黃淮海南部地區(qū)大豆成熟至收獲期氣象條件對(duì)種子發(fā)芽率的影響*

李國(guó)臣 ，武婷婷 ，孫 石 ，耿 臻 ， 韓天富 **

（1.周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 周口 466001； 2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，北京 100081）

黃淮流域是中國(guó)大豆第二大主產(chǎn)區(qū)，也是高蛋白大豆優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)，對(duì)保障中國(guó)食用大豆供給和國(guó)家食物安全具有舉足輕重的戰(zhàn)略地位[1-3]。黃淮海南部大豆生產(chǎn)主要集中在豫東南、皖北、蘇北和魯西南地區(qū)，該地區(qū)大豆種植面積在130～200萬hm2間波動(dòng)，年需大豆種子0.7億kg左右。受生產(chǎn)規(guī)模、地域環(huán)境、對(duì)種子生產(chǎn)的重視程度等因素影響，黃淮海南部地區(qū)大豆種業(yè)發(fā)展不平衡。河南、安徽、江蘇等地生產(chǎn)的大豆種子發(fā)芽率偏低、商品外觀質(zhì)量較差，導(dǎo)致種子生產(chǎn)基地萎縮，大豆種子自給率下降。與此相反，山東濟(jì)寧等地大豆種子繁育田面積穩(wěn)定，種子產(chǎn)量和質(zhì)量穩(wěn)步提高，基本滿足了黃淮海地區(qū)的大豆生產(chǎn)用種需求。

已有的研究表明，氣候環(huán)境不僅對(duì)大豆產(chǎn)量有重要的影響[4-12]，而且是影響種子生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。與其他秋作物一樣，大豆收獲時(shí)期遭遇“連陰雨”，極易造成大豆籽粒在植株上吸水膨脹，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致霉變、發(fā)芽率低和商品質(zhì)量下降。目前，有關(guān)氣候因素對(duì)大豆種子發(fā)芽率等質(zhì)量指標(biāo)的影響鮮有報(bào)道。為研究大豆收獲期氣象因素對(duì)種子發(fā)芽率的影響，在2017—2018年大豆種子收獲期，收集黃淮海南組國(guó)家大豆品種區(qū)域試驗(yàn)各承試點(diǎn)樣品，進(jìn)行發(fā)芽率檢測(cè)，結(jié)合各地種子成熟至收獲期的氣象條件，分析各地氣象因素對(duì)種子發(fā)芽率的影響，明確制約黃淮海南部地區(qū)大豆種子質(zhì)量提升的限制因素，為優(yōu)質(zhì)大豆種子生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

2017—2018 年，分別從黃淮海南組國(guó)家大豆區(qū)域試驗(yàn)點(diǎn)收集大豆種子樣品。其中，2017年收集9個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)16個(gè)品種的種子，2018年收集8個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)15個(gè)品種的種子（見表1、表2）。

1.2 試驗(yàn)方法

對(duì)從各試驗(yàn)點(diǎn)征集的每份種子樣品隨機(jī)取樣3份，每份100粒。采取國(guó)家農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程發(fā)芽（GB/T 3543-1995）進(jìn)行發(fā)芽率檢測(cè)[13]。登錄中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（http://data.cma.cn/），下載2017—2018年各試驗(yàn)點(diǎn)大豆成熟至收獲期（9月20日至10月20日）的日平均溫度、日照時(shí)數(shù)和降雨量。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析采用R語言進(jìn)行相關(guān)性分析[14]，用Duncan法進(jìn)行顯著性分析[15]。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃淮海南組國(guó)家大豆品種區(qū)域試驗(yàn)種子質(zhì)量分析

2017年黃淮海南部地區(qū)大豆種子成熟至收獲期多雨寡照[16]，各試點(diǎn)、各品種大豆發(fā)芽率在39%～66%之間（見表1），均低于國(guó)家大豆大田用種質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（85%）[17]。對(duì)不同試驗(yàn)點(diǎn)大豆發(fā)芽率比較可看出，山東菏澤、濟(jì)寧、臨沂試點(diǎn)種子質(zhì)量較好，其中，平均發(fā)芽率最高的是菏澤點(diǎn)，為78.7%，而江蘇灌云和淮安、安徽龍亢試驗(yàn)點(diǎn)種子發(fā)芽率偏低，其中，安徽龍亢發(fā)芽率僅12.6%。

表1 2017年黃淮海南組國(guó)家大豆品種區(qū)域試驗(yàn)參試品種的發(fā)芽率 %

2018年上述地區(qū)大豆成熟至收獲期天氣晴好，大豆發(fā)芽率較高（見表2）。各參試品種平均芽率在83.9%～93.5%之間，僅豐源5號(hào)的發(fā)芽率（83.9%）未達(dá)到國(guó)標(biāo)（85%以上）。在各試點(diǎn)中，僅安徽龍亢農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)點(diǎn)平均發(fā)芽率（79.6%）未達(dá)到國(guó)標(biāo)。

表2 2018年黃淮海南組國(guó)家大豆品種區(qū)域試驗(yàn)參試品種的發(fā)芽率 %

方差分析結(jié)果（見表3）顯示，2017—2018年2年不同地點(diǎn)間大豆發(fā)芽率的差異均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），顯示環(huán)境條件是影響黃淮海南部地區(qū)大豆種子發(fā)芽率的主要因素。品種間差異在2017年不顯著，而2018年差異顯著（P＜0.05）。

2.2 氣象因素對(duì)種子發(fā)芽率影響分析

為研究氣象因素對(duì)大豆種子發(fā)芽率的影響，收集了2年大豆成熟至收獲期（9月20日至10月20日）黃淮海南部地區(qū)各試驗(yàn)點(diǎn)的主要?dú)庀笠蛩?，包括降雨量、降雨天?shù)、日照時(shí)數(shù)和日平均溫度（見表4）。2017年，黃淮海南部地區(qū)9月20日至10月20日的30 d內(nèi)陰雨日數(shù)達(dá)10～18 d，降雨量較常年偏多，氣溫較常年偏低。高濕、低溫環(huán)境導(dǎo)致種子霉變、芽率低、商品外觀差。2018年，黃淮海南部區(qū)域大豆成熟收獲期天氣晴好，日照時(shí)數(shù)較多，大豆適期收獲，種子發(fā)芽率高，商品質(zhì)量好。

表3 2017—2018年黃淮海南組國(guó)家大豆品種區(qū)域試驗(yàn)發(fā)芽率方差分析表

對(duì)各試點(diǎn)大豆種子平均發(fā)芽率與4個(gè)氣象因子進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果（見表5）表明，大豆種子發(fā)芽率與成熟至收獲期的降雨量、降雨天數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與日平均氣溫度顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），即成熟至收獲期降雨量越多、降雨天數(shù)越多，溫度越高，種子發(fā)芽率越低；大豆種子發(fā)芽率與成熟至收獲期的與日照時(shí)數(shù)呈極顯著正相關(guān)，即日照時(shí)數(shù)越多，大豆種子發(fā)芽率越高。

表4 2017—2018年黃淮海南組國(guó)家大豆品種生產(chǎn)試驗(yàn)點(diǎn)發(fā)芽率和氣象因素統(tǒng)計(jì)表

表5 大豆種子發(fā)芽率與氣象因素相關(guān)性分析

3 總結(jié)及建議

對(duì)黃淮海南組國(guó)家大豆品種區(qū)域試驗(yàn)種子發(fā)芽率與氣象因子的相關(guān)分析表明，大豆種子發(fā)芽率與成熟至收獲期的降雨量、降雨天數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)，與日平均溫度顯著負(fù)相關(guān)，與日照總時(shí)數(shù)極顯著正相關(guān)，說明成熟至收獲期的天氣狀況對(duì)大豆種子發(fā)芽率等質(zhì)量指標(biāo)有決定性作用。因此，要保證黃淮海南部地區(qū)的大豆種子質(zhì)量，繁種單位要根據(jù)品種特性，在適宜生態(tài)區(qū)選擇繁種基地。以濟(jì)寧為主體的魯西南地區(qū)秋高氣爽，有利于保持種子發(fā)芽率，是黃淮海地區(qū)理想的大豆種子生產(chǎn)基地。河南新鄉(xiāng)、焦作，河北石家莊及黑龍港流域等地區(qū)，土地流轉(zhuǎn)集中度高，農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施條件好，生產(chǎn)規(guī)模大，生產(chǎn)技術(shù)水平高，也有利于建設(shè)規(guī)?；N子生產(chǎn)基地[18]。此外，要開展域外（如西北熱量較好的地區(qū)）試種工作，確定備選地區(qū)和預(yù)案，避免因局部種子生產(chǎn)遇到問題而影響種子生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，以確保種子數(shù)量、質(zhì)量和用種安全。