一种高产多抗优质小麦品种的筛选评价方法

摘要

本发明涉及一种高产多抗优质小麦品种的筛选评价方法，它包括如下步骤：（1）试验地的选择；（2）供试小麦品种的选择；（3）种植条件的设置；（4）高产水肥管理田块种植条件下产量数据收集；（5）水分亏却管理田块种植条件下产量数据；（6）产量数据标准化处理；（7）品质指标测定；（8）品质指标标准化处理；（9）根据层次分析法，分别确定评价烘焙类品种和蒸煮类品种各指标权重值；（10）计算所有参试烘焙类品种评价综合得分或计算蒸煮类品种综合得分。该方法能够综合评价小麦高产潜力、抗逆性以及食品品质优质性。

说明书

技术领域

本发明属于农业种植技术领域，具体涉及到一种高产多抗优质小麦品种的筛选评价方法。

背景技术

小麦是世界种植面积最广的粮食作物，其籽粒中富含淀粉、蛋白、脂肪、多种矿物质及维生素B，具有较高的营养价值，为世界上许多国家的主要粮食来源。我国是世界小麦生产量最大和消费最高的国家之一，小麦种植面积约占粮食总种植面积的27％；总产量约占粮食总产量的22％。随着人口增长和社会经济发展，我国的粮食需求仍呈持续刚性增长，依靠科技进步，提高单产，确保国家粮食安全始终是我国一项重大、长期的战略任务。同时，小麦生育过程中遇到各种逆境胁迫的影响，增加小麦抗逆性，保证其在逆境胁迫下的产量尤其重要，因此选用高产多抗型小麦品种是小麦育种方向的一个重要目标。同时，随着人民生活水平的提高，对优质小麦的需求量不断上升，不仅要求吃的饱，同时要求吃的好。我国从上世纪80年代开始注重小麦品质的研究，包括品质育种、品质栽培等。随着品质育种的开展，逐渐出现了一批优质强筋小麦品种，为小麦加工品质改善和面粉加工企业提供了重要的原料。但同时，已有育成小麦要么注重加工品质方面、要么注重小麦高产性能方面，缺少统一的综合评价小麦高产潜力、抗逆性以及品质高低的评价方法体系。在小麦抗旱方面CN201510643293.x中，公布了一种耐旱广适稳产小麦品种筛选方法；而 CN201410778295.5公布了一种节水型小麦品种鉴定筛选方法。同时，在小麦品质研究方面，CN201510123489.6公布了一种快速评价小麦品质的方法。但CN201510643293.x 和CN201410778295.5这两个专利针对小麦耐旱性，或是节水性能，没有涉及高小麦高产潜力，尤其是小麦品质指标的优劣；而CN201510123489.6是采用面筋峰值仪来快速预测小麦品质。因此，建立小麦高产多抗优质的评价体系方法，能充分发挥品种高产潜力和优质性能，为小麦产量品质协同提高提供品种支持。

发明内容

本发明目的在于提供一种高产多抗优质小麦品种的筛选评价方法，该方法能够综合评价小麦高产潜力、抗逆性以及食品品质优质性。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种高产多抗优质小麦品种的筛选评价方法，它包括如下步骤：

(1)试验地的选择

选择至少5块适宜强、中强筋小麦生长的试验地，试验地的土壤耕层中有机质含量≥13g/kg，全氮含量≥0.8g/kg，有效磷含量≥15mg/kg，速效钾含量≥80mg/kg；

(2)供试小麦品种的选择

选择至少10种适宜当地种植的强、中强筋、中筋小麦品种；

(3)种植条件

要求设置高产水肥管理田块和水分亏却管理田块；

高产水肥管理田块，要求足墒播种，且灌拔节水和孕穗水，施氮肥量以氮元素计，氮元素总量为14～17kg/667m²，其中50％的氮肥在整地播种前底施，剩余50％的氮肥在拔节期结合浇水追施；施钾肥量以K₂O计，K₂O量为8～10kg/667m²；施磷肥量以P₂O₅计，P₂O₅量为8～10kg/667m²；磷肥和钾肥全部在整地播种前施入；

水分亏却管理田块，要求足墒播种，且只灌拔节水或全生育期自然降雨；氮、磷、钾肥料的用量及施用方法与高产水肥管理田块的用量及施用方法相同；

(4)高产水肥管理田块种植条件下产量数据收集

收获高产水肥管理田块种植条件下每个种植小区的4～6平方米样方中的小麦，脱粒，晾干后称重，按含水量13％折合实际产量；以至少3次重复种植小区的籽粒产量平均值作为该地点品种籽粒产量，统计各个品种在不同地点下的平均产量Y1、最高产量Y2、最低产量Y3、相对于各试点平均产量增产率Y4；

(5)水分亏却管理田块种植条件下产量数据

收获水份亏却管理田块种植条件下每个种植小区的4～6平方米样方中的小麦，脱粒，晾干后称重，按含水量13％折合实际产量；以至少3次重复种植小区的籽粒产量平均值作为该地点水份亏却状况下品种籽粒产量Y5，计算每个品种与高产水肥管理田块种植条件下产量差值Y6；

(6)产量数据标准化处理

对(4)和(5)中产量数据分别采用公式A＝((原始数据-极小值)/(极大值-极小值))*100进行标准化处理，到高产水肥管理田块平均产量Y1s、最高产量Y2s、最低产量Y3s，以及水分亏却管理田块产量Y5s，水分亏却管理田块与高产水肥管理田块产量差值Y6s；

(7)品质指标测定

对(4)中收获的籽粒在室温贮藏2个月后，分析相应品种面粉拉伸仪参数能量值 E、延伸性Z、蛋白含量P、面筋指数G、面团稳定时间S、沉降值C、面粉亮度L；

(8)品质指标标准化处理

对(7)中能量、延伸性、蛋白质含量、面团稳定时间、沉降值数据采用分类定义的方式进行标准化处理，得到各指标相应数值能量Es，延伸性Zs，蛋白质含量 Ps，稳定时间Ss，沉降值Cs：

(a)能量E≥90，90＞E≥80，80＞E≥65，65＞E≥50，E＜50，依次定义数值为 100,90,80，50,30分；

(b)延伸性180≥Z≥160，160＞Z≥150或190≥Z＞180，150＞Z≥140或200 ≥Z＞190，Z为其它数值，依次定义为100,80,60,40分。

(c)蛋白质含量P≥14.0％，14.0％＞P≥13.5％，13.5％＞P≥13％，13％＞P≥12.5％，P＜12.5％，依次定义数值为100,90,80,70，30；

(d)面团稳定时间S≥8，8＞S≥6，6＞S≥4.5，4.5＞S≥3，S＜3,依次定义数值为100,90，80，50,30分；

(e)沉降值C≥40，40＞C≥35，35＞C≥30，30＞C≥25,C＜25，依次定义数值为100,90,80,50,30分；

(9)确定层次分析结构模型

(a)根据测定指标的相互关系和隶属关系，建立高产多抗优质小麦品种筛选综合评价的层次分析结构模型，见图1和图2。

(b)根据需要筛选出的目的品种类型、品质指标之间的相关关系、产量品质协同优化等理论与实践，构造出层次结构模型各个平均指标的判断矩阵。以高产水肥管理田块产量评价为例说明，根据高产水肥管理田块各个产量指标对评价得分的重要性，构建评价判段矩阵，见表1。

表1高产水肥管理田块产量评价判断矩阵

(c)计算矩阵

的最大特征根Xmax＝4，CR＝(Xmax-4)/3＝0＜0.1，因此该矩阵通过一致性检验。

计算出上述矩阵的特征向量0.3038、0.0732、0.0689、0.5541分别为平均产量、最高产量、最低产量、增产率的权重值。

(d)采用相同的方法，依次分别计算出水分亏却管理田块产量评价的权重值、烘焙品质评价的权重值、蒸煮类品质评价的权重值、以及高产多抗优质烘焙类品种综合评价权重值、高产多抗优质蒸煮类品种综合评价权重值，见表2和表3。

表2高产多抗优质烘焙类品种各层指标权重

表3高产多抗优质蒸煮类品种各层指标权重

(10)根据公式B1＝0.3038*Y1s+0.0732*Y2s+0.0689*Y3s+0.5541*Y4，计算高产水肥管理田块条件下产量得分；

(11)根据公式B2＝[0.75*Y5s+0.25*(100-Y6s)]，计算水分亏却管理田块条件下产量得分；

(12)根据公式B3＝0.3614*Es+0.0871*Zs+0.081*Ps+0.1326*G+0.2153*Ss+0.1226*Cs)，计算烘焙类品种品质得分；

(13)根据公式 B4＝0.2344*Ss+0.2595*L+0.081*Ps+0.1697*G+0.1129*Zs+0.1424*Cs，计算蒸煮类品种品质得分；

(14)根据公式 B(h)＝0.239*B1+0.1376*B2+0.6234*B3计算所有参试烘焙类品种评价综合得分，对所有品种B(h)综合得分排序，序号为所有参试品种前1/3的品种为高产多抗优质烘焙类小麦品种；

(15)根据公式B(z)＝0.239*B1+0.1376*B2+0.6234*B4，计算蒸煮类品种综合得分，对所有品种B(z)综合得分排序，序号为所有参试品种前1/3的品种为高产多抗优质蒸煮类小麦品种。

根据上述的一种高产多抗优质小麦品种的筛选评价方法，步骤(1)中试验地的土壤耕层的厚度为2～20cm。

根据上述的一种高产多抗优质小麦品种的筛选评价方法，步骤(1)中试验地的选择数量≥8个适宜种植中强筋、强筋小麦品种的试验地点。

根据上述的一种高产多抗优质小麦品种的筛选评价方法，步骤(2)小麦品种的选择要求为选择至少15个适宜当地种植的小麦中强筋、强筋小麦品种。

根据上述的一种高产多抗优质小麦品种的筛选评价方法，步骤(3)中设置高产水肥管理田块试验和对照水份亏却管理田块试验。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明方法能综合评价小麦高产潜力、抗逆性、品质特性，提供一种综合评价小麦高产多抗优质的方法。

附图说明书

图1高产多抗优质烘焙类小麦品种综合评价层次结构模型；

图2高产多抗优质蒸煮类小麦品种综合评价层次结构模型。

具体实施方式

实施例1

本发明提供了一种高产多抗优质小麦品种的筛选评价方法，具体步骤如下：

(1)试验设计

2016-2017年试验地点选在开封、原阳、南乐、西平、西华5个试验点，参试品种共31个品种，每个试验点小区面积不小于13平方米，3次重复，田间管理按照高产水肥管理田块进行施肥浇水，同时在原阳试验点设置水分亏却管理田块对照试验，3 次重复；

(2)产量数据收集

在成熟期，每个小区收获4平方米样方中的小麦，脱粒，晾干后称重，按含水量 13％折合实际产量；以3次重复种植小区的籽粒产量平均值作为该地点该品种籽粒产量；

(3)高产水肥管理田块高产条件产量数据分析

对5个试点高产水肥管理田块各个品种产量数据进行分析，得到5个试点高产水肥管理田块条件下各个品种的平均产量Y1、最高产量Y2、最低产量Y3、每个品种相对于各试点平均产量增产率Y4，如下表；

(4)水分亏缺管理田块条件下产量分析

(5)产量数据标准化

对表4和表5数据分别采用公式A＝((原始数据-极小值)/(极大值-极小值))*100进行标准化处理，得到高产水肥管理田块平均产量Y1s、最高产量Y2s、最低产量Y3s；以及水份亏却管理田块产量Y5s，水分亏却管理田块产量与高产水肥管理田块产量差值Y6s；

(6)品质指标测定

对(2)中收获的籽粒在室温贮藏2个月后，分析相应品种面粉拉伸仪参数能量值 E、延伸性Z、蛋白含量P、面筋指数G、面团稳定时间S、沉降值C、面粉亮度L；

(7)品质指标标准化处理

对(6)中能量、延伸性、蛋白质含量、面团稳定时间、沉降值数据采用分类定义的方式进行标准化处理，得到能量Es，延伸性Zs，蛋白质含量Ps，稳定时间 Ss，沉降值Cs：

(a)能量E≥90，90＞E≥80，80＞E≥65，65＞E≥50，E＜50，依次定义数值为 100,90,80，50,30分；

(b)延伸性180≥Z≥160，160＞Z≥150或190≥Z＞180，150＞Z≥140或200 ≥Z＞190，其他，依次定义为100,80,60,40分。

(c)蛋白质含量P≥14.0％，14.0％＞P≥13.5％，13.5％＞P≥13％，13％＞P≥12.5％，P＜12.5％，依次定义数值为100,90,80,70，30；

(d)面团稳定时间S≥8，8＞S≥6，6＞S≥4.5，4.5＞S≥3，S＜3,依次定义数值为100,90，80，50,30分；

(e)沉降值C≥40，40＞C≥35，35＞C≥30，30＞C≥25,C＜25，依次定义数值为100,90,80,50,30分；

(8)根据公式B1＝0.3038*Y1s+0.0732*Y2s+0.0689*Y3s+0.5541*Y4，计算高产水肥管理田块条件下产量得分；见表6；

(9)根据公式B2＝[0.75*Y5s+0.25*(100-Y6s)]，计算水分亏却管理田块产量得分表5；

(10)根据公式B3＝0.3614*Es+0.0871*Zs+0.081*Ps+0.1326*G+0.2153*Ss+0.1226*Cs)，计算烘焙类品种品质得分，见表6；

(11)根据公式

B(h)＝0.239*B1+0.1376*B2+0.6234*B3计算所有参试烘焙类品种评价综合得分，见表6；

(12)根据表6中各品种烘焙类评价得分排序，可以看出，排名前10的品种为郑麦 366，丰德存5号，周麦30，百农419，周麦32，西农979，周麦36，新麦26，平安11，郑麦369，表明这10个品种为筛选出的高产多抗优质烘焙类小麦品种。

(13)根据公式

B4＝0.2344*Ss+0.2595*L+0.081*Ps+0.1697*G+0.1129*Zs+0.1424*Cs，计算蒸煮类品种品质得分；

(14)根据公式B(z)＝0.239*B1+0.1376*B2+0.6234*B4，计算蒸煮类品种综合得分，见表7；

(15)根据表7中各个品种蒸煮类品种综合评分排序，可以看出，排名前10的品种为郑麦366，豫麦158，周麦30，丰德存5号，周麦36，新麦26，百农419，西农979，周麦32，郑麦369表明这10个品种为筛选出的高产多抗优质蒸煮类小麦品种。

实施例2

(1)试验设计

2016-2017年试验地点选在商水、许昌、淇县、项城、洛阳和商丘6个试验点，共 31个品种。每个试验点小区面积不小于13平方米，3次重复，田间管理按照高产水份管理田块进行施肥浇水。同时在商丘设置水分亏却管理田块试验，3次重复。

(2)产量数据收集

在成熟期，每个小区收获4平方米样方中的小麦，脱粒，晾干后称重，按含水量 13％折合实际产量；以3次重复种植小区的籽粒产量平均值作为该地点该品种籽粒产量；

(3)高产条件产量数据分析

对6个试点高产水肥管理田块各个品种产量数据进行分析，得到6个试点高产水肥条件下各个品种的平均产量Y1、最高产量Y2、最低产量Y3、相对于各试点平均产量增产率Y4，如下表8；

(4)水分亏缺管理田块产量分析

(5)产量数据标准化

对表8和表9数据分别采用公式A＝((原始数据-极小值)/(极大值-极小值)) *100进行标准化处理，得到高产水肥管理田块平均产量Y1s、最高产量Y2s、最低产量Y3s；以及水份亏却管理田块产量Y5s，水份亏却管理田块与高产水肥管理田块产量差值Y6s；

(6)品质指标测定

对(2)中收获的籽粒在室温贮藏2个月后，分析相应品种面粉拉伸仪参数能量值E、延伸性Z、蛋白含量P、面筋指数G、面团稳定时间S、沉降值C、面粉亮度L；

(7)品质指标标准化处理

对(6)中能量、延伸性、蛋白质含量、面团稳定时间、沉降值数据采用分类定义的方式进行标准化处理，得到能量Es，延伸性Zs，蛋白质含量Ps，稳定时间 Ss，沉降值Cs：

(a)能量E≥90，90＞E≥80，80＞E≥65，65＞E≥50，E＜50，依次定义数值为 100,90,80，50,30分；

(b)延伸性180≥Z≥160，160＞Z≥150或190≥Z＞180，150＞Z≥140或200 ≥Z＞190，Z为其它数值，依次定义为100,80,60,40分。

(c)蛋白质含量P≥14.0％，14.0％＞P≥13.5％，13.5％＞P≥13％，13％＞P≥12.5％，P＜12.5％，依次定义数值为100,90,80,70，30；

(d)面团稳定时间S≥8，8＞S≥6，6＞S≥4.5，4.5＞S≥3，S＜3,依次定义数值为100,90，80，50,30分；

(e)沉降值C≥40，40＞C≥35，35＞C≥30，30＞C≥25,C＜25，依次定义数值为100,90,80,50,30分；

(8)根据公式B1＝0.3038*Y1s+0.0732*Y2s+0.0689*Y3s+0.5541*Y4，计算高产水肥管理田块下产量得分；见表10,；

(9)根据公式B2＝[0.75*Y5s+0.25*(100-Y6s)]，计算水分亏却管理田块下产量得分表10；

(10)根据公式B3＝0.3614*Es+0.0871*Zs+0.081*Ps+0.1326*G+0.2153*Ss+0.1226*Cs)，计算烘焙类品种品质得分，见表10；

(11)根据公式

B(h)＝0.239*B1+0.1376*B2+0.6234*B3计算所有参试烘焙类品种评价综合得分，见表10；

(12)根据表10中各品种烘焙类评价得分排序，可以看出，排名前10的品种为百农419，新麦26，平安11，周麦36，丰德存麦5号，郑麦369，郑麦366，周麦30，周麦32，西农979。表明这10个品种为筛选出的高产多抗优质烘焙类小麦品种。

(13)根据公式 B4＝0.2344*Ss+0.2595*L+0.081*Ps+0.1697*G+0.1129*Zs+0.1424*Cs，计算蒸煮类品种品质得分，见表11；

(14)根据公式B(z)＝0.239*B1+0.1376*B2+0.6234*B4，计算蒸煮类品种综合得分，见表11；

(15)根据表11中各个品种蒸煮类品种综合评分排序，可以看出，排名前10的品种为百农419，新麦26，周麦36，平安11，丰德存5号，郑麦369，郑麦366，周麦32，周麦30，西农979，表明这10个品种为筛选出的高产多抗优质蒸煮类小麦品种。

实施例1中通过5个试验点，筛选出的高产多抗烘焙类小麦品种为郑麦366，丰德存5号，周麦30，百农419，周麦32，西农979，周麦36，新麦26，平安11，郑麦369。在实施例2中通过6个试验点试验，筛选出的多抗烘焙类小麦品种为百农419，新麦26，平安11，周麦36，丰德存麦5号，郑麦369，郑麦366，周麦30，周麦32，西农979。尽管筛选出的10个小麦品种在试验I和试验II中具体综合评分不同，且具体排序名次略有差异，但均满足所参试品种的排名前1/3，2次试验筛选出的品种完全相同，因此，2次实施结果相互验证，证明此筛选方法的有效性。

试验I中筛选出的高产多抗优质蒸煮类小麦品种为郑麦366，豫麦158，周麦30，丰德存5号，周麦36，新麦26，百农419，西农979，周麦32，郑麦369；试验II 中筛选出的高产多抗优质蒸煮类小麦品种为百农419，新麦26，周麦36，平安11，丰德存5号，郑麦369，郑麦366，周麦32，周麦30，西农979。其中百农419，新麦26，周麦36，丰德存5号，郑麦369，郑麦366，周麦32，周麦30，西农979这 9个品种在两次试验中均筛选出来，相似性达到90％，表明了本方法的有效性。同时，试验I中筛选出的豫麦158在试验II中排名14，而试验II中筛出的平安11在试验I 中排名11，均仅次于前10名品种，也证明了本方法的可行性。