王路路,姜 磊,沈維良
(宿州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,安徽 宿州 234000)
【研究意義】大豆起源于我國,已有5 000年的栽培歷史,是糧、油、飼、蔬兼用的重要作物,其種植面積僅次于小麥、水稻和玉米[1]。大豆籽粒中蘊(yùn)含約40%的貯藏蛋白,是一種天然的優(yōu)質(zhì)植物蛋白,富含人體必需的8種氨基酸,其氨基酸組成與牛奶蛋白質(zhì)相近,可與動(dòng)物蛋白等同,具有“植物肉”及“綠色乳?!敝雷u(yù),是最具營養(yǎng)的植物蛋白之一[2]。近百年來,大豆生產(chǎn)快速發(fā)展,現(xiàn)已成為世界各國直接或間接食用植物蛋白和植物油的主要來源[3]。國內(nèi)外市場對(duì)大豆蛋白消費(fèi)逐年猛增,對(duì)高蛋白大豆的需求也日益增加,高蛋白大豆品質(zhì)的選育和栽培已成為目前大豆育種工作者和生產(chǎn)者關(guān)注的重點(diǎn)[4]。大豆還是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一,其產(chǎn)量和品質(zhì)是育種家致力于品質(zhì)改良的重要農(nóng)藝性狀。黃淮海地區(qū)是我國夏大豆主要產(chǎn)區(qū)之一,該區(qū)南北跨度大、生態(tài)條件復(fù)雜、大豆品種適應(yīng)范圍窄[5]。該區(qū)常年大豆種植面積在270萬hm2左右,占全國大豆面積的1/3,在我國大豆生產(chǎn)中占據(jù)重要地位[6]。安徽省的大豆主產(chǎn)區(qū)集中在沿淮淮北地區(qū),種植面積約占全省面積的85%左右[7],而宿州市常年夏大豆種植面積約13.33萬hm2。為鑒定黃淮海南片夏大豆區(qū)育成大豆新品系的農(nóng)藝性狀、品質(zhì)特征、抗性表現(xiàn),評(píng)估其產(chǎn)量潛力,篩選適合本地區(qū)生態(tài)條件下種植的高產(chǎn)、質(zhì)優(yōu)、高抗、成熟期適宜的大豆新品系,為其在本區(qū)品種的審定及應(yīng)用提供一定的依據(jù)。
【前人研究進(jìn)展】黃淮海地區(qū)是我國大豆主產(chǎn)區(qū)之一,以夏播大豆為主,研究認(rèn)為該地區(qū)品種類型豐富,農(nóng)藝和產(chǎn)量等性狀具有較高的多樣性[5,8-9]。近年來,新育成品種和品系已經(jīng)成為重要的大豆親本類型[10]。金尚昆等[11]對(duì)以黃淮海地區(qū)新近育成品系為主的284份大豆材料進(jìn)行基因型分析,以揭示我國黃淮海地區(qū)近期大豆育成品系的遺傳多樣性特點(diǎn)。秦君等[6]對(duì)黃淮海地區(qū)具有代表性的94個(gè)夏大豆品種在2008—2010年產(chǎn)量與產(chǎn)量組成因子的研究表明,品種與環(huán)境之間存在互作。王彩潔等[12]對(duì)黃淮海地區(qū)近20年來育成品種的親本進(jìn)行分析,旨在探求大豆育種中親本選配的歷史經(jīng)驗(yàn),為大豆育種工作者提供優(yōu)良親本材料,拓寬大豆遺傳基礎(chǔ)。
【本研究切入點(diǎn)】種質(zhì)資源是育種工作的基礎(chǔ),對(duì)大豆新育成品系進(jìn)行篩選利用,是當(dāng)前大豆新品系的選育和生產(chǎn)上的推廣的迫切需求?!緮M解決的關(guān)鍵問題】通過品系比較試驗(yàn),掌握黃淮海地區(qū)表現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高抗、產(chǎn)量高的大豆新品系,為宿州地區(qū)大豆的育種和生產(chǎn)工作提供技術(shù)支持。
參試18個(gè)大豆品系分別為邯12-204、邯12-383、 中 黃 309、 中 黃 316、 中 作 11-517、鄭1307、鄭1427、中作11-69、阜1610、阜鄆10174、濟(jì)J14085、漯4902、漯4903、圣豆3號(hào)、圣豆4號(hào)、徐9601-2B、泛13B1、豫黑7號(hào)、中黃13(對(duì)照)。
試驗(yàn)于2019年在宿州現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技研發(fā)中心基地進(jìn)行,試驗(yàn)地土壤為砂漿黑土和潮土混合土,有機(jī)質(zhì)含量為1.5%左右。前茬作物為小麥,麥豆輪作,地勢平坦,肥力均勻,灌溉及排水條件良好。每667 m2施45%復(fù)合肥(N、P2O5、K2O為15:15:15)25 kg作基肥,機(jī)械開溝,人工條播,播后澆水。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì), 每個(gè)品系為一個(gè)小區(qū),3次重復(fù),小區(qū)四周設(shè)不小于小區(qū)寬度的保護(hù)行(區(qū)),小區(qū)面積12 m2,5行區(qū),行長6 m,行距0.4 m,播種密度為22.5萬株/hm2。參試品種成熟一個(gè)收獲一個(gè),收獲中間3行計(jì)產(chǎn),單獨(dú)脫粒,防止機(jī)械混雜。播種期統(tǒng)一為6月18日,田間管理為常規(guī)管理水平。
大豆收獲時(shí)每小區(qū)每點(diǎn)取連續(xù)10株考種,調(diào)查株高、底莢高度、分支數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重和百粒重。
委托南京農(nóng)業(yè)大學(xué)國家大豆改良中心對(duì)大豆花葉病毒?。⊿MV)進(jìn)行抗性鑒定,對(duì)SMV的抗性鑒定參照智海劍等[13]、李凱等[14]方法,分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照田耀加等[15]病情指數(shù)(Disease index,DI)方法并略作改動(dòng):高抗(HR),DI = 0;抗?。≧),1%<DI<20%;中抗(MR),21%<DI<35%;中感(MS),36%<DI<50%;感?。⊿),51%<DI<70%;高感(HS),DI>70%。
品質(zhì)檢測委托農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心進(jìn)行品質(zhì)分析,分別采用GB/T14489.2-2008[16]、GB/T14488.1-2008[17]行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)參試品種種子的粗蛋白和粗脂肪含量進(jìn)行測定。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS 16.0軟件進(jìn)行處理與統(tǒng)計(jì)分析,并用LSD、Duncan進(jìn)行多重比較。
2.1.1 株高 從表1可以看出,18個(gè)品系的株高為42.80~82.00 cm,均值為55.12 cm。其中,邯12-383、中黃309、中黃316、中作11-517、中作11-69和濟(jì)J14085的株高分別比對(duì)照中黃13(50.20 cm)低 7.40、9.45、3.4、7.00、7.80、5.8 cm,差異均達(dá)顯著水平;邯12-204、鄭1307、鄭 1427、 阜 1610、 阜 鄆 10174、 漯 4902、 漯4903、圣豆3號(hào)、圣豆4號(hào)、徐9601-2B、泛13B1、豫黑7號(hào)等12個(gè)品系的株高均比對(duì)照中黃13高,分別高12.8、3.6、5.2、6.2、3.8、6.0、8.2、10.2、5.2、31.8、26.0、10.4 cm,差異均達(dá)顯著水平,以徐9601-2B最高,比對(duì)照高31.80 cm。
表1 大豆新品系農(nóng)藝性狀Table 1 Agronomic characters of new soybean strains
2.1.2 底莢高度 從表1可以看出,18個(gè)品系底莢高度為9.13~17.40 cm,均值12.51 cm。其中,底莢高度最高的品種是圣豆3號(hào)、比對(duì)照中黃13高1.60 cm,其次是中黃316、比對(duì)照高0.4 cm,豫黑7號(hào)底莢高度與對(duì)照中黃13相同,邯12-383、中黃309、中作11-517、中作11-69、濟(jì) J14085、 邯 12-204、 鄭 1307、 鄭 1427、 阜1610、阜鄆10174、漯4902、漯4903、圣豆4號(hào)、徐9601-2B、泛13B1等15個(gè)品系底莢高度均比對(duì)照中黃13矮,以中黃309的底莢高度最矮、比對(duì)照矮6.67 cm。
2.1.3 有效分枝數(shù) 從表1可以看出,18個(gè)大豆品系的有效分枝為0.40~4.20個(gè),均值2.82個(gè)。其中,有效分枝最少的品系是邯12-204、比對(duì)照中黃13少0.8個(gè)、差異顯著,其余17個(gè)品系的有效分枝均比對(duì)照中黃13多,以漯4903有效分枝最多、比對(duì)照中黃13多3.0個(gè)、差異顯著。
2.1.4 單株莢數(shù)和單株粒數(shù) 從表1可以看出,參試18個(gè)大豆品系的單株莢數(shù)為20.00~57.80個(gè),均值36.73個(gè),均比對(duì)照中黃13多,除中作11-69外差異均達(dá)顯著水平,其中單株莢數(shù)最多的品系是鄭1427,比中黃13多38.00個(gè);單株粒數(shù)為40.80~145.00個(gè),平均為75.08個(gè),其中單株粒數(shù)最大的品系是鄭1307,最少的品系是豫黑7號(hào),除豫黑7號(hào)單株粒數(shù)比對(duì)照中黃13少3.20個(gè)外,其余17個(gè)品系均比中黃13多。
2.1.5 單株粒重和百粒重 從表1可以看出,參試18個(gè)品系的單株粒重為6.98~18.61 g,均值11.19 g,其中單株粒重最大的是鄭1307,最小的是中黃30,中作11-517、鄭1307、鄭1427、阜鄆10174、漯4903、圣豆3號(hào)、圣豆4號(hào)、徐9601-2B、泛13B1分別比對(duì)照中黃13重4.21、8.82、4.43、1.17、3.87、2.60、5.41、1.41、2.80 g,差異均達(dá)到顯著水平。18個(gè)品系的百粒重為10.61~22.43 g、均值15.68 g,百粒重最重的品系是圣豆4號(hào),最小的品系是中黃309。
由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物檢測中心合肥和石家莊兩個(gè)點(diǎn)的品質(zhì)檢測平均結(jié)果(表2)可知,18個(gè)品系中有4個(gè)雙高品系(籽粒粗蛋白含量+粗脂肪含量≥63.0%,且粗脂肪含量≥20.0%),分別是邯12-383、鄭1307、圣豆3號(hào)、徐9601-2B,其余品系均未達(dá)到雙高、高蛋白或高油品種的標(biāo)準(zhǔn)。
表2 大豆新品系品質(zhì)檢測結(jié)果Table 2 Detection result of quality traits of new soybean strains
由國家大豆改良中心(南京)抗性鑒定結(jié)果(表3)可知,18個(gè)品系對(duì)大豆花葉病毒病流行株系SC3、SC7的抗性均達(dá)到安徽省大豆品種審定標(biāo)準(zhǔn)〔SC3:中感(MS),36%<DI<50%;SC7:感?。⊿),51%<DI<70%〕,其中對(duì)SC3和SC7均表現(xiàn)抗病的品系為邯12-204、中黃316、鄭1307、阜鄆10174、徐9601-2B。
表3 大豆新品系SMV抗性鑒定結(jié)果Table 3 Identification result of resistance to SMV of new soybean strains
經(jīng)SPSS 16.0軟件進(jìn)行方差分析(表4)可知,阜鄆10174、徐9601-2B、圣豆4號(hào)、阜1610、鄭 1307、鄭 1427、漯 4903、中黃 309、圣豆3號(hào)、中黃316比對(duì)照中黃13增產(chǎn)幅度分別為52.67%、50.10%、45.43%、44.83%、38.06%、29.88%、20.73%、20.17%、17.55%、9.98%,差異均極顯著,其中阜鄆10174的產(chǎn)量最高,為4 146.23 kg/hm2;邯12-383的增產(chǎn)幅度為6.28%、差異顯著,泛13B1的增產(chǎn)幅度為3.47%、差異不顯著;中作11-517、中作11-69、漯4902、邯12-204、濟(jì)J14085、豫黑7號(hào)分別比對(duì)照減產(chǎn)2.11%、7.18%、7.59%、9.18%、23.01%、27.11%,其中邯12-204、濟(jì)J14085、豫黑7號(hào)與對(duì)照相比減產(chǎn)極顯著。
表4 大豆新品系產(chǎn)量分析Table 4 Analysis of yields of new soybean stains
有研究認(rèn)為,大豆產(chǎn)量與單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、粗脂肪含量呈正相關(guān)但不顯著,而與株高、底莢高度、有效分枝數(shù)、蛋白質(zhì)和脂肪總含量呈負(fù)相關(guān)但不顯著。這表明單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、粗脂肪含量的提高有利于大豆產(chǎn)量的提高,而株高、底莢高度、主莖節(jié)數(shù)、單株有效分枝數(shù)、蛋白質(zhì)和脂肪總含量的提高不利于產(chǎn)量的提高[18],與本試驗(yàn)結(jié)果一致。本試驗(yàn)中,阜鄆10174、徐9601-2B、鄭1307的產(chǎn)量均比對(duì)照中黃13增產(chǎn)極顯著,蛋白質(zhì)和脂肪含量總和也在63%以上,說明產(chǎn)量較高的幾個(gè)品系的蛋白質(zhì)和脂肪總含量也較高。大豆機(jī)械化收獲關(guān)鍵是底莢高度,因此在生產(chǎn)中選擇適宜的底莢高度可以提高大豆的機(jī)械化收獲率[19],在勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移的大背景下,有利于提高大豆的種植面積。本試驗(yàn)中,品系的底莢高度均能滿足機(jī)械化收割的要求,審定后可以在生產(chǎn)上進(jìn)行大面積應(yīng)用。
本試驗(yàn)參試的18個(gè)大豆品系中,有12個(gè)比對(duì)照品種中黃13增產(chǎn),增產(chǎn)幅度為3.47%~52.67%。增產(chǎn)幅度最大的品系是阜鄆10174、增幅為52.67%,其次為徐9601-2B、增幅為50.10%,其余依次為圣豆4號(hào)、阜1610、鄭1307、鄭1427、漯4903、中黃309、圣豆3號(hào)、中黃316、邯12-383,增幅分別為45.43%、44.83%、38.06%、29.88%、20.73%、20.17%、17.55%、9.98%、6.28%,增產(chǎn)均達(dá)極顯著水平。
從品質(zhì)結(jié)果來看,邯12-383、鄭1307、圣豆3號(hào)、徐9601-2B的表現(xiàn)較好,為雙高品系,但沒有高蛋白品系(安徽省標(biāo)準(zhǔn)為蛋白質(zhì)含量≥45%)。黃淮海區(qū)域是高蛋白大豆主產(chǎn)區(qū),最近幾年新育成的高蛋白品系不多,今后應(yīng)加強(qiáng)高蛋白品種的選育工作。從抗性鑒定結(jié)果來看,邯12-204、中黃316、鄭1307、阜鄆10174、徐9601-2B這5個(gè)品系均表現(xiàn)為抗花葉病毒病。
本試驗(yàn)結(jié)果表明,中黃316、鄭1307、阜鄆10174、徐9601-2B、圣豆3號(hào)等大豆品系在農(nóng)藝性狀、抗病性、產(chǎn)量等方面均明顯優(yōu)于對(duì)照品種中黃13,適合在宿州地區(qū)作為種質(zhì)資源進(jìn)行利用。粗蛋白和脂肪含量是評(píng)價(jià)大豆品質(zhì)的重要指標(biāo),近年來國內(nèi)外市場對(duì)大豆蛋白質(zhì)和脂肪的消費(fèi)需求不斷增多,高蛋白和高脂肪品種是大豆育種工作者關(guān)注的重要方向。黃淮海地區(qū)已選育出一大批優(yōu)良的高蛋白大豆品種[20],但在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,產(chǎn)量和抗性也是推廣的首要因素。因此在生產(chǎn)中根據(jù)不同的需求,如需高蛋白、高脂肪大豆品種可以選擇邯12-383、鄭1307、圣豆3號(hào)、徐9601-2B等品系;若需要高產(chǎn)、抗性好的品系,中黃316、鄭1307、阜鄆10174、徐9601-2B可以選擇使用。