王莉梅,宿振起,马 乐,吕亮杰,刘玉平,陈希勇,李 辉
(河北省农林科学院粮油作物研究所,河北省作物遗育种实验室,河北 石家庄 050031)
我国从20世纪80年代开始开展优质小麦育种研究,在品质改良和产量提高上取得了一定成绩,并选育出了一大批优质高产的小麦品种[1~3]。河北省早在1996年就设立了冀中南优质小麦区域试验,从1998年开始审定优质小麦品种,到2017年相继审定了大批优质小麦品种,促进了河北省优质小麦产业的发展。随着人们生活水平的提高和小麦面粉加工业的发展,市场上对优质小麦的需求越来越多、要求越来越高。但是,优质小麦品种存在产量低、综合农艺性状较差、不能满足加工企业需求、检测复杂等不足,限制了优质小麦的大面积种植[4,5]。国内很多学者对全国不同区域优质专用小麦的生态区划[6~11],以及优质小麦品种的品质性状和产量性状[12~19]进行了综述与分析,对优质小麦育种研究及产业发展起到了重要作用。本研究对1998~2017年河北省审定的冀中南优质组的45个优质小麦品种进行分析与评价,探讨河北省优质小麦的发展趋势,旨为解决优质小麦在品种选育、种植与生产、加工等方面存在的问题提供参考建议。
由于只有近年来才开始测定面粉的拉伸特性,因此在本文中仅就粗蛋白含量和粉质参数进行分析。优质小麦品种的品质指标数据均来自其冀中南优质组区域试验结果。
1998~2017年通过河北省审定(冀中南优质组)的优质小麦品种共有45个,其蛋白质含量(干基)、湿面筋含量(14%水分基)、吸水率、稳定时间范围分别为13.81%~17.23%、28.36%~48.90%、55.10~67.85 mL和5.00~53.00 min(表1)。按照2016年8月30日农业部发布的《主要农作物品种审定标准(国家级)》,根据粗蛋白含量和粉质参数,将这45个优质小麦品种划分为3个等级(表2)。其中,有9个品种达到强筋麦标准,占总数的20.0%;19个品种达到中强筋麦标准,占42.2%;17个品种为中筋小麦,占37.8%。也就是说,审定的优质小麦中优质强筋和中强筋小麦占62.2%,优质中筋品种占有一定的比例。
表1 1998~2017年河北省审定优质小麦品种的品质性状Table 1 The quality traits of high quality wheat varieties approved in Hebei Province from 1998 to 2017
表2 1998~2017年河北省审定各等级优质小麦品种的数量及其比例Table 2 The number and proportion of different grades of high quality wheat varieties approved in Hebei Province from 1998 to 2017
根据2016年农业部《主要农作物品种审定标准(国家级)》,对河北省优质小麦品种和普通小麦品种的各个品质性状进行分级。结果(表3)显示,审定的优质小麦中,所有品种的蛋白质含量均达到了强筋和中强筋标准,其中,39个品种(占86.7%,蛋白质含量14.4%~17.2%)达到或超过强筋标准,6个品种(占13.3%,蛋白质含量13.81%~13.97%) 达到中强筋标准但未达到强筋标准;35个品种(占77.8%)的湿面筋含量(30.55%~48.90%)达到或超过强筋标准,8个品种(占17.8%)达到中强筋标准,2个品种(占4.4%,湿面筋含量<28.5%) 属于中筋标准;18个品种(占40.0%)的吸水率(≥60%) 达到强筋标准,15个品种(占33.3%) 处于中强筋标准,12个品种(吸水率<58%) 处于中筋标准;33个品种 (占73.3%) 的稳定时间(10.6~53.0 min) 达到或超过强筋标准,9个品种(占20.0%,7.3~9.8 min) 属于中强筋标准,3个品种(占6.7%)属于中筋标准。
按照各品质参数达到优质强筋和中强筋小麦标准的品种数量比例进行排序发现,粗蛋白含量达标率达到了100%;其次是湿面筋含量、稳定时间和吸水率,达标率依次为95.6%、93.3%和73.3%。可以看出,湿面筋含量、稳定时间和吸水量是影响河北省优质小麦品种等级的重要因素,尤其是在新的国家审定标准中,吸水率成为影响优质小麦品质等级的重要参数。
将审定的优质小麦品种与普通小麦品种进行产量分析,结果(表4) 显示,2000~2003年优质小麦品种的产量基本上在7 000 kg/hm2以内,平均为6 535.92 kg/hm2;2004年以后优质小麦品种的产量在 7 400~8 300 kg/km2,平均为 7 704.6 kg/hm2,较2000~2003年产量平均值提高了17.9%。在这2个时间段,普通小麦的产量从6 500~7 000 kg/hm2增加到7 300~9 000 kg/hm2,平均产量从6 784.7 kg/hm2增加到7 994.6kg/km2,平均产量增幅为17.8%。可以看出,优质小麦品种的产量提高幅度与普通小麦基本相同。
表3 1998~2017年河北省审定优质小麦各品质性状的级别分布情况Table 3 The grades of quality trait parameters of high quality wheat varieties approved in Hebei Province from 1998 to 2017
表4 1998~2017年河北省审定优质小麦品种的产量情况(kg/hm2)Table 4 The yield of high quality wheat varieties approved in Hebei Province from 1998 to 2017
世界主要产麦国美国、加拿大和澳大利亚等均将小麦的审定与推广按照品质生态进行区划[6]。我国在这方面也进行了很多研究[7~10],早在1993年徐兆飞等对山西省小麦品质进行了区划研究[11,12]。中国农业科学院对我国优质小麦的区域分布进行了研究,认为我国优质小麦的强筋性从北往南逐渐减弱,河北省冀中南地区适合种植中强筋和中筋小麦品种[13]。冀中南小麦主产区位于我国黄淮北部冬麦区,处于北纬36°~38°,地势平坦,土壤肥沃,水质优良,气候温和,光热资源丰富,年均降水量500 mm以上,利于小麦蛋白质和面筋的形成与积累,小麦生产条件得天独厚。该区域在农业部全国小麦品质区划中属于黄淮北部强筋麦区(冀南优质麦优势带)和华北北部强筋麦区(冀中优质麦优势带),是全国强筋、中强筋、中筋小麦的最适宜地区之一。
近几年,我国加强农业供给侧改革,提高农业供给体系质量和效率,使得农产品供给数量充足,品种和质量契合消费者的需要。我国的面食制品主要是馒头和面条,随着城镇化的发展,城镇居民越来越多,馒头和面条的加工已由家庭手工制作向机械加工转变。而机械加工对面粉加工品质要求较高[14]。稳定时间是反映面团品质的重要参数,很多研究认为,北方馒头和面条的质量与稳定时间关系密切[15~17]。普通小麦品种稳定时间很短,不符合机械加工的要求;而稳定时间适中的优质中强筋和中筋小麦品种更适合工业化要求。强筋麦是最适合制作面包的小麦,现代人们的生活习惯对面包的需求越来越多,市场上面包粉的价格也是普通小麦面粉的3~4倍,因此,种植优质强筋小麦既能满足消费者的需要,也有利于农民增收。
在我国最新制定的优质小麦审定标准中增加了拉伸特性参数,审定标准更加严格。同时,小麦加工企业根据不同食品的加工特点,均建立了企业自身的品质参数标准。因此,在优质小麦育种过程中,必须考虑蛋白质含量、粉质参数和拉伸参数的协同提高,而且要结合加工企业的需求加以筛选。目前审定和推广的优质小麦存在抗病性差、抗寒性差、产量低而不稳、千粒重低等问题,制约了优质小麦产量的提高和品质的稳定,从而影响了农民种植的积极性和生产效益。因此,在优质小麦培育过程中,应在注重提高品质性状的同时,必须不断改良其综合农艺性状,确保最大程度地降低生物胁迫和非生物胁迫给优质小麦种植带来的产量和品质损失。