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云南田、地2种栽培方式对大麦籽粒品质影响的研究

2018-02-22王志龙杨金华于亚雄乔祥梅王志伟程加省

大麦与谷类科学 2018年6期
关键词:啤酒大麦大麦籽粒

王志龙,杨金华,于亚雄,乔祥梅,王志伟,程加省,程 耿

(云南省农业科学院粮食作物研究所,云南昆明650205)

云南大麦常年种植面积在22.7万~24.0万hm2,居全国首位[1]。云南山多地少,在长期的生产实践中,麦类种植形成了田麦和地麦2种栽培类型[2],其中地麦多是玉米和其他旱地上秋收作物的后作,没有灌溉条件且不追肥,完全依靠降水;田麦大多是水稻的后作,是有灌溉条件并能根据麦类生产进展和需要进行浇水和追肥[3]。云南大麦生产中约75%为地麦栽培,仅25%为田麦栽培[4]。在云南,大麦主要是作为重要的饲用和啤用等工业用原料,而要作为优质、专用的饲料大麦或啤酒大麦原料,各有严格的品质指标,水分、蛋白质、淀粉、粗纤维是影响大麦品质及用途的4个重要因素[5]。当前,2种栽培方式对于大麦品质的影响尚不明确,因此,开展田、地2种栽培方式对大麦品质影响的研究,对云南省大麦优质、专用生产具有重要意义。前人对大麦田、地栽培方式研究主要集中在产量与叶片性状等方面,对品质的影响则鲜有研究[6]。本文通过对云南大麦田、地2种栽培方式对大麦籽粒的水分、蛋白质、淀粉、粗纤维4个品质性状的影响进行研究,以期为优质、专用饲料大麦或啤酒大麦品种选育以及不同用途的大麦收购、种植推广和加工应用等提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料共11个品种,分别为云南省农业科学院粮食作物研究所麦类课题组选育的10个大麦品种:云大麦1号、云大麦3号、云大麦5号、云大麦6号、云大麦7号、云大麦8号、云大麦9号、云大麦10号、云大麦11号、云大麦13号以及云南省大面积种植的S500。

1.2 试验方法

试验材料于2016—2017年种植于云南省农业科学院嵩明基地(103°06′E 、25°21′N),海拔1 900 m,试验田地势平坦,地力均匀。试验采用随机区组排列,小区面积6.67 m2,每小区10行,行长3.57 m,行距0.23 m。地大麦栽培全生育期不灌水,仅依靠自然降水且不追肥;田大麦除自然降水外,分别于分蘖期和拔节期灌水和追肥,每次施尿素10 kg/667 m2;其余同一般大田管理。所有检测样品为各品种成熟之后收获的籽粒,经自然晾干,随机取样。

1.3 品质分析

籽粒水分含量、蛋白质含量、淀粉含量及粗纤维含量的品质指标均利用瑞士波通DA7200型近红外谷物分析仪进行测定,重复测定2次。

1.4 数据分析

试验数据采用SPSS 22.0和Excel 2007进行整理分析。

2 结果与分析

2.1 田、地2种栽培方式对籽粒水分含量的影响

从表1可以看出,田、地2种栽培方式对大麦籽粒含水量影响较大,田大麦水分含量为9.80%~10.70%,平均9.95%,地大麦水分含量为10.80%~11.15%,平均11.01%,全部品种的田大麦栽培方式比地大麦栽培方式的含水量低,平均低0.72%,达到极显著水平(P<0.01)。田大麦水分含量的变异系数(0.028)比地大麦变异系数(0.012)大,说明地大麦栽培方式水分含量更稳定。

表1 田、地2种栽培方式下大麦籽粒4种指标的差异

从表2可以看出,田、地2种栽培方式对六棱和二棱大麦籽粒含水量影响较大,均达到极显著水平(P<0.01)。所有品种及2种栽培方式籽粒含水量均小于13%,符合啤、饲2用大麦安全储存标准。

表2 田、地2种栽培方式下大麦籽粒4种指标的差异

2.2 田、地2种栽培方式对籽粒蛋白质含量的影响

从表1可以看出,田大麦蛋白质含量为12.15%~15.35%,平均为13.57%,地大麦蛋白质含量为8.35%~10.55%,平均为9.22%。所有品种的蛋白质含量均是田大麦比地大麦含量高,平均高4.37%,达极显著差异(P<0.01),田大麦蛋白质含量的变异系数(0.060)比地大麦变异系数(0.077)低,说明田大麦不同品种间蛋白质含量更加稳定。

从表2可以看出,田、地2种栽培方式下,六棱和二棱大麦的籽粒蛋白质含量也均有极显著差异(P<0.01)。根据国家饲料用皮大麦标准(一级蛋白质含量≥11.0%),田大麦栽培方式下所有品种蛋白质含量最低为12.15%,均高于一级饲料大麦的11.0%。啤酒大麦原料要求蛋白质含量在9.0%~13.5%,其中一级和优级的蛋白质含量要求在10.0%~12.5%,二级标准要求蛋白质含量为9.0%~13.5%。田大麦中仅有云大麦3号(蛋白质含量为12.15%)符合一级标准,另有云大麦5号(蛋白质含量为12.80%)、云大麦10号(蛋白质含量为13.00%)、云大麦1号(蛋白质含量为13.35%)、云大麦13号(蛋白质含量为13.50%)4个品种符合二级标准,一、二级达标率为45.45%;地大麦中有云大麦9号(蛋白质含量为10.30%)和云大麦7号(蛋白质含量为10.55%)2个品种符合一级标准,另有云大麦6号(蛋白质含量为9.00%)、云大麦13号(蛋白质含量为9.15%)、云大麦5号(蛋白质含量为9.15%)、云大麦8号(蛋白质含量为9.85%)4个品种符合二级标准,一、二级达标率为54.55%。

2.3 田、地2种栽培方式对籽粒淀粉含量的影响

从表1可以看出,田大麦籽粒淀粉含量为44.75%~47.75%,平均为46.70%;地大麦淀粉含量为49.10%~50.45%,平均为50.18%。所有品种的淀粉含量均是田大麦比地大麦含量低,平均低3.48%,达极显著差异(P<0.01)。不同品种籽粒淀粉含量中,田大麦变异系数(0.023)比地大麦变异系数(0.020)的变异系数大,说明地大麦淀粉含量更加稳定。

从表2可以看出,六棱大麦田、地2种栽培方式下淀粉含量达显著差异(P<0.05),二棱大麦田、地2种栽培方式下淀粉含量则达极显著差异(P<0.01)。

2.4 田、地2种栽培方式对籽粒粗纤维含量的影响

从表1可以看出,田大麦粗纤维含量为5.20%~7.00%,平均为5.85%;地大麦粗纤维含量为5.45%~7.00%,平均为6.05%。除云大麦9号外,其他品种的粗纤维含量田大麦均比地大麦含量低,平均低0.20%,达极显著差异(P<0.01)。田大麦粗纤维含量的变异系数(0.111)比地大麦变异系数(0.106)高,说明地大麦不同品种间粗纤维含量更加稳定。

从表2可以看出,六棱大麦田、地2种栽培方式粗纤维含量达极显著差异(P<0.01);二棱大麦田、地2种栽培方式粗纤维含量达显著差异(P<0.05)。按照国家饲料大麦标准,粗纤维含量一级≤5%、二级≤5.5%、三级≤6%来看。田大麦籽粒粗纤维含量没有符合一级的品种,符合二级的有5个品种(云大麦8号、S500、云大麦7号、云大麦6号、云大麦13号),符合三级的有3个品种(云大麦5号、云大麦9号、云大麦3号);地大麦粗纤维含量没有符合一级的品种,符合二级的有3个品种(云大麦8号、云大麦7号、S500),符合三级的有4个品种(云大麦9号、云大麦6号、云大麦13号、云大麦5号)。

3 结论与讨论

本研究表明,田、地2种栽培方式对水分、蛋白质、淀粉、粗纤维4种主要品质指标均有极显著影响(P<0.01)。所有的参试品种籽粒水分、淀粉含量地栽培均比田栽培含量高;蛋白质含量田栽培比地栽培含量高;除云大麦9号外,其他品种田栽培方式粗纤维含量比地栽培含量低。六棱和二棱大麦2种栽培方式的水分、蛋白质和粗纤维含量均达极显著差异(P<0.01),六棱大麦的2种栽培方式淀粉含量达显著差异(P<0.05);二棱大麦淀粉含量达极显著差异(P<0.01)。田大麦蛋白质含量高,粗纤维含量低更合适做饲料大麦。

3.1 云南大麦品质对大麦应用的影响

大麦以其适应性广、抗逆性强、用途广而在全世界种植,云南大麦种植面积居全国首位[7]。我国的啤酒和饲料专用大麦在品质上离啤酒工业和饲料工业的要求尚有很大差距[8]。在大麦种植生产中,对品质重视不足,使得大麦品质难以得到保证,同时对于云南田、地2种栽培方式对品质的影响鲜有研究,严重影响云南大麦的用途和经济效益。

大麦在云南畜牧业中占有重要地位,利用冬季种植大麦是解决云南粗饲料不足的一种有效途径,但皮大麦粗纤维含量过高是影响其作为单胃动物饲料有效能值偏低的主要因素之一[9],根据国家饲料用皮大麦标准(蛋白质含量一级≥11.0%,粗纤维含量一级≤5%、二级≤5.5%、三级≤6%)来看,田大麦栽培方式下所有品种蛋白质含量最低为12.15%,远高于一级饲料大麦的11.0%。田大麦粗纤维含量没有符合一级的品种,符合二级的有5个品种,符合三级的有3个品种。地大麦粗纤维含量没有符合一级的品种,符合二级的有3个品种,符合三级的有4个品种,11个试验品种除云大麦9号外,其他10个品种的纤维素含量田大麦均低于地大麦,相比较而言,田大麦更符合饲料大麦的标准,可能与田大麦种植过程中所具良好的水肥和光照条件有关。

啤酒大麦是啤酒工业的主要生产原料,随着我国啤酒酿造业的快速发展,国内对啤酒大麦的需求量日益增多,但长期以来国产啤酒原料一直供不应求,严重影响了啤酒酿造业的发展[10],困扰国产啤酒大麦的首要因素是品质尚不能满足啤酒及麦芽工业的要求,主要是由于蛋白质含量高、水敏性强等因素[8]。啤酒大麦的主要理化指标为蛋白质含量,啤酒大麦原料标准要求蛋白质含量在9.0%~13.5%,其中一级和优级蛋白质含量要求在10.0%~12.5%,二级标准要求蛋白质含量9.0%~13.5%。田大麦中有云大麦3号(蛋白质含量12.15%,六棱)、云大麦5号(蛋白质含量12.80%,六棱)、云大麦10号(蛋白质含量13.00%,六棱)、云大麦1号(蛋白质含量13.35%,六棱)、云大麦13号(蛋白质含量13.50%,六棱)5个品种符合一、二级标准,达标率为45.45%;地大麦有云大麦9号(蛋白质含量10.30%,二棱)、云大麦7号(蛋白质含量10.55%,二棱)、云大麦6号(蛋白质含量9.00%,二棱)、云大麦13号(蛋白质含量9.15%,六棱)、云大麦5号(蛋白质含量9.15%,六棱)、云大麦8号(蛋白质含量9.85%,二棱)6个品种符合二级标准,达标率为54.55%。在云南省大麦品种区试中,通常按照二棱为啤酒大麦组,六棱为饲料大麦组来进行区域试验,而本研究发现,田大麦蛋白质符合啤酒大麦标准的5个品种均为六棱,地大麦蛋白质符合啤酒大麦标准的6个品种中,4个为二棱、2个为六棱,说明在具体的应用中不能仅仅依靠棱型来进行专用大麦的划分,还要根据具体的品质指标来决定其用途。

3.2 田、地2种栽培方式对4种品质指标的影响

田、地2种栽培方式主要是体现在灌水和肥料上的差异,对作物的生长发育和品质必然产生很大的影响[4]。通过分析显示,田、地2种栽培方式对水分、蛋白质、淀粉和粗纤维含量均呈极显著差异(P<0.01),说明田、地2种栽培方式对于11个大麦品种的4种品质指标有极显著的影响。在试验中发现,除云大麦9号田栽培粗纤维比地栽培含量高外,其他参试品种水分、淀粉、粗纤维3种指标田栽培均比地栽培含量低,蛋白质含量田栽培比地栽培含量高。大麦籽粒蛋白质含量既受遗传控制,又易受环境的影响[11],前人对大麦进行干旱胁迫和不同灌水研究,发现干旱胁迫下籽粒的蛋白质和淀粉含量升高[12-13],而灌水多和少对蛋白质含量的影响不显著[14]。而在本研究中,地大麦栽培方式籽粒蛋白质含量比田大麦的含量低,淀粉含量则比田大麦高,这与前人研究均不一致,可能与本研究中地大麦并不是受到严格意义上的干旱胁迫,以及其生育期内有降雨发生有关。

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