1. 引言
近红外检测小麦品质是一种高效无损技术，该方法与国标化学法相比，近红外检测方便快捷，无需化学药品处理样品，无废弃物污染环境，可以不损伤损耗样品，安全性高，且检测数据与国标化学法检测数据相关性高，可用于代替化学法检测小麦品质。特别是小麦蛋白质含量检测上，两种方法相关性极显著 [1] [2] [3]，因此越来越多人利用近红外法进行小麦的蛋白质含量检测。但近红外法与国标化学法测定的蛋白质含量数据仍存在差异 [2] [4] [5]，为了更准确获得小麦籽粒的蛋白质含量数据，需要利用国标化学法检测数据对近红外检测数据进行校准。
为此，我们利用30份小麦品种，田间2次重复的60份小麦样品，进行近红外法和化学法品质检测和比较分析，验证近红外法的准确性，为后期小麦品质检测奠定基础。
2. 材料与方法
2.1. 材料
30份小麦材料，田间设置2个重复，于2018~2019年度种植于湖北省南漳县清河管理区雷家巷村稻茬田，常规大田种植。
2.2. 小麦品质国标化学法测定
由农业农村部谷物品质监督检验测试中心(泰安)对小麦材料进行国标化学法检测，检测指标有出粉率、粗蛋白、湿面筋含量、面筋指数和降落数值。相关检测标准为：实验制粉NY/T1094.1-2006；籽粒粗蛋白质NY/T 3-1982；湿面筋GB/T5506.2-2008；面筋指数LS/T6102-1995；降落数值GB/T10361-2008。
2.3. 小麦品质近红外法测定
利用DA7250近红外成分分析仪对小麦籽粒主要品质指标进行测定。测定指标包括水分、容重、硬度、粗蛋白、湿面筋、沉降值、吸水率、稳定时间和形成时间。具体操作为：先将近红外分析仪开机预热30 min，预热完成后将小麦种子倒入测试盘中，用刮板压实刮平，置于仪器样品台上进行第一次扫描，扫描后倒回小麦种子，第二次重新装盘扫描，仪器软件自动计算出2次测量后各参数数据。
2.4. 统计分析
用SPSS20对数据进行统计分析和相关性分析。
3. 结果分析
3.1. 小麦品质测定值统计学分析
对60份小麦样品的品质进行分析，如表1所示。变异最小的是近红外法测得的含水量和容重，分别为1.79%和1.16%，说明这些材料间水分含量差异小，容重相对稳定。近红外法和国标化学法测量的粗蛋白含量相比，前者稍高于后者；而湿面筋含量则相反，前者稍低于后者。但这两个品质指标的变异系数相比，前者都稍低于后者，说明近红外测量值比国标化学法数据更稳定。
Table 1. Analysis of quality characteristics in 60 wheat materials
表1. 60份小麦材料品质性状变异分析
3.2. 品质性状间相关性分析
相关性分析结果显示(见表2所示)，近红外法测得品质指标中，粗蛋白、湿面筋和沉降值之间相关性很高，相关系数为0.919~0.966 (P < 0.01)。沉降值与稳定时间和形成时间3者之间相关性也很高，为0.912~0.974 (P < 0.01)。粗蛋白和湿面筋与稳定时间和形成时间相关性同样很高，为0.806~0.877 (P < 0.01)。另外，吸水率与硬度间相关性极显著，达0.933 (P < 0.01)。
国标化学法测量的指标中，粗蛋白和湿面筋相关性最高，为0.825 (P < 0.01)。另外出粉率与降落值间达极显著相关，但相关系数较低，为0.404 (P < 0.01)。而湿面筋与面筋指数成极显著负相关(P < 0.01)，相关系数为−0.406。
两种检测方法相比，国标化学法测量的粗蛋白与近红外法检测的粗蛋白、湿面筋、沉降值间、稳定时间和形成时间之间呈极显著正相关(P < 0.01)，分别为0.951、0.937、0.912、0.877和0.804。另外，国标化学法的湿面筋含量也与近红外法的这5个品质指标呈极显著相关(P < 0.01)，分别为0.835、0.845、0.800、0.764和0.702。
Table 2. Correlation analysis of wheat quality characteristics by using NIRS and national standard chemical method
表2. 近红外法和国标化学法测量指标相关性分析
注：**表示在0.01水平(双侧)上显著相关，*表示在0.05水平(双侧)上显著相关。
3.3. 小麦籽粒粗蛋白和湿面筋含量标准曲线的建立
相关性分析显示，近红外法与国标化学法测量的粗蛋白含量间相关性最高，达0.951。因此，以前者为自变量x，后者为因变量y，进行回归分析，得到方程式为y = 0.966x − 0.109，R2为0.939，说明两种方法测量的粗蛋白相关性高，可用近红外法代替国标化学法进行小麦籽粒的蛋白质含量测定。
以近红外法测量的湿面筋含量为自变量x，国标化学法获得的湿面筋含量为因变量y，进行回归分析，获得的回归方程为y = 1.063x + 0.687，R2为0.715，近红外湿面筋数据可作为参考数据用于小麦品系初筛。
4. 讨论
近红外法和国标化学法测得的粗蛋白和湿面筋之间都呈极显著相关，相关系数为0.825~0.966，该结果与前人研究一致 [3] [6] [7] [8]。特别是两种方法检测的蛋白质含量相关系数高达0.951，利用两组数据构建了回归方程，R2为0.939，说明本研究近红外法检测蛋白质含量准确性高，可代替国标化学法。此外，两种测量方法测得的湿面筋含量相关系数也高达0.845，因此，可用近红外法对小麦品系湿面筋含量进行初筛。
近红外检测数据相关性分析发现，硬度和吸水率相关性极显著，相关系数为0.933，该结果与赵鹏涛等结果一致 [7]，但与张平平等的结果不一致 [8]，推测可能是由于张平平等的研究对象是软质小麦造成的。
综上所述，近红外法可代替化学法对小麦蛋白质含量进行检测，而近红外检测的湿面筋含量可作为参考数据对品种(系)开展初筛工作。
基金项目
粮食丰产增效科技创新2018YFD0301301；国家现代农业产业技术体系建设专项“小麦产业技术体系”(CARS-03)。
NOTES
*通讯作者。