秦毛毛，刘艳喜，张 琨，赵梦琪，周正富，吴政卿，陈 锋，雷振生

(1.河南省农业科学院 小麦研究所/小麦国家工程实验室,河南 郑州 450002；2.河南农业大学 农学院/省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室，河南 郑州 450046；3.河南省作物分子育种研究院，河南 郑州 450002)

小麦是我国重要的粮食作物之一，近年来，黄淮麦区春季低温发生频率日益增加，小麦的生产受到低温胁迫带来的伤害越来越严重[1]。在河南省，倒春寒主要发生在3月下旬—4月上旬，此时小麦正处于起身拔节孕穗阶段，小麦幼穗发育进入雌雄蕊形成至药隔前期(孕穗期)，是营养生长和生殖生长并进的关键时期，对低温和水分缺乏极为敏感，一般温度低于4 ℃即可造成伤害，致使小穗受伤或者死亡等[2]。小麦受倒春寒影响的主要表现：一为无穗，主要特征为株高降低，幼穗干死在旗叶叶鞘内；二为白穗，又称光秆穗，即只有穗轴，其小穗全部发白枯死；三为不完整穗，即幼穗上半部分或者下半部分局部受冻，从而导致小穗不结实；四为青穗，即次分蘖长出来的小穗，由于抽穗晚，在统一收获时还未完全成熟。倒春寒所导致的直接危害是小麦大幅度减产，根据冻害程度不同，减产在10%～30%[3]。

河南省黄河以北平原区是我国主要的优质强筋小麦适宜生态区，但是优质强筋小麦频遭冻害，尤其以倒春寒危害最重[4]。温度是小麦生长发育过程中重要的生态因子之一，对小麦的品质有着很大的影响[5-6]。目前，前人关于倒春寒对小麦影响的报道主要集中于产量和农艺性状方面[7-9]，对小麦品质的影响研究鲜有报道。为此，以优质强筋小麦郑麦366为材料，对受冻害程度不同的样品进行品质相关指标的分析，为粮食、面粉等企业的收购以及对优质耐倒春寒小麦新品种的培育提供理论支撑。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试小麦材料郑麦366于2018年6月初取自河南省延津县石堤村麦田。根据冻害程度由大到小分为六类(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ类)，每类各随机取1 m2麦穗，重复3次，各类冻害比例见表1。同时，随机取1 m2未受冻害麦穗作为对照(CK)，重复3次。

表1 各类别小麦材料所受冻害程度Tab.1 Degree of frost damage of various categories of wheat materials %

1.2 测定方法与仪器

1.2.1 一次加工品质指标 小麦容重参照GB/T 5498—2013，采用GHCS-1000型谷物电子容重器测定；籽粒硬度参照GB/T 21304—2007，采用瑞典Perten SKCS 4100型单粒谷物质量分析仪测定。参照AACC26-20的方法，采用Buhler实验磨制粉。面粉水分含量参照GB/T 5009.3—2016，利用105 ℃直接干燥法测定；面粉白度采用浙江托普云农生产的WSB-V型智能白度测定仪检测；粗蛋白含量：采用全麦粉，参照GB/T 5009.5—2016利用海能K1100F型全自动凯氏定氮仪进行测定。

1.2.2 二次加工品质指标 湿面筋含量及面筋指数参照GB/T 5506.2—2008，采用瑞典Perten GM2200型面筋仪进行测定；粉质指标(面粉吸水率、面团形成时间、面团稳定时间和弱化度)采用德国Brabender 810130型粉质仪，参照GB/T 14614—2006的方法测定。

1.2.3 营养品质指标 直、支链淀粉及总淀粉含量：使用全麦粉，参考戴双等[10]、金玉红等[11]采用的双波长法进行测定；面粉蛋白质含量采用瑞典Perten IM9500型多功能谷物近红外分析仪测定；淀粉糊化特性(峰值黏度、最低黏度、衰减值、最终黏度、回升值、峰值时间和糊化温度)参照GB/T 24853—2010，利用瑞典Perten快速黏度仪(RVA)测定。

1.3 数据处理

利用SPSS 22 进行数据处理和显著性分析；利用Graphpad Prism 5.0 绘图。

2 结果与分析

2.1 倒春寒对郑麦366加工品质的影响

2.1.1 一次加工品质 小麦的一次加工品质包括籽粒容重、籽粒硬度、面粉白度以及粗蛋白含量等。由图1可知，郑麦366容重随着冻害的加深呈递减的趋势，且都与对照呈极显著差异，这可能是由于小麦在经历倒春寒后，籽粒小而瘪、饱满度和整齐度差等原因造成的。郑麦366受冻害后籽粒硬度有所降低。其中，Ⅰ类冻害与对照呈显著差异，其余冻害程度的籽粒硬度虽有差异，但与对照相比差异均不显著。冻害对面粉白度有一定的影响，随着冻害程度的加深，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类的面粉白度与对照相比显著或极显著降低，Ⅲ类的青穗比例相对较高，面粉白度最低，较对照极显著降低3.2%；Ⅱ类青穗比例最高，面粉白度较低，也极显著低于对照；Ⅰ类面粉白度显著低于对照。说明小麦受倒春寒影响后，籽粒中未成熟的青粒会严重影响其面粉的色泽，降低面粉的市场价值。随冻害程度加深，粗蛋白含量基本呈递增趋势，与冻害比例呈正相关，Ⅰ类的粗蛋白含量较对照极显著增加18.5%，Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ类较对照显著增加。

2.1.2 二次加工品质 小麦的二次加工品质包括湿面筋含量及面团吸水率、形成时间、稳定时间等。小麦的蒸煮和烘烤品质的好坏与面筋含量和面筋质量有密切的关系。粉质指标中的面团稳定时间主要用来表示面粉形成面团时耐受机械搅拌的能力，根据不同面食的需要来选择不同品质的面粉。

由表2可见，郑麦366湿面筋含量总体上随着冻害比例的增加而增加，Ⅱ类的湿面筋含量最高，较对照增加28.8%。相反，面筋指数与冻害比例呈负相关，面筋指数随冻害比例增高呈递减趋势，Ⅰ类冻害的面筋指数最低，较对照显著降低14.7%，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类也显著低于对照。由此可见，随着冻害比例的增加，面筋含量虽有所增高，但面筋质量却呈下降趋势。粉质相关指标表明，随着冻害程度的加深，吸水率逐渐升高，形成时间和稳定时间整体减短，弱化度升高。冻害最严重的Ⅰ类与对照相比，吸水率增高5.1%，形成时间缩短19.5%，稳定时间缩短36.0%，弱化度增加60.0%。显著性分析表明，Ⅰ类冻害较严重，其吸水率、稳定时间和弱化度均与对照差异显著。由以上结果可知，春季冻害对小麦面粉的品质特性造成一定的影响，品质下降较严重。

2.2 倒春寒对郑麦366营养品质的影响

小麦籽粒含有很多对人体有益的营养物质，包括蛋白质、淀粉、膳食纤维、生物活性物质及一些微量元素等[12]。

2.2.1 淀粉及面粉蛋白质含量 由图2可知，不同冻害程度对淀粉含量的影响存在差异。其中，Ⅲ类和Ⅳ类的总淀粉含量较低，分别较对照极显著降低2.2%和1.7%；Ⅱ类和Ⅴ类的总淀粉含量有所增加，但与对照相比差异不显著，其他类与对照相近。小麦受冻害后，直链淀粉含量整体有所下降，其中Ⅲ类和Ⅴ类分别较对照显著降低16.0%和15.8%，其他类与对照差异不显著。支链淀粉含量与直链淀粉含量相反，除Ⅳ类降低外，其他类均呈增高趋势，Ⅲ类和Ⅴ类与对照差异显著，分别增高2.2%和6.1%。直/支分析发现，除Ⅳ类稍微升高外，其他类均较对照降低，其中Ⅲ类和Ⅴ类与对照差异显著，分别较对照极显著降低24.0%和19.2%。对于面粉蛋白质含量，6类面粉蛋白质含量均高于对照，除Ⅳ、Ⅵ类外，其余均与对照差异显著；除Ⅴ类外，随冻害程度的加深，面粉蛋白质含量逐渐增高，其中Ⅰ类最高，较对照极显著增加10.3%，这与粗蛋白含量的结果相一致。

表2 倒春寒对郑麦366二次加工品质的影响Tab.2 The effect of late spring coldness on the secondary processing quality index of Zhengmai 366

2.2.2 淀粉糊化特性 糊化特性是反映小麦淀粉品质的主要指标，与制品品质特别是面条品质密切相关，其中峰值黏度与熟面条的黏弹性以及口感呈正相关。具有较高衰减值和峰值黏度的面粉是加工面条的优质原材料[13-14]。由表3可知，Ⅰ类冻害小麦峰值黏度较对照降低27.5%，最低黏度降低42.5%，衰减值降低2.4%，回升值降低21.8%，最终黏度降低34.3%。Ⅳ类冻害小麦整体糊化指标降低幅度较大，相较于对照，峰值黏度降低38.6%，最低黏度降低59.8%，衰减值降低4.9%，最终黏度降低49.2%，回升值降低30.0%。整体的峰值时间和糊化温度受冻害影响较小，变化不大。显著性分析表明，总体上，不同类别冻害小麦的峰值时间、糊化温度与对照差异不显著，峰值黏度、衰减值、最低黏度、最终黏度及回升值均与对照差异显著，从整体糊化指标结果来看，Ⅰ类和Ⅳ类冻害对糊化特性影响较大，且与对照均呈显著性差异。由以上结果可知，小麦的冻害对糊化特性指标影响较大，随着冻害程度的加深，其糊化特性变差，所以小麦发生冻害会严重降低淀粉质量，从而影响后期面条的加工品质。

表3 倒春寒对郑麦366淀粉糊化特性的影响Tab.3 The effect of late spring coldness on the starch pasting property of Zhengmai 366

3 结论与讨论

3.1 倒春寒对小麦品质的影响

容重是反映小麦商品性优劣的重要指标之一，也是企业收购优质小麦的重要指标之一。一般小麦在遭遇倒春寒后，其籽粒饱满度和整齐度降低，千粒质量下降，严重影响产量以及后期的面粉加工特性和市场价值。前人研究结果表明，植物中可溶性蛋白的含量与其抗寒性呈正相关，当小麦籽粒蛋白质含量增加时,面筋蛋白质含量也会增加,即籽粒蛋白质含量和面粉的面筋含量呈正相关[10-11，15]。孙苗苗等[16]研究表明，低温胁迫后，小麦叶片中可溶性蛋白含量较对照有显著提高，而湿面筋主要由醇溶蛋白及麦谷蛋白构成，因此，冻害严重时，其湿面筋含量会随籽粒蛋白质含量的升高而升高，但面筋质量有所下降，这与本研究结果一致。李志西等[17]研究表明，醇溶蛋白含量与面团吸水率呈显著正相关，而醇溶蛋白占小麦籽粒总蛋白的40%～50%[18]，故本研究结果中吸水率随冻害程度加深而增高可能与蛋白质含量的升高有关。张树华等[19]研究表明，麦谷蛋白含量与面团稳定性呈极显著正相关。本研究结果显示，小麦受冻害越重，面团稳定时间越短，可能是由于冻害使蛋白质组分发生了一定的变化，醇溶蛋白含量增加，麦谷蛋白含量有所降低。

本研究结果显示，小麦受冻害后，直链淀粉及直/支均明显降低。据报道，随着灌浆期温度的增加，直链淀粉含量增加[20]；如果发生降温，直链淀粉含量可能会有所降低，与本研究结果一致。研究表明，直链淀粉含量低，其面条制品在软度、光滑性、口感及综合评分等品质指标上表现均较好[21-22]；直链淀粉含量过高可能会导致面条的色泽、表观性状、黏性、适口性等有所下降，煮制时间延长[23]。据报道，淀粉峰值黏度、回升值与煮面的黏弹性呈极显著正相关，糊化温度与煮面韧性呈负相关[24]，峰值黏度高的面条光滑、有弹性、有咬劲[25]。本研究结果表明，除Ⅳ类冻害外，峰值黏度、衰减值、最低黏度、最终黏度及回升值均随冻害程度的增加而降低。冻害不但使直链淀粉含量有所降低，并大大降低了面粉的糊化特性，从而对其面条品质有一定影响。

3.2 预防倒春寒的栽培管理措施

本研究所用的对照材料由于管理措施较好，很大程度上避免了倒春寒所带来的影响。因此，结合前人研究结果，总结了优质强筋小麦预防倒春寒的栽培管理措施，以便更好地发挥郑麦366的优势。

郑麦366属半冬性早熟小麦品种，在适播期内适时晚播，播量不宜太大，在 187.5 kg/hm2左右，可以起到较好的抗寒效果[26]。深耕深松、秸秆还田及旋耕的麦田，播种时均需要镇压，增强土壤紧实度，防止小麦根系扎在秸秆上，阻止冷空气直接侵害小麦根部，提高播种质量和出苗率，促根系下扎，提高耐旱能力，防漏风冻害。春季小麦返青拔节期干旱时要适时浇水，并根据苗情适当追施氮肥。关注天气预报，在寒流来临前及时灌水，防御早春冻害，合理施肥，采用生物化学调控，促进植株茁壮成长，提高小麦的抗寒性[27]。