蠶豆栽培品種綜合性狀的比較與分析

陸宏園，張林杰，李 梅 ，胡偉民，關亞靜，胡 晉

(浙江大學農業(yè)與生物技術學院種子科學中心，浙江杭州 3 10058)

浙江省是我國蠶豆種植的主要省份之一，蠶豆品種資源豐富，但高產優(yōu)質的鮮食品種較少，2007年后沒有新蠶豆品種認定和大面積推廣［1-2］。市場上的蠶豆品種比較雜亂，種植農戶選擇品種較為困難。針對上述現(xiàn)象，本研究收集浙江省當前栽培的9個鮮食蠶豆品種進行種植，對品種的生育期及以凍害、赤斑病、卷葉病毒病為代表的抗性指標進行統(tǒng)計，測定和分析植株的基本性狀、產量指標和籽粒氨基酸含量，并對產值進行初步估算，最后對9個參試品種進行了綜合分析和評價。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為2013年浙江省市場上銷售的9個蠶豆品種，分別為日本大阪蠶豆、意大利超級3號、白花大粒、通鮮2號、通鮮3號、日本陵西一寸、日本早熟大蠶豆 (初姬)、慈蠶1號和海青1號。

1.2 方法

1.2.1 種植方法

試驗地點位于浙江大學紫金港校區(qū)農業(yè)試驗站，種植田塊地勢平坦、土壤肥力一般且均勻。試驗區(qū)南北向，共設27個小區(qū)，周邊設置保護行。小區(qū)面積15 m2，畦寬為1.2 m(含畦溝寬度)，每畦種2行，每穴雙粒直播，出苗后留1株，株距約20 cm;3次重復，隨機區(qū)組排列。田間植株生長過程中治蟲不治病，其他栽培管理措施一致。試驗于2013年10月25日播種，2014年5月收獲鮮豆。

1.2.2 植株農藝性狀的統(tǒng)計

觀察參試蠶豆品種出苗、分枝、花蕾分化的時間，并記載各參試品種鮮豆莢收獲日期。在鮮豆的成熟收獲期，每個小區(qū)隨機選取20株，依次測定并統(tǒng)計不同品種的株高、總分枝數(shù)、有效分枝數(shù)、單株有效莢數(shù)、地上部分鮮重、單株鮮莢重及1粒莢、2粒莢、3粒莢的比例。

1.2.3 經濟產量和產值的計算

經濟產量為鮮莢果 (鮮莢)重量和除去莢果后的地上部秸稈鮮重兩部分構成。據2014年從浙江省多地市場調查的初步結果可知，除去莢果后的地上部秸稈作為青飼料的價格約為0.3元·kg-1，鮮莢果的平均價格約為3元·kg-1(隨采收時間變動價格有較大差異)，根據下式可計算單株產值。

單株總產值/元=平均單株鮮莢重×鮮莢單價+平均單株地上部秸稈鮮重×青飼料單價。

1.2.4 蠶豆鮮籽粒的粒型、粒重和氨基酸含量的測定

每個小區(qū)取新鮮蠶豆籽粒100粒，進行長寬厚的測量和百粒重測定。籽粒氨基酸含量采用色譜法測量。隨機采集9種參試蠶豆品種新鮮樣品20 g左右，去種皮并磨碎。每個品種分別采集0.2 g，重復2次，置入試管。對試管進行編號為1-1，1-2，2-1，2-2，…，9-1，9-2。在每支試管中加入6 mol·L-1的HCl 5 mL。吹N2，防止被氧化。于110℃下烘24 h后取出，加水定容至50 mL后，取其中的5 mL放入燒瓶中，采用旋轉蒸發(fā)儀蒸干。然后每個燒瓶加入 0.02 mol·L-1的 HCl溶液10 mL進行稀釋，再用0.45UM的濾膜過濾，取1.5 mL至進樣瓶中，置于Hitachi日立L-8900色譜儀中進行檢測。

色譜條件:色譜柱 (#2522SC(pH)，4.6 mm×60 mm);梯度洗脫，分離柱柱溫57℃，反應柱柱溫135℃，緩沖液流速0.4 mL·min-1，茚三酮流速0.35 mL·min-1。分析方法:L89-PH4.6×60-2622.met，通道1為檢測波長570 nm，通道2為檢測波長440 nm，進樣量20μL。

1.2.5 抗性統(tǒng)計

統(tǒng)計對象為試驗小區(qū)內所有植株，統(tǒng)計內容為凍害發(fā)生情況、赤斑病及卷葉病毒病等發(fā)生程度，觀察時間為2014年1-4月，根據病情和天氣狀況決定具體的統(tǒng)計時間。赤斑病和卷葉病毒病的統(tǒng)計方法見表1—2［3-4］。通過統(tǒng)計單株葉片受凍而萎蔫的葉片數(shù)占總葉片數(shù)的比例 (α)來定義單株受凍的級別，單株受凍級別分為0，1，2，3，4級以上 (包括4級)，α對應的數(shù)值范圍分別為0～1、1～5、5～20、20～50、50～100。

采用Excel 2007進行數(shù)據的錄入、計算、作圖;運用SAS 9.3進行數(shù)據的方差分析和多重比較(LSD，α=0.05)。

2 結果與分析

表1 蠶豆植株赤斑病的統(tǒng)計標準

表2 蠶豆植株卷葉病毒病的統(tǒng)計標準

2.1 參試蠶豆品種植株的農藝性狀

2013年10月25日播種，播種后7 d左右出苗。齊苗時間為11月8日，出苗率為90% ～96%。出苗至分枝4 d左右，出苗至花蕾分化24～28 d，蠶豆植株生長停止期在4月27日至5月2日。

從表3可以看出，9個蠶豆品種鮮豆生育期在187～194 d，其中通鮮3號生育期最長，為194 d，比最短的意大利超級3號晚7 d。株高在84.7～96.4 cm，其中日本大阪蠶豆株高最高，為96.4 cm;日本早熟大蠶豆與通鮮3號較矮，分別為84.7 cm和84.9 cm。意大利超級3號地上部鮮重明顯高于其他品種，為970.1 g;而日本早熟大蠶豆單株地上部鮮重最低，僅為652.4 g。

蠶豆分枝數(shù)從出苗到現(xiàn)蕾期間表現(xiàn)出快-慢-少的特點［5］。這是因為生長前期的溫度適宜，12月溫度下降，返青后，植株始入現(xiàn)蕾階段，基葉節(jié)腋芽停止發(fā)生。試驗表明，鮮豆收獲期平均單株有效分枝數(shù)最多的品種是日本陵西一寸，為6.8個;最少的是意大利超級3號和通鮮3號，均為4.8個;有效分枝數(shù)占總分枝數(shù)比例最多的是慈蠶1號，為89.5%，比最低的白花大粒高18%左右。

分析表3數(shù)據可知，平均單株結莢數(shù)最多的品種是海青1號，為16個;其次是通鮮2號，為13.1個;最少的是通鮮3號，為8.9個。平均單莢鮮重最高的品種是意大利超級3號，為30.9 g;其次是慈蠶1號，為25.6 g;最低的是海青1號，為10.9 g。3粒以上莢 (含3粒莢)最多的品種是意大利超級3號，占總莢數(shù)的100%;其次為日本早熟大蠶豆 (初姬)，占總數(shù)的35.6%;最低的是通鮮2號，占總數(shù)的8.3%。參試的9個品種中，意大利超級3號的豆莢全部為3粒以上莢，且多為4粒及以上莢，籽粒大小均勻。

2.2 參試蠶豆品種產量和產值分析

由于受到卷葉病毒病、赤斑病和凍害影響，除了慈蠶1號外，其他品種各重復小區(qū)內有部分植株死亡。本次試驗統(tǒng)計產量數(shù)據時，以小區(qū)內健康的植株為考察對象，產量和產值采用單株平均數(shù)進行統(tǒng)計和分析。

從表4可以看出，意大利超級3號單株鮮莢產量最高，為318.1 g，明顯高于其他品種，其單株鮮莢產值為0.955元;其次為慈蠶1號和日本陵西一寸，單株鮮莢產量分別為258.6和258.5 g，單株鮮莢產值均為0.776元。通鮮2號的地上部秸稈鮮重 (去莢后)最高，為666.8 g，其次分別為日本陵西一寸、意大利超級3號、日本大阪蠶豆等，其中日本早熟大蠶豆最低，為454.3 g。綜合單株鮮莢產值和青飼料產值，意大利超級3號單株總產值最高，為1.15元，明顯高于其他品種;日本陵西一寸、慈蠶1號、通鮮2號次之。

由于受病害影響，意大利超級3號種植小區(qū)有1/2以上的植株死亡，日本陵西一寸、通鮮2號也有許多植株死亡，初步估算慈蠶1號種植小區(qū)的實際產量最高。因此，單就健康單株來看，意大利超級3號單株具有較高的產量潛力;但綜合品種抗性和產量等指標，慈蠶1號表現(xiàn)最好，具有較高的豐產性和穩(wěn)產性。

2.3 蠶豆鮮籽粒的粒型、百粒重及氨基酸含量的

差異分析

從表5可知，海青1號長寬厚的乘積最小，為了便于粒型比較和分析，以海青1號長寬厚的乘積為參比對象，對各品種的粒型進行分級 (各品種籽粒長寬厚的乘積除以海青1號長寬厚乘積，比值乘以0.5，乘積數(shù)取0.5 n，n為自然數(shù))。結果表明，在9個品種中，日本大阪蠶豆、白花大粒、通鮮3號、日本陵西一寸、慈蠶1號的粒型最大，均為2級;意大利超級3號和海青1號粒型最小，均為1級。其次，參試品種鮮豆百粒重差異較大，在268.2～418.4 g;其中意大利超級3號和海青1號的百粒重最小，不到300 g;慈蠶1號和日本大阪蠶豆的百粒重最高，均在400 g以上，商品性較好。

表5 參試蠶豆品種的粒型與百粒重

如圖1所示，9種參試蠶豆品種籽粒氨基酸含量在70.8～108.1 mg·g-1，其中氨基酸含量最高的品種是意大利超級3號，為108.1 mg·g-1，比氨基酸含量最低的日本陵西一寸高52.7%;其次是海青1號，為97.6 mg·g-1。9個參試蠶豆品種籽粒氨基酸各組成成分含量的分布表現(xiàn)出明顯的相似性，初步認為這種分布形式與蠶豆的種類特性存在著相關性。

表6是各參試蠶豆品種籽粒中人體必需氨基酸的含量情況，除本次測定未檢出的色氨酸外 (由于色氨酸在蠶豆籽粒中的含量較低［6］，微量部分在測定時又被濃HCl消解掉)，在其他7種人體必需氨基酸含量上，意大利超級3號和日本大阪蠶豆除了蛋氨酸含量與其他品種相似外，另外6種氨基酸含量明顯高于其他7個參試品種。

圖1 參試蠶豆品種鮮籽粒氨基酸的含量

表6 各品種籽粒必需氨基酸含量情況

圖2 參試品種百粒重和氨基酸含量的關系

參試品種的百粒重與籽粒氨基酸含量的相關分析表明 (圖2)，兩者間存在極顯著負相關關系(r=-0.868＊＊)。百粒重是產量構成的重要因素之一，而籽粒氨基酸含量是品質構成的重要因素。蠶豆品種的百粒重與籽粒氨基酸含量的負相關關系，一定意義上反映了蠶豆育種工作中育成高產優(yōu)質品種的難度。

2.4 參試蠶豆品種的抗性分析

在2013年12月至2014年2月，試驗小區(qū)多次受到冷空氣影響。試驗小區(qū)植株生長期間，氣溫最低降至-4℃，使蠶豆植株受到不同程度的凍害。本次試驗凍害統(tǒng)計的時間為3月2日。從表7看出，所有的參試品種都受到了凍害的影響。其中通鮮2號、海青1號受凍害程度最低;受凍害最嚴重的是意大利超級3號，凍害指數(shù)最高，達35.7。同時，根據田間跟蹤觀察發(fā)現(xiàn)，1，2級受凍植株在3月中下旬后隨著氣溫的上升，植株生長正常，未受明顯影響;但4級受凍植株生長受到較大的影響，株高和有效分枝數(shù)降低，單株結莢數(shù)減少。

表7 參試蠶豆品種受凍害的情況

蠶豆赤斑病是由蠶豆葡萄孢盤菌引起的一種真菌病害，是蠶豆生產中容易發(fā)生的主要病害之一。該病遍布我國蠶豆產區(qū)，特別是在長江中下游和東南、西南的一些秋播蠶豆區(qū)［7］。本次試驗大田種植區(qū)域在3月中下旬開始發(fā)病，初期葉片產生針狀大小的小紅點，小點逐漸變大成近圓形或橢圓形;病斑直徑2～4 mm，中央內凹，散布在葉片的正反兩面;4月27日左右，莖干和豆莢上出現(xiàn)黑色橢圓形的菌核。9個蠶豆品種中沒有赤斑病的高抗品種。相對最好的品種是慈蠶1號，抗性級別1級，抗赤斑病;其次是日本大阪蠶豆、通鮮2號和通鮮3號，抗性級別2級，中抗赤斑病;意大利超級3號、白花大粒、日本陵西一寸和日本早熟大蠶豆(初姬)等品種抗性級別3級，中度感病;海青1號抗性級別4級，感赤斑病。

蠶豆卷葉病毒病是一種分布廣、發(fā)生普遍的蠶豆病毒?。?］。分別在1月中旬、3月和4月進行了田間觀察和統(tǒng)計。2014年1月中旬部分蠶豆幼苗感染病毒病，植株葉片黃化卷曲，植株矮小;3-4月，植株生長衰弱，病葉變硬變厚;4月中旬，病株上僅存少量病葉，基本無莢。從表8中可以看出，參試蠶豆品種卷葉病毒病的發(fā)病率為13.9%～47.4%，大部分感病植株為中度或輕微感病。發(fā)病最輕的品種是慈蠶1號，小區(qū)植株平均感病比例為13.9%，病情指數(shù)為7.6;其次是通鮮2號，平均感病比例為20.9%，病情指數(shù)為10.6;發(fā)病最重的是通鮮3號，平均感病比例為47.4%，病情指數(shù)達到了26.1。

表8 參試蠶豆品種卷葉病毒病的情況

綜合本次試驗各重復小區(qū)的抗性表現(xiàn)，慈蠶1號在赤斑病和卷葉病毒病等方面抗性最強，其受凍害情況也較輕，綜合抗性表現(xiàn)最好。

3 小結和討論

通過對浙江省市場上銷售的9個蠶豆品種的綜合性狀進行對比試驗，綜合分析其抗性水平、籽粒性狀及商品性、豐產和穩(wěn)產性等各方面指標，結果表明，參試蠶豆品種以慈蠶1號的表現(xiàn)最好;其次為通鮮2號和日本大阪蠶豆，抗性明顯優(yōu)于其他品種，鮮豆粒大、商品性好，產量較高;意大利超級3號和海青1號鮮豆氨基酸含量較高，營養(yǎng)品質較好，但對赤斑病和卷葉病毒病的抗性較差，鮮豆籽粒較小、商品性一般。

在蠶豆粒型比較分析中引入粒型級數(shù)的概念。以參試品種中粒型最小的海青1號籽粒長寬厚的乘積作為參比對象，各品種籽粒長寬厚的乘積除以海青1號籽粒長寬厚的乘積;得到的商乘以0.5;乘積數(shù)不采用4舍5入來取整，而是取0.5 n(n的取值滿足|乘積數(shù)-0.5 n|最小)。通過參試9個品種的粒型分級可直觀看出，意大利超級3號和海青1號的粒型較小，通鮮2號和日本早熟大蠶豆粒型中等，其余品種的粒型較大。從參試品種粒型和百粒重的數(shù)據來看，百粒重不到300 g的海青1號和意大利超級3號的粒型級數(shù)是1.0，百粒重超過400 g的通鮮2號和日本早熟大蠶豆的粒型級數(shù)是2.0，百粒重在300～400 g的品種的粒型級數(shù)是2.0或1.5。

參試9個品種的鮮豆百粒重與其對應的鮮籽粒氨基酸含量之間存在著顯著負相關關系，有可能是蠶豆中控制這兩個性狀的QTL之間有一定的連鎖關系。此外，9個參試品種籽粒氨基酸各組成成分含量的分布表現(xiàn)出明顯的相似性，若能獲得更多相關的數(shù)據，可通過相關軟件 (如MATLAB)建模，構建出蠶豆品種、蠶豆籽粒各種氨基酸含量及氨基酸種類的三維圖，詮釋蠶豆品種氨基酸含量分布的情況，推測其極有可能是一個接近于曲面的分布。

試驗期間由于受到卷葉病毒病、赤斑病和凍害的影響，個別品種如海青1號和意大利超級3號各重復小區(qū)內有近半數(shù)的植株生長矮小或病死。因此在統(tǒng)計和分析植株農藝性狀和產量等指標時，以小區(qū)內健康株為取樣和統(tǒng)計分析對象，未測定小區(qū)實際產量，是本次試驗較大的缺陷;此外，在計算產值時，蠶豆鮮莢價格統(tǒng)一采用平均價格3元·kg-1，未統(tǒng)計成熟早晚對市場價格變動的影響，如通鮮2號和通鮮3號等品種熟期相對較晚，市場價格會明顯下降，實際產值會更低。

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