冀中北地区强筋小麦品种的筛选

郭双双，刘 添，徐东娜，李亚静，李翠平，付陈陈，蔡瑞国

(河北科技师范学院农学与生物科技学院，河北 秦皇岛，066600)

小麦是三大主要粮食作物之一，其产量和品质关乎人们的生活品质，更关乎国家的粮食安全问题。小麦产量的提高不仅可以为农民带来更多的经济效益，还可以解决更多人的温饱问题。叶面积指数、干物质积累量是小麦高产的基础保障[1～3]，良好的氮素积累量也是小麦高产的关键[4～6]。而随着生活水平的提高，人们同时更加关注粮食的品质[7]。小麦籽粒蛋白质质量分数是衡量小麦加工品质和营养品质的主要指标[8]。有研究表明，冀中北地区的小麦平均产量远远落后于冀中南地区[9]，为提高冀中北地区小麦产量，选用适宜该地区种植的小麦品种尤为重要[10]。小麦产量和品质的形成受环境的影响较大，相同品种在不同地区环境的产量和品质表现也是不同的，因此要在特定的环境条件下筛选出适宜当地种植的优质小麦品种就要进行小麦品种的区域性试验[11]。区域性试验能够推动小麦品种更新换代，从而不断筛选出高产、稳产、优质、多抗的新品种以调节农业生产结构，达到提效增质的效果。

综上所述，小麦产量和品质的提高要以区域为基础，根据冀中北地区的环境条件，在保定市农业科学院徐水科研基地引进9个小麦强筋品种，从叶面积指数、干物质积累、产量构成、氮素积累和蛋白质质量分数等方面来评估不同强筋小麦品种的适应性、丰产性、优质性，从而筛选出适宜冀中北地区种植的优质强筋小麦品种。

1 材料与方法

1.1 试验品种

本次试验以9个强筋小麦品种为材料，分别为：济麦229，津农7号，济南17，农优3号，师栾02-1，石优20，中麦629，中麦998，中麦1062。

1.2 试验设计

本次试验在河北省保定市农业科学院徐水科研基地进行，土壤有机质质量分数22.4 g·kg-1，全氮质量分数1.27 g·kg-1，有效磷质量分数25.7 mg·kg-1，速效钾质量分数225 mg·kg-1，土壤pH 8.3。试验地统一施基肥，N 103.44 kg·hm-2，P2O5119.88 kg·hm-2，K2O 120 kg·hm-2，整地后于2017年10月16日播种，基本苗450万·hm-2，小区面积3 m×6 m，采用单因素完全随机设计，3次重复。越冬前统一灌越冬水，拔节前追施尿素120 kg·hm-2，拔节期、开花期浇水，每次按600 m3·hm-2灌水。生长期间自然总降水量209.8 mm。无冻害，病虫害发生较轻，无倒伏。小麦于2018年6月8日收获。

1.3 测定项目与方法

1.3.1叶面积指数 在小麦孕穗期从具有代表性地块中取20 cm(A)双行内的全部小麦植株，3次重复，带回实验室；在室内记录每个取样地块的总株数(m)，选择其中代表性的5株将其绿叶全部取下，在取下的绿叶中截下2～3 cm其长宽均匀的地方并用尺子测量其宽度，计算面积(S)并烘干称质量(W1)；将剩下的绿叶进行烘干后称质量(W2)，叶面积指数(LAI)计算公式[12]如下：

1.3.2干物质积累及经济系数 成熟期在具有代表性地块分别取20 cm双行单茎，分为叶片、颖壳、茎鞘和籽粒等4部分，3次重复，105 ℃杀青，70 ℃烘干，测定样品干物质量，用于经济系数的计算。

经济系数=籽粒产量/植株总生物产量

1.3.3氮素积累与及氮素收获指数 取样方法同1.3.2，将器官分开，用凯氏定氮法测定氮素含量[13]。

氮素积累总量=∑(叶片氮素积累量+颖壳氮素积累量+茎鞘氮素积累量+籽粒氮素积累量)

氮素收获指数=(籽粒氮素总量/氮素积累总量)×100%

1.3.4产量及构成因素 在小麦成熟期每个品种选取具有代表性地块1 m2区域内所有小麦植株，3次重复，调查穗数、穗粒数；对植株进行脱粒，晒干，测千粒质量和实际产量。

1.3.5籽粒蛋白质质量分数 完熟期籽粒用凯氏定氮法测定蛋白质质量分数[13]。

蛋白质质量分数(g·kg-1)=氮素质量分数(g·kg-1)×5.70

1.4 数据处理与作图

采用Microsoft Excel 2010对试验数据进行处理并绘图，利用DPS软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

图1 不同小麦品种叶面积指数比较

2.1 不同小麦品种间叶面积指数比较

叶面积指数是反映作物群体大小的重要指标。叶面积指数高于5.0的品种有石优20，济麦229，济南17，中麦1062和农优3号，其中石优20，济麦229和济南17叶面积指数最大，显著高于其他4个品种，但这3者之间差异不显著。叶面积指数低于5.0的有中麦998，津农7号，师栾02-1和中麦629(图1)。这表明石优20，济麦229和济南17的群体最大，可以较好地利用光能。

2.2 不同小麦品种间干物质积累及经济系数的比较

参试品种中，各器官干物质积累量由高到低的顺序均为籽粒，茎鞘，颖壳，叶片(表1)。籽粒干物质积累量最大的是农优3号，显著高于其他6个品种，达到9 477.70 kg·hm-2；济南17的籽粒干物质积累量最低，为6 349.10 kg·hm-2，显著低于其它8个品种。农优3号，中麦629，中麦998，师栾02-1和济麦229的经济系数均高于0.45，但是中麦998和师栾02-1的籽粒干物质量和总干物质量都低于平均值。济南17总干物质量不是最低，但籽粒干物质量和经济系数却是最低的。

2.3 不同小麦品种间产量构成因素比较

小麦产量由单位面积穗数、每穗粒数和千粒质量等3因素构成，3者之间协调发展可使小麦达到高产。单位面积穗数最多的是中麦1062，但每穗粒数和千粒质量不是很高(表2)。每穗粒数最高的是农优3号，显著高于其它8个品种；其次是济麦229和石优20，也显著高于其它6个品种。农优3号千粒质量与津农7号为最高，且二者差异不显著。

表1 不同小麦品种干物积累及经济系数比较

2.4 不同小麦品种间籽粒产量比较

农优3号籽粒产量最高，显著高于其它8个品种，其穗粒数和千粒质量也都位居第1；中麦629，济麦229籽粒产量次之；籽粒产量最低的是济南17，其穗数、穗粒数、千粒质量都很低(图2)。津农7号和师栾02-1的产量都很低，津农7号穗数和千粒质量位居第4和第1，穗粒数却仅比最低的品种高1粒；师栾02-1穗数和穗粒数位居第2和第3，千粒质量却倒数第2。由此可知，籽粒产量的提高需要穗数、穗粒数和千粒质量3者之间均衡发展，且产量的提高与穗粒数和千粒质量关系更密切。

图2 不同小麦品种籽粒产量比较

表2 不同小麦品种产量构成因素比较

2.5 不同小麦品种间籽粒氮素积累量及氮素收获指数的比较

小麦籽粒中氮素含量与小麦各器官向籽粒中转运氮素的能力密切相关，且转运能力越强，越有利于小麦产量和品质的提高。叶片、颖壳、茎鞘氮素积累量最大的分别为石优20，济南17，津农7号，但这3个品种籽粒中的氮素积累量和氮素收获指数都不是最高，这与氮素转移和后期氮素的合成有关。籽粒氮素积累量和氮素积累总量最大的为农优3号，其次为济麦229和师栾02-1，且3者氮素收获指数都很高，仅次于中麦629(表3)。

2.6 不同小麦品种间籽粒蛋白质质量分数的比较

蛋白质质量分数的多少是判定强筋小麦品质的一个主要指标。除中麦1062和中麦629外，其他强筋小麦蛋白质质量分数均达到国标GB/T17892-1999，即一等强筋小麦蛋白质质量分数≥150 g·kg-1，二等≥140 g·kg-1。济麦229和师栾02-1蛋白质质量分数最高，分别达到161.6 g·kg-1和160.4 g·kg-1，且显著高于其它强筋小麦品种，这与其氮素积累量都很高有关；中麦998，济南17和石优20等3个小麦品种仅达到二等强筋小麦品质。济南17和中麦998蛋白质质量分数不高是籽粒氮素积累量和总氮素积累量低导致的；石优20总氮素积累量位居第5，而籽粒氮素积累量第7，这可能是由于氮素转移量少导致的(图3)。

表3 不同小麦品种氮素积累量及氮素收获指数比较

图3 不同小麦品种籽粒蛋白质质量分数比较

3 讨论与结论

小麦叶面积指数是小麦能够获得高产的关键，叶面积指数可以衡量作物冠层结构和光能截获的能力，而冠层结构和光能截获能力影响小麦干物质量以及产量[14,15]。本次研究中，济麦229和农优3号叶面积指数在前4位，产量位居第3和第1。农优3号籽粒产量最高，其穗粒数和千粒质量均衡发展，均居第1位，所以穗粒数和千粒质量的提高更有利于产量的增加[16]；津农7号千粒质量高，但穗粒数却仅比最低的品种高1粒，其产量仅高于济南17。因此想要获得高产，协调好产量构成因素是基础[17～19]。

氮素是蛋白质形成的必要条件，蛋白质质量分数是决定小麦营养品质的重要指标，同时也制约着小麦的加工品质[20,21]，据相关研究表明，籽粒蛋白质质量分数受环境的影响要比受小麦基因型的影响大[22,23]。本次试验中，蛋白质质量分数最高的是中麦229和师栾02-1，其次为津农7号和农优3号，而中麦1062和中麦629未达到强筋小麦标准，其原因可能是由于受到栽培环境的影响比基因型的影响大，这与赵广才等[24]研究表明的影响小麦籽粒蛋白质质量分数的因素中栽培技术>基因型>生态环境的结论不一致，这可能是因为参试小麦品种不一样导致的，具体原因有待进一步试验研究。

根据本次试验结果综合考虑，济麦229和农优3号是冀中北地区可推广种植的强筋小麦品种。