2001-2017年山东省审定小麦高产品种农艺、产量和品质性状演变分析

郭凤芝　林坤　葛振勇　曹光　李延坤　刘凤洲　郭凌云　李思同

摘要：為了给山东省小麦生产及高产育种提供参考依据，本研究统计了山东省2001-2017年审定的83个高产品种的主要农艺性状、品质性状，并对其演变趋势进行分析。结果表明：2001-2017年山东省审定高产品种的产量水平呈显著上升趋势，平均每年提高83.30 kg/hm2;单位面积穗数总体呈增加趋势，穗粒数、千粒重演变趋势不明显;生育期明显缩短，平均每年缩短0.48 d;株高的演变趋势不明显。面团稳定时间、沉淀值、吸水率呈上升趋势;籽粒蛋白质含量呈下降趋势;面粉白度、湿面筋含量的演变趋势不明显。产量与单位面积穗数极显著正相关，与千粒重正相关不显著，与单穗粒数负相关。产量与蛋白质含量负相关，与湿面筋含量、沉淀值、吸水率、面团稳定时间及面粉白度均为正相关，但相关系数较小，说明产量性状和品质性状之间在一定范围内可协调。小麦高产育种必须通过产量三因素协调改良、综合提高来实现。从产量三因素看，中多穗品种更适合山东省的气候和生产条件，选育穗数600万-700万/h㎡，穗粒数35-40粒、千粒重40-50 9、株高75-80 cm的小麦品种更容易实现高产稳产。

关键词：小麦品种;产量性状;品质性状;演变趋势;山东省

Evolutionary Analysis of Agronomic， Yield and QualityTraits of Approved High - Yield Wheat Varietiesin Shandong Province from 2001 t0 2017Guo Fengzhi1 ， Lin Kun1 ， Ge Zhenyong1 ， Cao Guang1 ，Li Yankun2 ， Liu Fengzhou1 ， Guo Lingyun1 ， Li Sitongl

Abstract In order to provide references for wheat production and high - yield breeding in ShandongProvince， the evolution trends of main agronomic characters and quality traits of 83 high - yield wheat varietiesapproved in Shandong Province from 2001 to 2017 were analyzed in this study. The results showed that theyield increased significantly with an average annual increase of 83.30 kg/h㎡. The panicle number per unitarea showed an increasing trend， however， the grain number per spike and thousand - grain weight did notchange significantly. The growth period was shortened by 0.48 days per year， but the evolution trend of plantheight was not obvious. The dough stable time， sedimentation value， water absorption rate showed an increas-ing trend， while the grain protein content decreased. The changes of flour whiteness and wet gluten contentwere not obvious. Yield was significantly correlated with the number of spikes per unit area and correlated withthousand - grain weight， but negatively correlated with the grain number per spike. Yield was negatively cor-related with the protein content， and positively correlated with wet gluten content， sedimentation value， waterabsorption rate， dough stable time and flour whiteness， but the correlation coefficient was small， which indica-ted that the yield and quality traits could be coordinated within a certain range. So， high - yield breeding mustbe achieved through the coordinated and comprehensive improvement of the three factors of yield. From thisperspective， the spike number of （6～7） x 106/h㎡ ， 35～40 grains per ear，thousand - grain weight of 40 -50g， and plant height 75～80 cm would be more likely to achieve high and stable yield under the climate andproduction conditions in Shandong Province.KeywordsWheat variety; Yield traits; Qualitv traits; Evolution trend; Shandong Province

小麦是我国仅次于玉米和水稻的第三大谷物，近来每年种植面积在2 400×104 h㎡2左右，约占粮食作物总面积的1/4。山东是我国小麦生产第二大省，据统计，近5年来小麦年均种植面积363.3×104h㎡。平均总产215.3×108kg，单产5 947.5 kg/h㎡。单产水平居全国首位。品质是决定小麦加工利用的基础，而我国小麦的加工品质较差，相关研究也相对较少[1-3]。国内学者针对不同麦区小麦品种农艺性状的演变已经做过深入研究[4-16]，但关于品质性状演变的研究较少[16-21]，尤其是关于山东省小麦品种品质性状演变的研究更少，因而需待加强，为小麦品种选育提供参考。

针对山东省小麦育成品种演变，Zhou等[12]认为1960-2000年山东育成品种产量潜力的提高主要源于穗粒数、穗粒重和收获指数的显著提高，而生物学产量变化较小。王江春等[13]认为在保证一定成穗数的前提下，穗粒数与千粒重并重，主攻穗粒重是提高产量的有效途径，目前来看株高以80cm左右为宜。Xiao等[14]认为1969-2006年山东省育成小麦品种产量潜力的提高主要源于穗粒数，更确切地说是单位面积粒数。宋健民等[15]认为，山东省近年来育成小麦品种产量水平稳步提高，1999年至2010年平均每年提高61.65 kg/h㎡，但产量改良进展艰难而又缓慢，提高成穗率、扩大单位面积穗数（以下简称穗数）可能是进一步提高产量潜力的关键。然而，Zhou等[12]和Xiao等[14]所用的品种数量较少，均为15个，宋健民等[15]所用的品种为1999-2010年山东省审定的品种，缺少2010年之后审定的品种。本研究拟通过对2001-2017年山东省审定小麦品种产量、农艺性状以及品质指标的演变情况进行分析，旨在进一步探讨提高山东省小麦产量的途径，为今后的小麦育种和生产提供参考依据。

1 材料与方法

试验材料为2001-2017年山东省审定的小麦高产品种，共计83个（表1），济麦20、济麦229、烟农19、藁优5766、淄麦12、山农12、青农2号、黑马2号、山农紫麦1号共9个品种未包含在内。

小麦高产品种的农艺、产量和品质性状数据来自山东省农作物品种审定委员会文件。由于时间跨度较长，各项数据受环境因素及栽培技术水平影响较大，为了尽可能消除影响，本研究所采用的农艺及品质性状数据均为两年区域试验的平均值，产量为三年试验（两年区域试验、一年生产试验）的平均值。

数据相关性分析和作图采用Microsoft Excel和DPS软件。

2 结果与分析

2.1 产量性状演变分析

对2001-2017年山东省审定的83个小麦高产品种的产量性状演变情况进行分析显示，该时段审定品种产量的变异系数只有5.78%，穗数、穗粒数的变异系数较大，分别为14.13%、10.59%，千粒重的变异系数较小（表2）。这说明山东省高产小麦品种遗传改良正在缓慢前进，高产育种难度增大。从产量水平看，该时段尤其是近三年育成的小麦品种，大多数产量水平接近或超过9000kg/hm2，说明山东省小麦育种已经达到相当高的水平。

该时段山东省审定小麦高产品种的产量呈明显上升趋势（图1A），线性拟合结果表明平均每年增加83.30kg/h㎡。但这些品种的产量存在年际间波动，如2006、2008、2010、2014、2016年审定品种总体产量水平明显高于上一年，2002、2007、2009、2012年审定品种总体产量水平明显低于上一年（图1A），这主要是受生态气候条件的影响。穗数总体呈增加趋势（图1B），而穗粒数（图1C）、千粒重演变趋势不明显（图1D），说明此阶段小麦产量潜力的提高主要依靠穗数增加完成的，是三因素协调改良的结果。

2.2 农艺性状演变分析

对2001-2017年山东省审定的83个小麦高产品种的农艺性状演变情况进行分析，结果显示，其最高总茎数、株高、生育期的变异系数均小于10%（表2）。其生育期呈明显缩短趋势（图IE），线性拟合结果表明平均每年缩短0.4805d，可能是因为气候变化、小麦播种期延迟，发育进程加快，成熟期提前。株高总体呈下降趋势（图1F），但线性关系较小，趋势不明显，说明株高已经没有多少下降的空间。最高总茎数的演变趋势不明显（图1G），说明此阶段穗数的增加主要依靠分蘖成穗率的提高来实现。

2.3 品质性状演变分析

对2001-2017年山东省审定的83个小麦高产品种的品质性状演变情况进行分析，结果显示，该时段山东省审定小麦品种的品质性状主要受基因型控制，能够反映蛋白（面筋）质量的指标，面团稳定时间、沉降值变异较大，变异系数分别为54.69%、19.97%（表3）。而包括蛋白质、湿面筋含量等易受环境影响的指标变异系数相对较小，均小于10%（表3）。

根据国家标准《专用小麦品种品质》（GB/T17320-2013）的规定，2001-2017年山东省审定小麦高产品种品质指标中，只有湿面筋含量和吸水率能够达到强筋标准，蛋白质含量达到中强筋标准，其它指标均为中筋标准。在近几年审定的高产品种中，只有泰科麦33、淄麦28、红地95能够达到中强筋标准。

育成品种的面团稳定时间（图2A）、沉淀值（图2B）、吸水率（图2C）呈上升趋势;籽粒蛋白质含量呈下降趋势（图2D），但线性相关系数较小;面粉白度（图2E）、湿面筋含量变化趨势不明显（图2F）。

根据国家标准专用小麦品种品质分类（GB/T17320-2013）的规定，对2001-2017年山东省审定的小麦高产品种进行分类。结果（表4）显示，该时段审定高产品种蛋白质含量和湿面筋含量相对较高，分别有29个和76个达到强筋标准;但沉淀值和稳定时间较低，分别只有6个和3个达到强筋标准，而达到弱筋标准的分别为31个和23个。5项指标全部达到强筋标准的品种只有泰山27;5项指标全部达到中强筋标准的品种有6个，分别为泰科麦33、淄麦28、济麦23、潍麦3号、科信9号、潍麦7号;5项指标全部达到中筋标准的品种有31个;45个品种由于1项或多项指标的影响无法归类。

2.4 产量前10位和后10位品种农艺和品质性状比较分析

为了进一步探索山东小麦产量和品质改良途径，对83个审定品种中产量前10位和后10位品种的农艺和品质性状进行统计比较，结果（表5）显示：产量前10位和后10位品种比较，二者的平均产量差异极显著，相差高达19.0%。从产量三因素看，产量前10位品种的穗数较多，两者差异显著;千粒重稍高，但未达到显著水平;穗粒数差异很少。从其它农艺性状看，产量前10位品种的生育期大幅缩短，达极显著水平;最高总茎数略有减少，但未达到显著水平;株高基本没有差异。说明今后小麦产量遗传改良的重点是提高单位面积穗数，同时提高粒重。

产量前10位品种的湿面筋含量、吸水率及稳定时间略高于产量后10位品种，但两者差异未达显著水平;籽粒蛋白质含量、沉淀值、面粉白度略低于后者，差异不显著。湿面筋含量、沉淀值、吸水率最高的品种都是产量较高的品种，说明小麦品质改良还有进步的空间。

2.5 农艺和品质性状相关性分析

对产量和农艺、品质性状的相关关系进行分析，结果（表6）显示，产量与穗数极显著相关，与千粒重正相关不显著，与单穗粒数负相关不显著;与生育期极显著负相关，与株高、最高总茎数正相关不显著;与蛋白质含量负相关不显著，与湿面筋含量、沉淀值、吸水率、面团稳定时间及面粉白度均为正相关不显著。

穗数与最高总茎数极显著正相关，与单穗粒数、生育期極显著负相关，与千粒重、面粉白度显著负相关;与籽粒蛋白质含量、湿面筋含量负相关不显著。单穗粒数与面粉白度极显著正相关，与生育期显著正相关，与最高总茎数极显著负相关;千粒重与最高总茎数、面团稳定时间极显著负相关，与沉淀值显著负相关，与湿面筋含量极显著正相关。

湿面筋含量与籽粒蛋白质含量、吸水率极显著正相关，与面团稳定时间、面粉白度极显著负相关;面团稳定时间与沉淀值、面粉白度极显著正相关;吸水率与面粉白度极显著负相关，与湿面筋含量极显著正相关;面团稳定时间与面粉白度极显著正相关。

3 讨论

3.1 关于山东省育成小麦品种产量性状的演变

Xiao等[14]认为，1969-2006年山东省育成小麦品种产量潜力的年遗传进度为0.82%或59 kg/h㎡，主要源于穗粒数，更确切地说是单位面积粒数的贡献。宋健民等[15]认为，山东省1999-2010年山东省审定品种的产量水平呈稳步上升趋势（R=0.521*），平均每年提高61.65kg/h㎡，单位面积穗数和穗粒数变化趋势不明显，产量潜力的提高是三因素协调改良的结果。本研究显示，2001-2017年山东省审定高产品种的产量水平呈明显上升趋势，平均每年提高83.30kg/h㎡，明显高于1969-2006年、1999-2010年间审定品种的增产结果，说明2010-2017年间育种工作取得较大进展。单位面积穗数总体呈增加趋势，而穗粒数、千粒重演变趋势不明显，说明此阶段小麦产量潜力的提高是在穗粒数、千粒重不降低的前提下，主要依靠穗数的增加完成的，与宋健民、Xiao等的研究结果略有不符。

郭瑞等[7]认为，河南省1981-2012年审定的小麦品种，不论半冬性还是春性品种，小麦单产均大幅提高，半冬性小麦品种的穗粒数和千粒重随年份逐渐增加，穗数稍有下降，说明产量水平的提升主要得益于千粒重和穗粒数的增加，即单穗重的增加;春性小麦品种的穗粒数和千粒重随年份稍有增加，穗数增幅较大，说明穗数对产量的贡献较大。金彦刚等[5]认为，关中地区不同年代小麦品种的穗粒数基本呈现稳定缓慢增加趋势，同时千粒重也保持增加的趋势。与山东省审定的小麦品种相比，单穗重对产量的贡献更大。

3.2关于山东省育成小麦品种农艺性状的演变

宋健民等[15]认为，1999-2010年山东省审定品种的生育期呈逐年下降趋势，平均每年缩短0.57d，株高也呈降低趋势。郭瑞[7]认为河南省近30年来，不论春性品种还是半冬性品种，其发展趋势都表现出株高降低、生育期缩短的特点。金彦刚等[5]认为，关中地区不同年代小麦品种的株高随时间推移呈极显著下降趋势。本研究发现，2001-2017年山东省审定高产品种的生育期呈明显缩短趋势，平均每年缩短0.48d;株高呈下降趋势，但线性关系较小，趋势不明显。这与宋健民、郭瑞和金彦刚等的研究结果基本一致。最高总茎数的演变趋势不明显，说明此阶段穗数的增加主要依靠分蘖成穗率的提高来实现。

3.3 关于山东省育成小麦品种品质性状的演变

刘莲等[19]研究表明，20世纪50-90年代山东省小麦品种的蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、吸水率、形成时间等品质指标均呈下降趋势，但面团稳定时间有所上升。宋健民等[15]研究表明，1999-2010年山东省审定品种的籽粒容重、湿面筋含量、吸水率等指标呈上升趋势，但蛋白质含量、面团形成时间和稳定时间呈下降趋势，而沉淀值、面粉白度和出粉率变化趋势不明显。本研究发现，2001-2017年山东省审定高产品种的品质指标中，面团稳定时间呈上升趋势，与刘莲等[19]的研究结果一致，与宋健民等[7]的研究结果不一致，可能是近年来育种家更注重产量与品质的协调兼顾;沉淀值、吸水率呈上升趋势，籽粒蛋白质含量呈下降趋势但线性相关系数较小，与宋健民等：[15]的研究结果一致，与刘莲等[19]的研究结果不一致，可能与本研究供试材料仅为高产品种有关;面粉白度、湿面筋含量变化趋势不明显，说明产量性状和品质性状之间在一定范围内可以协调兼顾。

4 结论

近年来山东省审定小麦高产品种的产量呈明显上升趋势，线性拟合结果表明平均每年增加83.30kg/hm2，此阶段小麦产量潜力的提高是在穗粒数、千粒重不降低的前提下，主要依靠单位面积穗数的增加完成的，是三因素协调改良的结果。同时气候条件的变化对于山东省小麦生产具有重要影响，主要体现在产量出现明显的年际间变化趋势，生育期逐年缩短，线性拟合结果显示，从2001年至2017年，山东省审定品种的生育期缩

短7d以上。气候条件的变化要求育成品种要有更好的适应性和抗逆性。

小麦高产育种必须通过产量三因素协调改良、综合提高来实现。从产量三因素看，中多穗品种更适合山东省的气候和生产条件，选育穗数600万- 700万/h㎡、穗粒数35～40粒、千粒重40—50g、株高75～80 cm的小麦品種更容易实现高产稳产。

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