全 文 ：不同环境条件对三种筋型小麦品质性状的影响*
郭天财1* * 张学林1 樊树平2 朱云集1 王晨阳1 马冬云1
( 1 河南农业大学国家小麦工程技术研究中心, 郑州 450002; 2 郑州市农业局,郑州 450007)
摘要 选用 6 个有代表性的强筋、中筋和弱筋小麦品种在河南省 5个纬度点( 32!N~ 36!N)种植,研究了
3 种筋型小麦品质性状在不同环境的变化特点. 结果表明, 粗蛋白含量、湿面筋含量、弱化度、评价值和延
伸性受纬度环境影响较大, 面团流变学特性的粉质仪参数和拉伸仪参数的品种间差异达显著水平, 且这些
品质性状的变异系数较大. 不同筋型品种不同品质性状的变化以及不同品质性状在不同纬度间的变化不
同. 除个别纬度点外,蛋白质含量、湿面筋含量、形成时间、评价值、延伸性、抗延伸性和最大抗延伸性有随
纬度升高逐渐增加趋势, 吸水率呈降低趋势. 多数品质性状在信阳( 32!N)与驻马店 ( 33!N)之间有一个较
为明显的分界线. 根据研究结果,对河南省优质小麦品种布局利用和调优栽培技术提出了建议.
关键词 环境 筋型 小麦 品质性状
文章编号 1001- 9332( 2003) 06- 0917- 04 中图分类号 S512. 1 文献标识码 A
Effects of different environments on qualitative characters of three gluten wheat cultivars. GUO Tiancai1 ,
ZHANG Xuelin1, FAN Shuping 2, ZHU Yunji1, WANG Chenyang1 , MA Dongyun1 ( 1National Engineer ing Re
sear ch Center For Wheat, H enan Agr icultural Univer sity , Zhengzhou 450002, China; 2 Agr icultural Bur eau of
Zhengz hou City , Zhengzhou 450007, China) . Chin. J . A ppl . Ecol. , 2003, 14( 6) : 917~ 920.
Six cultivars including strong, middle and w eak g luten w heat var ieties were cultivated at five latitudes( from 32!N
to 36!N) in Henan Prov ince, and the variations of their qualitative characters were analyzed in relation to the dif
ferent environments. The result indicated that latitudes had great effects on the protein content, wet g luten con
tent, softening degree, evaluation value, and ex tensibility of t he cult ivars. The rheo logical parameters measured by
farinogram and the extensogram w ere significantly differ ent among different among different cultivars, and the
coefficients of v ar iation were quite large. The variations in qualitative characters among cultiv ars and amonge lat
itudes were different. Wit h the rising latitude, the pr otein content, wet g luten content , development time, evalua
tion value, extensibility , resistance, and max imum resistance show ed an increase tendency , w ith a few exceptions
for certain latitude. For most qualitative characters, there was a clear boundar y between Xinyan( 32!N) and Zhu
madian( 33!N) . According to these results, suggestions in the latitude layout of the hiquality wheat cultiv ars and
in improv ing their cultuvation practices w ere made.
Key words Environment, G luten, Wheat , Quality char acter.
* 国家∀十五#科技攻关重大项目( 2001BA507A02 )和河南省科技攻
关重大资助项目(122012300) .
* * 通讯联系人. Email: gmzxguo@ 371. net
2002- 09- 19收稿, 2003- 03- 03接受.
1 引 言
小麦籽粒品质受遗传、生态环境和栽培管理等
多方面因素的影响[ 15, 16, 26] . 在生态环境因素方面,
由于不同地点的光照、温度、水分、肥力和土壤类型
等因素的不同, 即使同一品种在不同生态条件下种
植,品质性状也会发生较大变化[ 17, 23, 26] .有关学者
对生态环境与蛋白质含量的关系已经进行了广泛深
入的研究[ 7, 9, 21, 25] ; 生态环境与面团流变学特性的
关系也进行了一定程度的研究[ 2, 8, 24] , 而纬度与面
团流变学特性关系的研究则报道很少[ 19] . 为进一步
系统了解不同纬度生态条件下不同筋型小麦品质性
状的变化规律, 及其纬度对小麦品质性状的影响, 科
学确定不同筋型品种的最适生态区域, 本试验选用
6个有代表性的强、中、弱筋型小麦品种,在河南省
范围内,每个纬度设置一个试验点,研究不同纬度条
件对 3种筋型小麦品质性状的影响, 以期为小麦品
质生态区划和因地制宜, 合理布局种植优质小麦品
种提供参考依据.
2 材料与方法
2 1 供试材料
2000~ 2001 年, 选用河南省生产上大面积推广和试验
示范中表现突出的 3 种筋型小麦品种(系) :强筋型(豫麦 34
和藁麦 8901)、中筋型 (豫麦 49 和豫麦 70) 和弱筋型 (洛阳
8716 和豫麦 50)共 6 个为供试材料.
2 2 研究方法
2 2 1 试验设计 在河南省自南向北沿京广线每个纬度设
一个试验点: 信阳( 32!N)、驻马店( 33!N)、许昌( 34!N)、武陟
( 35!N)和汤阴( 36!N) . 5 个试验点的海拔高度基本一致. 各
应 用 生 态 学 报 2003 年 6 月 第 14 卷 第 6 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Jun. 2003, 14( 6)∃917~ 920
表 1 各试验点土壤类型、土壤肥力和气象资料*
Table 1 Soil type, soil fertili ty and weather information at different locations
地点
Locat ion
土壤类型
Soil type
全氮
Total N
( g%kg- 1)
水解氮
Hydrolyzed
nit rogen
( mg%kg- 1)
速效磷
P2O 5
( mg%kg- 1)
速效钾
K2O
( mg%kg- 1)
日均温
Average
tem perature
( & )
降水量
Amount of
precipitation
( cm)
日照时数
Durat ion of
sunshine
( h)
信阳 Xinyang 水稻土 Paddy soil 1. 06 124. 6 63. 1 174. 8 20. 6 30. 5 228. 9
驻马店 Zhumadian 粘 土 Clay 0. 87 139. 6 186. 3 229. 7 21. 6 16. 8 227. 6
许昌 Xuchang 壤 土 Loam 0. 89 121. 1 69. 2 219. 3 21. 8 2. 2 248. 6
武陟 Wuzhi 壤 土 Loam 0. 91 132 26 184. 7 24. 5 2. 1 258
汤阴 T angyin 壤 土 Loam 0. 91 102. 1 36. 6 244. 7 25. 2 1 291. 8
* 日均温、降水量和日照时数均为开花到成熟 Average temperature for flow eringmaturat ion, amount of precipitat ion for flow eringmaturat ion and
durat ion of sunshine for f low eringmaturat ion.
各试验点土质为当地有代表性的土壤类型(表 1) , 全部试验
统一种源供应,统一管理方式, 统一试验设计.试验小区面积
15. 2 m2 ,各小区随机排列, 3次重复 .各点按当地适宜播期播
种,田间管理按一般高产麦田进行.
222 测定项目 粗蛋白含量采用国家标准半微量凯氏定
氮法( GB290182)测定;湿面筋含量采用瑞典 Falling Number
公司 2011 型面筋仪, 按照 AACC3832 方法测定; 面团流变
学指标用 Brabender 公司粉质仪, 按照 AACC5421 方法测
定,拉伸图谱用 Brabender 公司拉伸仪;采用 DPS 数据处理软
件系统进行数据分析.
3 结果与分析
31 品质性状的方差分析
方差分析结果(表2)表明,参试的 3种筋型6个
小麦品种, 除蛋白质含量外,其他品质性状在品种间
均存在极显著差异, 表明不同筋型小麦品种在这些
性状上差异很大;粗蛋白含量、湿面筋含量、弱化度、
评价值和延伸性在地点间的差异均达到显著或极显
著水平,表明不同纬度生态环境对这些品质性状影
响很大.从方差分析结果来看, 粗蛋白含量的地点间
差异大于品种间差异, 可能是由于参试品种间粗蛋
白含量差异较小(表 4)所致, 同时也表明该品质性
状易受环境条件变化的影响;湿面筋含量的品种间
差异与纬度间差异均达极显著差异.
32 不同筋型小麦品种品质性状的变异性分析
由表 3可以看出, 不同品质性状的变异程度不
同,且以粉质参数和拉伸参数中的多数品质性状变
异较大.粗蛋白和湿面筋含量以洛阳 8716的变异系
数最大,豫麦 34的变异系数最小;粉质参数中以弱
化度变异系数最大,达 51. 16% ,吸水率的变异系数
最小, 仅为 2. 80%; 拉伸参数中能量的变异系数最
大,达 29. 69%,延伸性的变异系数最小,为 7. 72% .
就所测定的 12个品质性状综合来看, 6 个不同
筋型小麦品种, 豫麦 34品质性状的变异性较小, 其
次为豫麦 70;洛阳 8716的变异性较大, 其次为藁麦
8901,豫麦 49和豫麦 50两品种居中. 其中藁麦 8901
弱化度的变异系数高达 116. 8%, 而豫麦 34的吸水
率变异最小, 仅为 1. 33%, 表明不同品种不同品质
性状的变异性差异较大. 主要品质性状变异性小的
品种在生产上种植有利于保持其籽粒品质的稳定
性,而主要品质性状变异较大的品种通过生态条件
和栽培措施的优化调控, 提高品质的潜力较大.
33 品质性状在不同小麦品种间的比较
表 2 不同筋形小麦品质性状的方差分析
Table 2 Variance analysis of quali ty characters of different gluten wheat cultivars
变异来源
Source of
v ariation
粗蛋白
Pro tein
content
湿面筋
Wet gluten
content
吸水率
Water
absorpt ion
形成时间
Development
time
稳定时间
Stability
time
弱化度
Degree o f
softening
评价值
Evaluat ion
value
延伸性
Ex ten
sibility
抗延伸性
Resis
tance
最大抗延伸性
Max imum
resistance
比值
R/E
能量
Energy
品种间 Variet ies 2. 12 6. 80* 22. 88* * 11. 30* * 16. 27* * 23. 07* * 34. 62* * 5. 29* * 27. 31* * 32. 07* * 17. 15* * 16. 18* *
地点间 Locat ions 16. 69* * 10. 46* * 2. 04 1. 97 1. 48 4. 90* * 4. 37* * 3. 27* 0. 87 2. 02 0. 65 2. 6
* P> 0. 05; * * P> 0. 01.
表 3 不同筋型小麦品种品质性状的变异系数
Table 3 Variation coefficient of qual ity characters of di fferent gluten wheat cultivars
品种
V ariety
粗蛋白
Protein
content
湿面筋
Wet gluten
content
吸水率
Water
absorpt ion
形成时间
Development
time
稳定时间
Stability
time
弱化度
Degree o f
so ftening
评价值
Evaluat ion
value
延伸性
Ex ten
sibility
抗延伸性
Resis
tance
最大抗
延伸性
Max imum
resistance
比值
R/E
能量
Energy
豫麦 34 Yumai 34 3. 27 6. 42 1. 33 15. 36 19. 54 49. 79 6. 76 6. 56 6. 25 6. 43 12. 04 9. 55
藁麦 8901 Gaomai 8901 12. 9 13. 62 1. 95 29. 57 40. 41 116. 8 11. 03 15. 35 18. 18 13. 47 33. 04 37. 12
豫麦 49 Yumai 49 8. 8 9. 91 6. 79 82. 97 71. 11 46. 4 25. 94 6. 05 15. 68 28. 48 11. 22 30. 6
豫麦 70 Yumai 70 6. 7 9. 52 1. 93 63. 36 18. 06 38. 21 16. 11 3. 85 18. 94 22. 94 18. 64 22. 62
洛阳 8716 Luoyang 8716 13. 4 15. 7 2. 79 20. 19 43. 61 28. 92 17. 26 8. 73 27. 55 39. 34 29. 09 42. 52
豫麦 50 Yumai 50 7. 28 15. 3 1. 99 16. 2 52. 21 26. 83 14. 88 5. 8 31. 13 41. 11 34. 14 35. 72
C. V. 平均值 8. 73 11. 75 2. 8 37. 94 40. 82 51. 16 15. 33 7. 72 19. 62 25. 3 23. 03 29. 69
918 应 用 生 态 学 报 14卷
表 4 不同筋型品种品质性状的多重比较
Table 4 Comparison of quality characters among di fferent cul tivars
品种
V ariety
粗蛋白
P rot ein
content
湿面筋
Wet gluten
content
吸水率
Water
absorpt ion
形成时间
Develop
ment
time
稳定时间
Stability
time
弱化度
Deg ree of
sof tening
评价值
Evaluat ion
value
延伸性
Ex ten
sibility
抗延伸性
Resis
t ance
最大抗
延伸性
M aximum
resistance
比值
R/ E
能量
Energy
豫麦 34 Yumai 34 13. 9abA 26. 9bcB 62. 6aA 9. 6aAB 13. 1bAB 33. 0bB 79. 4aA 165. 0aA 414. 2aAB 668. 0aA 2. 52bcAB 139. 7abAB
藁麦 8901 Gaomai 8901 14. 2aA 28. 1bB 64. 0aA 12. 8aA 18. 4aA 28. 0bB 85. 4aA 151. 8aAB 471. 4aA 718. 8aA 3. 22abAB 159. 22aA
豫麦 49 Yumai 49 13. 9abA 27. 0bcB 57. 5bB 4. 3bBC 6. 7cBC 60. 0bB 58. 8bB 152. 6aAB 341. 6bB 487. 6bB 2. 22cB 95. 44cBC
豫麦 70 Yumai 70 13. 4abA 24. 7cB 53. 6cC 8. 9aAB 13. 3bAB 42. 0bB 75. 8aA 135. 0bB 452. 8aAB 644. 6aAB 3. 38aA 107. 08bcB
洛阳 8716 Luoyang 8716 13. 6abA 32. 4aB 57. 7bB 2. 3bC 1. 9cC 132. 0aA 39. 8cC 167. 6aA 159. 8cC 206. 0cC 0. 96dC 46. 7dCD
豫麦 50 Yumai 50 12. 9bA 27. 5bcB 56. 8bBC 1. 8bC 1. 8cC 134. 0aA 37. 6cC 158. 2aA 149. 2cC 168. 8cC 0. 94dC 35. 8dD
均值后字母不同表示差异显著, 小写与大写字母分别表示 5%和 1%的显著水平 Means which are significantly are followed letters, small and large letters indicate the
different at 5% and 1% levels, respectively.下同 T he same below.
表 5 小麦品质性状在不同纬度的比较
Table 5 Comparison of quality characters among di fferent latitudes
地点
Locat ion
粗蛋白
Protein
content
湿面筋
Wet gluten
content
吸水率
Water
absorption
形成时间
Develop
ment
t ime
稳定时间
Stability
t ime
弱化度
Degree of
sof tening
评价值
Evaluat ion
value
延伸性
Exten
sibility
抗延伸性
Resis
t ance
最大抗延伸性
Maximum
resistance
比值
R/ E
能量
Energy
信阳 Xinyang 13. 7bB 26. 9bB 58. 6abA 5. 7abA 8. 1aA 94. 2aA 58. 2bcAB 160. 3 abA 318. 3 aA 453. 7abA 2. 1aA 90. 5abA
驻马店 Zhumadian 12. 8cB 27. 0bB 60. 1aA 4. 3bA 6. 9aA 93. 3aA 53. 8cB 145. 0cA 313. 0 aA 410. 8bA 2. 3aA 71. 3bA许昌 Xuchang 13. 4bcB 27. 5bB 59. 3abA 6. 9abA 10. 3aA 53. 3bA 67. 0abAB 158. 3abcA 312. 2 aA 475. 8abA 1. 9aA 115. 6aA
武陟 Wuzhi 15. 5aA 32. 6aA 58. 5abA 8. 9 aA 8. 9aA 55. 0bA 70. 3aA 164. 2aA 354. 5 aA 552. 5aA 2. 2aA 112. 6aA
汤阴 T angyin 12. 8cB 24. 9bB 57. 3bA 7. 2abA 11. 7aA 61. 7bA 64. 7abAB 147. 3bcA 359. 5 aA 518. 7abA 2. 4aA 96. 7abA
由表 4 可以看出, 不同筋型小麦品种品质性状
之间的差异较大, 两个强筋型品种与两个弱筋型品
种之间吸水率、形成时间、稳定时间、弱化度、评价
值、抗延伸性、最大抗延伸性、比值和能量的差异均
达极显著水平; 湿面筋含量和延伸性差异不显著.强
筋型品种藁麦 8901与弱筋型品种豫麦 50之间的粗
蛋白含量差异达显著水平,其余参试品种间差异不
显著. 中筋型品种绝大多数品质性状界于强筋型品
种和弱筋型品种之间,与两者的差异不很明显.但有
些品种的一些品质性状, 如弱筋型品种洛阳 8716的
粗蛋白含量与两个中筋型品种和两个强筋型品种差
异不明显, 且湿面筋含量达最大值( 32. 44% ) ; 而面
团形成时间和稳定时间则接近或超过了优质弱筋小
麦指标. 又如强筋小麦品种藁麦 8901 的粗蛋白含
量、面团形成时间、稳定时间和评价值等品质性状均
超过国家优质强筋小麦指标,但湿面筋含量较低.这
不仅反映了不同筋型品种不同品质性状受环境条件
的影响变化较大, 同时也说明我国现有优质小麦品
种的某些品质指标很高, 而另一些品质指标则存在
明显缺陷.这可能是我国优质小麦整体水平不高,国
产优质小麦不如进口小麦受面粉加工企业欢迎的重
要原因.
34 小麦品质性状在不同纬度间的变化
品质性状在不同纬度的变化(表 5)表明,绝大部
分品质性状,如粗蛋白含量、湿面筋含量、形成时间、
评价值、延伸性、抗延伸性和最大抗延伸性随纬度的
升高呈逐渐增加的趋势, 吸水率随纬度升高呈降低
趋势, 稳定时间、弱化度、比值和能量的变化不太规
律.多数品质性状在信阳( 32!N)与驻马店( 33!N)之
间有一个明显的分界线.
由不同纬度品质性状的多重比较(表 5)看出,武
陟点的绝大多数品质性状较优, 表明该区是河南省
优质强筋小麦的适生区, 而许昌和驻马店则可作为
优质强筋和优质中筋小麦的适生区. 至于纬度高的
汤阴点一些品质性状变化不规律, 可能是由于该点
小麦开花成熟期降雨量仅有 1 cm, 5月 20 日(收获
前 15 d)浇水和该点的速效氮、速效磷偏低(表 1)所
致,其原因有待进一步研究.
4 讨 论
小麦品质性状是由品种遗传特性和环境因素共
同作用的复杂性状[ 7, 9, 20, 26] . 多数研究认为, 环境因
素对品质的影响较大[ 4, 12] , 也有研究认为基因型在
若干品质性状上的作用比环境更重要[ 11, 18] .蛋白质
和湿面筋含量主要受地点生态环境的影响[ 14] ;而面
团流变学特性则主要由品种遗传特性决定,但也受
生态环境等因素的影响[ 2, 10, 19] . 筋型不同的品种,其
品质性状在品种间及种植地域间的差异较大[ 13, 20] ,
但不同品种无论种植在哪里, 都始终保持其品质的
相对差异[ 1] , 如本试验中强筋型品种的弱化度和延
伸性; 中筋型品种的吸水率、形成时间和评价值; 弱
筋型品种的粗蛋白、湿面筋、稳定时间、抗延伸性、最
大抗延伸性、比值和能量等. 因此, 选用品质性状优
良的优质品种, 在适宜的生态区种植,并配合优良的
9196 期 郭天财等:不同环境条件对三种筋型小麦品质性状影响的研究
栽培管理水平, 即做到∀优种,优地, 优法#协调统一,
是优质小麦生产的重要技术关键.
据林素兰[ 7]报道, 在23!~ 45!41∋N 之间,纬度每
升高 1!,蛋白质含量增加 0. 54%. 金善宝[ 5]指出,蛋
白质和湿面筋含量与纬度呈正相关. 李鸿恩[ 6]对小
麦籽粒蛋白质含量与产地纬度相关分析后指出, 蛋
白质含量与纬度呈极显著正相关, 在我国 31!51∋~
45!41∋N 范围内, 纬度每升高 1!, 蛋白质含量增加
0. 442个百分点. 郭天财[ 3]指出, 河南省不同地区小
麦籽粒蛋白质含量随纬度升高而增加, 主要是不同
纬度地区光温水不同所致.这与本研究结果基本一
致. 本研究结果进一步表明随纬度升高, 湿面筋含
量、形成时间、评价值、延伸性抗延伸性和最大抗延
伸性总体呈递增趋势; 吸水率随纬度的升高呈降低
趋势, 稳定时间、弱化度、比值和能量的变化规律不
明显. 这些品质性状在信阳( 32!N)与驻马店( 33!N)
之间存在一个明显的分界线.
小麦品种品质性状易受环境条件的影响.因此,
评价不同筋型品种品质性状时, 除考虑纬度的变化
外, 还要考虑相应土壤质地和栽培管理等措施的影
响,以充分发挥优良品种的遗传潜力,如面包小麦在
其生育期间适当控磷增氮,后期适当控水等, 以提高
蛋白质、湿面筋含量和稳定时间等, 保证其加工品
质[ 22] . 考虑到同一品种不同年份间品质性状的变
化,在生产上应通过多年多点试验, 才能科学合理地
确定不同筋型小麦适宜的生态区域. 本试验结果还
表明, 河南省现有弱筋小麦品种的多数品质性状尚
不能完全达到优质弱筋小麦的品质指标, 可能是造
成部分试验结果规律性不明显的原因之一.
参考文献
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作者简介 郭天财,男, 1953 年生,教授, 博士生导师,主要从事小麦高产优质栽培生理研究, 发表论文 65 篇. T el: 0371
3558201, Email: gmzxguo@ 371. net
920 应 用 生 态 学 报 14卷