寧 凱 徐化凌 畢云霞 燕海云 于德花 陳小芳 張 梅
(東營市農(nóng)業(yè)科學研究院 山東東營257091)
黃淮海地區(qū)農(nóng)耕歷史悠久, 是大豆的主要起源地之一[1-2],也是我國大豆的第二主產(chǎn)區(qū),培育適宜當?shù)胤N植的優(yōu)質大豆品種對振興我國大豆產(chǎn)業(yè)具有重要意義。 統(tǒng)計分析近年來國家審定黃淮海地區(qū)夏大豆品種的產(chǎn)量和品質性狀的演變趨勢, 對進一步提高該地區(qū)大豆育種研究水平有一定的參考價值。
黃淮海流域大豆種植面積和產(chǎn)量占全國1/3 以上, 全區(qū)在 34°N~40°N, 包括長城以南、 秦嶺淮河線以北, 東起黃海、 西至六盤山的廣大地區(qū), 涵蓋北京、 天津、河北、山西、陜西長城以南,河南、山東全省, 安徽、 江蘇淮北以及甘肅南部等地區(qū)[3]。 全年無霜期 175~260 d, 降水量 400~1 000 mm, 有效積溫3 800℃~4 800℃[4],多以一年兩熟制夏播大豆為主。
研究材料為2003-2018 年國家審定大豆品種,共111 個。 農(nóng)藝和品質性狀數(shù)據(jù)來自國家農(nóng)作物品種審定文件及選育報告, 對品種審定文件和選育報告中缺失的數(shù)據(jù)均不做統(tǒng)計。 產(chǎn)量數(shù)據(jù)來自區(qū)域試驗多年多點的平均結果。
利用Excel 軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計整理。統(tǒng)計內容包括:審定年份、審定編號、品種名稱、育種單位、生育期、結莢習性、株高、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)、底莢高度、單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、百粒重、葉型、花色、茸毛色、粒型、種皮色、種臍色、蛋白質含量、脂肪含量、每莢粒數(shù)、抗病蟲性、區(qū)域試驗平均產(chǎn)量等。 利用SPSS 20 進行統(tǒng)計分析。
2003-2018 年間,共有111 個黃淮海地區(qū)夏大豆品種通過國家審定,其中適宜在北片種植的有23 個品種,中片種植的有43 個品種,南片種植的有45 個品種。 通過審定的這些大豆品種由32 家單位育成,雜交育種比例超過95%, 其中中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所通過審定中黃37、 中黃39 等共24 個品種,是育成國審黃淮海夏大豆最多的單位,占總育成品種數(shù)的21.62%。 河北省農(nóng)林科學院糧油作物研究所和山東省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所各通過審定10 個和8 個品種,分列二、三位。 通過國家審定的黃淮海夏大豆僅有豪彩一號、魯黃1 號、圣豆5 號三個品種由北京豪潤彩虹農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司、 山東圣豐種業(yè)科技有限公司兩家企業(yè)育成, 大豆育種科研的主體仍是科研院所。
由附圖可知,2003 年以來,國審黃淮海夏大豆品種產(chǎn)量水平整體呈上升趨勢, 從170 kg/畝左右提高到將近220 kg/畝。審定大豆品種產(chǎn)量有所波動,主要是由于個別年份氣候異常,旱、澇頻繁,病蟲害爆發(fā)等導致。
附圖 不同審定年份大豆品種平均產(chǎn)量的變化
對111 個大豆品種進行分析統(tǒng)計, 蛋白質平均含量為41.30%,品種間變幅在35.77%~47.05%,其中含量在39%~45%的占 81.08%; 脂肪平均含量為20.68%,品種間變幅在17.40%~23.63%,其中含量在18%~22%的占 76.58%(見表 1)。
2003-2018 年間,黃淮海地區(qū)國審夏大豆紫花品種數(shù)量較多,約占60.9%,白花品種約占39.1%。 紫花品種, 蛋白質平均含量為41.46%, 變幅在37.93%~47.05%, 脂肪平均含量為20.50%, 變幅在17.40%~23.36%, 平均產(chǎn)量為 186.25 kg/畝, 變幅在 156.00~232.20 kg/畝;白花品種,蛋白質平均含量為40.94%,變幅在35.77%~45.04%,脂肪平均含量為20.97%,變幅在 18.14%~23.63%, 平均產(chǎn)量為 193.27 kg/畝,變幅在158.07~225.97 kg/畝。紫花品種蛋白質含量稍高于白花品種,脂肪含量略低于白花品種,差異均未達到顯著水平, 而白花品種平均產(chǎn)量顯著高于紫花品種(P<0.05)(見表 2)。
在有茸毛色描述的110 個國審黃淮海夏大豆品種中,灰毛和棕毛品種各占59.09%和40.91%。 灰毛品種蛋白質平均含量為41.84%, 脂肪平均含量為20.23%;棕毛品種蛋白質平均含量為40.43%,脂肪平均含量為21.34%。 灰毛品種大豆蛋白質含量高于棕毛品種,而脂肪含量低于棕毛品種,差異均達到極顯著水平(P<0.001)(見表 3)。
葉片是大豆光合作用的主要器官, 對大豆生長發(fā)育乃至產(chǎn)量起到重要作用。 2003-2018 年間,卵圓形葉片大豆品種比例逐漸升高(見表4),數(shù)量最多,其平均產(chǎn)量也最高,為191.76 kg/畝(見表5)。但不同葉型大豆品種的產(chǎn)量、蛋白質含量、脂肪含量等均未達到顯著差異。
表1 蛋白質和脂肪含量范圍分布
表2 不同花色大豆品種蛋白質、脂肪含量和產(chǎn)量的變化
表3 不同茸毛色大豆品種蛋白質和脂肪含量的變化
表4 不同年代國家審定黃淮海夏大豆品種不同葉型比例
表5 不同葉型大豆品種蛋白質、脂肪含量和產(chǎn)量的變化
由表 6 可見,2003-2018 年間, 黃淮海地區(qū)國審夏大豆以有限結莢習性品種居多,占63.96%,亞有限結莢習性品種占35.14%,無限結莢習性品種僅1 個。有限結莢習性品種中,蛋白質平均含量為41.54%,脂肪平均含量為20.44%;亞有限結莢習性品種中,蛋白質平均含量為40.94%, 脂肪平均含量為21.09%,蛋白質稍低于有限結莢習性品種, 脂肪略高于有限結莢習性品種。
在有粒型描述的105 個大豆品種中, 圓粒品種38 個,占36.19%,平均蛋白質含量為41.09%,平均脂肪含量為20.67%;籽粒橢圓形品種67 個,平均蛋白質含量為41.47%,平均脂肪含量為20.68%(見表7)。兩種粒型大豆品種之間蛋白質含量與脂肪含量差異均不顯著。
表6 不同結莢習性大豆品種蛋白質和脂肪含量的變化
表7 不同籽粒形狀大豆品種蛋白質和脂肪含量的變化
2003-2018 年間,黃淮海地區(qū)國審夏大豆各品種生育期在95~117 d,其中早熟品種4 個,平均蛋白質含量為43.11%,平均脂肪含量為20.67%,平均產(chǎn)量為190.00 kg/畝; 晚熟品種2 個, 平均蛋白質含量為43.99%, 平均脂肪含量為19.54%, 平均產(chǎn)量為189.76 kg/畝; 其余均為中熟品種, 占總品種數(shù)的94.59%,平均蛋白質含量為41.18%,平均脂肪含量為20.70%,平均產(chǎn)量為 188.95 kg/畝(見表 8)。
對2003-2018 年國家審定適宜在黃淮海地區(qū)種植的大豆品種各性狀進行相關性分析(見表9),發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量與單株粒數(shù)、 單株粒重、 百粒重呈極顯著正相關,而百粒重與單株粒數(shù)呈極顯著的負相關,說明增加單株粒重,可能是增加大豆產(chǎn)量的關鍵,這與李偉等[5]的研究結論一致。 產(chǎn)量與主莖節(jié)數(shù)呈顯著負相關,而主莖節(jié)數(shù)與株高呈極顯著的正相關,表明黃淮海地區(qū)夏大豆育種正向著經(jīng)濟高效的方向發(fā)展。 產(chǎn)量與蛋白質含量呈正相關,與脂肪含量呈負相關,但均未達到顯著水平。 而影響產(chǎn)量的關鍵因素百粒重與蛋白質含量呈極顯著正相關, 與脂肪含量呈極顯著負相關,單株粒數(shù)與蛋白質含量呈極顯著負相關,與脂肪含量呈顯著正相關,說明高產(chǎn)高蛋白品種、高產(chǎn)高油品種甚至蛋脂雙高的高產(chǎn)品種的選育是可能的, 大豆育種研究中產(chǎn)量和品質在一定程度上可兼顧提升。
表8 不同生育期大豆品種蛋白質、脂肪含量和產(chǎn)量的變化
與前人研究結論相似[6-9],本研究顯示蛋白質含量與脂肪含量呈極顯著負相關關系,r=-0.753**,這是由于蛋白質和脂肪的形成都需要光合作用的產(chǎn)物碳水化合物,當環(huán)境條件利于脂肪的形成時,籽粒脂肪含量增加而抑制蛋白質形成,反之,籽粒蛋白質含量即增加而抑制脂肪形成[10]。因此選育同時具有高蛋白含量和高脂肪含量的品種難度較大[11],要根據(jù)育種目標協(xié)調好蛋白質與脂肪的比例。
產(chǎn)量1性關相的間狀性種品豆大夏?;袋S定審家國莢 數(shù)單 粒肪 量脂 含質白 量蛋 含百粒重株 重單 粒株 數(shù)單 粒有 數(shù)株 莢單 效1 1 2**0.76 1*85*.3 0 41 0.1 1 3**0.36*31*0.6-**0.596-1**37.4 0*.213 0*73*0.2-*12.2 0-1 3**0.75-*11*.3 0-2 0.12-1*0.21 44 0.0.204 0-4 0.03.111 0**0.256 76.1 0-量含肪脂1**09.3 0*.213 0-0.050-6**0.38**86.3 0**0.297-.166 0 50*.2 0-*18*0.3**.303 0 07.0 0數(shù)粒莢單8 0.07 0 0.04-46.0 0**15.3 0 5**0.53*81*.2 0*40.2 0.077 0 7 0.01-2*0.21-7 0.00-16.1 0-量產(chǎn)。關相著顯平水1、0.00.05示表別分”、“**”:“*注
由于產(chǎn)量受單株粒重、單株有效莢數(shù)、主莖節(jié)數(shù)等影響,在大豆高產(chǎn)品種選育過程中,低世代可優(yōu)先選擇具有多莢、 單株粒重大、 株高適中等特點的單株,從而提高大豆高產(chǎn)品種的選育效率。
自2003 年以來,黃淮海國審夏大豆產(chǎn)量提升近30%,進步明顯,但與美國等大豆出口大國相比,仍有較大的差距。 育種方法單一很可能是制約黃淮海地區(qū)夏大豆產(chǎn)量提高的重要因素, 因此在傳統(tǒng)雜交育種的基礎上,應積極嘗試花粉管通道法育種、分子設計育種等方法,進一步提升大豆單產(chǎn)水平。
近年來,隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展、人民生活水平的提高以及種植業(yè)結構的調整, 我國種業(yè)產(chǎn)業(yè)化進步明顯,但在人才、技術、管理等方面與大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)達國家相比,仍有較大差距,大豆種子企業(yè)呈現(xiàn)小而散的局面,2003-2018 年間, 企業(yè)育成的通過國家審定的黃淮海地區(qū)夏大豆品種不足育成總數(shù)3%,亟需通過優(yōu)化頂層設計,推進產(chǎn)學研緊密結合,大力提高大豆種子企業(yè)的自主創(chuàng)新能力。