1991-2018年中国国审小麦品种产量与品质相关性状的变化趋势分析.pdf
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1、2023年8 月第38 卷第8 期中国粮油学报Journal of the Chinese Cereals and Oils AssociationVol.38,No.8Aug.20231991一2 0 18 年中国国审小麦品种产量与品质相关性状的变化趋势分析郝天佳,曲文凯,赵金科,邓(青岛农业大学农学院;山东省旱作农业技术重点实验室,青岛2 6 6 10 9)摘要:为研究品种更替过程中产量与品质的相关性状的发展方向提供理论依据,搜集1991一2 0 18 年521个国家审定小麦品种的产量与品质相关性状。结果表明:随着品种和年份的更替,产量和蛋白质含量均极显著提高,小麦株高极显著降低;在穗数提
2、升的条件下穗粒数和千粒重保持稳定,三者对产量的影响大小的顺序为穗数 穗粒数 千粒重;沉降值、稳定时间、延展性、最大延阻力、拉伸面积呈升高趋势,吸水率呈下降趋势,即面团流变学特性提升,硬度、湿面筋含量下降,容重提升。因此,随着年份与品种的更替,国家审定小麦品种产量的极显著增加是三要素共同作用的结果,面团流变学特性提升,硬度、吸水率和湿面筋含量下降,蛋白质含量、容重极显著提升。关键词:小麦;国家审定;品种;产量;变化趋势中图分类号:S512.1网络首发时间:2 0 2 3-0 5-0 413:13:53网络首发地址:https:/ of Yield and Quality Related Trai
3、ts of Wheat Varieties Released in China from 1991 to 2018Hao Tianjia,Qu Wenkai,Zhao Jinke,Deng Xiao,Zhang Xia,Li Keyu,Xu Xuexin,Zhao ChangxingShandong Provincial Key Laboratory of Dryland Farming Technology,Qingdao 266109)Abstract:To uncover the theoretical basis for studying yield and quality relat
4、ed traits for variety replacement,the yield and quality traits of 521 wheat varieties released in China from 1991 to 2018 were collected and analyzed.The results were,with the change of varieties and years,the yield and protein content increased significantly,and theplant height of wheat decreased s
5、ignificantly;the number of grains per spike and thousand kernels weight remainedstable under the condition of increasing the number of spikes,the order of their effects on yield was as follows:num-ber of spikes number of grains per spike thousand kernels weight;the sedimentation value,stability time
6、,ductili-ty,maximum elongation resistance,and tensile area showed an upward trend,while the water absorption rate showeda downward trend,that was,the rheological properties of dough improved,the hardness,wet gluten content de-creased,and test weight increased.In summary,with the replacement of years
7、 and new varieties,the increase in theyield of the certified wheat varieties was the result of the combined effect of the three yield elements;the rheologicalproperties of dough were improved,the hardness,water absorption and wet gluten content were decreased,and theprotein content and test weight w
8、ere significantly improved.Key words:wheat;national certification;variety;yield;variation trend基金项目:山东省重大科技创新工程项目(2 0 19JZZY010716),国家重点研发计划项目(2 0 18 YFD0300604),山东省重点研发计划项目(2022CXPT009)收稿日期:2 0 2 2-0 7-0 9第一作者:郝天佳,男,1999年出生,硕士,小麦高产优质栽培,2 4357 12 38 3 通信作者:赵长星,男,197 6 年出生,教授,小麦等作物节水高产栽培理论与技术,徐学欣,男,1
9、98 8 年出生,讲师,小麦高产栽培与生理生态,肖,张霞,李柯煜,徐学欣,赵长星文献标识码:A文章编号:10 0 3-0 17 4(2 0 2 3)0 8-0 0 8 4-10(College of Agronomy,Qingdao Agricultural University;第38 卷第8 期郝天佳等小麦是中国重要的粮食作物之一,是饮食中碳水化合物和蛋白质等的重要来源,追求籽粒高产往往会影响籽粒品质,难以同步提高籽粒品质,这是由于碳和氮对能量的竞争2 和籽粒中的碳水化合物对蛋白的稀释效应所造成的3。小麦产业的良性发展需要小麦产量与品质的协同提高,在重视提升产量的同时改善籽粒品质已经成为急
10、需解决的问题4)。通过分析品种更替过程中产量相关性状与品质性状变化趋势,深人探究性状之间的关联性,为协同提高产量与品质提供借鉴。前人对中国省审小麦及国内外小麦品种的产量与品质的演变做过大量研究,自198 6 年以来,小麦的流变学特性显著提高,而粉质特性相对稳定5,小麦的相关品质性状通常进行降维分析6.7 ,主要受面团流变特性的影响7 ;小麦产量的变化趋势需要探究产量与其三要素之间的关系8.9,19992 0 10 年山东省审定品种产量、籽粒容重、湿面筋含量和吸水率呈上升趋势,而蛋白质含量、形成时间和稳定时间下降10 ;198 6 2 0 15年国家北部冬麦区旱地区试品种产量、有效穗数、千粒重增
11、加,穗粒数减少,株高降低 。当前关于不同年代品种的研究大多表明产量逐年提高,而由于所研究的地域不同12-14,时间跨度不同14,气候条件不同15,栽培措施不同16 ,产量提升的原因也不同;且随着产量的提升,株高降低,穗数提高,而品质性状的变化趋势不尽相同10,17 ,前人对以往年份不同、地域不同的品种放在当前年份栽培研究,不一定能反映其在推广阶段的产量与品质特性18 ,最后,产量与品质存在抗关系,二者协同提高较为困难。研究整理了1991一2 0 18 年中国审定小麦的品质与产量性状,分析了1991年之后审定的小麦品种产量与品质相关性状的变化趋势及相关性,深人探究性状之间的关联性。1材料与方法1
12、.1类数据来源全面搜集1991一2 0 18 年中国审定品种的产量与品质的相关性状(株高、产量、穗数、穗粒数、千粒重、容重、硬度、湿面筋含量、沉降值、吸水率、稳定时间、蛋白质含量、最大延阻力、延展性),个别品种数据不全,数据按缺失处理。品种类型以冬性、半冬性小麦为主。研究使用的52 1个国家审定小麦品种的数据来源于全国农作物审定品种名录(19912 0 0 4年)(孙世贤全国农作物审定品种名录http:/w w w.1991一2 0 18 年中国国审小麦品种产量与品质相关性状的变化趋势分析图119912 0 18 年国审小麦品种数量2.2中国国审小麦品种产量随年份变化的趋势1991一2 0 1
13、8 年国审小麦品种年均产量随年份更替呈增长趋势(R=0.784,P0.01),见图2 a,年均增长8 5.3kg/hm,2018年年均产量7 58 7 kg/hm为85a- ttp:/ 年区域试验和1年生产实验的平均值,其他性状来源于2 年区域实验,个别年份的有些数据缺失,取平均值进行作图分析;对于仅给出范围值的个别数据,取平均值进行分析。由于一些性状在某些年份未进行测量或数据较少,回归分析作图时年份跨度会不同(穗数和单位面积粒数的时间跨度为2 0 0 3一2 0 18 年,硬度的时间跨度为20092014年,吸水率的时间跨度为19992 0 16年,沉降值的时间跨度为1991一2 0 18
14、年,稳定时间的时间跨度为19992 0 18 年,延展性时间跨度为20072016年,最大延阻力的时间跨度为2 0 0 3一2016年,拉伸面积时间跨度为2 0 0 32 0 16 年)。运用:MicrosoftExcel2003进行数据整合;IBMSPSSsta-tistics 26进行回归分析、通径分析、相关性分析;Ori-gin 2019b作图。2纟结果与分析2.1庆历年国审小麦品种的数量趋势1991一2 0 18 年通过国家审定的小麦品种共计521个(图1),包括春小麦、冬小麦等各类小麦,每年通过审定的数量呈极显著增长趋势(R=0.350,P0.05),冬性、半冬性和弱冬性类型小麦品种
15、30 0 个,春性和弱春性类小麦品种18 4个,其中未查询到特性的品种37 个。2 0 0 2 一2 0 18 年国审小麦品种数量为442 个,2 0 18 年审定品种数量最多,达到7 7 个,占比14.8%。y=1.18x-2 343.0280R2=0.349604020F年份86历年最高;产量最高的品种达9190 kg/hm(2 0 18年,山农2 4号),最低产量为2 343.5kg/hm(2 0 0 4年,西旱1号),品种间差异达6 8 46.5kg/hm。由于19912003年数据太少,选取2 0 0 32 0 18 年国审小麦品种年均单位面积粒数和穗数进行回归分析发现,年均单位面积
16、粒数逐年增加(R=0.00,P0.01)(图2 b),2 0 11年单位面积粒数2 0 6 38.110*/hm为历年最高,2 0 0 4年的16 6 7 3.3410 4/hm为历年最低;单位面积粒数最高的品种达2 557 4.8 510*/hm(2 0 16 年,邢麦13号),最低为90 0 0 10%/hm(2 0 0 4年,西旱1号),品种间差异达16 57 4.8 510*/hm。年均穗数随年份更替呈极显著提高(R=0.424,P0.01)(图2 c),2 0 11年平均穗数最高,为607.510*/hm,2012年最低,为52 9.510*/hm;穗数最大的品种为7 39.510*
17、hm(2 0 10 年,苏育麦1号),最小为312.7 510*hm(2 0 12 年,高原776),品种间差异达42 6.7 510*/hm;19912 0 18年的年均穗粒数略有差异(图2 d),历年平均穗粒数为33.8 粒,1996 年平均穗粒数最高,为40 粒,最低10.000y=85.30 x-164 7979.000R?=0.784*8 000uu/o鲁70006 00050004000300020001990199520002005201020152020中国粮油学报平均穗粒数为2 7 粒,出现在1992;穗粒数最多的品种达47.5粒(19 9 8 年,绵阳2 6 号),最少为2
18、 4粒(2 0 0 4年,西旱1号),品种间差异达2 3.5粒;1991一2018年年均千粒重随年份的变化较为稳定(图2 e),1998年平均千粒重最高,为43.7 9g,1993年的最低,为38.15g,总体平均千粒重为41.2 5g;千粒重最大的品种达51.7 g(2 0 17 年,沃德麦36 5),最小千粒重为2 7 g(2 0 0 3年,克丰8 号),品种间差异达2 4.7 g;在株高方面,1991一2 0 18 年年均株高随年份更替呈极显著降低趋势(R=0.399,P0.01)(图2 f),平均每年降低0.2 8 cm,1997 年平均株高95cm为历年最高,2 0 14年的7 9.
19、19cm为历年最低;株高最高的品种达110 cm(2 0 0 6 年,克旱2 0 号),最低株高为69.4cm(2 0 16 年,航麦2 47),品种间差异为30.6cm。2.3中国国审小麦品种品质随年份变化的趋势1991一2 0 18 年年均蛋白质含量随年份的更替呈现极显著增加趋势(R=0.257,P0.01)(图3a),平均蛋白质含量每年升高0.0 34%,2 0 14年平均蛋白26000ER2=0.500*J=153.39x-289 2020088824000O00022.0008OCOD。C8388OC8880088888。年份a2023年第8 期800 y=3.60 x-6 672R
20、2=0.424*700(uu/t01)/乐2000081800016 0006.8888808。90。8OCODCO8080008DO00089608800000014 000812000。10 0008 0008600F。880。年份b8。500840030088888:年份CO8:。:55y=0.037x40.6550FR2=0.01245H40美35F302520199019952000200520102015202055斤y=0.018x+4.78R2=0.011950。8808888008840350030251990199520002005201020152020年份dy=-0.2
21、80 x+646.5。110R2=0.399*上。080889800088888838。8。年份e。100F。8800Y88。80000890o6禁80F701990199520002005201020152020。8000080888886880O0088O80C080008年份f88888888888888O0D.O00注:为单个品种;为当年审定品种的平均值;为审定品种的最大值;为审定品种的最小值。以年平均值进行线性拟合。*和*分别表示在0.0 5和0.0 1水平上差异显著。下同。图2 国审小麦品种产量性状的变化趋势8第38 卷第8 期郝天佳等质质量分数15.18%,为历年最高,1993年
22、平均蛋白质质量分数,为历年最低12.53%;蛋白质质量分数最高的品种为18.9%(2 0 0 4年,长春7 号),最低为9.28%(1991年,农大146),品种间差异达9.6 2%。19912018年平均湿面筋质量分数为30.6 0%(图等1991一2 0 18 年中国国审小麦品种产量与品质相关性状的变化趋势分析8720y=0.034x54.5518FR2=0.257*%/16814000880%38812888800008880O860389888883b),1996 年平均湿面筋质量分数37.99%为历年最高,1993年平均湿面筋质量分数2 7.8 9%为历年最低;湿面筋质量分数最高的品
23、种达46.5%(2 0 0 9年,青春41),最低为16.3%(2 0 0 0 年,川麦10 7),品种间差异达30.2%。在容重方面,2 0 0 0 一2 0 18 年年均容重随年份更替呈极显著提高的趋势(R=0.493,P0.01)(图3c),平均每年提升1.114g/L,2 0 17 年平均容重最大,为8 0 7.52 g/L,2000年平均容重最小,为7 6 7 g/L最小;容重最大的品种为8 38 g/L(2 0 17 年,恒进麦8 号),最小为7 2 6 g/L(2 0 0 3年,川育16),品种间差异达112 g/L。2 0 0 92 0 14年平均硬度为6 1.2 5%(图3d
24、),2 0 11年平均硬度最大,为63.46%,2 0 12 年平均硬度最小,为59%;硬度最大的品种达7 6.1%(2 0 10 年,克春2 号),最小达42.9%(2 0 13年,镇麦11号),品种间差异达33.2%。19992016年年均吸水率随年份更替呈极显著降低趋势(R=0.436,P0.01)(图4a),平均每年降低0.151%2 0 0 3年平均吸水率最大,为6 0.8 2%,2005年平均吸水率最小,为58.0 3%;吸水率最大的品种达7 1.4%(2 0 0 3年,川育16),最小吸水率为47.5%(2 0 0 3年,川麦32),品种间差异达2 3.9%。1991一2 0 1
25、6 年年均沉降值随年份更替呈显著升高趋势(R=0.307,P0.05)(图4b),平均每年升高0.277mL,2014年平均沉降值38.7 4mL为历年最大,2 0 0 3年平均沉降值2 9.0 1mL为历年最小;沉降值最大的品种达6 8.35mL(2 0 0 4年,长春7 号),最小为11.9mL(2004年,GS郑麦0 0 4),品种间差异达56.45mL。19992 0 18 年平均稳定时间为4.8 4min(图4c),2 0 14年平均稳定时间最大,为7.31min,2003年平均稳定时间最小,为3.6 1min,稳定时间最大的品种达2 7.2 5min(2 0 10 年,新麦2 6)
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