新疆小麥品質(zhì)生態(tài)區(qū)劃研究

吳新元，蘆靜，張新忠，黃天榮，李建疆，周安定，梁曉東，曹俊梅，高永紅，曾潮武

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，烏魯木齊 830091)

新疆小麥品質(zhì)生態(tài)區(qū)劃研究

吳新元，蘆靜，張新忠，黃天榮，李建疆，周安定，梁曉東，曹俊梅，高永紅，曾潮武

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所，烏魯木齊 830091)

【目的】研究新疆小麥種植區(qū)的品質(zhì)性狀與生態(tài)因子，明確不同品質(zhì)類型小麥的最佳種植區(qū)域，評(píng)述新疆小麥品質(zhì)區(qū)劃。【方法】選用新疆強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋、中弱筋3種筋力類型的15個(gè)冬、春小麥品種，在新疆34個(gè)冬、春小麥典型區(qū)域進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)各區(qū)域的地理因子及小麥抽穗至成熟期的氣溫、降雨量和日照時(shí)數(shù)對(duì)品質(zhì)性狀的影響進(jìn)行典型相關(guān)分析，明確地理因子與氣候因子對(duì)小麥品質(zhì)的影響，評(píng)述不同生態(tài)區(qū)的小麥品質(zhì)類型。【結(jié)果】冬小麥3種品質(zhì)類型間的籽粒蛋白含量、沉降值、面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、評(píng)價(jià)值、拉伸面積、拉伸阻力、延伸性、最大拉伸阻力9個(gè)品質(zhì)指標(biāo)差異均達(dá)到顯著水平，春小麥3種品質(zhì)類型間的小麥強(qiáng)筋類品種濕面筋與中弱筋差異不顯著，強(qiáng)筋類品種吸水率與中弱筋差異不顯著，其它品質(zhì)指標(biāo)顯著大于中強(qiáng)筋類和中弱筋類；3種品質(zhì)類型間中強(qiáng)筋類的粉質(zhì)參數(shù)和拉伸參數(shù)變幅較大，其次為強(qiáng)筋類，中弱筋類變幅則較小；強(qiáng)筋類小麥品種的品質(zhì)性狀受環(huán)境的影響大于中弱筋小麥品種。從典型相關(guān)變量看，品質(zhì)性狀與生態(tài)因子間存在顯著的相關(guān)關(guān)系，各生態(tài)因子對(duì)品質(zhì)性狀的影響程度不同。在小麥抽穗至成熟期間冬、春麥各品質(zhì)性狀與上述生態(tài)因子間存在顯著的相關(guān)關(guān)系，但各生態(tài)因子對(duì)冬、春麥品質(zhì)性狀的影響程度不盡一致，冬小麥?zhǔn)苋掌骄鶞囟扔绊懽畲?，其次是日平均最高溫度和緯度；春小麥?zhǔn)苋掌骄鶞囟扔绊懽畲?，其次是日平均最低溫度和海拔。【結(jié)論】確定了強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋、中弱筋小麥在新疆的種植區(qū)域，描述了新疆小麥品質(zhì)區(qū)劃種植圖。

小麥品質(zhì)；生態(tài)環(huán)境；典型相關(guān)；區(qū)劃；評(píng)價(jià)

0 引 言

【研究意義】小麥品質(zhì)優(yōu)劣不僅由品種自身遺傳特性所決定，而且受地理、氣候、土壤、栽培措施等條件以及品種與環(huán)境相互作用的影響[1-3 ]。新疆小麥常年種植面積在113.33×104hm2(1 700萬畝)左右，小麥種植區(qū)分布緯度跨度達(dá)12°、垂直分布變化明顯，生態(tài)類型復(fù)雜，各地區(qū)氣溫分布差異大，不同地區(qū)間的小麥品質(zhì)差異較大，研究生態(tài)因子與小麥品質(zhì)特性的關(guān)系，正確劃分小麥品質(zhì)區(qū)劃，發(fā)揮小麥各種植區(qū)地域優(yōu)勢(shì)，使小麥生產(chǎn)向高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的方向發(fā)展，為小麥品質(zhì)改良、區(qū)劃種植、提高面制食品加工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有重要意義。【前人研究進(jìn)展】基因、環(huán)境、基因×環(huán)境互作以及栽培措施等對(duì)小麥品質(zhì)的影響已有報(bào)道[4-7]。國(guó)內(nèi)小麥主產(chǎn)區(qū)的省份對(duì)該區(qū)域小麥品質(zhì)形成的氣候因子進(jìn)行了研究分析[8-12]；有關(guān)新疆生態(tài)條件對(duì)小麥品質(zhì)的影響有一定的報(bào)道[13-17]。2001年農(nóng)業(yè)部發(fā)布《中國(guó)小麥品質(zhì)區(qū)劃方案》(試行)[18-19]，國(guó)內(nèi)一些小麥主產(chǎn)省陸續(xù)進(jìn)行了各地區(qū)的小麥品質(zhì)區(qū)域化研究[20-24]，王榮棟等[25]依據(jù)對(duì)新疆小麥品質(zhì)的研究，對(duì)新疆小麥品質(zhì)進(jìn)行了區(qū)域劃分?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】新疆區(qū)域間生態(tài)環(huán)境差異很大，在小麥品質(zhì)生態(tài)研究中對(duì)生態(tài)區(qū)的選點(diǎn)，品種選擇上尚不能完全反映新疆小麥及其種植區(qū)的復(fù)雜性，對(duì)小麥品質(zhì)生態(tài)的研究和區(qū)域劃分還缺乏系統(tǒng)性、全面性；做出的小麥品質(zhì)區(qū)劃需要進(jìn)一步補(bǔ)充、修訂，才能更加符合新疆小麥種植區(qū)的特點(diǎn)。為此，充分依據(jù)新疆各主產(chǎn)區(qū)的生態(tài)條件，精細(xì)選擇生態(tài)點(diǎn)進(jìn)行小麥品質(zhì)研究，更加科學(xué)合理地對(duì)新疆小麥品質(zhì)生態(tài)進(jìn)行區(qū)域劃分。研究在前人基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入系統(tǒng)地分析生態(tài)環(huán)境與小麥品質(zhì)特別是土壤因子、海拔高度與小麥不同品質(zhì)性狀的關(guān)系，明確不同生態(tài)環(huán)境下小麥品質(zhì)的特點(diǎn)，研究生態(tài)因子對(duì)新疆不同類型冬春小麥品種品質(zhì)特性的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】選用強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋、中弱筋3種不同品質(zhì)類型的15個(gè)冬春小麥品種，在新疆34個(gè)區(qū)域點(diǎn)種植，研究其品質(zhì)特性在不同種植區(qū)的變化規(guī)律，精準(zhǔn)劃分出新疆小麥的品質(zhì)區(qū)劃。

1 材料與方法

1.1 材 料

在新疆冬春小麥典型生態(tài)區(qū)選取34個(gè)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。所選的試點(diǎn)具有較強(qiáng)的代表性。表1

選用生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用的或新選育的冬、春小麥品種15個(gè)，品質(zhì)類型分強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋和中弱筋三種類型品種，包括強(qiáng)筋品種5個(gè)(新冬23號(hào)、中優(yōu)9507、Y20、新春21號(hào)、新春26號(hào))、中強(qiáng)筋品種6個(gè)(新冬22號(hào)、新冬18號(hào)、新冬28號(hào)、新春6號(hào)、新春17號(hào)、新春27號(hào))和中弱筋品種4個(gè)(新冬20號(hào)、新冬24號(hào)、新春12號(hào)，新春15號(hào))

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。小區(qū)面積12 m2。按當(dāng)?shù)剡m宜播種期播種，冬麥基本苗35×104粒/667 m2(35萬粒/畝)，春麥基本苗40×104粒/667 m2(40萬粒/畝)。各地點(diǎn)小麥生長(zhǎng)期間均未發(fā)生倒伏和病蟲害，各試點(diǎn)肥力水平中上等，均以當(dāng)?shù)剡m時(shí)播期進(jìn)行播種，田間管理以當(dāng)?shù)刂饕a(chǎn)栽培技術(shù)為主。收獲后及時(shí)脫粒，放置3個(gè)月后檢測(cè)各項(xiàng)室內(nèi)品質(zhì)性狀。連續(xù)試驗(yàn)2 a。

1.2.2 測(cè)試項(xiàng)目

蛋白質(zhì)含量用FOSS公司生產(chǎn)的NIR(Near Infra-Red Reflectance，F(xiàn)OSS-1241，瑞典)，按AACC 39-10方法測(cè)定。濕面筋含量用瑞典Perten2200型面筋儀，按GB/T14608-93方法測(cè)定。容重用61-71型容重器，按GB5498-85方法測(cè)定。制粉用德國(guó)Brabender公司的Quadrumat Senior實(shí)驗(yàn)?zāi)ブ品?，參照AACC 26-20方法，潤(rùn)麥加水量依據(jù)籽粒硬度值加以調(diào)節(jié)。Zeleny 沉降值用Brabender公司專用設(shè)備，采用Zeleny方法，按AACC 56-62方法測(cè)定。粉質(zhì)參數(shù)采用德國(guó)Brabender公司生產(chǎn)的810110電子型粉質(zhì)儀，按GB/T14614-93方法測(cè)定。拉伸參數(shù)采用德國(guó)Brabender公司生產(chǎn)860033.002電子型拉伸儀，按GB/T14615-93方法測(cè)定。所有品質(zhì)性狀分析結(jié)果均換算成14%濕基后再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理

小麥生長(zhǎng)期間抽穗期至成熟期各點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)由當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供。數(shù)據(jù)分析采用SAS(Statistical Analysis System)統(tǒng)計(jì)分析軟件，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同筋力類型間品質(zhì)性狀差異及環(huán)境互作對(duì)小麥品質(zhì)的影響

研究表明，冬小麥3種品質(zhì)類型間品種籽粒蛋白含量、沉降值、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、評(píng)價(jià)值、拉伸面積、拉伸阻力、延伸度、最大拉伸阻力這9個(gè)品質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到顯著水平。強(qiáng)筋類小麥品種濕面筋含量與中弱筋差異不顯著，中強(qiáng)筋類和中弱筋類品種容重差異不顯著。春小麥3種品質(zhì)類型間強(qiáng)筋類品種濕面筋含量與中弱筋差異不顯著，強(qiáng)筋類品種吸水率與中弱筋差異不顯著，其它品質(zhì)指標(biāo)顯著大于中強(qiáng)筋類和中弱筋類；3種品質(zhì)類型中強(qiáng)筋類的粉質(zhì)參數(shù)和拉伸參數(shù)變幅較大，其次為強(qiáng)筋類，中弱筋類變幅則較小；表明強(qiáng)筋類小麥品種的品質(zhì)性狀受環(huán)境的影響大于中弱筋小麥品種。表2

表1 各種植生態(tài)點(diǎn)

Table 1 Site of each planting ecological region

地點(diǎn)Site春小麥Springwheat阿勒泰地區(qū)：阿勒泰一農(nóng)科所農(nóng)技站(阿勒泰市阿葦灘)、青河縣青河鎮(zhèn)塔城地區(qū)：塔城地區(qū)農(nóng)科所(塔城市)、164團(tuán)伊犁州直：新源則克臺(tái)鎮(zhèn)、鞏留吉爾格郎鄉(xiāng)、昭蘇軍馬場(chǎng)哈密地區(qū)：巴里坤紅山農(nóng)場(chǎng)、哈密農(nóng)十三師農(nóng)技中心吐魯番地區(qū)：吐魯番長(zhǎng)絨棉研究所昌吉州：昌吉軍戶農(nóng)場(chǎng)、奇臺(tái)3個(gè)點(diǎn)(山上、山前、平原)、新疆農(nóng)科院奇臺(tái)麥類試驗(yàn)站、吉布庫(kù)鎮(zhèn)博爾塔拉州：溫泉88團(tuán)巴音郭楞州：焉耆21團(tuán)試驗(yàn)站、輪臺(tái)縣輪臺(tái)鎮(zhèn)冬小麥Winterwheat昌吉州：新疆農(nóng)科院瑪納斯試驗(yàn)站、奇臺(tái)2個(gè)點(diǎn)(路南、路北)、碧流河鄉(xiāng)、新疆農(nóng)科院奇臺(tái)麥類試驗(yàn)站烏魯木齊：新疆農(nóng)科院安寧渠試驗(yàn)場(chǎng)塔城地區(qū)：塔城地區(qū)農(nóng)科所(塔城市)、164團(tuán)伊犁州直：伊犁州農(nóng)科所、新源縣新源鎮(zhèn)、新源71團(tuán)、鞏留縣綜合農(nóng)場(chǎng)、鞏留縣阿尕爾森鄉(xiāng)阿克蘇地區(qū)：阿克蘇市良種場(chǎng)、新和縣排先巴扎鄉(xiāng)、拜城試驗(yàn)站巴音郭楞州：輪臺(tái)縣輪臺(tái)鎮(zhèn)喀什地區(qū)：澤普縣良種場(chǎng)、疏附良種場(chǎng)和田地區(qū)：新疆農(nóng)科院墨玉試驗(yàn)站、于田加依鄉(xiāng)縣農(nóng)技中心試驗(yàn)地

表2 不同筋力類型冬春小麥主要品質(zhì)性狀34個(gè)地點(diǎn)2年平均表現(xiàn)(2009～2010)

Table 2 Mean and range of quality traits for 3 gluten types of winter wheat and spring wheat sown at 17locations in 2009 and 2010

品質(zhì)參數(shù)Qualityparameters冬小麥Winterwheat春小麥Springwheat強(qiáng)筋平均值StrongglutenMean中強(qiáng)筋平均值ModeratestrongglutenMean中弱筋平均值ModerateweakglutenMean強(qiáng)筋平均值StrongglutenMean中強(qiáng)筋平均值ModeratestrongglutenMean中弱筋平均值ModerateweakglutenMean容重TW(g/L)774 9b803 8a803 0a790 1b794 2a783 0c籽粒蛋白含量PRO(%)14 8a12 4c12 8b15 3a13 5c13 8b濕面筋含量WG(%)35 3a30 4b35 6a38 8a34 4b38 1a沉降值SV(mL)35 6a28 2b25 4c27 3a25 4b24 0c吸水率WA(%)63 2b63 2b65 2a66 5a64 6b66 6a形成時(shí)間DT(min)12 6a5 9b3 3c9 7a5 0b3 6c穩(wěn)定時(shí)間ST(min)21 9a13 8b3 4c13 8a8 1b3 8c弱化度SD(FU)48 8b52 7b102 0a61 6c79 9b94 9a評(píng)價(jià)值VV231 7a157 1b60 4c166 5a103 7b58 6c拉伸面積A(cm2)144 7a96 8b37 9c121 9a78 7b48 3c拉伸阻力R(EU)317 5a282 2b136 8c265 4a220 4b132 4c延伸性E(mm)206 2a175 8b168 3c205 5a182 2c198 6b最大拉伸阻力R-max(EU)551 6a424 8b153 7c447 2a318 7b167 4c拉伸比例R/E(EU)1 6a1 6a0 8b1 3a1 2b0 7c

注：不同字母表示0.05差異顯著水平

Note： Values within a column followed by a different letter are significant different at 0.05 probability level

從不同筋力類型的小麥品種受環(huán)境互作的影響來看，不同筋力類型的小麥品種受環(huán)境互作的影響不同，主要品質(zhì)指標(biāo)均受不同筋力類型與環(huán)境互作的顯著作用；同一類型的品種由于地域差異其各品質(zhì)參數(shù)達(dá)到顯著或極顯著水平；同時(shí)也表現(xiàn)各類型的小麥品種在新疆北部種植后的品質(zhì)性狀優(yōu)于在南部種植后的小麥；可見，同一類型的品種由于地域差異其品質(zhì)指標(biāo)的差異達(dá)到顯著水平。表3

表3 冬、春麥不同筋力品種品質(zhì)性狀與環(huán)境互作效應(yīng)

Table 3 Analysis of quality traits and environment interaction effects of different gluten wheat cultivars

品質(zhì)性狀Qualitycharacters冬小麥Winterwheat春小麥Springwheat強(qiáng)筋×環(huán)境SG×L中強(qiáng)筋×環(huán)境SG×L中弱筋×環(huán)境SG×L強(qiáng)筋×環(huán)境SG×L中強(qiáng)筋×環(huán)境SG×L中弱筋×環(huán)境SG×L容重TW(g/L)5 6???5 56???4 90???6 01???12 29???2 78??籽粒蛋白含量PRO(%)7 16???17 23???7 84???3 69???7 17???6 59???濕面筋含量WG(%)7 20???13 03???5 57???3 71???4 08???2 86??沉降值SV(mL)7 95???14 68???2 90??10 48???11 03???2 36??吸水率WA(%)7 70???3 51???1 371 383 48???2 43??形成時(shí)間DT(min)1 673 51???3 57???3 15???4 46???1 75穩(wěn)定時(shí)間ST(min)2 14??7 05???2 23??5 35???6 10???0 90弱化度SD(FU)5 14???6 84???2 26??7 35???7 76???7 38???評(píng)價(jià)值VV2 38??4 06???1 99?6 06???5 18???1 22拉伸面積A(cm2)1 645 58???1 512 57??4 43???4 25???拉伸阻力R(EU)2 96??9 86???2 23??3 38???5 16???2 42??延伸性E(mm)5 05???7 11???2 40??2 76??3 91???4 73???最大拉伸阻力R-max(EU)2 17??7 68???1 95?3 07???4 74???2 35??拉伸比例R/E4 44???10 24???3 37??4 13???4 84???1 22

注：*,**,和***分別表示達(dá)到0.05，0.01和0.001的顯著水平

Note：*,**, and***indicate significance at 0.05、0.01、 and 0.001 probability levels, respectively

2.2生態(tài)因子對(duì)冬、春小麥品種品質(zhì)性狀影響

2.2.1 生態(tài)因子對(duì)冬小麥品種品質(zhì)性狀的影響

采用典型相關(guān)分析，將小麥的品質(zhì)性狀與抽穗至成熟期間的主要?dú)夂蛞蜃蛹暗乩硪蜃臃殖蓛山M進(jìn)行典型相關(guān)分析來探討品質(zhì)指標(biāo)與生態(tài)因子的關(guān)系，研究表明，第一、第二、第三和第四的典型相關(guān)系數(shù)分別為0.641 13、0.503 47、0.415 31和0.298 47，并通過了顯著性檢驗(yàn)，說明在小麥品質(zhì)性狀與生態(tài)因子兩組數(shù)據(jù)間有極顯著的相關(guān)關(guān)系；前4個(gè)特征值加起來已占全部特征值的85.50%，因此取前4個(gè)典型變量進(jìn)行分析即可。小麥品質(zhì)性狀中第一典型變量中起主要作用的是沉淀值、吸水率、拉伸阻力和最大拉伸阻力，而生態(tài)因子的第一典型變量中起主要作用是日平均最低溫度和日平均相對(duì)濕度。表明這兩個(gè)生態(tài)因子對(duì)小麥的沉淀值、吸水率、拉伸阻力和最大拉伸阻力有顯著影響；沉淀值、拉伸阻力與日平均最低溫度和日平均相對(duì)濕度呈顯著正相關(guān)；吸水率、最大拉伸阻力與日平均最低溫度和日平均相對(duì)濕度呈顯著負(fù)相關(guān)。品質(zhì)性狀的第二典型變量中起主要作用的是籽粒容重、沉淀值、弱化度、拉伸阻力和拉伸比例，而生態(tài)因子的第二典型變量中除了氣候因子日照時(shí)數(shù)和地理因子經(jīng)度不起主要作用外，其它生態(tài)因子都起主要作用，說明這些生態(tài)因子與上述品質(zhì)性狀均有顯著影響。容重、沉淀值、弱化度和拉伸比例與生態(tài)因子日平均最高溫度、日平均最低溫度、降水量、海拔和緯度均呈顯著正相關(guān)，與日平均溫度和日平均相對(duì)濕度呈顯著負(fù)相關(guān)。品質(zhì)性狀的第三典型變量中起主要作用的是蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、弱化度、評(píng)價(jià)值、拉伸面積、拉伸阻力和最大拉伸阻力，而生態(tài)因子的第三典型變量中起主要作用的是海拔、日平均最高溫度和日平均相對(duì)濕度，說明這些生態(tài)因子與上述品質(zhì)性狀均有顯著影響。品質(zhì)性狀的第四典型變量中起主要作用的是蛋白質(zhì)含量、穩(wěn)定時(shí)間、拉伸曲線面積、拉伸阻力、最大拉伸阻力和拉伸比例，而生態(tài)因子的第四典型變量中是日平均溫度、日平均最高溫度、日平均最低溫度起主要作用。表明品質(zhì)性狀與生態(tài)因子間存在顯著的相關(guān)關(guān)系，在抽穗與成熟期間的氣候因子日平均溫度、日平均最高溫度、日平均最低溫度、降水量和日平均相對(duì)濕度對(duì)小麥各品質(zhì)性狀有不同程度的影響；而地理因子海拔和緯度均對(duì)小麥品質(zhì)性狀有顯著影響。只有日照時(shí)數(shù)和經(jīng)度對(duì)冬小麥的品質(zhì)影響不顯著。表4

表4 冬小麥各品質(zhì)性狀與生態(tài)因子的典型相關(guān)性

Table 4 Canonical correlation analysis of quality characters and ecological factors of Winter Wheat

典型相關(guān)系數(shù)Canonicalcorrelationcoefficient特征值Eigenvalue典型變量系數(shù)Canonicalvariatecoefficient典型變量Canonicalvariate相關(guān)系數(shù)CorrelationcoefficientP特征值Eigenvalue所占比例Proportion累積比例Cumulativeproportion原始變量Primitivevariable典型變量1Canonicalvariable1典型變量2Canonicalvariable2典型變量3Canonicalvariable3典型變量4Canonicalvariable410 64113<0 00010 69790 43110 4311容重-0 14400 6171-0 48370 255620 50347<0 00010 33960 20970 6409籽粒蛋白-0 43070 29100 6489-0 576930 41531<0 00010 20840 12880 7696濕面筋-0 0685-0 2995-1 0366-0 0626440 29847<0 00010 13820 08540 8550沉降值-0 65130 60910 01000 1027吸水率0 59130 15320 31120 4627形成時(shí)間0 1115-0 2506-0 1557-0 1728穩(wěn)定時(shí)間-0 14670 0116-0 08330 7293弱化度-0 14670 55260 5528-0 4670價(jià)值值0 13050 38580 6320-0 4902拉伸面積0 12360 42690 53913 8170拉伸阻力-1 9191-1 76252 1093-0 7418延伸性0 02150 49280 44860 1728最大拉伸阻力1 89680 2059-2 9228-4 5705拉伸比例-0 13251 09370 11502 1138日平均溫度0 0089-3 6952-0 0366-5 2004日平均最高溫度0 02262 86980 50423 2571日平均最低溫度-0 86641 2211-0 19943 2476日照時(shí)數(shù)-0 0783-0 2018-0 44920 2797日平均相對(duì)濕度-1 0478-0 94990 57510 1118降水量0 47231 03550 4724-0 1718海拔0 40730 57620 76190 1491經(jīng)度-0 44040 3099-0 16760 0784緯度0 32881 15000 3835-0 1784

2.2.2 生態(tài)因子對(duì)春小麥品種品質(zhì)性狀的影響

將春小麥的品質(zhì)性狀與抽穗至成熟期間的主要?dú)夂蛞蜃蛹暗乩硪蜃臃殖蓛山M進(jìn)行典型相關(guān)分析來探討品質(zhì)指標(biāo)與生態(tài)因子的關(guān)系，研究表明，第一、第二、第三和第四個(gè)典型相關(guān)系數(shù)分別為0.741 4、0.619 5、0.434 0和0.386 6，并通過了顯著性檢驗(yàn)，說明在春小麥品質(zhì)性狀與生態(tài)因子兩組數(shù)據(jù)間有極顯著的相關(guān)關(guān)系；前3個(gè)特征值加起來已占全部特征值的84.98%，因此取前3個(gè)典型變量進(jìn)行分析即可；品質(zhì)性狀的第一典型變量中起主要作用的是籽粒蛋白含量、沉淀值、吸水率、拉伸面積和最大拉伸阻力，而生態(tài)因子的第一典型變量中起主要作用的是氣象因子日平均溫度。說明日平均溫度與上述品質(zhì)指標(biāo)有顯著影響，其中與沉淀值和吸水率呈顯著負(fù)相關(guān)，與籽粒蛋白含量、拉伸面積和最大拉伸阻力呈顯著正相關(guān)。品質(zhì)性狀的第二典型變量中起主要作用的是籽粒容重、拉伸阻力、最大拉伸阻力和拉伸比例，而生態(tài)因子的第二典型變量中起主要作用的是日平均溫度、日平均最高溫度、日平均最低溫度、降水量和海拔；籽粒容重、拉伸阻力和最大拉伸阻力與日平均溫度和海拔呈正相關(guān)，與日平均最高溫度、日平均最低溫度和降水量呈負(fù)相關(guān)，說明這些生態(tài)因子與上述品質(zhì)性狀均有顯著影響。品質(zhì)性狀的第三典型變量中起主要作用的是穩(wěn)定時(shí)間、弱化度、拉伸面積、拉伸阻力、最大拉伸阻力和拉伸比例，而生態(tài)因子的第三典型變量中起主要作用的是日平均溫度、日平均最高溫度、日平均最低溫度、日平均相對(duì)濕度、海拔、經(jīng)度和緯度，表明這些生態(tài)因子與上述品質(zhì)性狀均有顯著影響。表5

表5 春小麥品種品質(zhì)性狀與生態(tài)因子的典型相關(guān)性

Table 5 Canonical correlation analysis of quality characters and ecological factors of Spring Wheat

典型相關(guān)系數(shù)Canonicalcorrelationcoefficient特征值Eigenvalue典型變量系數(shù)Canonicalvariatecoefficient典型變量Canonicalvariate相關(guān)系數(shù)CorrelationcoefficientP特征值Eigenvalue所占比例Proportion累積比例Cumulativeproportion原始變量Primitivevariable典型變量1Canonicalvariable1典型變量2Canonicalvariable2典型變量3Canonicalvariable3典型變量4Canonicalvariable410 7414<0 00011 22050 49860 4986容重-0 12730 82190 05650 301520 6195<0 00010 62280 25440 7530籽粒蛋白-0 7261-0 02170 39620 587530 4340<0 00010 23210 09480 8478濕面筋-0 10970 09030 0616-0 100940 3866<0 00010 17570 07180 9167沉降值0 69900 0401-0 35370 3927吸水率0 50830 24400 4768-0 3438形成時(shí)間-0 1533-0 1013-0 21450 4081穩(wěn)定時(shí)間0 3559-0 42050 9103-0 6009弱化度0 3606-0 14700 96070 5782價(jià)值值-0 22310 26540 0597-0 1724拉伸面積-1 3205-0 21812 0051-0 7036伸阻力0 04280 96060 9510-2 7333延伸性-0 3941-0 34750 0149-0 0112最大拉伸阻力-0 99520 7912-3 58432 6128拉伸比例-0 1096-1 44550 55931 1722日平均溫度-1 12704 9579-12 553-4 9900日平均最高溫度0 3450-3 25165 13883 8110日平均最低溫度-0 0232-1 91216 00182 2357日照時(shí)數(shù)-0 11030 17140 1059-0 3758日平均相對(duì)濕度-0 1185-0 1223-0 7439-0 1652降水量0 1798-0 8815-0 39620 2090海拔0 22170 6525-0 72201 0598經(jīng)度0 0451-0 06991 12660 8906緯度0 04660 4968-0 65601 0228

2.2.3 生態(tài)因子對(duì)不同類型小麥品質(zhì)性狀影響

為了進(jìn)一步了解不同類型小麥品種受生態(tài)因子的影響程度，分別對(duì)三種類型的小麥品種與生態(tài)因子進(jìn)行典型相關(guān)分析，研究表明，不同類型的品種品質(zhì)性狀都與生態(tài)因子存在著極顯著相關(guān)關(guān)系，但不同類型品質(zhì)性狀受不同生態(tài)因子的影響程度不同。日平均溫度、日平均最高溫度對(duì)強(qiáng)筋品種的流變學(xué)特性影響比較大，對(duì)中強(qiáng)筋的影響不大。對(duì)中弱筋有一定影響，總之，強(qiáng)筋小麥品種受生態(tài)因子的影響大于其它兩類品種。

3 討 論

國(guó)內(nèi)外大量研究表明，小麥加工品質(zhì)性狀受基因型、地點(diǎn)及其互作的作用顯著。對(duì)新疆冬春麥種植區(qū)34個(gè)點(diǎn)的研究結(jié)果表明，基因型和地點(diǎn)及其互作對(duì)新疆地區(qū)小麥籽粒主要品質(zhì)性狀均有重要作用，不同類型的品種受其環(huán)境及其互作的影響力不同。證明不同品質(zhì)類型的品種種植于不同地點(diǎn), 品質(zhì)性狀普遍表現(xiàn)變異, 但不同品質(zhì)類型的品種的不同性狀變異幅度不同，在所分析的14個(gè)品質(zhì)指標(biāo)中，強(qiáng)筋類型品種的多數(shù)指標(biāo)變異幅度大于中強(qiáng)筋和中弱筋類型，尤其是面團(tuán)的流變學(xué)指標(biāo)變異較大。因此，各品質(zhì)性狀對(duì)環(huán)境主效應(yīng)及基因型與環(huán)境的互作效應(yīng)非常敏感。小麥品質(zhì)區(qū)劃應(yīng)綜合考慮，生態(tài)條件及品種的特性是決定新疆強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋及中弱筋品種形成的基礎(chǔ)。

對(duì)新疆的地理因子中的海拔、緯度和經(jīng)度研究表明，海拔與緯度對(duì)小麥品質(zhì)的形成影響巨大，研究的緯度36°51～47°03，李鴻恩[26]等指出，我國(guó)在31° 51～45° 41′，緯度每升高 1°，籽粒蛋白質(zhì)含量增加 0.442個(gè)百分點(diǎn)，研究也表明在新疆隨著緯度升高，蛋白質(zhì)含量增加；同時(shí)，沉降值、形成時(shí)間、評(píng)價(jià)值、拉伸阻力、最大拉伸阻力都有隨緯度升高逐漸增加。但穩(wěn)定時(shí)間、延伸性的變化規(guī)律不明顯。研究的海拔范圍在-47～1 882 m。國(guó)內(nèi)研究表明，籽粒蛋白質(zhì)含量和面筋含量等品質(zhì)性狀有隨海拔升高而下降的趨勢(shì)。對(duì)新疆不同海拔區(qū)域的研究表明，不同類型的小麥品種隨著海拔的升高其小麥的蛋白質(zhì)含量、沉降值、形成時(shí)間、拉伸阻力等指標(biāo)而逐漸下降。但不同類型的品種受海拔的影響程度不同。強(qiáng)筋品種和中強(qiáng)筋品種在高海拔地區(qū)域種植，其籽粒品質(zhì)、面團(tuán)粉質(zhì)參數(shù)、拉伸參數(shù)及烘烤品質(zhì)下降較快，而中弱筋品種的品質(zhì)受其影響小于強(qiáng)筋類品種。

小麥的生長(zhǎng)發(fā)育與環(huán)境條件密切相關(guān)，在一定栽培措施條件下，開花至成熟期間的溫、光、水等氣象條件是影響小麥籽粒品質(zhì)形成的主要因素。研究對(duì)新疆小麥抽穗至成熟期時(shí)的氣溫、降雨量、相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)對(duì)品質(zhì)性狀進(jìn)行了分析。從典型相關(guān)變量看，品質(zhì)性狀與生態(tài)因子間存在顯著的相關(guān)關(guān)系，各生態(tài)因子對(duì)品質(zhì)性狀的影響程度不同。各生態(tài)因子對(duì)冬春麥品質(zhì)性狀的影響程度不盡一致，同時(shí)，不同品質(zhì)類型的小麥品種受氣候因子的影響不同，日平均溫度、日平均最高溫度對(duì)強(qiáng)筋品種的流變學(xué)特性影響比較大，對(duì)中強(qiáng)筋的影響不大。對(duì)中弱筋有一定影響。因此，各品質(zhì)性狀對(duì)環(huán)境主效應(yīng)及基因型與環(huán)境的互作效應(yīng)非常敏感，對(duì)不同品質(zhì)類型小麥實(shí)行區(qū)域化種植不僅必要而且是必須的。

4 結(jié) 論

4.1 不同品質(zhì)類型小麥種植區(qū)的劃分

將新疆小麥產(chǎn)區(qū)品質(zhì)劃分為三個(gè)主區(qū)7個(gè)亞區(qū)。Ⅰ強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋麥區(qū)：Ⅰ1準(zhǔn)噶爾盆地南緣綠洲強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋麥區(qū)；Ⅰ2塔城盆地-準(zhǔn)噶爾盆地北緣綠洲強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋麥區(qū)；Ⅱ中強(qiáng)筋、中筋麥區(qū)：Ⅱ1伊犁河谷綠洲中強(qiáng)筋、中筋麥區(qū)；Ⅱ2焉耆盆地綠洲中強(qiáng)筋、中筋麥區(qū)；Ⅱ3吐——哈盆地綠洲中強(qiáng)筋、中筋麥區(qū)；Ⅲ 中筋、中弱筋、弱筋麥區(qū)：Ⅲ1高海拔山間盆地-谷地(昭蘇、巴里坤、青河)中弱筋、弱筋麥區(qū)；Ⅲ2塔里木盆地綠洲中筋、中弱筋麥區(qū)。

圖1 新疆小麥品質(zhì)區(qū)劃示意

Fig.1 Regionalization map of Xinjiang wheat quality

4.2 小麥品質(zhì)分區(qū)評(píng)述

強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋小麥種植區(qū)：準(zhǔn)噶爾盆地周邊和塔城盆地、博爾塔拉河谷總體上劃為強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋麥區(qū)，適合種質(zhì)強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋、中筋、中弱筋小麥，是新疆商品糧主產(chǎn)區(qū)，應(yīng)大力發(fā)展中強(qiáng)筋、中筋小麥，訂單發(fā)展強(qiáng)筋小麥；但由于該區(qū)域小麥時(shí)有垂直分布，冬小麥最佳種植區(qū)在海拔800 m以下，春小麥最佳種植區(qū)在海拔1 000 m以下；以奇臺(tái)縣為例，該縣雖然被劃為強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋麥區(qū)，但其海拔1 000 m以上區(qū)域強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋小麥品質(zhì)下降無法達(dá)到應(yīng)有品質(zhì)，故該縣海拔1 000 m以上區(qū)域并不能劃為強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋麥區(qū)。

中強(qiáng)筋、中筋小麥種植區(qū)：伊犁河谷、焉耆盆地總體上劃為中強(qiáng)筋、中筋麥區(qū)，適合種植中強(qiáng)筋、中筋、中弱筋小麥。雖然伊犁河谷西部區(qū)域也有種植強(qiáng)筋小麥的可能性，但由于灌漿期降水量較大和行政區(qū)劃原因劃為中強(qiáng)筋、中筋麥區(qū)；昭蘇盆地以及伊犁河谷高海拔種植區(qū)由于海拔高、低溫、降水量大難于生產(chǎn)出中強(qiáng)筋小麥不能劃入該區(qū)。焉耆盆地由于海拔高度原因劃為中強(qiáng)筋、中筋麥區(qū)。這一區(qū)域是新疆商品糧主產(chǎn)區(qū)之一，應(yīng)大力發(fā)展中強(qiáng)筋、中筋小麥。

中筋、中弱筋、弱筋小麥種植區(qū)：塔里木盆地、昭蘇盆地、青河盆地、巴里坤盆地總體上劃為中筋、中弱筋、弱筋麥區(qū)，適合種植中筋、中弱筋、弱筋小麥，考慮到該區(qū)域生態(tài)因子對(duì)小麥品質(zhì)的負(fù)面影響以及商品糧市場(chǎng)需求，在生產(chǎn)中筋、中弱筋小麥時(shí)選擇中強(qiáng)筋、中筋品種，訂單生產(chǎn)弱筋小麥。南疆塔里木盆地麥區(qū)海拔普遍在1 000 m以上，種植中強(qiáng)筋品種后，小麥加工品質(zhì)顯著下降，這一區(qū)域最適合生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)中弱筋拉面型冬小麥，選用中強(qiáng)筋、中筋品種將更加符合未來的市場(chǎng)需求。春麥區(qū)昭蘇盆地、巴里坤盆地、青河盆地麥區(qū)雖然不在同一行政區(qū)域，但海拔高度在1 100～1 900 m，低溫，降水量高，種植強(qiáng)筋春小麥品質(zhì)大幅度下降，故劃為中筋、中弱筋、弱筋麥區(qū)，全疆其它海拔高度在1 100 m以上春麥區(qū)也可劃入這一區(qū)域；這一區(qū)域內(nèi)穗發(fā)芽常發(fā)區(qū)應(yīng)考慮更換紅皮小麥品種。

強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋小麥適宜區(qū)的生態(tài)特點(diǎn)：小麥抽穗至成熟期間平均氣溫在20～25℃，平均最高溫度30℃，降雨量120 mm左右，海拔在900 m以下。適宜對(duì)強(qiáng)筋和中強(qiáng)筋小麥的品質(zhì)形成。中弱筋小麥適宜區(qū)的生態(tài)特點(diǎn)：海拔在1 100 m以下，小麥抽穗至成熟期間平均氣溫在15～24℃，適宜對(duì)中弱筋小麥的品質(zhì)形成。

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StudyofEcologicalDivisionforWheatQualityinXinjiang

WU Xin-yuan, LU Jing, ZHANG Xin-zhong, HUANG Tian-rong, LI Jian-jiang, ZHOU An-ding,LIANG Xiao-dong, CAO Jun-mei, GAO Yong-hong, ZENG Chao-wu

(ResearchInstituteofGrainCrops,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China)

【Objective】 The quality traits and ecological factors of wheat growing areas in Xinjiang were studied, and the best planting area of high quality wheat was determined. Also, the quality zoning of wheat in Xinjiang was evaluated accurately.【Method】15 winter and spring wheat varieties of three gluten type was selected and identified in 34 spring and winter wheat typical ecological regions of Xinjiang. At the same time, we carried out canonical correlation analysis of quality characters based on temperature, precipitation and sunshine hours in the stages from wheat heading to maturity and, finally the effects of geographical factors and climatic factors on wheat quality were determined and the quality types of wheat in different ecological zones were reviewed.【Result】The grain protein content, sedimentation value, development time, stability time, evaluation value, extension area, resistance to extension, extensibility and maximum resistance to extension nine quality indictors had a significant level between three winter wheat quality types. But in spring wheat the strong gluten cultivar and medium-weak gluten cultivar had no significant difference, the indicators of water absorption between strong gluten cultivars and medium-weak gluten cultivars had no significant difference, strong gluten cultivars was significantly bigger than medium-weak gluten cultivars on other quality indicators; the farinograph and extensograph parameter medium-strong gluten cultivars had the greatest variation, the second one was strong gluten varieties, the smallest variation was medium-weak gluten varieties, which showed that the quality traits of strong gluten varieties were affected by environmental impact than medium-weak gluten wheat varieties. The analysis results of canonical correlation variable showed that there was a significant correlation between quality traits and ecological factors, and the effects of different ecological factors on quality traits were different. At the same time, it also indicated that between quality traits and ecological factors had a significant correlation in the stage from wheat heading to maturity, but between winter and spring wheat the ecological factors had a different influence. The mean temperature had the greatest effect on quality trait of winter wheat; the second were maximum temperature and latitude. However, the mean temperature had the greatest effect on quality trait of spring wheat, the second were lowest temperature and altitude.【Conclusion】The research results confirmed the planting areas of strong gluten, medium-strong gluten and medium-weak gluten varieties and accurately described planting map of ecological division for wheat quality in Xinjiang.

wheat quality; ecological environment; canonical correlation; division; evaluation

LU Jing (1963-), female, Researcher, research direction for wheat quality breeding, ( E-mail) lujing-321@163.com ZHANG Xin-zhong (1969-), male, Xinjiang, researcher, research direction for wheat breeding and quality improvement,(E-mail) zxinzhong1031@163.com

2017-05-09

新疆維吾爾自治區(qū)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃重大專項(xiàng)(200731132-1)；新疆維吾爾自治區(qū)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃重大專項(xiàng)(201230116-1)；農(nóng)業(yè)部西北地區(qū)小麥抗旱耐鹽生物學(xué)科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站；自治區(qū)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目(KYGY2016117)

吳新元(1962-)，男，研究員，研究方向?yàn)樾←溸z傳育種，(E-mail) xinyuanwu@126.com

蘆靜(1963-)，女，研究員，研究方向?yàn)樾←溒焚|(zhì)育種，(E-mail) lujing-321@163.com 張新忠(1969-)，男，新疆人，研究員，研究方向?yàn)樾←溣N與品質(zhì)改良，(E-mail)zxinzhong1031@163.com

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.08.001

S512

：A

：1001-4330(2017)08-1373-11

Supported by: Major Special Prgram for R & D Research of Xinjiang Uygur Autonomous Region (201230116-1); (200731132-1)；Ibid (201230116-1); Ministry of Agriculture's Funding for Scientific Observation Experimental Station for Drought Resistance and Salt Tolerance of Wheat in Northwest of China; the Basic Research Funding for Public Welfare Research Institutes of Xinjiang Uygur Autonomous Region (KYGY2016117)