晉南夏大豆“癥青”現(xiàn)象發(fā)生原因分析

肖俊紅，衛(wèi) 玲，劉 博，段學(xué)艷，楊海峰

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所，山西臨汾041000）

受全球氣候變暖影響，近年來大豆“癥青”現(xiàn)象在黃淮海夏大豆區(qū)發(fā)生逐年加重。所謂大豆“癥青”指植株后期不能正常鼓?；蛘咄耆还牧＃３墒炱谌~片、葉柄、豆莢、莖稈等仍保持濃綠色，甚至干枯也不變黃落葉，嚴(yán)重影響大豆產(chǎn)量的發(fā)揮，甚至造成絕收[1]。2010 年山東、河南、安徽等地開始大面積發(fā)生癥青，2016—2017 年陜西省也有大面積發(fā)生。2018 年晉南的臨汾運(yùn)城大豆復(fù)播區(qū)大面積出現(xiàn)“癥青”現(xiàn)象，大豆大面積減產(chǎn)，有的甚至絕收。關(guān)于“癥青”發(fā)生的原因沒有定論。有專家認(rèn)為，與大豆開花結(jié)莢期的高溫干旱有關(guān)；有專家認(rèn)為，與大豆病蟲害有關(guān)[1-4]；也有專家認(rèn)為，與品種也有很大關(guān)系[2-12]。

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所大豆課題組針對(duì)山西省南部2018 年大豆“癥青”大面積發(fā)生，而2017 年的大豆正常結(jié)莢的現(xiàn)象，通過分析2 a 的夏大豆農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量、開花期溫度變化等試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以期篩選抗性品種，改良種質(zhì)資源，選育花莢期耐高溫的大豆新品種，提高復(fù)播大豆的產(chǎn)量，增加農(nóng)民的收入。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)2 a 均在臨汾市山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所試驗(yàn)地進(jìn)行，速效氮含量21.64 mg/kg，速效磷含量5.51 mg/kg，速效鉀含量289 mg/kg。2 a 均對(duì)蟲害進(jìn)行防治，蟲害發(fā)生程度較輕。

1.2 試驗(yàn)材料及試劑

供試大豆品種為2017、2018 年參加山西南部復(fù)播大豆區(qū)域試驗(yàn)表現(xiàn)好的4 個(gè)品種，包括長豆35（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院谷子研究所提供）、晉黃10 號(hào)（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所提供）、汾9002-4（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供）、秦2018（陜西省雜交油菜研究中心提供）和對(duì)照品種晉豆19 號(hào)（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所提供）。

供試藥劑為5%的高效氯氟氰菊酯乳油，其有效成分含量為25 g/L，由河南省華威化學(xué)有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

前茬為小麥，小麥?zhǔn)斋@后滅茬后澆底墑水，硬茬播種大豆，2017 年 6 月 18 日播種，10 月 15 日收獲；2018 年 6 月 15 日播種，10 月 5 日收獲。試驗(yàn)小區(qū)面積12 m2（2.4 m×5 m），6 行區(qū)，行距40 cm，株距 13.3 cm，隨機(jī)區(qū)組排列，3 次重復(fù)。并于 7 月 10 日（苗期）、7 月 30 日（花期）、8 月 15 日（結(jié)莢期）用高效氯氟氰菊酯1 000 倍液防治豆稈黑潛蠅和點(diǎn)蜂緣蝽等。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

大豆成熟期田間取樣考察株高、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株癟莢數(shù)、百粒質(zhì)量，并全區(qū)收獲計(jì)產(chǎn)。氣象資料來源于當(dāng)?shù)貧庀缶纸y(tǒng)計(jì)資料。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算做圖，運(yùn)用SPSS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種相同年度農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量表現(xiàn)

表1 不同品種相同年度農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量表現(xiàn)

由表1 可知，在2017 年大豆正常生長年份，5 個(gè)品種的農(nóng)藝性狀有區(qū)別。株高長豆35 比秦2018 顯著增加，二者差異顯著，和其他3 個(gè)品種間差異不顯著；主莖節(jié)數(shù)晉黃10 號(hào)比秦2018 和晉豆19 號(hào)顯著增加，差異顯著，和其他2 個(gè)品種間差異不顯著；有效分枝數(shù)和單株粒數(shù)5 個(gè)品種間差異不顯著；百粒質(zhì)量晉豆19 號(hào)比長豆35 號(hào)和晉黃10 號(hào)顯著增加；單株癟莢數(shù)晉豆19 號(hào)比晉黃10 號(hào)、汾9002-4 和秦2018 顯著增加，差異顯著，與長豆35間差異不顯著；小區(qū)產(chǎn)量5 個(gè)品種間差異不顯著。2018 年大豆“癥青”發(fā)生年份，株高晉豆19 號(hào)顯著比其他品種增加，長豆35 比秦2018 和汾9002-4顯著增加，差異顯著，和晉黃10 號(hào)間差異不顯著；主莖節(jié)數(shù)秦2018 最小，和其他4 個(gè)品種間差異顯著；有效分枝數(shù)和單株粒數(shù)5 個(gè)品種間差異不顯著；百粒質(zhì)量秦2018 最大，與其他品種差異顯著，晉豆19 號(hào)第2，顯著高于其他3 個(gè)品種；單株癟莢數(shù)5 個(gè)品種間差異不顯著；小區(qū)產(chǎn)量秦2018 顯著高于其他4 個(gè)品種，晉黃10 號(hào)和汾9002-4 間差異不顯著，顯著高于長豆35 和晉豆19 號(hào)，長豆35 顯著高于晉豆19 號(hào)。

2.2 2 個(gè)年度同一品種農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量差異

從表2 可以看出，長豆35 的百粒質(zhì)量和小區(qū)產(chǎn)量極顯著降低，其他農(nóng)藝性狀變化不顯著；晉黃10 號(hào)的百粒質(zhì)量顯著降低，小區(qū)產(chǎn)量極顯著降低，其他農(nóng)藝性狀變化不顯著；汾9002-4 的株高、有效分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)和單株癟莢數(shù)顯著增加，主莖節(jié)數(shù)變化不顯著，百粒質(zhì)量顯著降低，小區(qū)產(chǎn)量極顯著降低；秦2018 的有效分枝數(shù)和單株癟莢數(shù)顯著增加，百粒質(zhì)量顯著降低，小區(qū)產(chǎn)量極顯著降低，其他農(nóng)藝性狀變化不顯著；晉豆19 號(hào)的株高、有效分枝數(shù)和單株癟莢數(shù)顯著增加，百粒質(zhì)量和小區(qū)產(chǎn)量極顯著降低，其他農(nóng)藝性狀變化不顯著。在2018 年“癥青”現(xiàn)象發(fā)生嚴(yán)重年份，5 個(gè)品種的小區(qū)產(chǎn)量以及百粒質(zhì)量都比2017 年極顯著降低，其中，秦2018 產(chǎn)量最高，比2017 年減產(chǎn)最少；其次是汾9002-4 和晉黃10 號(hào)；晉豆19 號(hào)減產(chǎn)最多。

表2 2017—2018 年農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量配對(duì)樣本的T 檢驗(yàn)

2.3 2 個(gè)年度同一品種播期、開花期及成熟期比較

由表3 可知，這5 個(gè)品種播期都在6 月中旬,開花期集中在7 月下旬，相同品種2 a 間開花期相差不大，不存在花莢期避過高溫協(xié)迫的概率。

表3 2 a 相同品種播期、開花期及成熟期比較 月- 日

2.4 2 個(gè)年度花莢期氣溫比較

從圖1、2 可以看出，2017 年無論是日平均氣溫、日最高氣溫和日最低氣溫都上下浮動(dòng)比較明顯，而且浮動(dòng)范圍比較大，而2018 年的氣溫變化近似于直線發(fā)展，浮動(dòng)范圍比較小。2017 年日平均氣溫在 20.6～33.3 ℃變化，2018 年在 26.6～31.2 ℃變化；2017 年日最高氣溫在 22.9～39.8 ℃變化，2018 年在 31.3 ～37.1 ℃變化；2017 年日最低氣溫在19.2～27.3 ℃變化，2018 年在 23.3～28.2 ℃變化。大豆開花授粉的適宜溫度為20～25 ℃，適宜的相對(duì)濕度為70%～90%，超過35 ℃雄蕊就會(huì)死亡[5]。而 2018 年從 7 月 21 日到 8 月 20 日開花結(jié)莢期間，這一個(gè)月內(nèi)每天的日最低氣溫都在25 ℃左右徘徊，極個(gè)別時(shí)間低于25 ℃，而且持續(xù)時(shí)間也不長，日最高氣溫都在35 ℃上下浮動(dòng)，大豆開花期持續(xù)高溫，造成大豆不開花或者少開花，或者開花不結(jié)實(shí)。溫度長時(shí)間超過30 ℃會(huì)造成植株呼吸過旺，養(yǎng)分積累少，影響大豆開花授粉，使胚珠敗育[6]。據(jù)調(diào)查 2018 年 7 月 24—31 日開花期，10：00—18：00溫度均在30 ℃以上，開花期高溫破壞花粉和胚珠功能，進(jìn)而導(dǎo)致受精失敗，亦抑制了花粉發(fā)育并導(dǎo)致敗育，出現(xiàn)大面積癥青現(xiàn)象。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)2 a 防治蟲害的方法和防治時(shí)期相同，2017 年5 個(gè)品種的株高、主莖節(jié)數(shù)、百粒質(zhì)量、單株癟莢數(shù)等農(nóng)藝性狀有明顯區(qū)別，能表現(xiàn)出品種的特征特性，產(chǎn)量差異不顯著，都是高產(chǎn)品種；而2018 年所有品種都不同程度上發(fā)生“癥青”現(xiàn)象，小區(qū)產(chǎn)量差異顯著，高產(chǎn)品種的百粒質(zhì)量和產(chǎn)量變化小，減產(chǎn)輻度少，如秦2018，產(chǎn)量低的品種營養(yǎng)生長旺盛，導(dǎo)致株高增高，主莖節(jié)數(shù)增加，如晉豆19 號(hào)。2 a 整個(gè)生育期都未發(fā)生蟲害嚴(yán)重危害現(xiàn)象，說明在山西南部復(fù)播區(qū)癥青現(xiàn)象發(fā)生的主要影響因素不是蟲害，而是花莢期的持續(xù)高溫協(xié)迫所致。

大豆發(fā)生“癥青”現(xiàn)象是大豆生殖生長發(fā)育受阻，光合作用產(chǎn)生的營養(yǎng)無處消耗導(dǎo)致營養(yǎng)生長旺盛，株高增加，分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)等增多現(xiàn)象，大豆成熟期莖葉呈現(xiàn)濃綠色，不變黃落葉。2018 年晉南出現(xiàn)了大面積的癥青，通過大范圍的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，春播大豆受害輕，夏播大豆受害嚴(yán)重。夏播地塊受害狀均為大部分植株空莢無粒，屬于豆粒有了一定程度的發(fā)育后又停止鼓粒的癥青現(xiàn)象。極個(gè)別屬于下部莢全部癥青，上部個(gè)別莢正常。2018 年山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所大豆課題組通過對(duì)種植大戶和農(nóng)戶大量調(diào)查走訪發(fā)現(xiàn)，點(diǎn)蜂緣蝽發(fā)生量較大，豆稈黑潛蠅也存在大發(fā)生現(xiàn)象。有研究證明，具有遷飛特性的點(diǎn)蜂緣蝽暴發(fā)可以導(dǎo)致大豆“癥青”[15]。豆稈黑潛蠅為害，大豆莢果也能正常生長，并沒有出現(xiàn)養(yǎng)分輸送完全停滯的情況[16]。如果植株受害狀為主莖上的豆莢全部癥青、下部分枝上的豆莢完全正常，這是豆稈黑潛蠅從主莖正常分枝上部危害主莖造成的。如果植株受害狀為主莖上的豆莢能正常鼓粒成熟，某個(gè)分枝上的豆莢癥青，這是豆稈黑潛蠅危害這個(gè)分枝。這2 種現(xiàn)象均為豆稈黑潛蠅危害后的典型癥狀，也會(huì)導(dǎo)致大豆減產(chǎn)，但可以通過噴施農(nóng)藥有效防治[17]，而且與“癥青”發(fā)生癥狀也不同。綜合分析，2018 年晉南大豆發(fā)生“癥青”現(xiàn)象主要原因是花莢期持續(xù)高溫引起，這與莫先樹等[16]研究結(jié)果相同。

黃淮海大豆復(fù)播區(qū)由于各地氣候條件差異，發(fā)生“癥青”現(xiàn)象的原因也不同，要根據(jù)不同的地點(diǎn)不同的年份發(fā)生情況來確定其發(fā)生原因，尋找其解決的途徑。山西省南部大豆復(fù)播區(qū)發(fā)生“癥青”現(xiàn)象的主要原因是花莢期持續(xù)高溫影響所致，高溫通過灌溉能夠緩解，但僅僅只能短時(shí)間緩解植株根部局部溫度和高溫對(duì)大豆植株的危害，多次灌溉會(huì)增加大豆的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)上行不通。目前，汪明華等[18]將大豆品種的耐高溫特性劃分為5 個(gè)等級(jí)，I 級(jí)（敏感型）、II 級(jí)（較敏感型）、III 級(jí)（中間型）、IV 級(jí)（較耐熱型）和V 級(jí)（耐熱型），用于大豆耐高溫種質(zhì)資源的篩選和鑒定，并初步篩選出2 個(gè)耐高溫型大豆品種（冀豆21 和南農(nóng)34），供育種者應(yīng)用。目前，針對(duì)山西南部復(fù)播大豆區(qū)篩選花莢期耐高溫大豆品種是應(yīng)對(duì)高溫脅迫所致大豆“癥青”現(xiàn)象的最經(jīng)濟(jì)、有效的辦法。今后，應(yīng)加強(qiáng)篩選或培育耐高溫的早熟大豆新品種，供晉南復(fù)播大豆田推廣應(yīng)用，提高復(fù)播大豆的產(chǎn)量和面積。