劉歡,蒙何,王紹東,王遂,佟曉紅,李遠(yuǎn)明,3,姜妍,3**
(1.勃利縣吉興朝鮮族滿族鄉(xiāng)人民政府,黑龍江 勃利 154500;2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/大豆生物學(xué)教育部重點實驗室,哈爾濱 150030;3.黑龍江省綠色食品科學(xué)研究院/國家大豆工程技術(shù)研究中心,哈爾濱 150028)
大豆含有豐富蛋白質(zhì)和油脂,是人類優(yōu)質(zhì)植物蛋白質(zhì)和油脂的主要來源,經(jīng)壓榨或浸提后的豆粕是畜禽飼料的主要蛋白來源。近年來,我國大豆進(jìn)口量呈逐年遞增趨勢,2020 年我國大豆進(jìn)口量超過1 億t。大豆進(jìn)口量增加的主要原因是高蛋白飼料豆粕需求量逐年增加[1]。為降低大豆進(jìn)口依存度,保障糧食安全,最大限度壓減飼料糧總量,亟需采取開辟動植物、微生物等新蛋白飼料資源,引導(dǎo)減少豆粕精料用量,實施低蛋白日糧、開辟新蛋白資源、優(yōu)化飼料結(jié)構(gòu)等措施[2-3]。因此,培育具有高蛋白質(zhì)含量的青貯大豆品種對緩解我國蛋白飼料資源緊張具有重要現(xiàn)實意義。
大豆除含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪和活性物質(zhì)外,還含有影響營養(yǎng)吸收的抗?fàn)I養(yǎng)因子,如大豆胰蛋白酶抑制劑(Trypsin inhibitors,TIs)。其可分為2 大類:Browan-Brik(BBTi)抑制劑和Kunitz(KTi)抑制劑。胰蛋白酶抑制劑的作用機(jī)理是通過與胰蛋白酶及糜蛋白酶結(jié)合,使體內(nèi)氮和含硫氨基酸流失、氨基酸代謝紊亂、蛋白質(zhì)消化率降低,抑制動物生長,造成動物胰腺腫大,產(chǎn)能下降[4]。因此,去除胰蛋白酶抑制劑的大豆作為飼草可更好地為動物所利用。
目前,我國已育有胰蛋白酶抑制劑缺失大豆品種“中黃”系列,但其在黑龍江等東北地區(qū)生育期過長,不利于種植和收獲,未能滿足不同地區(qū)對特用大豆品種需求。因此,培育適合東北地區(qū)種植的胰蛋白酶抑制劑缺失特用大豆品種對發(fā)展我國大豆產(chǎn)業(yè),降低進(jìn)口依存度具有重要現(xiàn)實意義[5-7]。東農(nóng)飼豆1 屬Kunitz 型胰蛋白酶抑制劑缺失、高油特用大豆品種,其育成滿足了糧油、青貯、優(yōu)質(zhì)飼料等多種用途(見圖1),應(yīng)用前景廣闊。
圖1 東農(nóng)飼豆1 田間種植和青貯利用
本文對東農(nóng)飼豆1 的品種選育及栽培技術(shù)進(jìn)行總結(jié),以期為該品種的推廣應(yīng)用提供參考,助力我國大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
母本:合豐50,是由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院育成的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大豆品種。該品種屬早熟高油大豆品種,亞有限結(jié)莢習(xí)性,株高90.3 cm,稈強(qiáng)抗倒伏,節(jié)間短。披針形葉,紫花、灰白色茸毛。結(jié)莢密集,三四粒莢多,莢皮褐色。籽粒圓形,種皮黃色、有光澤,種臍黃色,百粒重20.1 g。籽粒粗蛋白含量為38.48%,粗脂肪含量為22.26%。
父本:HZ6009,是由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)育成的Kunitz 型胰蛋白酶抑制劑缺失的高世代穩(wěn)定品系。母本為合豐50,父本為中黃16。其中中黃16 為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育的蛋脂雙高、Kunitz 型胰蛋白酶抑制劑和脂肪氧化酶-2.3 基因雙缺失夏大豆品種。
1.2.1 選育方法
采用人工雜交,輔以姜妍等[7]“一種檢測大豆種子中的Kunitz 型胰蛋白酶抑制劑缺失的方法”,在F2代中篩選出Kunitz 型胰蛋白酶抑制劑缺失個體(見圖2)。經(jīng)南繁北育,加代擴(kuò)繁后獲得含目標(biāo)性狀且綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的株系。
圖2 F2 代Kunitz 型胰蛋白酶抑制劑缺失電泳檢測
1.2.2 選育過程
東農(nóng)飼豆1 是東北農(nóng)業(yè)大學(xué)于2013 年以黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院育成的黑龍江省主栽高產(chǎn)高油大豆品種合豐50 為母本,以東北農(nóng)業(yè)大學(xué)育成的胰蛋白酶抑制劑缺失高世代品系HZ6009為父本進(jìn)行有性雜交,經(jīng)系譜法及胰蛋白酶抑制劑缺失檢測分子輔助方法選育而成的產(chǎn)量及品質(zhì)性狀優(yōu)異且Kunitz 型胰蛋白酶抑制劑缺失的大豆新品種。
2013 年通過有性雜交獲得F1代雜交種。2013 年冬季加代至F2代,并從F2代開始進(jìn)行胰蛋白酶抑制劑缺失檢測分子輔助方法選育。2014—2015 年,通過單粒檢測法篩選至F5代胰蛋白酶抑制劑缺失性狀穩(wěn)定,經(jīng)南繁北育連續(xù)跟蹤篩選獲得10 個胰蛋白酶抑制劑缺失且高產(chǎn)高油的純合株系。2016—2017 年進(jìn)行單株決選和株行比較,系選至F8代,獲得Kunitz 型胰蛋白酶抑制劑缺失優(yōu)良品系,品系代號為HZB8005。2018 年在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗農(nóng)場進(jìn)行產(chǎn)量鑒定。2019—2020 年連續(xù)2 年參加多點比較試驗。2021—2022 年參加黑龍江省區(qū)域試驗。2022 年參加黑龍江省生產(chǎn)試驗。2023年通過黑龍江省農(nóng)作物品種審定委員會審定,審定編號為黑審豆2023Z0006(見圖3)。
圖3 東農(nóng)飼豆1 品種審定證書
該品種為亞有限結(jié)莢習(xí)性,株高100 cm,無分枝;紫花、圓葉、灰色茸毛;莢直形,莢皮褐色。籽粒圓形,種皮黃色,種臍黃色、有光澤,百粒重22.2 g(見圖4)。
圖4 東農(nóng)飼豆1 農(nóng)藝性狀
2021—2022 年,經(jīng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗測試中心(哈爾濱)測定,2 年品質(zhì)分析結(jié)果:平均蛋白質(zhì)含量38.10%,平均脂肪含量22.08%,為胰蛋白酶抑制劑缺失高油特用大豆品種。
2021—2022 年,經(jīng)黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院連續(xù)2 年抗病接種鑒定,結(jié)果均為中抗灰斑病。
2021—2022 年參加黑龍江省區(qū)域試驗。其中2021 年平均產(chǎn)量為2 846.4 kg/hm2,較對照品種東富豆3 號平均增產(chǎn)10.2%;2022 年平均產(chǎn)量為3 177.2 kg/hm2,較對照品種東富豆3 號平均增產(chǎn)12.4%。2 年區(qū)域試驗平均產(chǎn)量為3 011.8 kg/hm2,較對照品種東富豆3 號平均增產(chǎn)11.3%(見表1)。
表1 2021—2022 年東農(nóng)飼豆1 參加黑龍江省區(qū)域試驗產(chǎn)量結(jié)果
2022 年參加黑龍江省生產(chǎn)試驗,平均產(chǎn)量為2 827.3 kg/hm2,較對照品種東富豆3 號平均增產(chǎn)7.5%(見表2)。
表2 2022 年東農(nóng)飼豆1 參加黑龍江省生產(chǎn)試驗產(chǎn)量結(jié)果
選擇≥10 ℃活動積溫2 400 ℃以上生態(tài)區(qū),年降雨量400 mm 以上、土壤質(zhì)地良好、土地平坦的地塊種植。
選擇籽粒飽滿、大小均勻、無病蟲破碎粒種子,凈度≥98%,純度≥97%,發(fā)芽率≥90%,種子含水量≤13%。
(1)包衣:根據(jù)當(dāng)?shù)赝羵鞑『安∠x害種類選擇包衣劑。(2)根瘤菌劑拌種:種子包衣后使用根瘤菌劑225 mL/hm2拌種,通過生物固氮為大豆提供氮素。
實行科學(xué)輪作,不重茬、不迎茬。前茬宜選用馬鈴薯、玉米等非豆科作物。采用秋季深翻深松結(jié)合起壟使耕層土壤疏松、地面平整,達(dá)到適播狀態(tài)。
結(jié)合秋整地一次性施入底肥,用量為15~22.5 m3/hm2。種肥宜少施精施,建議使用生物復(fù)合肥,氮磷鉀肥比例為1∶1∶3。根據(jù)生長情況適當(dāng)補(bǔ)充硼肥和鉬肥。大豆初花期可根據(jù)長勢適當(dāng)追施葉面肥[8]。
當(dāng)?shù)販胤€(wěn)定通過8 ℃時播種。采用機(jī)械壟上雙行精量點播,壟距65 cm,株距12 cm,保苗數(shù)為25 萬~28 萬株/hm2。播深約為5 cm,播后及時鎮(zhèn)壓,保持土壤墑情。
4.7.1 中耕
出苗10 d 后進(jìn)行第1 次中耕培土,封壟前進(jìn)行第2 次中耕培土。
4.7.2 除草
播后3~5 d 進(jìn)行機(jī)械封閉除草。于大豆播后苗前施90%禾耐斯1 800 mL/hm2+ 75%噻吩磺隆顆粒劑35 g/hm2。于初花期前或雜草2~4 葉期進(jìn)行苗后除草,配合人工除草噴施5%精禾草克乳油800mL/hm2+25%氟磺胺草醚1 000 mL/hm2,對水450 kg/hm2[9]。
4.7.3 病蟲害防治
按照“預(yù)防為主,綜合防治”方針,采用農(nóng)業(yè)防治與化學(xué)防治相結(jié)合。加強(qiáng)田間管理,及時消滅病原,去除病株。
當(dāng)大豆達(dá)完熟期時進(jìn)行收獲。脫粒后清選,全程嚴(yán)防品種混雜。將收獲后的大豆種子進(jìn)行胰蛋白酶抑制劑抽樣檢測,檢驗合格種子進(jìn)行單獨(dú)貯運(yùn)。
東農(nóng)飼豆1 在適應(yīng)區(qū)出苗至成熟生育日數(shù)為120 d,需≥10 ℃活動積溫2 400 ℃左右。適合黑龍江省第二積溫帶種植。
致謝: 感謝中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程科研創(chuàng)新團(tuán)隊首席專家韓天富研究員對研究方向提出的寶貴建議; 感謝中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家農(nóng)作物種質(zhì)保存中心為本研究提供親本資源。