长江中下游不同小麦品种淀粉特性及产量的差异性分析

摘要：为揭示长江中下游不同小麦（Triticum aestivum L.）品种的淀粉特性及产量间差异，寻找更适宜在该地区生长的优良小麦品种，对15个小麦品种的淀粉特性、沉淀值、蛋白质含量及产量进行分析。结果表明，各小麦品种间的淀粉糊化特性、淀粉冻融稳定性和淀粉含量差异较大，其中，宁麦9号和鄂麦006的糊化特性在一定程度上优于其他品种，且这2个品种的淀粉冻融稳定性表现较好、淀粉含量也较高。不同小麦品种间沉淀值存在显著差异，襄麦55和荆麦102沉淀值较高，分别为10.67 mL和 8.00 mL。在15个品种中产量居前三位的依次为荆麦102、鄂麦596和漯麦6010，宁麦9号和鄂麦006产量居中。综上所述，荆麦102、鄂麦596和漯麦6010在长江中下游平原区种植可获得高产，而宁麦9号和鄂麦006在长江中下游平原区种植淀粉品质较优，故这些品种可以成为后续推广的优良品种。

关键词：小麦（Triticum aestivum L.）；品种；淀粉特性；糊化特性；产量；长江中下游

中图分类号：S512.1 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2024）10-0001-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.10.001 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： In order to reveal the differences in starch characteristics and yield of different wheat varieties in the middle and lower reaches of the Yangtze River， and to find better wheat varieties that were more suitable for growing in this area， the starch characteristics， sedimentation value， protein content and yield of 15 wheat varieties were analyzed. The results showed that the starch gelatinization characteristics， starch freeze-thaw stability and starch content of wheat varieties were quite different among different varieties. Among them， the gelatinization characteristics of Ningmai No.9 and Emai 006 were better than those of other varieties to a certain extent， the starch freeze-thaw stability of these two varieties was also good， and the starch content was also high. There were significant differences in the precipitation values among different wheat varieties， and the starch precipitation values of Xiangmai 55 and Jingmai 102 were high， with values of 10.67 mL and 8.00 mL， respectively. In addition， among the 15 varieties， Jingmai 102， Emai 596 and Luomai 6010 ranked the top three in yield， and Ningmai No.9 and Emai 006 were ranked middle in yield. In summary， Jingmai 102， Emai 596 and Luomai 6010 could obtain high yields in the middle and lower reaches of the Yangtze River， while Ningmai No.9 and Emai 006 planted in the middle and lower reaches of the Yangtze River had excellent starch quality， so these varieties could become excellent varieties for subsequent promotion.

Key words： wheat （Triticum aestivum L.）； variety； starch characteristics； gelatinization characteristics； yield； middle and lower reaches of the Yangtze River

小麦（Triticum aestivum L.）作为三大谷物之一［1］，全世界有40%左右的人口以小麦作为主要粮食［2］，其是中国居民食物的重要来源［3］，也是人类摄取蛋白质、维生素和矿物质等的重要来源［4］，对国民经济稳定发展具有战略意义［5］。中国是世界小麦第一生产大国，小麦产量直接影响中国粮食安全［6］，提高产量仍是当前小麦育种的主要目标。

淀粉是小麦子粒的重要组分，对小麦产量和品质均有重要影响［7］。淀粉依据其结构特征可分为直链淀粉和支链淀粉。小麦子粒主要由淀粉和蛋白质组成，其中淀粉和蛋白质分别占成熟子粒干质量的60%～65%和8%～15%［8］。淀粉的组成和含量与小麦子粒产量、营养特性和加工品质密切相关［9］。淀粉糊化特性是反映淀粉品质的重要指标，对小麦蒸煮品质、面条品质均有重要影响［10］。大量研究表明，小麦淀粉糊化特性的测定已成为衡量小麦加工品质的主要指标［11，12］。因此，探究不同小麦品种淀粉特性尤其是糊化特性对小麦品质及其产量的影响有重要意义。

本研究以长江中下游地区大面积推广应用的15个小麦品种为材料，研究了大田条件下各小麦品种的叶片SPAD值、子粒淀粉特性、蛋白质含量及子粒产量的表现，旨在分析不同品种间淀粉糊化特性和产量的差异，以期为长江中下游麦区小麦种植提供一定的建议。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2022—2023年在长江大学太湖农场试验基地大田进行。试验材料选用长江中下游麦区大面积种植的15个品种，包括襄麦55、鄂麦006、鄂麦580、川麦104、鄂麦596、扬麦158、郑麦9023、郑麦7698、荆麦102、皖科06290、漯麦6010、扬麦22、阜麦8号、宁麦9号和扬麦23。

试验采用随机区组种植，重复3次。小区面积 2 m×6 m=12 m2，每小区种植25行，行间距25 cm，小区之间间隔0.5 m。播种方式为人工条播，厢宽2.0 m，沟宽0.5 m。基本苗密度为225万株/hm2。

肥料选用复合肥（N、P2O5、K2O含量分别为25%、10%、16%），底肥施用纯氮420 kg/hm2，拔节期追施纯氮180 kg/hm2。其他管理同一般高产田。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 旗叶SPAD值的测定 用日本产叶绿素计（Minolta SPAD-502 Chlorophyll Meter）测定花后0、7、14、21、28、35 d及扬花期的旗叶SPAD值，每处理测定30片旗叶，数据取平均值。

1.2.2 淀粉指标的测定

1）淀粉含量的测定。①取样方式。于花后7～35 d取样。其中，7～28 d取20个穗子，重复3次，子粒采用烘干方式，先在105 ℃下杀青30 min，后于60 ℃下烘至恒重后磨碎；而35 d取长势相同的15株小麦收获子粒，重复3次，采用晒干的方法，后续处理同7～28 d。②测定原理。根据双波长比色原理，如果溶液中某溶质在两个波长下均有吸收，则两个波长的吸收差值与溶质浓度成正比。直链淀粉与碘作用产生纯蓝色，支链淀粉与碘作用产生紫红色。用两种淀粉的标准溶液与碘反应，然后在同一个坐标系里进行扫描或绘制吸收曲线，计算淀粉含量。

2）淀粉冻融稳定性的测定。参考肖文艳［13］的方法测定。配制50 mL质量分数为6%的淀粉乳，进行15 min的沸水浴，边加热边搅拌，使其充分糊化（加热过程中保持淀粉糊体积不变）；取出样品冷却至室温，将其放在冰箱中冷冻24 h后取出，记录出现析水时的次数并观察淀粉糊的状态，计算析水率。析水率=冻融后淀粉糊析水量/淀粉糊原来的总质量×100%。

3）RVA谱特征值（糊化特性）的测定。称取3 g（干基）成熟期淀粉样品于铝罐中，加去离子水至总质量为28 g，使用RVA快速黏度分析仪进行测试。淀粉样品的制备：将天然和改性淀粉浆液在50 ℃下平衡1 min，在222 s内加热至95 ℃，然后在95 ℃下保持150 s，在228 s内冷却至50 ℃，然后在50 ℃下平衡2 min。在此过程中，桨叶的速度在前10 s保持在960 r/min，随后保持在160 r/min。

1.2.3 沉淀值的测定 沉淀值测定采用微量SDS沉淀值法。其操作步骤：称取全麦粉2 g装入35 mL专用带塞试管（内径18 mm）中，加入16.7 mL溴酚蓝溶液，充分混匀，放置到沉淀值测定仪上摇5 min；取下试管再加入16.7 mL的SDS-乳酸混合液，充分摇匀，放置到沉淀值测定仪上摇5 min；取下试管竖立静置5 min，记录试管中沉淀体积。每个样品做3个重复，取其平均值。

1.2.4 蛋白质含量的测定 于成熟期每处理取长势相同的15株小麦收获子粒，重复3次。在105 ℃下杀青30 min，60 ℃烘至恒重并进行称重，将称重后的子粒样用磨样机粉碎，用凯氏定氮法测其样品氮含量，乘以系数5.7即为蛋白质含量。

1.2.5 产量及产量构成要素 于小麦成熟期每个试验小区选取具有代表性的1 m2面积调查有效穗数，并随机选取20穗调查穗粒数，选取2 m2收获，脱粒后晾晒，称重计产。然后进行室内考种，测定各处理千粒重。

1.3 数据处理与分析

采用Excel 2016软件整理数据并绘制图表，用Data Processing System统计软件进行方差分析，主要指标的显著性分析采用LSD法。

2 结果与分析

2.1 不同小麦品种旗叶SPAD值

由图1可知，不同小麦品种花后0～35 d，旗叶SPAD值整体呈先增加后降低的趋势，大部分品种于21 d达最大值，至花后35 d达最低值。随生育时期的推进，不同小麦品种之间旗叶SPAD值的差异呈先逐渐增大后减小的趋势，花后7～21 d差异较大，花后28～35 d旗叶SPAD值迅速下降，品种间差异缩小。

在开花期，扬麦23的旗叶SPAD值最高，其次是阜麦8号和鄂麦006。在灌浆中期（花后14 d），鄂麦596的旗叶SPAD值最高，达59.13。与开花期相比，灌浆后期（花后28 d）扬麦23的降幅最大，其次是鄂麦596，襄麦55的降幅最小。

由表1可知，在小麦扬花期，扬麦23和鄂麦596的旗叶SPAD值较高，二者差异显著，且均显著高于其他品种（P<0.05）；扬麦22和襄麦55的旗叶SPAD值较低，且均显著低于其他品种（P<0.05）；扬麦158的旗叶SPAD值也较低，仅稍高于扬麦22和襄麦55。但比较几个品种可以发现，扬麦23旗叶后期衰减速率较快，而襄麦55旗叶后期衰减迟缓；花后0～28 d小麦旗叶SPAD值均表现为鄂麦596高于扬麦158，但鄂麦596旗叶SPAD值在花后28 d迅速下降，且下降程度大于扬麦158等品种（图1）。

2.2 不同小麦品种淀粉特性

2.2.1 不同品种小麦淀粉含量 直链淀粉和支链淀粉作为小麦子粒淀粉的组分，其含量和比例是造成不同小麦品种面粉糊化特性差异的决定因素。子粒淀粉含量与时间紧密相关。由图2可知，花后7～21 d小麦子粒直链淀粉含量增长较快，这表明在此期间直链淀粉积累速率较快。由图3可知，支链淀粉在灌浆中后期含量较高积累较快，且各品种间的变化趋势也略快于直链淀粉。在成熟期即花后35 d时，宁麦9号和鄂麦006的淀粉总含量较高，且二者的直链淀粉和支链淀粉均高于其他品种。品种间成熟时淀粉含量的不同，反映了它们光合速率、韧皮部装载、运转以及糖在库组织中的御载的差异，也表明子粒转化糖为淀粉的能力不同。

2.2.2 成熟期不同小麦品种淀粉冻融稳定性 不同品种间淀粉的析水率存在差异。由表2可知，川麦104的析水率最高，达65.80%，其次是阜麦8号和荆麦102，析水率分别为63.70%和63.56%，前者与后二者淀粉冻融稳定性差异显著，且均显著高于其他品种（P<0.05）。襄麦55、鄂麦580和扬麦22的析水率分别为51.20%、51.04%和53.38%，在各品种中析水率较小，且襄麦55和鄂麦580最小，淀粉冻融稳定性最佳，扬麦22的淀粉冻融稳定性也在一定程度上优于其他品种。

2.2.3 成熟期不同小麦品种淀粉糊化特性 RVA所测得的峰值黏度（PV）和稀懈值（BD）是淀粉糊化特性的重要指标。由表3可知，不同品种间峰值黏度存在差异，各品种峰值黏度由高到低依次为鄂麦006、宁麦9号、扬麦23、扬麦158、阜麦8号、荆麦102、川麦104、扬麦22、鄂麦596、郑麦9023、晥科06290、漯麦6010、郑麦7698、襄麦55和鄂麦580。其中，鄂麦006的峰值黏度最高，宁麦9号次之。除此之外，不同品种间的谷值黏度、最终黏度、稀懈值间也存在差异。其中，谷值黏度最高的为鄂麦006，扬麦23次之。漯麦6010与晥科06290的谷XSx0lg+ez3Ik6/M8T/QDmc5Luipp3b4kePvyF3B+H0w=值黏度介于400～410 mPa·s，鄂麦580、襄麦55和郑麦7698的谷值黏度介于300～400 mPa·s。

各品种的稀懈值由高到低依次为阜麦8号、鄂麦006、宁麦9号、扬麦23、、晥科06290、扬麦158、漯麦6010、扬麦22、荆麦102、郑麦9023、鄂麦596、川麦104、鄂麦580、襄麦55、郑麦7698。阜麦8号、鄂麦006、宁麦9号和扬麦23的稀懈值较高，在700～900 mPa·s，晥科06290、扬麦158、漯麦6010、扬麦22、荆麦102、郑麦9023、鄂麦596和川麦104的稀懈值在550～700 mPa·s，鄂麦580、襄麦55和郑麦7698的稀懈值在450～500 mPa·s。

由表4可知，峰值黏度、谷值黏度、稀懈值、最终黏度、回升值、峰值时间和糊化温度的最大值依次为1 878.33 mPa·s、1 083.00 mPa·s、870.67 mPa·s、 1 996.67 mPa·s、627.33 mPa·s、5.76 min、89.57 ℃，对应的品种依次为鄂麦006、鄂麦006、阜麦8号、宁麦9号、郑麦9023、扬麦23和扬麦158。各品种间淀粉糊化特性差异较大。

2.3 成熟期不同小麦品种沉淀值

沉淀值作为小麦品质性状，可间接反映蛋白质、湿面筋含量和品质的综合情况。由表5可知，各品种沉淀值由高到低依次为襄麦55、荆麦102、宁麦9号、扬麦158、鄂麦006、阜麦8号、鄂麦580、扬麦23、漯麦6010、扬麦22、晥科06290、鄂麦596、郑麦9023、郑麦7698、川麦104。其中，襄麦55的沉淀值显著高于其他品种，荆麦102沉淀值与除宁麦9号外的其他品种差异显著（P<0.05），襄麦55和荆麦102的沉淀值分别为10.67 mL和8.00 mL。宁麦9号、扬麦158、鄂麦006、阜麦8号、鄂麦580、扬麦23、漯麦6010、扬麦22和晥科06290的沉淀值大小介于5.5～7.5 mL，也达到了较高水平。

2.4 成熟期不同小麦品种蛋白质含量

由表6可知，各品种蛋白质含量由高到低依次为漯麦6010、扬麦158、襄麦55、郑麦7698、宁麦9号、川麦104、鄂麦596、荆麦102、晥科06290、鄂麦580、阜麦8号、郑麦9023、扬麦22、鄂麦006和扬麦23。其中，漯麦6010和扬麦158子粒蛋白质含量较高，分别为7.56 g/L和7.10 g/L。除扬麦158和襄麦55外，漯麦6010的蛋白质含量与其他品种间差异均达显著水平（P<0.05）。

2.5 成熟期不同小麦品种产量及产量构成要素

从表7可以看出，在相同试验条件下，不同品种间产量存在差异，不同品种间产量由高到低依次为荆麦102、鄂麦596、漯麦6010、晥科06290、阜麦8号、扬麦23、鄂麦580、宁麦9号、襄麦55、鄂麦006、郑麦9023、郑麦7698、扬麦22、扬麦158、川麦104。其中，荆麦102的产量最高，达5 851.65 kg/hm2，显著高于其他品种（P<0.05）；鄂麦596次之，也显著高于其他品种（P<0.05）；漯麦6010、晥科06290、阜麦8号、扬麦23、鄂麦580的产量也较高，均在5 000 kg/hm2以上。

产量与产量构成因素息息相关。从表7可以看出，产量较高的品种其穗粒数在一定程度上也高于其他品种，产量较高的荆麦102、鄂麦596、漯麦6010、晥科06290、阜麦8号、扬麦23以及鄂麦580的穗粒数也较高，进一步说明了产量和产量构成因素之间的密切关系。品种间的千粒重也存在差异，千粒重最高的为鄂麦580，显著高于其他品种（P<0.05）；鄂麦596和扬麦23次之。各品种间收获指数存在一定的差异，其中襄麦55最大，达0.49，显著高于其他品种（P<0.05）；扬麦23、阜麦8号次之，分别为0.47、0.46；荆麦102、鄂麦596、漯麦6010、晥科06290、鄂麦580、宁麦9号、鄂麦006、郑麦9023、郑麦7698的收获指数为0.41～0.45；扬麦22、扬麦158和川麦104的收获指数为0.37～0.40。

3 讨论

3.1 小麦品种SPAD值的变化

随生育时期的推进，不同小麦品种旗叶SPAD值的差异呈逐渐增大趋势，与刘哲文等［14］的研究结果一致。小麦旗叶SPAD值均呈先增加后降低的趋势，这与刘淼［15］、杜世州等［16］和王立红等［17］的研究结果一致。旗叶是小麦光合作用的主要器官，小麦一生中所积累的光合产物大部分由叶片所制造，叶片的光合能力是逐步提高的。

3.2 不同小麦品种冻融稳定性的差异

淀粉经糊化后在低温下储藏时，淀粉分子由于氢键作用可形成冰晶结构，此时淀粉糊胶体遭到破坏发生相分离，如淀粉胶体解冻会有水析出，因此可以用析水率反映淀粉的冻融稳定性，即淀粉在冻融过程中抵抗负面物理变化的能力和在低温条件下的抗凝沉特性，同时也可表征淀粉在回生过程中的变化。

冻融稳定性是指淀粉糊在经过交替的冷冻和解冻后仍能保持原来胶体结构的性能［18］，可以用来衡量淀粉承受冷冻和解冻过程引起的不良物理变化的能力［19］。襄麦55的析水率最小，淀粉冻融稳定性最佳。Ye等［20］的研究结果表明，析水率与冻融过程中淀粉的凝胶稳定性成反比，析水率越小，冻融稳定性越好。在冻融的过程中，淀粉的凝胶结构被破坏，持水能力变弱，发生脱水收缩，形成海绵质地，从而一定程度上影响淀粉的冻融稳定性，进一步影响到小麦的品质特性及加工产品，这与项丰娟等［21］的研究结果一致。因冷冻食品在不同温度环境条件下会反复冻融，影响食品的品质，所以提高食品的冻融稳定性是十分必要的。

3.3 不同小麦品种淀粉含量与糊化特性的差异

淀粉是小麦子粒的重要组成部分。淀粉糊化特性是反映淀粉品质的重要指标，且淀粉糊化特性对小麦子粒加工品质存在重要影响。RVA谱的特征值主要有峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、稀懈值和糊化温度等，其中峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、稀懈值可以较好反映淀粉糊化特性，是决定品质优劣的有效参数。本研究结果显示，各品种峰值黏度和稀懈值较高，可以预测长江中下游平原区品种淀粉特性较优，这一预测与温明星等［22］的研究结果一致。在15个小麦品种中，鄂麦006和宁麦9号的峰值黏度较大，阜麦8号稀懈值最大，因此可以利用该类品种改良小麦的淀粉糊化特性。

3.4 不同小麦品种沉淀值的差异

沉淀值作为小麦的品质指标在实践中被广泛应用，对小麦育种和食品加工有重要影响［23］。可通过改善沉淀值来改善加工品质。本研究表明，襄麦55和荆麦102沉淀值较高，平均值分别为10.67 mL和8.00 mL，二者间差异显著，且均显著高于其他品种；宁麦9号、扬麦158、鄂麦006、阜麦8号、鄂麦580、扬麦23、漯麦6010、扬麦22和晥科06290的沉淀值介于5.50～7.45 mL，也达较高水平。通过分析发现，沉淀值易受环境条件影响，这与Yan等［24］的研究结果一致。

3.5 不同小麦品种子粒蛋白质含量的差异

小麦蛋白质含量受基因和环境条件的共同影响，且区域间存在显著差异［25］。小麦品质主要是蛋白质与淀粉共同作用的结果，小麦的碳氮代谢及其平衡影响着小麦子粒蛋白质、淀粉的合成与积累［26］。本研究结果显示，试验品种的蛋白质含量并不高，与刘慧等［27］的研究结果一致，可以了解到长江中下游冬麦区和西南冬麦区小麦的蛋白质含量整体较低。

3.6 不同小麦品种产量和产量构成因素的差异

小麦产量构成三要素为有效穗数、穗粒数和千粒重［28］，小麦产量提高的关键在于群体穗数和穗粒数的提高［29，30］。本研究表明，小麦产量受穗粒数影响较大，这与刘希伟等［31］的研究结果一致。小麦子粒的灌浆特性是千粒重形成的决定性因素。千粒重主要取决于生长过程中灌浆速率和灌浆持续时间的影响，灌浆速率主要受遗传因素控制，而灌浆持续时间受环境因素影响较大［32］。本研究中穗粒数及千粒重品种高的小麦品种，其产量也较高，这与姚金保等［33］与刘海红等［34］的研究结果一致。

4 小结

本研究结果表明，不同品种小麦淀粉糊化特性和淀粉冻融稳定性差异较大，宁麦9号和鄂麦006的糊化特性在一定程度上优于其他品种。其中，鄂麦006和宁麦9号峰值黏度较高，分别为1 878.33、 1 788.33 mPa·s；鄂麦006谷值黏度最高，为1 083.00 mPa·s；且二者淀粉冻融稳定性表现较好，淀粉含量也较高。不同小麦品种间沉淀值存在显著差异，襄麦55和荆麦102淀粉沉淀值较高，分别为10.67 mL和8.00 mL。在15个品种中产量居前三位的依次为荆麦102，鄂麦596和漯麦6010，宁麦9号和鄂麦006产量居中。综上所述，荆麦 102、鄂麦596和漯麦6010在长江中下游麦区种植可获得高产，而宁麦9号和鄂麦006在长江中下游麦区种植淀粉品质较优，故以上品种可以成为后续推广的优良品种。

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收稿日期：2024-05-20

基金项目：国家自然科学基金项目（31871578）；湿地生态与农业利用教育部工程研究中心开放基金项目（KFT202104）

作者简介：史丽丽（1995-），女，甘肃定西人，在读硕士研究生，研究方向为小麦淀粉品质，（电话）15593265853（电子信箱）3129271892@qq.com；通信作者，王小燕（1978-），女，教授，博士，主要从事小麦抗逆节氮生理生态研究，（电话）18986661561（电子信箱）wamail_wang@163.com。