山西省近二十年审定小麦品种的农艺和品质性状变化

马小飞，李竹梅，王 敏，曹 勇，李晓丽， 姜兰芳，郝建宇，张定一，姬虎太

(1.山西省农业科学院小麦研究所，山西临汾 041000； 2.山西省农业种子总站，山西太原 030006)

小麦是世界总产量排名第二的粮食作物，养活了全球约五分之二的人口，小麦生产力需要每年增加1.6%，才能满足人口增长对粮食的需求[1]。在山西省城乡居民粮食消费中，小麦占74.9%，小麦生产事关我省粮食安全。山西小麦以抗旱和优质闻名，晋麦47获国家科技进步二等奖，作为黄淮麦区旱薄地区域试验的对照品种已20多年；长6878获山西省科技进步一等奖，多年来作为北部冬麦区旱地组区试对照品种[2]；临汾5064是我国3大优质骨干亲本之一[3]。因此，山西省小麦产量和品质遗传改良研究对山西省乃至全国小麦育种和生产具有重要意义。

山西省地形狭长，横跨6个纬度，海拔高差2.8 km以上，全省分为南部中熟冬麦区、中部晚熟冬麦区和北部春麦区三个麦区，这对小麦品种选育带来挑战[2]。在“十二五”时期，山西省小麦种植面积为70×104hm2左右，但目前已降到55×104hm2左右，小麦种植面积呈现下滑态势[4]。优良的小麦品种和及时的推广工作是保证小麦生产的重要举措[5]。研究表明，中国1985-1994年间小麦遗传改良对产量提高的贡献率为30.9%，每次品种更替可提高产量10%左右[3]。国内外大量研究表明，小麦产量的提高主要源于收获指数和单位面积粒数的增加[6-8]，收获指数的提高主要是因为株高降低，而粒数的增加主要是因为穗粒数的增加[9]，或者是穗粒数和单位面积穗数的同时增加[10-11]。品质是决定小麦加工利用的基础，但国内对小麦加工品质重视相对不够，相关研究也较少[12-14]。1997-2018年山西省共审定小麦品种175个，有关山西省的育种情况已有报道。张俊灵等[15]发现，山西省旱地小麦育种过程中，现有的育种技术和种质材料不能满足育种需求，应改变育种目标、创新种质材料和改善育种方法；裴自友等[16]对山西中部小麦的育种现状进行分析，发现种质资源创新后劲不足，育种手段单一，育种规模较小且不注重推广。但品种演变的研究报道较少。

近20年来，山西省小麦育种工作者对小麦品种进行选育，涌现了一批适合山西各生态区种植的小麦优良品种[17]。本研究回顾过去20年小麦育种工作，比较分析品种性状特征和演化趋势，以期为今后山西省小麦品种选育提供理论参考。

1 材料与方法

试验材料为1997-2018年山西省审定的175个小麦品种，按照审定区域和生态环境可划分为(表1)：南部中熟冬麦区水地品种53个，中部晚熟冬麦区水地品种41个，南部中熟冬麦区旱地品种45个，中部晚熟冬麦区旱地品种30个，北部春麦区6个。其中，优质强筋小麦品种13个，特色品种(紫黑、蓝黑和糯性) 12个。农艺性状和产量性状数据为两年多点试验结果的平均值，品质参数由农业部谷物及品质质量监督检测中心(哈尔滨)提供。测试结果数据来源于山西省农业种子总站，1997-2001年无面团稳定时间数据，2016-2018年无沉降值数据。由于北部春麦区审定小麦品种数量较少，未进行分析。

试验数据用Spass进行分析、处理。

2 结果与分析

2.1 1997-2018年山西省南部水地审定小麦品种农艺及品质性状分析

从表2可知，南部水地审定小麦品种的株高呈现先下降后上升的趋势，“十一五”和“十二五”时期的株高显著低于“九五”时期，其余时期之间差异不显著。各时期品种的穗粒数为35.33～ 37.68粒，千粒重为41.48～43.81 g，各时期之间均无显著差异；总体上看，穗数和产量均呈上升的趋势，“十一五”时期穗数达到574.39×104穗·hm-2，产量达到6 699.11 kg·hm-2，均比“九五”和“十五”时期显著上升。南部水地审定小麦品种籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和稳定时间在各时期之间均无显著差异，但是“十五”时期小麦品种的稳定时间最长，平均达到6.09 min。

表1 近20年山西省审定的小麦品种数Table 1 Wheat cultivars released in Shanxi province from 1997 to 2018

表2 近20年山西省南部水地审定小麦品种的农艺及品质性状Table 2 Agronomic and quality traits of wheat cultivars released in irrigated land in southern Shanxi province from 1997 to 2018

2.2 1997-2018年山西省中部水地审定小麦品种农艺及品质性状分析

从表3可知，中部水地小麦审定品种的株高呈现先下降后升高的趋势，“十一五”时期的株高最低，与“九五”、“十二五”和“十三五”之间差异显著，其余时期之间差异不显著；各时期千粒重介于39.55～43.50 g，各时期之间无显著差异；穗数、穗粒数和产量呈上升趋势，“十二五”时期穗数达到645.00×104穗·hm-2，产量达到6 691.88 kg·hm-2，和“十一五”及其之前相比，均显著上升，“十三五”时期的穗粒数比“九五”时期多4.01粒，差异达显著性水平。中部水地小麦审定品种湿面筋含量、沉降值和稳定时间各时期之间均无显著差异，与“十五”时期相比，“十二五”时期籽粒蛋白质含量显著提高，但到“十三五”时期又显著降低。

2.3 1997-2018年山西省南部旱地审定小麦品种农艺及品质性状分析

从表4可知，南部旱地审定小麦品种的株高介于78.10～82.81 cm，各时期之间无显著差异；千粒重呈下降趋势，“十三五”时期千粒重较”十五”时期降低4.21 g，差异达到显著性水平；穗数、穗粒数和产量呈上升趋势，“十二五”时期穗数为 497.55×104穗·hm-2，较“十五”和“十一五”时期显著提高，而与“十三五”时期无显著差异；“十三五”时期穗粒数为33.61粒，比“十二五”时期显著提高，而与“十五”和“十一五”时期无显著差异；“十三五”时期产量达到4 723.41 kg·hm-2，比“十五”、“十一五”和“十二五”时期显著提高。南部旱地审定小麦品种湿面筋含量、沉降值、稳定时间各时期之间均无显著差异，籽粒蛋白含量呈升高趋势，“十二五”时期籽粒蛋白含量最高，为 15.19%，比“十五”时期显著提高，而与“十三五”时期无显著差异。

2.4 1997-2018年山西省中部旱地审定小麦品种农艺及品质性状分析

从表5可以看出，中部旱地审定小麦品种的株高呈先下降后升高的趋势，“十一五”和“十二五”时期较“九五”时期株高显著下降；各时期千粒重在38.93～41.00 g之间，各时期之间无显著差异；穗数和产量呈上升趋势，“十二五”和“十三五”时期的穗数较“九五”和“十五”时期有显著提高，“十一五”时期产量达到4 873.50 kg·hm-2，较“九五”时期有显著提高，之后基本保持稳定。中部旱地小麦审定品种籽粒蛋白含量、湿面筋含量、沉降值、稳定时间各时期之间均无显著差异。“十五”期间稳定时间最长，为6.74 min。

表3 近20年山西省中部水地审定小麦品种的农艺及品质性状Table 3 Agronomic and quality traits of wheat cultivars released in irrigated land in central Shanxi province from 1997 to 2018

表4 近20年山西省南部旱地审定小麦品种的农艺及品质性状Table 4 Agronomic and quality traits of wheat cultivars released in dry land in southern Shanxi province from 1997 to 2018

表5 近20年山西省中部旱地审定小麦品种的农艺及品质性状Table 5 Agronomic and quality traits of wheat cultivars released in dry land in central Shanxi province from 1997 to 2018

2.5 1997-2018年山西省审定的强筋和特色小麦品种品质性状分析

由表6可知，1997-2018年山西省累计审定优质强筋品种13个，只占到审定品种总数的 7.43%，优质强筋品种数量相对较少，应在“十四五”时期继续加强优质强筋品种的选育工作。其中，“十五”时期审定7个，占到审定强筋品种总数的53.8%，说明山西省“十五”时期小麦品质改良方面工作成效显著。临优2069籽粒蛋白质含量和湿面筋含量均最高，分别为18.31%和37.8%，说明临优2069蛋白质数量多；中优206沉降值和稳定时间均最高，分别为65.5 mL和41.0 min，说明中优206蛋白质质量好，这两个品种可作为小麦品质改良的优异种质材料。

1997-2018年山西省累计审定特色小麦品种有12个(表7)，其中籽粒紫黑色品种有6个，籽粒蓝黑品色种有3个，全糯品种有3个。1997年审定的黑小麦76号是国内第一个黑粒小麦品种，其蛋白质含量高达20.50%，免疫白粉病，高抗条锈病。

表6 近20年山西省审定的强筋小麦品种Table 6 Strong gluten wheat cultivars released in Shanxi province from 1997 to 2018

表7 近20年山西省审定的特色小麦品种Table 7 Specific wheat cultivars released in Shanxi province from 1997 to 2018

3 讨 论

1997-2018年山西省累计审定了175个小麦品种，平均每年审定8.75个，审定数量较多，同时审定品种类型多样，不仅有高产、优质强筋小麦类型，还有彩色和糯性等特色小麦类型，育成品种的产量明显提高，为今后山西省小麦产量水平持续提高奠定了良好基础。

宋健民等[18]研究了1999-2010年山东省审定小麦品种农艺性状演变情况，发现选育每公顷穗数接近600×104、穗粒数接近40粒、千粒重40g以上、株高75～80 cm 的小麦品种更容易实现高产稳产。郑 军等[19]发现，山西省小麦育成品种的遗传多样性较丰富，重要农艺性状仍有较大的改良潜力。张东旭等[20]以山西不同地区选育的321个品种为研究对象，对品种的穗部和籽粒性状进行分析，发现山西小麦改良发展方向主要是中穗中粒和少穗大粒类型。本研究发现山西省近二十年审定小麦品种产量水平呈显著上升趋势，水地品种每公顷平均穗数超过600×104、平均穗粒数接近35 粒，平均千粒重40 g以上，平均产量为7 377.03 kg·hm-2，但是与河南[21]、山东[18]等小麦生产大省还有一定的差距，下一步育种工作应在保证穗数和粒重的基础上加强穗粒数性状的选择；旱地品种每公顷平均穗数达到 500×104左右、平均穗粒数32 粒左右、平均千粒重不足40 g，平均产量为4 949.29 kg·hm-2，在后续工作中应注重穗粒数和粒重性状的选择。山西省近二十年审定小麦品种株高整体呈下降趋势(80 cm左右)，由于经济系数的提高，降秆没有影响到产量，但中部水地审定品种“十三五”时期株高达到 90.17 cm，下一步育种工作中应降低株高，提高收获指数，降低倒伏风险。山西省近二十年审定小麦品种单位面积穗数呈显著上升趋势，上升趋势与产量增加的趋势一致，说明近二十年山西省小麦品种产量的增加主要是因为单位面积穗数的增加。山西省近二十年审定小麦品种穗粒数稳步提高，南部中熟冬麦区品种穗粒数均高于中部晚熟冬麦区品种，说明中部品种在穗粒数上还有提升的空间。山西省近二十年审定小麦品种千粒重比较稳定，但“十三五”时期旱地品种千粒重下降明显，其中南部旱地小麦品种“十三五”时期比“十五”时期千粒重降低5 g左右，育种家在下一步育种过程中应适当加强粒重的选择。

刘新月等[17]研究发现，2001-2010年山西省审定小麦品种品质性状指标均高于全国水平，证明山西是重要的优质麦生产区域。赵佳佳等[22]研究了山西省小麦育成品种的品质，发现山西小麦整体上以中筋为主。本研究发现，1997-2018年山西省不同生态区域审定小麦品种品质性状没有显著变化，籽粒和面粉品质性状如籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和稳定时间没有显著提高，但品质性状指标整体高于全国平均水平；产量性状和品质性状之间存在一定的矛盾，但是，山西省在“十五”期间也育成一批高产优质强筋品种，如临优145、晋太170获得山西省科技进步一等奖，临优2069获得山西省科技进步三等奖，这些优质强筋品种不仅填补了山西省优质专用小麦新品种的空白，而且在优质与高产结合方面取得了长足进展，说明我们今后一段时间的育种目标仍然是品质与产量的协同提高。

黑粒、糯性等特色小麦具有保健功能和独特的加工特性。鲁晋秀等[23]研究发现在硒水平相当的土壤上，黑小麦比普通小麦对硒的积累量大，富硒程度较高。张凤琴等[24]研究发现，糯麦粉抗回生能力强，能有效延长饼干、面包、蛋糕等烘烤面食的货架期。山西省近20年审定的12个特色小麦品种，可作为绿色食品和保健食品的优质原料，推动农产品加工精细化、特色化、功能化发展。对于功能营养的特色小麦今后仍然需要进一步深入研究和改良提高。