安徽不同生态区弱筋小麦产量和品质差异分析

张向前，陈 欢，乔玉强，杜世州，李 玮，赵 竹

(安徽省农业科学院 作物研究所,合肥 230031)

优质弱筋小麦适合制作糕点、饼干、南方馒头等食品，随着中国人民生活水平的提高，优质弱筋小麦的需求量在持续增加，弱筋小麦生产日益受到人们的重视[1]。早在20世纪50年代，国外就开展了优质弱筋小麦品种选育、区域化种植等方面的研究工作[2]。中国小麦栽培育种长期以产量为主要目标，品质研究起步较晚，尤其是弱筋小麦的相关研究更为薄弱，淮河以南的部分红皮小麦由于粗蛋白及湿面筋质量分数偏低而被视为“劣质小麦”，而逐渐被市场和农户淘汰[3]。

小麦籽粒产量和品质不仅受遗传特性和栽培技术的影响，而且易受地理区位和生态环境的影响[4-6]。澳大利亚、加拿大、美国等为确保所生产小麦产量和品质的稳定性根据生态环境把其小麦生产划分为不同的品质区域，集中连片种植某一类型或某几个类型的品种，使得小麦品质具有很强的一致性[7-8]。而国内目前由于多种原因有关弱筋专用小麦籽粒品质和产量是否随种植区域变化的系统研究和报道仍相对较少，一定程度上致使部分区域弱筋小麦不仅产量提升困难而且生产品质的一致性差，难以达到面粉加工企业对数量和品质的要求[2,9]。因此，本研究以安徽和江苏主推弱筋小麦品种为试验材料，在安徽不同生态区种植，以期明确各区域适宜种植的具体弱筋小麦品种，解决因区域品种选择不当导致的弱筋小麦品种的品质和产量潜力得不到充分发挥，为安徽弱筋小麦区域化、规模化种植及实现产质同增提供一定依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2016年11月-2017年5月分别在舒城县农科所试验基地(江淮区域)、怀远县龙亢农场(沿淮区域)及庐江县白湖农场(沿江区域)进行。舒城县试验点区域0～20 cm土壤全氮1.23 g/kg, 碱解氮98.22 mg/kg, 有效磷6.77 mg/kg，速效钾106.92 mg/kg，有机质20.09 g/kg, pH为 5.7；龙亢试验点区域0～20 cm土壤全氮1.34 g/kg,碱解氮137.4 mg/kg, 有效磷20.4 mg/kg，速效钾159.9 mg/kg，有机质21.02 g/kg, pH为 5.8；白湖农场试验点区域0～20 cm土壤全氮1.29 g/kg, 碱解氮101.45 mg/kg, 有效磷8.64 mg/kg，速效钾116.34 mg/kg，有机质19.17 g/kg, pH为 5.7。

试验采用单因素随机区组设计，选用‘扬麦15’‘生选6号’‘宁麦9号’‘扬麦19’‘扬麦9号’‘扬麦22’‘皖西麦0638’‘扬麦20’(CK,中强筋)‘扬辐麦4号’(CK，中强筋)9个小麦品种，每个品种设3次重复，小区面积4 m×3 m=12 m2。于龙亢农场试验点11月14日播种，白湖农场试验点11月13日播种，舒城县农科所11月16日播种，并分别于5月31日、5月24日和5月26日收获。种植密度皆为2.4×106hm-2，行距20 cm，各试验点施肥量一致，施P2O5120 kg/hm2，K2O 120 kg/hm2，施纯N 180 kg/hm2，其中磷肥和钾肥全部基施，氮肥基追比为7∶3，追肥时期为返青期，其他田间管理措施同一般大田高产栽培要求。

1.2 样品采集与测定

籽粒品质：蛋白质(干基)、湿面筋(干基)和沉降值用FOSS InfratecTM1241 Grain Analyzer型近红外谷物分析仪测定。

硬度指数：利用SKCS 4100(美国)型单籽粒谷物硬度仪测定籽粒硬度, 测定前对样品进行筛理和人工挑选, 去除杂质、病虫感染粒和不饱满粒。

产量：分小区收割晒干后折算成每公顷产量，并按穗数、穗粒数和千粒质量统计产量。

1.3 统计分析

采用Microsoft Excel 2013软件对数据进行处理和作图，采用SPSS 17.0软件和LSD最小显著差数法进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 相同小麦品种在3个生态试验点间的产量比较

同一小麦品种(图1)庐江县试验点的产量皆低于舒城县和怀远县试验点，其中‘扬麦15’‘生选6号’‘扬麦9号’‘扬麦22’‘皖西麦0638’‘扬麦20’‘扬辐麦4号’庐江县试验点的产量显著低于怀远县试验点。同一小麦品种舒城县试验点和怀远县试验点的产量差异皆不显著，其中‘扬麦15’‘生选6号’‘扬麦19’‘扬麦9号’‘皖西麦0638’‘扬麦20’的产量怀远县试验点略高于舒城县，而‘宁麦9号’‘扬麦22’‘扬辐麦4号’的产量舒城县试验点高于怀远县。以上分析表明，同一小麦品种受生态区位的影响其产量会产生一定的变化，弱筋小麦在舒城县和怀远县生态区种植相比庐江县生态区具有一定产量优势。

不同小写字母代表差异达到显著水平(P<0.05) Different lowercase letters indicate significant difference(P<0.05)

2.2 3个生态试验点不同小麦品种产量及其构成比较

2.2.1 舒城县试验点产量及其构成 舒城县试验(表1)点不同小麦品种产量以对照中强筋小麦‘扬麦20’和‘扬辐麦4号’产量较高，分别为5 938.60 kg/hm2和6 161.65 kg/hm2，但二者产量皆未与‘宁麦9号’和‘扬麦22’达到显著差异。在该试验点弱筋小麦品种中产量排名前三的依次是‘宁麦9号’‘扬麦22’和‘扬麦9号’，产量最低的为‘扬麦19’。不同弱筋小麦品种成熟期的有效穗数存在显著差异，并以‘生选6号’‘扬麦9号’和‘扬麦22’较高。千粒质量以‘扬麦15’和‘皖西麦0638’较高，二者分别比‘生选6号’‘宁麦9号’‘扬麦19’‘扬麦9号’‘扬麦22’增加11.41%、11.15%、4.89%、5.83%、6.14%和7.04%、6.79%、0.78%、1.68%、1.98%。弱筋小麦中穗粒数以‘宁麦9号’‘扬麦19’和‘皖西麦0638’较高。

表1 舒城县试验点不同弱筋小麦品种产量及其构成比较Table 1 The comparison of yield and its components of weak gluten wheat cultivars in Shucheng county experimental site

注：数据为“平均值±标准差”，同列后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著(P<0.05)。下同。

Note: The data were “means±SD”,lowercase letters in the same column indicate significant difference (P<0.05). The same bellow.

2.2.2 庐江县试验点产量及其构成 中强筋(表2)小麦‘扬麦20’和‘扬辐麦4号’相对其他品种具有较高的穗粒数、穗数和产量，其中‘扬辐麦4号’的产量显著高于其他弱筋小麦品种。在庐江县试验点参试的弱筋小麦品种中，产量以‘宁麦9号’‘扬麦15’和‘扬麦9号’产量较高，分别为4 954.62、4 801.53和4 500.71 kg/hm2。‘扬麦15’千粒质量显著高于其他参试弱筋小麦品种，其次为‘扬麦9号’‘皖西麦0638’和‘扬麦19’。不同弱筋小麦品种成熟期的穗数存在一定差异，以‘扬麦22’和‘扬麦9号’穗数较高，穗粒数以‘宁麦9号’‘扬麦19’和‘生选6号’较高。

表2 庐江县试验点不同弱筋小麦品种产量及其构成比较Table 2 The comparison of yield and its components of weak gluten wheat cultivars in Lujiang county experimental site

2.2.3 怀远县试验点产量及其构成 怀远县试验点参试弱筋小麦品种中，产量高低依次是‘扬麦15’>‘扬麦22’>‘皖西麦0638’>‘扬麦9号’>‘宁麦9号’>‘生选6号’>‘扬麦19’，其中‘扬麦15’‘扬麦22’和‘皖西麦0638’的产量分别为5 706.67、5 651.40和5 649.74 kg/hm2，且三者产量差异不显著。‘扬麦15’具有较高的千粒质量，分别比‘生选6号’‘宁麦9号’‘扬麦19’‘扬麦9号’‘扬麦22’‘皖西麦0638’显著增加了13.10%、13.50%、4.88%、4.96%、9.39%、3.93%。参试弱筋小麦品种中穗数较高的依次是‘扬麦22’‘扬麦9号’和‘生选6号’，穗粒数较高的依次是‘宁麦9号’‘生选6号’和‘皖西麦0638’。

表3 怀远县试验点不同弱筋小麦品种产量及其构成比较Table 3 The comparison of yield and its components of weak gluten wheat cultivars in Huaiyuan county experimental site

2.3 3个生态试验点不同小麦品种体积质量比较

从表4可以看出，各参试弱筋小麦品种中舒城县试验点籽粒体积质量较高的依次是‘宁麦9号’‘扬麦15’和‘生选6号’，庐江县试验点依次是‘皖西麦0638’‘宁麦9号’和‘生选6号’，怀远县试验点依次是‘宁麦9号’‘皖西麦0638’和‘生选6号’。从表中亦可看出，中强筋小麦‘扬麦20’和‘扬辐麦4号’的籽粒体积质量相对于各弱筋小麦品种并不能都表现出明显的优势效应。以上分析表明‘宁麦9号’‘皖西麦0638’和‘生选6号’在3个生态试验点籽粒体积质量相对较高，且表现较为稳定。

表4 不同生态试验点参试弱筋小麦品种体积质量比较Table 4 The comparison of bulk density of weak gluten wheat cultivars in different ecological experimental site g/cm3

2.4 3个生态试验点不同小麦品种籽粒品质比较

2.4.1 舒城县试验点小麦品质 从表5可以看出，‘扬麦15’‘宁麦9号’‘扬麦19’‘扬麦9号’‘皖西麦0638’籽粒蛋白质质量分数皆小于12.5%，符合弱筋小麦籽粒蛋白质质量分数标准(国家标准GB/T 17320-2013);‘扬麦15’‘宁麦9号’‘扬麦19’‘扬麦9号’‘扬麦22’和‘皖西麦0638’湿面筋质量分数皆小于26.0%，符合国家弱筋小麦湿面筋质量分数标准；‘扬麦15’‘宁麦9号’‘扬麦9号’‘皖西麦0638’籽粒硬度皆小于50，符合国家弱筋小麦硬度指数；‘扬麦15’‘生选6号’‘宁麦9号’‘扬麦19’‘扬麦9号’‘扬麦22’和‘皖西麦0638’的沉淀值皆小于30，符合国家弱筋小麦沉淀值。以上分析表明‘扬麦15’‘宁麦9号’‘扬麦9号’和‘皖西麦0638’在舒城县试验点种植后各项指标符合国家弱筋小麦品质标准。

2.4.2 庐江县试验点小麦品质 在庐江县试验点(表6)参试小麦品种籽粒蛋白质质量分数小于12.5%的有‘扬麦15’‘宁麦9号’‘扬麦19’‘扬麦9号’和‘皖西麦0638’，并以‘扬麦15’蛋白质质量分数最低(10.43%)，对照品种‘扬麦20’和‘扬辐麦4号’蛋白质质量分数较高；湿面筋质量分数小于26.0%的小麦品种有‘扬麦15’‘宁麦9号’‘扬麦19’‘扬麦9号’‘扬麦22’和‘皖西麦0638’，并以‘扬麦15’(19.80%)和‘宁麦9号’(19.97%)的湿面筋质量分数较低；硬度指数小于50的参试小麦品种有‘扬麦15’‘宁麦9号’‘扬麦9号’和‘皖西麦0638’；沉淀值小于30的小麦品种有‘扬麦15’‘生选6号’‘宁麦9号’‘扬麦19’‘扬麦9号’‘扬麦22’和‘皖西麦0638’，并以‘扬麦15’和‘扬麦22’沉淀值较低。以上分析表明‘扬麦15’‘宁麦9号’‘扬麦9号’和‘皖西麦0638’在庐江县试验点种植后各项指标符合国家弱筋小麦品质标准。

表5 舒城县试验点小麦籽粒品质比较Table 5 The comparison of grain quality of weak gluten wheat cultivars in Shucheng county experimental site

表6 庐江县试验点小麦籽粒品质比较Table 6 The comparison of grain quality of weak gluten wheat cultivars in Lujiang county experimental site

2.4.3 怀远县试验点小麦品质 怀远县试验点(表7)参试小麦品种中‘扬麦15’‘宁麦9号’‘扬麦19’‘扬麦9号’和‘皖西麦0638’的籽粒蛋白质质量分数皆小于12.5%，并以‘扬麦15’(10.77%)‘宁麦9号’(11.67%)和‘皖西麦0638’(11.80%)蛋白质质量分数较低，且三者差异不显著；‘扬麦20’和‘扬辐麦4号’湿面筋质量分数较高，且二者差异不显著，‘扬麦15’‘宁麦9号’‘扬麦19’‘扬麦9号’和‘皖西麦0638’湿面筋质量分数皆低于26.0%，其中‘扬麦20’和‘扬辐麦4号’湿面筋质量分数分别比‘扬麦15’‘宁麦9号’‘扬麦19’‘扬麦9号’‘皖西麦0638’显著增加了19.32%、25.38%、5.60%、7.69%、12.74%和20.77%、26.90%、6.88%、9.00%、14.11%；‘扬麦15’、‘宁麦9号’和‘皖西麦0638’的硬度指数小于50，且‘宁麦9号’的硬度指数最低，并显著低于‘皖西麦0638’；‘扬麦15’‘生选6号’‘宁麦9号’‘扬麦19’‘扬麦9号’‘扬麦22’和‘皖西麦0638’的沉淀值皆小于30，并以‘扬麦15’和‘皖西麦0638’较低，显著低于‘扬麦19’‘扬麦9号’‘扬麦22’‘扬麦20’和‘扬辐麦4号’。

2.5 相同小麦品种在3个生态试验点间的品质比较

除舒城点(表8)‘扬麦9号’的蛋白质质量分数显著低于庐江县和怀远县试验点外，其余同一 小麦品种在舒城、庐江和怀远3个试验点间的蛋白质质量分数差异皆不显著。舒城试验点‘扬麦15’的湿面筋质量分数与庐江和怀远试验点差异不显著，而怀远试验点的湿面筋质量分数显著高于庐江；‘生选6号’舒城试验点的湿面筋质量分数显著低于庐江试验点而与怀远县试验点差异不显著，庐江与怀远试验点间‘生选6号’的湿面筋质量分数差异不显著；‘宁麦9号’‘扬麦19’‘扬麦9号’‘扬麦22’‘皖西麦0638’‘扬麦20’和‘扬辐麦4号’在3个试验点间的湿面筋质量分数差异皆不显著。‘扬麦19’‘扬麦22’和‘扬麦20’的硬度指数3个试验点间差异皆不显著，其余品种的硬度指数在3个试验点间存在明显或显著差异。‘扬麦9号’‘扬麦22’和‘扬辐麦4号’的沉淀值皆以怀远县试验点最高，且显著高于庐江县试验点，而与舒城试验点差异不显著，其余同一品种的沉淀值在3个试验点差异皆不显著，表明部分品种的沉淀值会随种植生态区域的变化而发生显著变化。

表7 怀远县试验点小麦籽粒品质比较Table 7 The comparison of grain quality of weak gluten wheat cultivars in Huaiyuan county experimental site

表8 相同小麦品种在3个生态试验点间的主要品质指标比较Table 8 The comparison of main quality indexes of the same wheat cultivar among three ecological experimental site

3 讨 论

安徽小麦种植面积常年稳定在240多万hm2，总产已超130亿kg，在保障主要农产品基本供给和国家粮食安全方面发挥着重要作用。虽然安徽省小麦生产已经取得了较大的进步，但在专用小麦尤其是弱筋小麦生产和研究方面明显落后于相邻省份的江苏，究其原因除安徽省地处南北过渡地带气候生态条件复杂多变外[10-11]，还有一个重要因素就是各生态区域缺乏适宜的弱筋小麦品种，致使安徽弱筋小麦产量和营养品质改良多年来停滞不前。不同的小麦品种在同一生态区种植其产量会产生明显的差异，如王永士等[12]通过灰色关联度分析法从众多强筋小麦品种中筛选出‘济麦20’是适应安阳市自然条件与生产条件高产强筋品种。本研究发现，在安徽3个生态试验点中舒城县试验点产量较高的具有弱筋小麦潜力的品种依次是‘宁麦9号’‘扬麦22’和‘扬麦9号’，在庐江县白湖试验点依次是‘宁麦9号’‘扬麦15’和‘扬麦9号’，在怀远县龙亢农场依次是‘扬麦15’‘扬麦22’和‘皖西麦0638’。此外，本研究亦发现同一小麦品种受生态区位的不同其产量会产生一定的变化，弱筋小麦在舒城和怀远县生态区种植相比庐江县生态区具有产量优势。吕丽华等[13]从积温的角度同样证实同一地区不同小麦品种由于对冬前积温的响应不同其产量也表现出明显的差异。王晶晶等[14]在研究中同样发现不同作物品种在同一地区及同一品种在不同生态区间的产量存在显著差异。

近年来, 中国在弱筋小麦品种筛选和品质区划方面取得了较大进展,但目前在弱筋小麦品质改良和生产过程中, 依然存在种质资源匮乏、品质不一致及高产优质矛盾突出等问题[15-16]。兰涛等[17]研究指出，小麦籽粒品质性状受基因型和环境主效应及二者互作效应的明显影响，一般表现为籽粒蛋白质质量分数随维度的增加而增加。国内一些学者[18-20]通过对江苏小麦品质性状与种植区域间关系的研究指出，由于受江苏省独特气候条件的影响, 小麦籽粒品质性状在各生态区间的变化较为复杂。本研究发现舒城县和庐江县试验点‘扬麦15’‘宁麦9号’‘扬麦9号’和‘皖西麦0638’蛋白质质量分数、湿面筋质量分数、硬度指数和沉淀值指标符合国家弱筋小麦品质标准，而在怀远县试验点只有‘扬麦15’‘宁麦9号’和‘皖西麦0638’蛋白质质量分数、湿面筋质量分数、硬度指数和沉淀值指标符合国家弱筋小麦品质标准。此外，通过对3个试验点蛋白质质量分数、湿面筋质量分数、硬度指数和沉淀值的差异显著性检验发现，舒城县试验点‘扬麦9号’的蛋白质质量分数显著低于庐江县和怀远县试验点，怀远县试验点的湿面筋质量分数显著高于庐江县试验点，部分品种的湿面筋质量分数和沉淀值会随种植生态区域的变化而发生显著变化。胡学旭等[21]和何中虎等[22]通过研究同样指出我国小麦品质在不同年度和种植区域间会发生一定变化，其中在各生态种植区域间变化更为明显。

4 结 论

舒城县试验点产量较高的依次是‘宁麦9号’‘扬麦22’和‘扬麦9号’，庐江县试验点依次是‘宁麦9号’‘扬麦15’和‘扬麦9号’，怀远县试验点依次是‘扬麦15’‘扬麦22’‘皖西麦0638’；同一小麦品种在不同生态区位种植产量会波动，在舒城和怀远生态区种植弱筋小麦相比庐江具有一定产量优势。

在舒城和庐江试验点‘扬麦15’‘宁麦9号’‘扬麦9号’和‘皖西麦0638’的蛋白质质量分数、湿面筋质量分数、硬度指数和沉淀值皆符合国家弱筋小麦品质标准，而在怀远县试验点只有‘扬麦15’‘宁麦9号’和‘皖西麦0638’上述指标符合弱筋小麦品质标准。同一品种的品质指标在不同生态区种植会发生明显变化。

由于小麦产量和品质的变化受各生态区积温、降雨量、光照时间、土壤质量及病虫草害等的影响，因此本试验结果仅供参考且仍需多年多点试验进一步验证。