王志龍,楊金華,于亞雄,王志偉,程加省,喬祥梅,程 耿
(云南省農業(yè)科學院糧食作物研究所,云南昆明650200)
大麥具有早熟、耐寒、抗旱、耐土地貧瘠等特點[1],是云南重要的食用、飼用和工業(yè)原料作物[2-3]。近年來云南年種植面積達22萬~23萬hm2,是全國最大的大麥種植區(qū)[4],總產量約60萬t,其中飼料大麥11.4萬hm2,總產量31萬 t,啤酒大麥 9.2萬 hm2,總產量25萬t[5-6]。隨著畜牧業(yè)和啤酒工業(yè)的發(fā)展,大麥品種不僅要追求產量高,還迫切需要飼用和釀造的優(yōu)質專用大麥品種。大麥品質性狀的改良已逐步展開[7-9]。蛋白質、粗纖維、淀粉、水分含量是影響大麥品質的重要因素,如飼料大麥蛋白質含量低,粗纖維含量高,就大大限制了大麥在飼料中的利用,而啤酒大麥蛋白質含量過高,造成了國產啤酒大麥品質較差,迫使國內麥芽和啤酒工業(yè)對國外原料大麥的過渡依賴[6]。選育適宜本省各類生態(tài)環(huán)境應用的飼用、啤酒、食用大麥新品種,對解決云南乃至中國的畜牧業(yè)、啤酒產業(yè)十分重要[10]。
近紅外光譜(near infrared spectroscopy,NIRS)分析技術是20世紀80年代后期發(fā)展迅速的一項測試技術,前人研究表明,近紅外光譜分析法能得到與化學分析一致的檢測結果,且近紅外光譜技術對樣品的檢測準確性高、一致性好、重復性高[11],具有較好的穩(wěn)定性和可靠性。在需要保存種子的育種材料如低代選擇、基因定位和突變體篩選等品質研究中,近紅外檢測是替代化學分析檢測的有效方法[12]。
本研究對參加2014—2015年度云南省大麥品種區(qū)域試驗和云南省農科院糧食作物研究所選育的新品系,采用近紅外谷物分析儀對大麥水分、蛋白質、淀粉、粗纖維等品質性狀進行分析,以了解現階段云南新育成品種(系)大麥營養(yǎng)品質狀況,為云南地區(qū)飼料大麥和啤酒大麥的品質育種提供參考和建議。
供試材料為22個品種(系),包括參加2014—2015年云南省飼料大麥區(qū)域試驗的品種(系),即云大麥12號、臨大麥5號、云飼麥9號、云飼麥10號、川12259、滇青1號、云14YD-3、云14YD-9、保13FJ-2、保 13-J21、保 09BD-24、德 12BW-57,以及云南省農業(yè)科學院糧食作物研究所麥類課題選育的新品系,即 14YD-4、14BL1-61、14BL1-62、14BL1-86、14BL1-181、14BL1-185、14BL1-186、14BL1-195、14BL1-207、14BL1-211,選用云南省大面積主栽大麥品種S500為對照(CK)。
田間試驗于2014—2015年于云南省農業(yè)科學院嵩明基地進行,試驗田地勢平坦,地力均勻,試驗采用隨機區(qū)組排列,3次重復。省飼料大麥區(qū)試小區(qū)長3.63 m,寬2.76 m,每小區(qū)播種10行。新品系產量鑒定小區(qū)長3.57 m,寬1.87 m,每小區(qū)播種8行。田間管理與當地常規(guī)管理相同。所有檢測樣品為各品種收獲自然晾干稱質量之后,隨機取樣。
水分含量、蛋白質含量、淀粉含量、粗纖維含量的品質指標均利用瑞士波通DA7200型近紅外谷物分析儀進行測定,具體方法參照其使用說明。重復測定3次。
試驗數據采用SPSS 19.0和Excel 2007進行數據整理分析。
表1 22個參試大麥品種(系)籽粒品質性狀
從表1可以看出,22份大麥品種(系)水分含量范圍8.57%~10.13%,平均為9.58%,比CK(9.67%)低0.09百分點,最高為臨大麥5號(10.13%),比CK高0.46百分點,最低為14BL1-86(8.57%)。進行組間方差分析,結果表明品種間差異極顯著(P<0.01)。參試品種(系)籽粒含水量均較低,水分含量均低于11%,均達到國家一級大麥質量標準水分要求。
由表1可見,參試大麥品種(系)蛋白質含量較高,蛋白質平均含量為13.67%,比CK(14.63%)低0.96百分點,22份大麥品種(系)蛋白質含量范圍為12.10%~16.80%,蛋白質含量均達到一級飼料大麥的標準,達標率為100%。
由表1可見,參試品種(系)淀粉含量范圍為44.87%~59.47%,平均為49.26%,高于CK(48.47%)0.79百分點,最低為 14BL1-211(44.87%),最高為云大麥12號(59.47%)。低于對照的品種(系)有15份,占全部參試品種(系)的68.18%。
由表1可見,22份大麥粗纖維含量范圍為2.73%~7.03%,均值為5.28%,比CK低0.09百分點,均值與CK進行單樣本T檢驗,差異不顯著。粗纖維含量達一級飼用大麥標準的有14BL1-86(2.73%)、云大麥 12號(2.77%)、滇青 1號(3.00%)及川12259(3.17%),共4份,占參試材料的18.18%;粗纖維含量達二級飼用大麥標準的有14BL1-195(5.00%)、14BL1-181(5.03%)、臨大麥 5號(5.47%),共3份,占參試品種的13.64%。
根據中國飼用大麥的質量標準[13],飼用大麥一級品的粗蛋白質含量應≥11%,粗纖維含量<5%;二級品的粗蛋白質含量應≥10%,粗纖維含量<5.5%;三級品的粗蛋白質含量應≥9%,粗纖維含量應低于6%;水份含量<13%。綜合上述3項指標,參試的22個大麥新品種(系)達到1級飼料大麥的品種有14BL1-86、云大麥12號、滇青1號及川12259,共4份,占參試材料的18.18%。同時也可以看出,粗纖維含量較高是制約參試品種(系)作飼料大麥的限制性因素。
參試品種水分含量均低于11.0%,水分含量全部達到國家一級大麥標準,這是由于云南在大麥收獲期間,未進入雨季,天氣干燥,空氣含水量低,紫外線較強,利于籽粒水分的散失,從而籽粒含水量較低。
蛋白質含量是各種用途大麥的重要品質性狀,是決定大麥用途的重要品質指標之一。啤酒大麥的蛋白質含量要求為9%~13%,飼料大麥的蛋白質含量則越高越好。針對飼料大麥而言,蛋白質含量越高,粗纖維含量越低,品質越好。參試品種(系)蛋白質含量較高,均達一級飼用大麥標準,前人研究表明;大麥籽粒蛋白質含量易受種植區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響[14-15],大麥在光照時間長、輻射強度大、降水量少、相對濕度低的條件下生長,其蛋白質含量高[16]。而云南平均海拔在1 900 m,紫外線輻射強,5月下旬到9月為雨季,冬播大麥在10月播種,4月底收獲,生育期降水少、光照時間長、紫外線強,正符合適宜大麥蛋白質含量高的氣候條件,這可能是云南大麥蛋白質含量高的一個因素。針對云南大麥蛋白質含量高的有利條件,可以在云南選擇適宜區(qū)域大力發(fā)展飼料大麥。
啤酒大麥是釀造啤酒的主要原料,云南省是中國西南地區(qū)唯一一個被農業(yè)部列為中國啤酒大麥優(yōu)勢產區(qū)的省份,擔負著整個西南乃至東南亞地區(qū)的啤酒大麥供應。啤酒大麥品質的優(yōu)劣直接決定啤酒質量的高低,而蛋白質品質則是決定啤酒大麥品質優(yōu)劣的關鍵[17],所以選育適宜云南種植的優(yōu)質高產啤酒大麥對啤酒產業(yè)意義重大。一級啤酒大麥蛋白質含量要在10.0%~12.5%之間,參試品種蛋白質含量均較高,達到啤酒大麥蛋白質含量的品種僅2個。其中對照品種S500在云南被多家麥芽企業(yè)指定為啤酒大麥原料品種,但在本研究中,其蛋白質含量高達14.63%,因而該品種作為啤酒大麥原料時,在栽培上應注意選用優(yōu)質專用啤酒大麥栽培技術,才能加以應用。針對云南大麥蛋白質含量較高的特點,應有針對性地選擇蛋白質含量適宜的優(yōu)良品種,擴大種質資源遺傳基礎和構建遺傳群體,選育優(yōu)質啤酒大麥品種;同時要注意研究生態(tài)環(huán)境與栽培技術對大麥蛋白質含量影響的研究,結合品種特性、生態(tài)環(huán)境、栽培技術來發(fā)展優(yōu)質專用啤酒大麥。
云南立體氣候顯著,因此可以根據不同的生態(tài)氣候劃分不同大麥種植區(qū)域,在適宜的區(qū)域分別重點發(fā)展飼用和啤酒大麥的品種選育。充分利用云南豐富的氣候資源、合理布局生產各類專用大麥,在兼顧產量的同時,選育飼料、食用、啤酒和其他功能食品等專用大麥新品種,對解決云南乃至中國西南畜牧業(yè)飼料缺乏及啤麥產業(yè)問題意義重大[6]。
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