数理统计与分析方法

所得数据采用EXCEL数理统计分析软件进行整理、制表和绘图。采用SAS9.1.3统计分析软件进行方差分析与多重比较，对穗数、粒数、千粒重与籽粒产量采用CORR过程进行相关分析，对籽粒产量和籽粒蛋白质含量两因子分别进行最短距离聚类分析。结果用平均值来表示。

2 结果与分析

2.1 不同小麦品种的产量性状分析

本试验中，供试7个小麦品种成熟期的产量及产量结构见表1。产量聚类见图1。表1表明，除山农129外，供试6个黄淮麦区小麦品种在晋中麦区晚播后，均成穗数不足(＜600×104·hm-2);除舜麦1718D和豫麦34的穗粒数仅24.8-26.9粒外，其余品种的均在28粒以上;所有品种的千粒重均在42 g以上，豫农416和豫麦34的甚至达50 g以上。最终收获的籽粒产量，以豫麦18和山农129这2个品种的最高，达到6000 kg·hm-2以上，舜麦1718D的最低，仅3555 kg·hm-2。对穗数、穗粒数、千粒重及籽粒产量4个因素进行相关分析(表略)表明，本试验中，对籽粒产量贡献最大的是穗数(r=0.79198*)，其次是穗粒数(r=0.56089)，千粒重对产量贡献最小(r=0.02885)。通过产量聚类(图1)，将7个品种划分为三类:山农129(CK)、豫麦18(Y-4)和豫麦34(Y-2)为第Ⅰ类，产量在5800 kg·hm-2以上;豫农416(Y-1)、豫麦70(Y-3)和舜麦紫秆(S-1)为第Ⅱ类，产量在 4300 kg·hm-2以上;舜麦 1718D(S-2)为第Ⅲ类，产量低于 4000 kg·hm-2。

表1 不同小麦品种产量及产量结构比较(N=9)Tab.1 The yields and yield structures of different wheat varieties(N=9)

2.2 不同小麦品种的品质性状差异

表2为供试品种在晋中晚播并收获后的籽粒品质及引进时的原籽粒品质。在晋中晚播后，7个品种的水分含量平均在13%左右，容重及稳定时间差异不显著(P＞0.05)。与山农129比较，6个引进品种的蛋白质含量、湿面筋含量及形成时间均显著高于山农129(P＜0.05);沉降值除舜麦紫秆的低于山农129外，其余5个品种的也均高于山农129。面筋是小麦蛋白质存在的一种特殊形式，小麦面粉之所以能加工成种类繁多的食品，就在于它具有特有的面筋。由此可见，这几个引进品种的面筋强度大，面粉的烘烤品质［13］好。另外在延展性指标上，4个豫麦与舜麦1718D同样显著高于山农129(P＜0.05)。单就面团性质而言，从吸水率［14］、形成时间、稳定时间和延展性［15］四个方面来说舜麦1718D要比其他几个小麦品种好。

本试验中，供试7个品种的蛋白质含量均达到15%以上，为高蛋白品种。而湿面筋含量品种间强弱不同。若以蛋白质和湿面筋含量为指标可将7个品种划分为 4类(图 2):第Ⅰ类-超高蛋白(19.68%)且高度强筋(36.35%)品种舜麦紫秆(S-1);第Ⅱ类-高蛋白(＞17%)高湿面筋(＞31%)品种豫农416(Y-1)、豫麦34(Y-2)、舜麦1718D(S-2)和豫麦70(Y-3);第Ⅲ类-中等蛋白(＞16%)中等湿面筋(30%)品种豫麦18(Y-4);第Ⅳ类-低蛋白(＜16%)低湿面筋(28%)品种山农129(CK)。结合图1产量聚类，则:本试验中，在晋中麦区晚播种植后，获得高蛋白(＞17%)高湿面筋(＞31%)的相对高产(＞5800 kg·hm-2)品种是豫麦 34(Y-2)，中等蛋白(＞16%)中等湿面筋(30%)的相对高产品种是豫麦18(Y-4)，低蛋白(＜16%)低湿面筋(＜30%)的相对高产品种是当地品种山农129(CK);获得高蛋白高湿面筋的相对中产(＞4300 kg·hm-2)品种是豫农416(Y-1)和舜麦紫秆(S-1)，高蛋白中等湿面筋的相对中产品种是豫麦70(Y-3);舜麦1718D(S-2)则为高蛋白中等湿面筋的低产品种(＜4000 kg·hm-2)。

与原品种的品质比较，在晋中晚播种植后，6个引进品种除延展性较原品种降低外，其余各项指标均不同程度地有所提高，特别是在蛋白质含量、容重［16］、稳定时间、沉降值上表现的尤为明显。说明在晋中晚熟冬麦区种植后，引进品种的出粉率(即容重指标)明显提高、面包烘烤品质明显改善。引进品种对改良当地品种有一定的意义。

图1 不同小麦品种籽粒产量的聚类图Fig.1 Grain yield cluster chart of different wheat varieties

图2 不同小麦品种籽粒蛋白质和湿面筋含量的聚类图。Y-1:豫农416;Y-2:豫麦34;Y-3:豫麦70;Y-4:豫麦18;S-1:舜麦紫秆;S-2:舜麦1718D;CK:山农129Fig.2 Grain protein and wet gluten cluster chart of different wheat varieties.Y-1:Yunong 416;Y-2:Yumai 34;Y-3:Yumai 70;Y-4:Yumai 18;S-1:Shunmai zigan;S-2:Shunmai 1718D;CK:Shannong 129

表2 不同小麦品种籽粒品质性状比较(N=9)Tab.2 The grain quality characters of different wheat varieties(N=9)

3 讨论

小麦的产量和品质差异与许多复杂的生理生化过程相关，它不仅受到基因的影响，环境条件和栽培措施也起到至关重要的作用［17］。不同的小麦品种对环境条件和栽培措施的要求不同。曹广才［18-20］、吴东兵［21］认为了解小麦性状表现，对小麦的科研与生产，尤其在异常气候条件下小麦的生产具有一定的理论及实际意义，并对不同类型小麦品种在不同地区、不同播期的性状表现进行了研究。本研究为拓宽山西省优质小麦资源，在前人研究的基础上，以山西农业大学育成品种山农129为对照，对6个来自黄淮麦区的优质品种收获后的产量性状及品质性状等方面进行了调查研究。结果表明，6个引进品种在晋中麦区晚播种植，其收获产量大多未达到6000 kg·hm-2。由于 2010年10月25日-2011年2月25日秋冬春三季连续120多天无有效降水(图3)，且春季气温偏低［22］，导致晋中小麦普遍生育期推迟，与2009年同期相比推迟约10-15天，从而影响了幼穗分化、穗数形成。本试验中，供试的7个小麦品种均在10月15日播种，受干旱低温影响，冬前茎蘖不足，春季返青拔节迟(3月20日左右返青，4月9日前后起身，4月20日基本进入拔节期，5月3-8日进入孕穗期，5月11-20日进入抽穗期，7月2日收获)，茎蘖生长亦不足，因此成穗数不足，除山农129收获穗数达到714.9×104·hm-2外，其余品种均不足600×104·hm-2。由于进入孕穗期后，晋中麦区降雨充足(图3)，利于保花增粒，提高穗粒数，因此在穗数不足的基础上粒数有所补偿，供试品种的穗粒数大多在28粒以上(舜麦1718D和豫麦34低于28粒)。进入灌浆期后，充足的光照和适当的降水(图3)，利于灌浆进程的进行，粒重的提高，因此，供试7个品种的千粒重平均在40 g以上。单穗产量性状主要由穗粒数、小穗数、穗粒重［23］决定，群体产量性状主要由单位面积成穗数、穗粒数及千粒重决定。据资料显示［24-28］，部分供试品种在适宜麦区推广的最佳产量结构(穗、粒、重)平均如下:豫农 416，570×104·hm-2穗，34.6 粒，48.6 g;豫麦 34，600 × 104·hm-2穗，28 粒，45 g;豫麦70，600 ×104·hm-2穗，35 粒，42 g;豫麦 18，555 ×104·hm-2穗，30 粒，40 g;舜麦1718D，639×104·hm-2穗、42.9 粒、39.5 g。可见，这 6 个来自黄淮麦区的小麦品种在晋中麦区晚播，可以形成一定的粒重，限制其产量形成的关键因子是成穗数和穗粒数。Dias等［29］表明，千粒重对最终产量贡献较大。但本试验的相关分析表明，就不同品种而言，最终产量的形成更大程度上取决于成穗数(r=0.79198*)，其次是穗粒数(r=0.56089)。而成穗数和穗粒数的形成则既取决于品种自身的遗传性(如冬性强弱、分蘖能力、抗寒性、抗旱性)，也取决于品种对栽培措施的适应性(如播期早晚、播量高低)等等，本研究团队将在后续试验进行栽培措施如播期播量、肥水运筹等对黄淮麦区小麦品种生育特性的影响研究。

品质育种是小麦品质改良的最经济有效的途径［30］，衡量小麦品质的标准主要取决于籽粒或面粉的最终用途。现阶段北方麦区品质育种的主攻对象是选育高蛋白强筋型面包小麦品种。按国家标准GB/Y7320-1998《专用小麦品种品质》中的判定规则，强筋小麦的蛋白质≥14%，湿面筋≥32%，稳定时间≥10 min;中筋小麦的籽粒蛋白质含量的范围12%-13%，湿面筋 30%-32%，稳定时间 7 min-10 min。上述这类小麦的籽粒容重≥770 g·L-1。弱筋小麦的蛋白质含量要求≤11.5%，湿面筋含量≤26% ，稳定时间2.5 min，籽粒容重≥750 g·L-1。本试验中，所有供试品种的蛋白质含量均达到15%以上。其中舜麦紫秆、豫麦34和豫农416的湿面筋含量≥32%，达到强筋标准;除山农129外，其余品种皆达到中筋标准(30%-32%)。与原品种品质比较，豫农416、豫麦70、豫麦18和舜麦紫秆在晋中麦区种植后，蛋白质和湿面筋含量均较原产地略有提升，而豫麦34和舜麦1718D的蛋白质含量较原产地略有提升但湿面筋含量略有降低。另外，除延展性指标外，籽粒容重、面粉吸水率、面团形成时间、稳定时间及沉降值等指标也均不同程度地有所提升。可见，晋中麦区更适合发展强筋、中筋小麦，就品质而言，本试验引进的4个豫麦品种和2个舜麦品种均有改良当地品种籽粒品质的潜力。

图3 小麦生育期间太谷县各月降雨量Fig.3 The rainfalls during the growing period of wheat in Taigu county

4 结论

6个黄淮麦区的育成品种在晋中麦区晚播种植，其品质优于当地育成品种山农129，但产量表现各异。相对而言，豫麦34、豫农416和舜麦紫秆为高蛋白(＞17%)强筋(≥32%)品种，豫麦34高产(＞5800 kg·hm-2)，豫农416和舜麦紫秆中产(＞4300 kg·hm-2);豫麦70和舜麦1718D为高蛋白中筋(30%-32%)品种，前者中产，后者低产(＜4000 kg·hm-2);豫麦18为中等蛋白(＞16%)中筋的高产品种，当地品种山农129则为低蛋白(＜16%)低湿面筋(＜30%)的高产品种。豫麦34和豫麦18对改良山西小麦籽粒品质具有一定的意义。

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