“十二五”山东选育小麦新品种（系）品质状况分析

孙正娟 曲毅 程敦公 王灿国 李豪圣 宋健民 曹新有 吕建华 刘爱峰

摘要：为了解山东省当前育成小麦新品种（系）的品质状况，对2011-2015年山东省高肥预试、高肥区试、高肥生产试验、旱地区试和旱地生产试验共五个试验组别979个新品种（系）的籽粒、面粉和面团的品质特性进行分析。结果表明：五个组别新品种（系）的平均容重均高于770 g/L，平均硬度指数均在64.0以上，平均籽粒蛋白质含量13.27%～14.91%，平均湿面筋含量32.92%～36.84%，平均吸水率均在60.0%以上，平均面团形成时间均超过3.60 min，平均面团稳定时间均超过3.99 min，白度平均值均低于77.0；高肥组品系的品质性状表现优于旱地组品系，五个组别参试品系面团稳定时间的变异系数均显著高于其它品质性状的变异系数；年度间品系的品质差异较大，2012-2013年度品系的籽粒蛋白质含量等品质特性较好，2013-2014年度品系的容重、硬度指数、湿面筋含量、面粉吸水率和面团稳定时间等品质特性较好；容重、湿面筋含量、籽粒蛋白质含量和吸水率等单项指标达到国标强筋标准的品系较多，达标率均在60%以上，稳定时间达到国标的品系仅占10.11%，5项指标均达标的品系有41个。“十三五”小麦品质改良的重点仍为蛋白质和面筋品质，同时，要注意面粉色泽（白度）的改良及品质性状与产量性状间的协调改良和提高。

关键词：小麦；育种；品质；山东

中图分类号：S512.103.3文献标识号：A文章编号：1001-4942（2016）10-0012-08

高产优质高效是小麦育种和小麦生产永恒的目标，但不同的发展时期其侧重点不同。20世纪80年代中期，我国小麦总量基本满足需求，而优质强筋小麦则一直依赖进口，生产上急需优质高产小麦品种，品质遗传改良列入议事日程；至90年代中期全国开始陆续育成和推广了一批优质（强筋）小麦新品种，如豫麦34、藁城8901、济南17、淄麦12、烟农19和济麦20等；至2005年，优质麦面积已达960多万公顷 ，占全国麦田面积的45%左右， 对提升我国小麦市场竞争力、 增加农民收益和提供粮食企业优质原料均起到重要作用[1]。进入21世纪，随着我国城镇化、工业化的快速发展，耕地面积持续下降与社会需求刚性增长的矛盾日渐突出，提高单产增加总产成为保障粮食安全的首要目标，一批高产广适小麦品种如济麦22和矮抗58等相继育成和大面积推广，为保障国家粮食安全作出了积极贡献[2]。据国家统计局发布的数据显示，2004-2015年我国粮食生产实现“十二连增”，2015年粮食总产量达62 143.5万吨，农业的主要矛盾已由总量不足转变为结构性矛盾，推进农业供给侧结构改革、提质增效转方式、稳粮增收可持续，是当前和今后一个时期农业经济的重要任务。山东是我国小麦主产省份和主要的商品粮基地，面粉和食品加工企业众多，仅具备生产许可证的面粉加工企业就有625家，产能利用率为60%（农民日报，2015-11-10），因而大力发展优质专用小麦对促进面粉和食品加工业的发展、增加农民收入和提高粮食生产效率具有重要意义。本文根据2011-2015年山东省小麦区域试验品质检测结果，对山东省育成小麦新品种（系）的品质状况及存在问题进行分析，以期为未来小麦品质遗传改良及优质小麦生产提供参考。

1材料与方法

试验材料为山东省2011-2015年区域试验的小麦品种（系）979个，其中高肥预试608个、高肥区试190个、高肥生产试验29个、旱地区试130个、旱地生产试验22个。品质性状测试数据来自区域试验结果总结材料。

数据相关性分析和作图采用Microsoft Excel软件。

2结果与分析

2.1不同试验组别参试品系的品质差异

对2011-2015年山东省高肥预试、高肥区试、高肥生产试验、旱地区试和旱地生产试验五个组别参试品系的品质性状数据进行了分析，结果（表1）如下：

容重：五个组别参试品系的平均容重均高于770 g/L。其中，高肥区试品系的平均容重最高，达809.79 g/L，高于高肥预试，且品系间变异系数较小；旱地区试品系的平均容重最低，为794.60 g/L。高肥区试、高肥预试、高肥生产试验、旱地区试、旱地生产试验参试品系的容重变异系数分别为2.71%、3.72%、2.30%、2.27%、2.15%。这说明山东省“十二五”选育的品系容重普遍较高，变异幅度较小。

硬度指数：五个组别参试品系的平均硬度指数均在64.0以上。旱地生产试验品系的平均硬度指数最高，为67.73；高肥区试（66.06）高于高肥预试（64.27），但品系间变异幅度相对较大。

出粉率：高肥区试、高肥生产试验、旱地区试和旱地生产试验四个组别参试品系的平均出粉率均在70.0%左右，品系间变异幅度较小；高肥预试品系的平均出粉率较低（53.42%），品系间变异幅度大。

面粉白度：五个组别的面粉白度平均值均低于77.0，高肥预试的最低，其余四个组别的平均白度相对较高；高肥预试组别的品系间变异幅度较大，其余四个组别的变异幅度相对较小；五个组别内均有白度超过80.0的品系。

籽粒蛋白质含量：平均籽粒蛋白质含量在13.27%～14.91%；旱地生产试验的籽粒蛋白质含量较低；高肥预试组别的平均籽粒蛋白质含量最高，但品系间变异幅度大，最高值达18.30%，最小值11.80%；高肥区试和高肥生产试验品系间的变异幅度相对较小，旱地生产试验比旱地区试的平均籽粒蛋白质含量较低，且品系间变异幅度相对较小。

湿面筋含量：五个组别参试品系的平均湿面筋含量在32.92%～36.84%，组别间差异小，但组别内品系间变异幅度较大；高肥生产试验品系的变异幅度最小，其次是区试，预试的变异幅度最大；旱地生产试验品系的变异幅度小于旱地区试；高肥试验品系的湿面筋含量平均值高于旱地试验。

吸水率：五个组别参试品系的平均吸水率均在60.0%以上；高肥预试的变异幅度相对较大，最高值达77.0%，其它四个组别的变异幅度相对较小，吸水率最大值也都在66.0%以上。

面团形成时间：组别间的面团平均形成时间差异较小，在3.60～4.14 min，但组别内品系间差异较大，高肥预试组别参试品系的变异幅度相对较大。

面团稳定时间：组别间的面团平均稳定时间差异也相对较小，在3.99～5.56 min，高肥预试平均稳定时间最长；组别内品系间变异幅度非常大，五个组别的变异系数均达50%以上，高肥预试的变异系数达86.58%，其最高值达46.00 min，最小值仅有0.90 min，其它四个组别的最长稳定时间也都在15.50 min及以上。

综上所述，五个组别参试品系的品质性状表现存在不同程度的差异。除硬度指数外，高肥预试组别其它品质性状的变异幅度和变异系数均明显大于高肥区试和高肥生产试验组别，而高肥区试和高肥生产试验组别则比较接近，这主要是因为高肥预试参试品系数量大，且经过产量等性状鉴定筛选后进入区试和生产试验的品系品质性状差异较小所致；旱地区试品系品质性状的变异幅度与旱地生产试验差异很小；高肥组别参试品系的品质性状总体表现优于旱地组；五个组别参试品系面团稳定时间的变异系数均显著高于其它品质性状五个组别的变异系数。

2.2不同年度间参试品系品质性状差异

对2011-2015年高肥预试、高肥区试、旱地区试和旱地生产试验四个组别参试品系的品质性状年度间的变化进行分析，结果（图1）如下。

2.2.1容重四个组别参试品系年度间容重的变化趋势大致相同，呈先降后升又下降的趋势。2012-2013年度的容重最小，2013-2014年度的容重最高。高肥试验品系容重的年度间变化幅度大于旱地品系，高肥预试年度间的变化最大，旱地区试品系的容重年度间变化比较平稳。

2.2.2硬度指数不同组别的硬度指数年度间变化不一致——旱地生产试验呈先上升后下降趋势，年度间变化比较平稳，其它两个组别呈先下降后上升再下降趋势，变化幅度较大（高肥预试缺2012-2013、2013-2014年度数据）。四个组别均在2013-2014年度硬度指数达最大值，而高肥区试和旱地区试均在2012-2013年度最低。

2.2.3籽粒蛋白质含量不同组别年度间籽粒蛋白质含量的变化趋势不同——高肥试验品系的籽粒蛋白质含量变化呈先上升后下降趋势，2012-2013年度的含量最高，高肥预试组在所有年度间均高于高肥区试组；旱地试验品系的籽粒蛋白质含量变化呈先上升后下降再上升的趋势，最高值出现在2012-2013年度，旱地区试的变化幅度大于旱地生产试验。

2.2.4白度高肥区试、旱地区试和旱地生产试验中白度的变化趋势基本一致，且较为平稳；高肥预试中白度呈先下降后又略上升趋势。

2.2.5湿面筋含量在不同组别年度间的变化相对平稳。高肥预试组别的变化呈先上升后下降趋势，在2013-2014年度的湿面筋含量最高；高肥区试和旱地组别的年度间变化呈先上升后下降又上升趋势，且较平稳。

2.2.6面粉吸水率不同组别年度间面粉吸水率的变化趋势存在显著差异——高肥区试和旱地区试的变化趋势相同，均为先下降后上升；旱地生产试验先上升，然后平稳下降；高肥预试的变化幅度较大，呈先下降后上升再下降趋势，2013-2014年度的吸水率最高。

2.2.7面团形成时间不同组别参试品系面团形成时间年度间变化存在一定差异——高肥区试组先下降，后趋于稳定略有上升，高肥预试组的变化呈先下降后上升再下降趋势，二者均于2012-2013年度最低；而旱地区试和旱地生产试验的变化均呈先上升后下降再上升趋势，2013-2014年度最低。

2.2.8面团稳定时间不同组别参试品系面团稳定时间年度间变化差异较大——高肥区试、旱地区试和旱地生产试验的变化均呈先上升后下降再上升趋势，且高肥区试的变化相对平稳；高肥预试的变化趋势呈先下降后上升再下降趋势，且变化幅度较大，2013-2014年度的稳定时间最长。

综上分析可知，不同组别的参试品系在不同年度间品质性状的变化趋势不同，不同年度对品质性状的影响不同。2012-2013、2013-2014两个年度对品质性状的影响较大，其中，2012-2013年度对容重、硬度指数和面团形成时间的负向影响较大，而对籽粒蛋白质含量正向影响较大；2013-2014年度对容重、硬度指数、湿面筋含量、面粉吸水率和面团稳定时间的正向影响较大。

2.3参试品系品质性状的频数分布

对所有参试品系品质性状的频率分布情况进行分析，结果（图2）显示：“十二五”979个品种（系）中容重达到或超过770 g/L的占90.9%，其中，有203个品系的容重达820～830 g/L，占20.7%，仅有2个品系的容重低于700 g/L；硬度指数超过64的占53.8%，大部分品系集中在64～73之间；籽粒蛋白质含量呈正态分布，大部分品系的籽粒蛋白质含量在13.5%～17.5%之间，超过15.0%的占34%；湿面筋含量也呈正态分布，大部分品系的湿面筋含量在30%～45%之间，超过35.0%的占58.26%；面粉白度的频数分布呈现两个峰值，约有42.25%的品系白度在56～62之间，在74～77之间的约占38.49%，超过80的品系有21个；粉质仪参数中，吸水率呈正态分布，约有87.55%的品系其吸水率在59%～68%之间；面团形成时间集中在3～6 min，超过6 min的仅有31个品系；面团稳定时间的分布较为分散，变异范围为0.9～46.0 min，在2～8 min的品系占87.23%，超过7.5 min的品系占16.53%。

综上可以看出，“十二五”山东区域试验参试品系的容重、硬度指数、籽粒蛋白质和湿面筋含量等品质特性较好，面粉白度和面团流变学特性普遍较差，未来小麦品质遗传改良的重点仍为蛋白质和面筋品质，同时，要加强面粉色泽（白度）的遗传改良。

2.4参试品系达到国标优质强筋小麦标准情况

根据国标强筋小麦标准（GB/T 17320—2013）对“十二五”山东选育品系的容重、籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、吸水率、稳定时间5个重要品质指标的达标情况进行分析，结果见表2。

单项指标达标的品系数量存在差异：容重达标的品系共有860个，湿面筋含量922个，籽粒蛋白质含量693个，吸水率769个，稳定时间99个。容重、湿面筋含量、籽粒蛋白质含量和吸水率4项品质指标达标的品系均超过70%，面团稳定时间达标的品系较少，仅占10.11%。

不同试验组别不同年度的参试品系在容重、湿面筋含量、籽粒蛋白质含量、吸水率和面团稳定时间5项品质指标的达标情况差异较大。高肥预试的品系中，2011-2012年度的5项品质指标的达标率分别为95.2%、100.0%、88.4%、87.4%、6.8%，5项同时达标的品系有6个；2012-2013年度5项品质指标的达标率依次分别为43.0%、99.4%、97.0%、72.7%、 0.6%，5项同时达标的品系有1个；2013-2014年度5项品质指标的达标率依次分别为100.0%、94.1%、48.2%、94.1%、27.1%，5项同时达标的品系有19个；2014-2015年度品系的5项品质指标的达标率分别为100.0%、85.9%、64.1%、81.8%、10.6%，5项同时达标的品系有3个。2013-2014年度品系品质较好。

高肥区试中，2011-2012年度参试品系上述5项品质指标的达标率分别为100.0%、100.0%、65.9%、78.0%、4.9%，5项同时达标的品系有1个；2012-2013年度5项品质指标的达标率依次分别为73.7%、100.0%、97.3%、31.6%、10.5%，5项同时达标的品系有3个；2013-2014年度5项品质指标的达标率依次分别为100.0%、94.1%、60.8%、72.5%、1.96%，未有5项达标的品系；2014-2015年度5项品质指标的达标率分别为100.0%、90.0%、78.3%、83.3%、6.7%，5项同时达标的品系有1个。2012-2013年度品系品质较好。

高肥生产试验中，2011-2012年度参试品系的5项品质指标的达标率分别为100.0%、100.0%、77.8%、77.8%、0，未有5项同时达标的品系；2012-2013年度5项品质指标的达标率依次分别为100.0%、100.0%、100.0%、 100.0%、50.0%，5项同时达标的品系有1个。2012-2013年度品系品质较好。

旱地区试中，2011-2012年度参试品系5项品质指标的达标率分别为100.0%、87.9%、54.5%、87.9%、3.0%；2012-2013年度5项品质指标的达标率依次分别为92.3%、96.1%、88.5%、34.6%、19.2%，5项同时达标的品系有2个；2013-2014年度5项品质指标的达标率依次分别为100.0%、87.1%、16.1%、48.4%、3.2%；2014-2015年度5项品质指标的达标率分别为82.5%、100.0%、90.0%、90.0%、10.0%，5项同时达标的品系有3个。2012-2013年度品系品质较好，2011-2012、2013-2014两个年度品系中均未有5项同时达标的品系。

旱地生产试验中，2011-2012年度参试品系5项品质指标的达标率分别为100.0%、100.0%、20.0%、100.0%、20.0%；2012-2013年度5项品质指标的达标率依次分别为50.0%、100.0%、50.0%、100.0%、50.0%；2013-2014年度5项品质指标的达标率依次分别为100.0%、80.0%、0、60.0%、0；2014-2015年度5项品质指标的达标率分别为100.0%、70.0%、20.0%、70.0%、20.0%。仅2011-2012年度有1个品系5项品质指标同时达标。

综上所述，“十二五”选育的品系中，容重、籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和吸水率等单项品质指标达到国标强筋小麦标准的比率较高，超过72.0%，而面团稳定时间的达标率极低，5项品质指标均达标的仅有41个；相比而言，高肥预试的达标品系数量最多，旱地区试、高肥区试次之，高肥生产试验和旱地生产试验达标数量均为1个。这说明近年来山东省在小麦品质遗传改良中一定程度上忽略了对品质性状的综合选择和改良，导致新品系蛋白质含量多质量差、指标间不协调；预试中品质较好的品系由于产量较低、抗逆性较差等原因而被淘汰，从而使区试中参试品系的品质明显下降。因此，在新品种培育过程中应注意品质性状与产量性状及品质性状间的协调改良和提高。

3讨论与结论

本研究表明，高肥预试、高肥区试、高肥生产试验、旱地区试和旱地生产试验五个试验组别参试品系品质性状表现差异明显，高肥组参试品系的品质性状总体表现优于旱地组。山东省约有三分之一的雨养旱地小麦[3]，培育和推广优质高产旱地小麦新品种是提高山东省小麦品质和产量的关键。五个组别参试品系面团稳定时间的变异系数均显著高于其它品质性状变异系数，这说明参试品系间面团稳定时间的变异大，对其进行遗传改良的潜力亦大。

小麦品质性状的表现是基因型（品种）和生态环境共同作用的结果[4-6]，生态环境对小麦品质有重要影响作用[7，8]。本研究表明，不同组别的参试品系不同年度间品质性状的变化趋势不同，不同年度对品质性状的影响不同。2012-2013、2013-2014两个年度对品质性状的影响较大，其中，2012-2013年度对容重、硬度指数和面团形成时间的负向影响较大，而对籽粒蛋白质含量的正向影响较大，2013-2014年度对容重、硬度指数、湿面筋含量、面粉吸水率和面团稳定时间的正向影响较大，2013-2014年度气候条件对小麦产量性状的形成比较有利，是小麦丰收年。由此可见，品质与产量并非绝对的矛盾关系，可以协调改良和提高。

黄承彦等[9]分析了1998-2003年间山东省小麦高肥区域试验品系和审定品种的品质性状特点，结果发现，山东省小麦的蛋白质和湿面筋含量较高，面粉吸水率偏低，面团稳定时间较短。赵倩等[10]分析了2007-2008年度山东省小麦区域试验62个提升晋级试验的小麦品系的品质性状，结果表明蛋白质含量低和面团稳定时间短是山东省小麦区域试验品系品质的主要问题。本研究结果表明，“十二五”山东省区域试验参试品系的容重、硬度指数、籽粒蛋白和湿面筋含量等品质特性较好，单项品质指标达到国标强筋小麦标准的比率较高；面团流变学特性（如稳定时间等性状）和面粉白度普遍较差，达标率较低；容重、硬度指数、籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和稳定时间5项品质指标均达标的有41个，而“十二五”只有3个强筋小麦新品系通过品种审定，分别为泰山27（2012）、济麦229（2015）和红地95（2015）。未来亟待加强小麦品质遗传改良工作，改良的重点仍为蛋白质和面筋品质，同时，要注意面粉色泽（白度）的改良；在品质改良中广泛收集和引进国内外优质资源，通过回交转育和分子标记辅助育种将优质基因与高产抗病抗逆基因聚合，培育出既优质又高产抗病抗逆的强筋小麦新品种，为推动我国农业供给侧结构性改革、提升国产小麦竞争力提供品种支撑。

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