东北春小麦品质性状分析及研究进展

佟良　邹智超　单笛郭一萍　迟彩霞

（1.绥化学院信息工程学院；2.绥化学院食品与制药工程学院　黑龙江绥化　152061）

东北春小麦品质性状分析及研究进展

佟良1邹智超1单笛1郭一萍1迟彩霞2

（1.绥化学院信息工程学院；2.绥化学院食品与制药工程学院黑龙江绥化152061）

东北是中国最大的产粮基地，其小麦种植面积很广。小麦的品质和产量直接关系到农业经济和食品行业的发展。小麦的蛋白质和淀粉是小麦国际贸易和品质评价中的基本指标。解决这一问题的关键点是品种的改良。通过对小麦品质性状的主要影响因素、小麦蛋白质性状、淀粉性状及其它性状间的相关关系和存在的主要问题进行研究。以国内外发表的论文为基础，分析了东北小麦品质现状和存在问题，给出了优质小麦选育的方法建议，以期为优质小麦改良提供参考。

春小麦；品质性状；影响因子；进展

小麦蛋白质品质是目前研究最为广泛和深入的小麦品质指标。中国从20世纪80年代开始通过育种来改善小麦品质，基因和环境是影响小麦品质的主要因素，中国土地辽阔，环境的差异导致小麦品种多样，总体水平差。高白度、强筋和蛋白质含量等主要性状成为育种和评价小麦品质的重要指标。通过分析小麦品质检测数据，探讨东北小麦品质年度之间以及区域之间变化规律，为小麦科研、技术推广和加工等产业环节提供信息参考。

一、东北春小麦的品质分析

东北是我国重要的春小麦主产区，也是国内区划的中筋或强筋麦产业带的主栽地，但是强筋麦的品种比较少，强筋、高抗、高产类小麦新品种是东北地区未来小麦育种目标[1]。

（一）面食加工品质主要取决于小麦中蛋白质质量。清蛋白和谷蛋白是蛋白质中的可溶性蛋白，约占蛋白质的10%左右，大量存在于胚、种子表皮和糊粉层中。许多研究表明清蛋白氨基酸组成相对比较平衡，赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸含量较高，清蛋白与谷蛋白、拉伸长度、面包评分呈显著负相关。但是小麦制粉后，胚、种子表皮脱离，导致小麦面粉中清蛋白和球蛋白含量过低，面粉中主要是醇溶蛋白和谷蛋白两种蛋白质，清蛋白和球蛋白营养价值虽高，由于面粉中含量很少，对蛋白质的加工品质作用微小。醇溶蛋白和谷蛋白也是非常重要的两种蛋白，他们是组成面筋的主要成分，两者数量和比例关系决定着面筋质量。醇溶蛋白和谷蛋白贮藏蛋白质，约占小麦籽粒蛋白质的80%左右，蛋白质中45%左右为醇溶蛋白，40%左右为谷蛋白。醇溶蛋白富有粘性、延展性和膨胀性。谷蛋白决定面筋的弹性，面包的烘烤品质与其在面粉、面筋中的含量和质量有关。醇溶蛋白和谷蛋白不能被水、盐等溶解，易溶于乙醇等有机溶剂。不能被水、盐等溶解的蛋白质数量与面团强度和面包烘烤品质之间存在着很好的正相关，对小麦品种品质具有重要影响[2]。

（二）小麦的淀粉含量也决定食品加工品质，小麦中淀粉含量一般在65%左右，按淀粉特性分A型和B型，按分子结构分为直链淀粉和支链淀粉。姚大年[2]等研究表明，直链淀粉含量负向反映面条品质。王琳等[3]选取172份春小麦种质资源对其籽粒抗性淀粉含量与干、湿面筋含量、峰值黏度、直链淀粉含量等8个品质性状进行了相关性分析，其中直链淀粉含量极显著正相关于抗性淀粉含量；抗性淀粉含量不显著负相关于干、湿面筋含量；抗性淀粉含量正相关于峰值黏度其余5个性状。

（三）民间传统美食中食品的色泽是多样，但高白度仍然是人们对色泽的主要追求[4]。影响麦类食品色泽的主要因素有氧化酶类、黄色素等因素[5]。2014年郭强、杨淑萍等人利用新开发的与LOX相关的分子标记对春小麦脂肪氧化酶活性基因进行了多态性分析和标记分析，结论显示黑龙江省小麦品种中缺少LOX高活性组合型(Xwmc312-235/Ta LOX-B1a），并得出结论俄罗斯小麦品种以LOX低活性组合型为主[6，7]。2015年杨淑萍等人利用与PPO活性有关的2个位点连锁的3对STS分子标记，对比俄引小麦和黑龙江小麦，分析表明两个位点所呈现出的5种不同等位基因存在明显的差别[8]。

二、东北小麦品质性状的主要影响因素

（一）气候条件对小麦品质的影响。气候对小麦品质有重要影响。干旱和充足的阳光可以提高小麦中蛋白质和面筋含量。在不同年份种植相同小麦品种出现的品质变化就是气候变化引起的。1914年著名学者Leclerc在其文章中指出对小麦品质的影响气候比土壤更显著。1951年庄巧生在其文章中指出影响小麦品质的最主要3个因素是气候、土壤、品种。三个因素中气候最为重要，气候中以温度和水分最为重要。东北春小麦3个月生长周期中前旱后涝的气候条件，直接影响小麦的品质和产量。

1.温度、光照的影响。在籽粒灌浆期间，雨量、空气湿度、温度、水份都会影响蛋白质含量和淀粉的含量，这个时期的低温高湿环境会降低籽粒N的吸收速度，碳水化合物的积累速度大于籽粒的N吸收速度，降低籽粒中蛋白质的含量。高温低湿环境中籽粒的N吸收速度大于碳水化合物的积累速度，提高籽粒中蛋白质含量。籽粒灌浆期间的高温能促进含N物质的大量积累，因而蛋白质的合成速度大于淀粉的合成速度。成熟前15～25天内的土壤温度和日最高气温直接影响蛋白质含量。32℃是小麦蛋白含量和温度正负相关性的临界温度[9]。小麦生育后期，光照充足的条件下，小麦产量增加，蛋白含量会有所降低。最强烈的短波光照射能增加小麦植株氮的积累提高籽粒蛋白质的含量。

2.降水量、水分和土壤的的影响。土壤含水量偏高可使根系活力降低，造成土壤中硝酸根离子下移，不利于小麦籽粒蛋白质生成。降水量过大和土壤含水量过高会导致小麦籽粒中蛋白质含量降低。水分过多致使面筋弹性降低，导致面包烘烤品质下降。这也是栽培在旱地的小麦蛋白质含量较高的原因[9,10]。土壤熟化度和小麦品质呈显著相关性，土壤熟化度越高的土质种植的小麦品质越好。东北是世界三大黑土地之一，土质肥沃，土壤熟化度非常高。优质的土壤资源非常适合培育优质小麦。

（二）人为生态因子的影响。

1.茬口、播期、播量对小麦籽粒品质的影响。小麦种植茬口以休闲地最好，连作麦田最差，好的茬口同小麦的产量、品质呈显著正相关。

东北是温带季风气候，其气候特点只适合种植春小麦，并且一年只能种植一茬。晚播可明显改善小麦品质性状，春播期间随着播期的推迟，籽粒蛋白质含量逐渐增加，面粉拉伸力逐渐增大，但籽粒产量明显下降，致使蛋白质产量下降。因此，要做到优质、高产并重，播期不宜推迟过长，以适播期的下限为宜。在一定范围内，播量与产量呈显著正相关，产量的增减同蛋白质含量相反，且播量对产量的影响远大于对籽粒蛋白质的影响[10]。

2.收获期的影响。春小麦成熟期一般可分为乳熟、蜡熟和完熟三个时期，其中蜡熟期可分为蜡熟初期、蜡熟中期和蜡熟末期。蜡熟末期是春小麦收获的最佳时期，这时春小麦产量最高，品质最好，是最适合面粉加工的收获期。蜡熟末期之后，籽粒中营养物质倒流回枝叶，完熟后越迟收，籽粒蛋白质含量越低，品质下降。

3.施肥的影响。在一定范围内，随施氮量增加，小麦籽粒蛋白质含量和干湿面筋的含量也增加。施氮肥时期对小麦品质也有重要影响，在扬花期追氮肥籽粒蛋白质含量、干湿面筋含量可明显提高，因此，生产上实施“氮肥后移”施肥技术[9,10]。季书勤等研究发现，在小麦生育中后期，要想改善小麦籽粒品质，施肥一般在拔节孕穗期。如果在拔节孕穗期水氮配合使用效果最佳[11]。此外，要获得强筋优良品质小麦，抽穗期保持旗叶高氮含量是一个重要因素。

叶面喷磷也是改善小麦品质的重要途径。但由于施磷使产量提高过快，可能降低蛋白质含量。在有充足的氮、磷条件下供应钾肥也可以改善小麦品质。氮磷钾配施是培养高产优质小麦的一条重要途径。

4.灌水的影响。一般情况下，灌水可提高产量降低籽粒蛋白质含量。干旱会使籽粒产量降低进而降低蛋白质产量。在干旱年份，适当施加水肥可以使小麦的产量和品质同步提高。任何条件下， 肥料都能促进小麦籽粒蛋白质形成。王绍中等[12]研究表明，随湿润条件增加，氨基酸总量逐渐下降，而非必需氨基酸占氨基酸总量的比例呈逐渐上升趋势。

三、东北小麦品质的改良措施

近年来，尽管国家不断提高对小麦作物的投入，但相对玉米等作物小麦竞争力不断下降。入世以后，进口优质小麦对中国市场的冲击导致农户种植小麦的动力不足。为提高小麦作物的竞争力，高品质小麦品种的培育至关重要。鉴于以上问题我们提出以下改进措施。

（一）加大小麦基因工程的投入，定位影响小麦品质性状的遗传基因在染色体上的位置，进而通过人工培育出具有高蛋白，抗倒伏，抗疾病等高品质小麦良种。

（二）生活条件的提高，人们对食物的要求逐渐提高，传统的面食已无法满足大众的需求。色、香、味、美俱佳的食材成为大众选购的目标。鉴于此点，可倾向培育具有高白度、高面筋等品质小麦。

（三）气候对小麦品质影响很大，东北春小麦3个月生长周期中前旱后涝的气候条件，直接影响小麦的品质和产量。温度和水分是最主要的影响因素，可根据情况确定小麦的播种期和人工灌溉，提高小麦的品质。

（四）种植小麦的茬口选择隔年茬口土质，在一定范围内小麦播量不宜过多，氮磷钾肥料配施及蜡熟末期收获小麦。

四、结论

影响春小麦品质的主要因素包括遗传基因，环境和人为因素。定位影响春小麦品质基因到染色体上对于培育优质春小麦品种至关重要。通过控制茬口，播期，施肥，灌溉，收获期可有效的提高春小麦的品质。

[1]何中虎，林作楫，王龙俊，等.中国小麦品质区划的研究[J].中国农业科学，2002，35(4)：359-364.

[2]姚大年，李保云，朱金宝，等.小麦品种主要淀粉性状及面条品质预测指标的研究 [J].中国农业科学，1999，32(6)：81-88.

[3]王琳，王莹，等.春小麦抗性淀粉含量与其它品质相关性状的相关分析[J].分子植物育种，2012，10(6)：668-674.

[4]胡瑞波，田纪春，邓志英，等.中国白盐面条色泽影响因素的研究[J].作物学报，2006，32(9)：1338-1343.

[5]孙道杰，何中虎，等.小麦全麦粉黄色素相关基因研究[J].西北植物学报，2006，26（4）：655-660.

[6]郭强，张宏纪，张举梅，等.俄引春小麦脂肪氧化酶活性基因的标记分析[J].黑龙江农业科学，2014(5)：20-25.

[7]杨淑萍，张宏纪，刘文林，等.黑龙江春小麦脂肪氧化酶活性基因多态性分析 [J].核农学报，2014，28(11)：1972-1977.

[8]杨淑萍，张宏纪，张举梅，等.俄引与黑龙江春小麦多酚氧化酶活性基因类型的比较 [J].核农学报，2015，29(12)：2268-2275.

[9]薛盈文，于立河，郭伟.影响小麦品质的因素及改善小麦品质的途径[J].黑龙江八一农垦大学学报，2005，17(3)：32-38.

[10]李登明，秦海英.略述影响小麦品质的因素[J].内蒙古科技与经济，1999(4)：51-52.

[11]季书勤，赵淑章，吕凤荣，等.水氮配合对强筋小麦产量和品质的影响及其相关性分析[J].中国农学通报，2003，19 (1)：36-38.

[12]王绍中，章练红，徐雪林，等.环境生态条件对小麦品质的影响研究进展[J].华北农学报，1994，9(S1)：141-144.

[责任编辑郑丽娟]

S512

A

2095-0438（2016）11-0145-03

2016-04-22

佟良(1979-)，男，黑龙江庆安人，绥化学院信息工程学院讲师，硕士，研究方向：应用统计学。

2015黑龙江省大学生创新训练计划项目(201510236029)。