2006—2018 年湖北省小麥品質變化趨勢

張子豪，李想成，吳昊天，付鵬浩，肖啟合，高春保，鄒 娟

（1.湖北省農業科學院糧食作物研究所，武漢 430064；2.長江大學農學院，湖北 荊州 434025；3.襄陽市原種繁殖場，湖北 襄陽 441000）

小麥作為湖北省僅次于水稻的第二大糧食作物，種植面積達109.3 萬hm2，中國排名第六，總產量穩定在420 萬t 以上，全國排名第七，在湖北省糧食作物中所占的比重日益增加［1-3］。小麥品質是確定其用途、食用價值的指標，直接影響著產品加工，間接影響著糧食收益，是除產量外衡量小麥優劣的重要指標［4］。隨著經濟水平的提高，中國對優質小麥的需求日益增大，小麥品質改良受到政府部門和越來越多研究者的關注［5，6］。湖北省作為長江中下游中、弱筋小麥優勢產區之一，產出的小麥品質大多達到中筋小麥標準［7，8］。應國家“十三五”農業供給側改革要求，從品種改良入手，輔以栽培措施改善小麥品質結構，是提高小麥品種質量的主要措施［9］。湖北省農業農村廳推廣的品種多為優質中筋小麥，包括鄭麥9023、鄂麥18、鄂麥23 等，優質品種覆蓋率達80%以上，這些品種的品質指標在一定程度上可以反映出湖北省小麥的品質狀況［10］。

近年來，有關湖北省小麥品質的研究多為育種、分子層面的報道，鮮有以大數據為基礎針對品質性狀歷年變化的研究。本研究以2006—2018 年湖北省小麥品質數據為基礎，分析了13 年來湖北省小麥品質的變化趨勢；選取了湖北省主要種植品種——鄭麥9023 作為主要研究對象，對2017、2018 年湖北省不同地區的品質數據進行分析；對2107 年棗陽市種植的不同品種小麥的品質指標數據進行分析。通過研究其變化趨勢，探索影響小麥品質性狀的主要限制因素及相關規律，以期為湖北省小麥品質改良與生產發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選擇2006—2018 年湖北省歷年的栽培品種，涉及湖北省13 個小麥主產市（縣），總計33 個小麥品種，主要品種有鄭麥9023、鄂麥18、鄂麥23、鄂麥25、鄂麥28、襄麥25、襄麥55、西農979、華麥13 等，品種信息詳見表1。

表1 2006—2018 年湖北省小麥質量檢測供試樣品品種及采集地點

1.2 試驗方法

容重：參照GB/T 5498—2013《糧食、油料檢驗容重測定法》方法測定。

粗蛋白質：參照NY/T 3—1982《谷物、豆類作物種子粗蛋白質測定法（半微量凱氏法）》方法測定。

濕面筋：參照GB/T 5506.2—2008《小麥和小麥粉面筋含量第2 部分：儀器法測定濕面筋》方法測定。

吸水量、面團穩定時間：參照GB/T 14614—2006《小麥粉面團的物理特性吸水量和流變學特性的測定 粉質儀法》方法測定。

拉伸面積、最大抗延伸阻力：參照GB/T 14615—2006《小麥粉面團的物理特性流變學 特性測定拉伸儀法》方法測定。

1.3 數據分析

采用IBM SPSS Statistics 25 軟件進行數據相關性分析，Excel 2016 軟件進行數據整理。品質指標評價依據2017 年國家農作物品種審定委員會（2017）頒布的《主要農作物品種審定標準（國家級）》進行。

2 結果與分析

2.1 湖北省小麥品質性狀總體變化

2006—2018年湖北省小麥品質變化見表2。由表2可知，湖北省小麥13年容重平均為785.5 g/L，波動范圍為763.2～802.3 g/L。達到一等商品麥（≥790 g/L）以上的年份有5 個，占總年份的38.0%；有6 個年份達到二等商品麥（≥770 g/L）以上標準占總年份的46.0%；其余年份容重平均值均滿足三等商品麥（≥750 g/L）標準。13 年小麥容重的變異系數（CV）為1.3%，是所有指標中變異系數最低的。

表2 2006—2018 年湖北省小麥品質變化

13 年粗蛋白含量平均為13.5%，達到中強筋小麥（≥13%）標準，波動范圍為12.3%～14.2%，除2007、2016 年外其余年份小麥子粒蛋白質含量均達到中強筋以上標準。其中2008、2009、2010、2013 年和2015 年子粒粗蛋白含量達到優質強筋小麥標準（≥14%），占總年份的38.0%。13 年濕面筋含量平均為28.5%，達到中強筋小麥（≥28.5%）標準，波動范圍為26.0%～30.5%。其中2006、2008、2011、2013、2015 年和2016 年達到中強筋小麥（≥28.5%）標準，占總年份的46.0%；2013 年小麥濕面筋含量為30.5%，達到優質強筋小麥（≥30.5%）標準。13 年吸水率平均值為59.4%，達到中強筋小麥（≥58%）標準，波動范圍為55.7%～64.2%，除2006、2007、2012年僅達到中筋小麥（≥55%）水平外，其余年份均達中強筋小麥以上標準。其中2008—2010 年、2015—2018 年的吸水率滿足強筋小麥（≥60%）標準，占總年份的53.0%。

湖北省13 年小麥穩定時間平均值為6.6 min，達到中筋小麥（≥3 min）水平，歷年小麥穩定時間平均值均達到中筋水平，波動范圍為3.6～10.7 min。其中，2011—2014 年、2016—2017 年達到中強筋小麥（≥7 min）水平，占總年份的46.0%，2012 年穩定時間為10.7 min，滿足優質強筋小麥（≥10 min）標準。13年穩定時間的變異系數為43.5%，是所有指標中變異系數最高的。拉伸面積平均值為93.4 cm2，達到中強筋（≥80 cm2）小麥標準，波動范圍為64.8～125.0 cm2。其中2012、2013、2015、2017、2018 年達到強筋小麥標準（≥100 cm2），占總年份的38.0%。歷年最大拉伸阻力的平均值為456.1 EU，滿足強筋小麥（≥450 EU）標準，波動范圍為318.0～611.0 EU，除2008、2016 年外，均滿足中強筋小麥（≥350 EU）以上標準，其中2011—2013 年、2015、2017 年和2018 年小麥最大拉伸阻力平均值達到強筋小麥（≥450 EU）標準，占總年份的46.0%。

2.2 鄭麥9023 歷年品質變化

2006—2018年湖北省鄭麥9023品質指標見表3。由表3 可見，鄭麥9023 歷年容重平均值為786.9 g/L，達到二等小麥標準，變化范圍為760.5～811.8 g/L。其中，2007、2008、2014、2017 年和2018 年容重指標達到一等商品小麥標準，占總年份的38.5%。13 年子粒粗蛋白含量平均值為13.5%，達到中強筋小麥標準，變化范圍為12.4%～14.3%。其中，2015 年子粒粗蛋白含量最高，為14.3%，達到強筋小麥標準，2016 年僅達到中筋小麥標準，其他年份均滿足中強筋小麥標準。且子粒蛋白質含量隨降雨量的增加呈下降趨勢（圖1）。

2006—2018 年鄭麥9023 的濕面筋含量平均值為28.8%，僅達到中筋小麥標準，變化范圍為26.4%～30.4%。達到中強筋小麥標準的年份有2008、2011—2017 年，占總年份的61.5%；吸水率變化平穩，波動范圍為57.9%～64.7%，平均值為60.4%，達到強筋小麥標準。除2006 年外，其余年份均達到中強筋標準，其中2009、2010、2014—2018 年達到強筋小麥標準，占總年份的53.8%。鄭麥9023 的穩定時間13 年平均值為6.9 min，達到中筋小麥標準，波動范圍為3.4～10.6 min，波動變化較大。其中只有2008 年達到強筋小麥標準。13 年來鄭麥9023 的拉伸面積、最大拉伸阻力平均值分別為96.5 cm2、460.9 EU，均達到中強筋小麥標準，波動范圍分別是75.2～127.0 cm2及377.0～680.0 EU。由表3可知，2009、2014、2016年鄭麥9023拉伸面積的平均值僅達中筋小麥（≥50 cm2）標準，其余年份均達中強筋小麥以上標準；歷年最大拉伸阻力的平均值均滿足中強筋小麥以上標準。其中，2008、2012、2015、2017 年和2018 年拉伸面積、最大拉伸阻力這2 項指標均達到強筋小麥標準，占總年份的38.5%。

表3 2006—2018 年湖北省鄭麥9023 品質指標

近年來，湖北省內鄭麥9023 子粒粗蛋白含量隨降雨量的增加呈下降趨勢（圖1），且子粒粗蛋白含量和濕面筋含量呈極顯著正相關，其兩者與降雨量均呈極顯著負相關（表4）。

圖1 鄭麥9023 子粒粗蛋白含量與降雨量的關系

表4 2016—2018 年湖北省鄭麥9023 相關指標相關性分析

2.3 鄭麥9023 在不同地域條件下的品質差異

由表5 可知，2017 年湖北省不同地點種植的鄭麥9023 品種容重平均值均達到一等商品麥標準，其中襄陽市、棗陽市的鄭麥9023 容重均為815.8 g/L，宜城市略低，為798.5 g/L。棗陽市和襄陽市除穩定時間均為9.0 min 滿足中強筋小麥標準外，其余各項指標均達到優質強筋小麥標準。宜城地區粗蛋白含量、濕面筋含量、穩定時間分別為12.9%、26.0%和5.9 min，僅達到中筋小麥水平；吸水率、拉伸面積、最大拉伸阻力均滿足強筋小麥標準。

表5 2017 年湖北省鄭麥9023 品質指標

由表6 可知，2018 年湖北省不同地點種植鄭麥9023 的容重平均值除荊門為761.0 g/L，僅滿足三等小麥標準外，其余地區容重均滿足一等商品小麥標準。其中棗陽地區容重最高，為823.0 g/L。宜城地區子粒粗蛋白含量、濕面筋含量、穩定時間分別為11.0%、22.0%、2.7 min，棗陽地區穩定時間為1.8 min，2 地小麥僅滿足弱筋小麥標準。隨縣、鐘祥市、荊門市的穩定時間分別為6.1、4.6、3.3 min，棗陽市的吸水率為56.4%，2 地小麥僅滿足中筋小麥標準。其余地區的各項指標均達到中強筋小麥以上標準。其中，襄陽市襄州地區各項指標均滿足中強筋小麥標準且子粒粗蛋白含量、吸水率、拉伸面積和最大拉伸阻力均達到強筋小麥標準，是2018 年鄭麥9023 各項品質指標最優的地區。

表6 2018 年鄭麥9023 湖北省不同地區品質指標

2.4 2017 年棗陽地區不同品種小麥品質指標比較

由表7 可知，2017 年湖北省棗陽市種植的品種包括鄭麥9023、鄂麥170、鄂麥26 和襄麥48，4 個品種容重平均值均達到一等商品麥標準。其中鄭麥9023 作為強筋小麥，除穩定時間為中強筋小麥標準外，其余各項指標均滿足強筋小麥標準。鄂麥26 作為低筋小麥除濕面筋含量滿足中強筋小麥標準外，其余各項指標也都達到了強筋小麥標準。鄂麥170吸水率為61.4%，滿足強筋小麥標準，其余指標僅達到中筋小麥標準，襄麥48 濕面筋含量和粗蛋白含量分別為27.2%及13.4%，達到中筋小麥標準，其余各項均滿足強筋小麥標準。

表7 2017 年棗陽市小麥品質指標

3 小結與討論

湖北省小麥各項品質指標13 年變化波動明顯，但子粒容重波動范圍較小且多數穩定在一等商品小麥標準。一直以來，普遍認為湖北省位于長江中下游麥區，受自然條件影響［11］收獲期和灌漿期的降水量較多，漬害嚴重不利于蛋白質和面筋的積累，是優質弱筋小麥的主產區［12］。本研究結果表明，作為優質強筋小麥的鄭麥9023 在湖北省也有較好的生產情況［13］。除個別年份的部分指標未能達到強筋小麥標準外，其余各項品質指標均能滿足強筋小麥標準。說明鄭麥9023 在湖北省具有良好的適應性，受環境條件的影響，在不同年份、不同地區，品質存在顯著差異［14，15］。荊奇等［16］研究表明，受環境影響較大的品質指標有粗蛋白含量、濕面筋含量和吸水率，而反映面筋強弱的穩定時間、拉伸面積和最大拉伸阻力除受環境影響外，主要由遺傳因素控制。齊琳娟等［6］研究表明，中國小麥蛋白質含量呈北高南低，東高西低的趨勢，可能與氣候條件相關。由此可見，小麥品質指標除受到遺傳因素的影響外，還受生產條件、氣候條件和地理環境的影響，其中子粒蛋白質含量受影響最顯著［17-19］。通過分析2017—2018 年湖北省鄭麥9023 的蛋白質含量和灌漿、收獲期的降雨量之間的關系可以看出，子粒蛋白質含量與灌漿、收獲期的降雨量呈顯著負相關。

本研究表明，除蛋白質含量外濕面筋含量和吸水率受環境影響也較大，濕面筋含量與蛋白質含量呈顯著正相關，與降雨量呈顯著負相關。不同的環境條件對小麥品質影響嚴重，同時小麥品質與小麥產出的商業價值密切相關，例如有研究表明，出粉率和容重呈顯著正相關，吸水率與小麥面包加工品質呈正相關，在面包工業中高的吸水率代表著高的產品產出和高的經濟效益［20］。湖北省小麥存在高產品種品質不優，優質品種產量不高、不穩的問題，品質育種是小麥品質改良的主要途徑之一［21］。在解決品質育種問題的同時，合理的栽培措施對湖北省小麥增產、優化起重大作用［22］。劉婷婷等［23］研究表明，春播小麥的子粒蛋白質含量明顯優于秋播。有研究表明，適量灌水、合理施肥也可使蛋白質含量增加，品質改善，但過量灌水會出現蛋白質稀釋作用、有效氮淋溶或反硝化作用等，使子粒蛋白質含量下降，影響小麥的總體品質［24］。

小麥品質不僅受遺傳特性的影響，而且易受地理區位、生態環境和栽培技術的影響［25，26］。湖北省歷年有因降水量偏大導致小麥品質下降的情況出現，所以除了育種改良品質外，合理地利用栽培措施、適當調整播期、合理灌溉，有針對性地對不同品種的小麥施用符合其生理特征的復合肥料，也可以使更多高產、優質的小麥適應湖北省的環境條件，實現提高湖北省小麥產量、品質的目標。