2017—2021 年河南省小麦区域试验品种（系）的品质性状分析

辛玉杰，刘继红，冯 丹，赵光华，裴金花，尹海燕，王 允，王红旗，刘冬梅，曹 成，王俊艳，郑 嘉，曹颖妮

（河南省农业科学院 农业质量标准与检测技术研究所/农业农村部农产品质量监督检验测试中心/河南省粮食质量安全与检测重点实验室，河南 郑州 450002）

小麦是我国重要的粮食作物之一，对我国国民经济发展和人民生活具有重要意义。河南省是我国小麦主产区和商品粮产区，也是小麦育种工作起步较早、发展较快的省份。在当前农业供给侧结构性改革的大形势下，河南省启动“四优四化”科技支持行动计划，将发展优质小麦品种摆在首位，对小麦品质提升的需求越来越迫切[1-3]。因此，研究小麦品种（系）的品质状况及变化规律对优质新品种的培育具有指导性意义[4]。近年来，河南省小麦品种品质改良取得了较明显的进展，且一些学者提出了将来的品质改良方向。胡纪鹏等[5]对2013年黄淮麦区强筋小麦品种的品质特性进行分析，指出了部分强筋品种流变学指标在河南省不同地区表现差异较大的问题，提出了根据其生态环境选择推广品种的建议。李晓航等[6]、王君等[7]分别对2011—2015年黄淮麦区区域试验品种、2014—2018 年黄淮南片区小麦区域试验品种（系）的品质进行分析，指出了稳定时间是制约强筋品种发展的重要因素，提出了重点改良稳定时间、以提升小麦品质为育种目标的建议。曹颖妮等[8]基于2006—2016年河南省小麦区域试验品种（系）的品质性状统计分析结果得出，河南省小麦品质改良的重点仍然是蛋白质质量。朱红彩等[9]对2018—2020年河南省小麦新品种品质性状进行分析，提出了以稳定蛋白质含量、湿面筋含量和吸水量，提高拉伸面积、稳定时间和最大拉伸阻力为河南省优质强筋小麦育种目标的主攻方向。目前，尚未见有关近年河南省小麦区域试验品种（系）品质性状分析的研究。为此，以2017—2021年河南省小麦区域试验的729个参试小麦品种（系）为试验材料，对籽粒容重、蛋白质含量、湿面筋含量、吸水量、稳定时间、能量和最大拉伸阻力7个品质指标进行分析，并对其进行分类，旨在了解近5 a 来河南省小麦品质情况及存在的问题，以期为今后河南省小麦品质改良提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试材料为2017—2021 年参加河南省小麦区域试验的729个小麦品种（系）。

1.2 测定项目及方法

籽粒容重、蛋白质含量、湿面筋含量（14%水分基）分别按照GB/T 5498—2013、GB/T 5511—2008和GB/T 5506.2—2008进行测定，吸水量和稳定时间按照GB/T 14614—2006 测定，能量和最大拉伸阻力按照GB/T 14615—2006测定。

1.3 小麦品质分类标准

参考《主要农作物品种审定标准（国家级）》[10]对729个参试小麦品种（系）的品质进行分类（表1）。

表1 小麦品质分类标准Tab.1 Standard for wheat grain quality classification

1.4 数据处理

采用Excel 2022 软件对数据进行整理、统计分析。

2 结果与分析

2.1 2017—2021年河南省小麦区域试验品种（系）的品质性状分析

2.1.1 容重 由表2 可知，小麦品种（系）籽粒容重的平均值为791 g/L，最大值为837 g/L，最小值为655 g/L，变异系数为3.28%。可见，近年来河南省小麦籽粒容重的变化较小。根据优质国家强筋小麦标准（GB/T 17892—1999），有84.5%的品种（系）达到国家强筋小麦标准（≥770 g/L）。由图1A 可以看出，2017—2021 年，除2018 年外，其他年份均达到强筋标准，且近年来稳步上升。由此看来，稳产高产仍然是现阶段的主要育种目标之一。

表2 2017—2021年河南省小麦区域试验品种（系）品质性状Tab.2 Quality characters of wheat varieties（lines）in Henan regional test from 2017 to 2021

图1 2017—2021年河南省小麦区域试验品种（系）品质性状的变化Fig.1 Quality characters change of wheat in Henan regional test from 2017 to 2021

2.1.2 蛋白质含量 由表2 可知，729 个参试小麦品种（系）籽粒蛋白质平均含量为14.5%，达到强筋标准，最大值为18.7%，最小值为11.3%，变异系数为7.19%。由表3 可以看出，蛋白质含量达到强筋、中强筋、中筋、弱筋标准的品种（系）数量分别为537、144、40、8 个，分别占总数的73.7%、19.7%、5.5%、1.1%。达到中强筋及以上标准的品种（系）数量占93.4%，表明河南省参试小麦籽粒蛋白质含量较高，蛋白质含量改良遗传基础较好。由图1B可以看出，2017—2021 年，除2018 年外，蛋白质含量在年际间总体呈下降趋势，但均高于14.0%。

表3 2017—2021年河南省小麦区域试验品种（系）品质性状分类Tab.3 Quality classification of wheat varieties（lines）in Henan regional test from 2017 to 2021

2.1.3 湿面筋含量 729 个参试小麦品种（系）的面粉湿面筋平均含量为30.2%，达到中强筋标准，最大值为37.0%，最小值为18.7%，变异系数为9.52%（表2）。由表3可知，湿面筋含量达到强筋、中强筋、中筋、弱筋标准的品种（系）数量分别为354、205、149、21 个，分别占总数的48.6%、28.1%、20.4%、2.9%。湿面筋含量达到中强筋及以上标准的品种（系）数量占76.7%，表明河南省参试小麦品种（系）的面粉湿面筋含量较高。由图1C可以看出，2017—2021 年，湿面筋含量整体呈上升趋势，2020 年和2021 年湿面筋含量达到了强筋标准。

2.1.4 稳定时间 由表2 可知，729 个参试小麦品种（系）的面团稳定时间平均值为5.5 min，最大值为31.4 min，最小值为0.9 min，变异系数为90.62%，说明河南省参试小麦品种（系）的面团稳定时间变异大，可改良空间较大。由表3可知，稳定时间达到强筋、中强筋、中筋、弱筋标准的品种（系）数量分别为93、62、333、241 个，分别占总数的12.8%、8.5%、45.7%、33.0%。稳定时间达到中强筋及以上标准的品种（系）数量仅占21.3%，表明参试小麦品种（系）的面团稳定时间是制约强筋品种选育的一个关键指标。由图1D 可以看出，2017—2021 年，稳定时间年际间波动较大，均仅达到中筋标准。

2.1.5 吸水量 由表2 可知，729 个参试小麦品种（系）的面粉吸水量平均值为58.3%，达到中强筋标准，最大值为71.7%，最小值为46.1%，变异系数为6.44%，表明吸水量在品种（系）间差异较小。由表3可知，达到强筋、中强筋、中筋、弱筋标准的品种（系）数量分别为222、154、227、126 个，分别占总数的30.5%、21.1%、31.1%、17.3%。由图1E可以看出，2017—2021年，吸水量在年际间呈稳步上升趋势。

2.1.6 能量 由表2 可知，729 个参试小麦品种（系）的能量平均值为53 cm2，最大值为205 cm2，最小值为3 cm2，变异系数为61.16%。由表3 可知，能量达到强筋、中强筋、中筋标准的品种（系）数量分别为74、55、164 个，分别占总数的10.2%、7.5%、22.5%，有59.8%达不到中筋，能达到中强筋及以上标准的品种（系）数量仅占17.7%，这表明参试小麦品种（系）能量较低。

2.1.7 最大拉伸阻力 由表2 可知，729 个参试小麦品种（系）的最大拉伸阻力平均值为246 EU，最大值为943 EU，最小值为33 EU，变异系数为61.85%。由表3 可知，最大拉伸阻力达到强筋、中强筋、中筋标准的品种（系）数量分别为87、65、194 个，分别占品种（系）总数的11.9%、8.9%、26.6%，有52.6%达不到中筋标准。最大拉伸阻力达到强筋和中强筋标准的比例较低，仅占20.8%，表明参试小麦品种（系）的最大拉伸阻力较低，与能量相似。由图1F 可知，2017—2021 年，最大拉伸阻力呈先下降再上升的趋势，说明近几年育种家对最大拉伸阻力这一指标改良初见成效。

2.2 2017—2021年河南省小麦区域试验品种（系）的品质类型分布

综合蛋白质含量、湿面筋含量、吸水量、稳定时间、能量和最大拉伸阻力6个品质性状，对参试小麦品种（系）进行分类。由表4 可知，2017 年165 个区域试验小麦品种（系）中达到强筋、中强筋、中筋、弱筋标准的品种（系）数量分别为5、16、143、1个，分别占年度品种（系）总数的3.0%、9.7%、86.7%、0.6%。2018 年182 个区域试验小麦品种（系）中达到强筋、中强筋、中筋、弱筋标准的品种（系）数量分别为2、8、171、1 个，分别占年度品种（系）总数的1.1%、4.4%、94.0%、0.5%。2019 年152 个区域试验小麦品种（系）中达到强筋、中强筋、中筋标准的品种（系）数量分别为2、16、134个，分别占年度品种（系）总数的1.3%、10.5%、88.2%。2020年82个区域试验小麦品种（系）中达到强筋、中强筋、中筋标准的品种（系）数量分别为1、3、78个，分别占年度品种（系）总数的1.2%、3.7%、95.1%。2021年148个区域试验小麦品种（系）中达到强筋、中强筋、中筋标准的品种（系）数量分别为11、17、120 个，分别占年度品种（系）总数的7.4%、11.5%、81.1%。2017—2021 年729个区域试验小麦品种（系）中达到优质强筋标准的有21 个，占品种（系）总数的2.9%；达到优质中强筋标准的有60 个，占品种（系）总数的8.2%；达到中筋标准的有646 个，占总数的88.6%；达到弱筋标准的品种（系）有2 个，占品种（系）总数的0.3%。总体而言，各年度参试小麦品种（系）绝大多数仍为中筋，其次为中强筋、强筋；除2017 年和2018 年各有1个达标的弱筋小麦外，2019—2021 年没有达标的弱筋小麦。

表4 2017—2021年河南省小麦区域试验品种（系）的品质类型分布Tab.4 Distribution of quality type of wheat varieties（lines）in Henan regional test from 2017 to 2021

3 结论与讨论

从2017—2021 年河南省区域试验小麦品种（系）各品质性状在年际间的变化来看，2018年参试小麦品种（系）的容重、稳定时间、最大拉伸阻力、吸水量平均值均最低，这是因为2018年受“倒春寒”影响，抽穗扬花期降雨偏多，导致小麦赤霉病在黄淮大部分麦区发病偏重[11]，麦收期天气多雨高温，谷物得不到充分晾晒导致呕吐毒素含量高[12]，造成该年份小麦品质严重下降。但2018 年参试小麦品种（系）的蛋白质含量平均值达到强筋标准，湿面筋含量平均值达到中强筋标准，稳定时间和最大拉伸阻力仅达到中筋标准，说明蛋白质含量受天气的影响较小，而蛋白质质量受气候环境的影响较大，与前人[13-14]研究结果一致。但也有研究者[15-16]发现，蛋白质含量、湿面筋含量等性状主要受环境因素的影响，这可能是由于测试的样本数量不同[17]或小麦籽粒品质性状的基因型差异在不同的环境条件下表现不同[18]导致的。

从品质性状来看，2017—2021 年河南省参试小麦品种（系）的平均稳定时间为5.5 min，较2006—2016 年[8]提高1.5 min。可见，近年来河南省加强了对小麦稳定时间的改良[19]。稳定时间的变异系数大幅上升（90.62%），较前人[8-9]研究结果偏大，这是因为除2020 年外，其余年份变异系数均在80%以上，尤其是2018年，变异系数为108%，可能是由于近几年的环境条件引起的或是育种家引进新资源，偏重于改良稳定时间。能量是反映面筋强度的重要指标之一[20]。2017—2021 年河南省参试小麦品种（系）的能量与前人[19]研究结果持平，最大拉伸阻力较2018—2020 年[9]提高27.2 EU，但仍只是中筋水平。可见，蛋白质质量较差仍然是制约河南省小麦品质的主要因素。

本研究参试小麦品种（系）的蛋白质含量和湿面筋含量较高，大多数可达到中强筋和强筋标准，但能量、最大拉伸阻力与稳定时间等性状总体水平较低，仅有少数达到强筋小麦品质标准。综合各项指标来看，能量、最大拉伸阻力与稳定时间是制约中强筋和强筋品种育种的重要指标，蛋白质含量与湿面筋含量是制约弱筋品种育种的重要指标，与前人[9]研究结果一致。

本研究发现，2017—2021 年河南省小麦区域试验品种（系）中强筋和强筋类型较少，占品种（系）总数的11.1%，弱筋类型最少，仅占品种（系）总数的0.3%；2019—2021 年3 个年份没有参试小麦材料达到弱筋小麦标准，弱筋小麦育种有待得到进一步的重视。

河南省小麦品种中筋类型偏多、中强筋与强筋类型不多、低筋类型极少的问题一直未能很好解决[21]。在今后的育种过程中，河南省优质强筋小麦育种目标应以提高能量、最大拉伸阻力、稳定时间为方向，优质弱筋品种的培育应着重选用蛋白质含量与湿面筋含量低的亲本。同时，应注重选育能较好适应不同生态环境、品质性状稳定的品种。