18 份大豆品系在中國南方地區(qū)的適應性評價

宋恩亮，年 海，程艷波，伍才龍，唐玉娟*

（1廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，廣西南寧 530001；2華南農業(yè)大學，廣東廣州 510642；3 廣西糖業(yè)集團有限公司，廣西南寧 530029）

大豆，中國古稱菽，含有豐富的蛋白質和脂肪，是一種極為重要的糧食作物和油料作物。大豆是豆科植物中最富有營養(yǎng)而又易于消化的食物，是蛋白質最豐富最廉價的來源，其中蛋白質含量最高，是水稻的4.6 倍，小麥的近3 倍，是人類理想的植物蛋白來源。大豆中存在的胰蛋白酶抑制劑、皂甙、異黃酮、植酸等次要成分對人體健康有重要影響，有“豆中之王”、“田中之肉”、“綠色的牛乳”等美稱，在今天世界上許多地方是人和動物的主要食物，也是我國重要的植物油和植物蛋白的來源。我國是大豆的起源國，有著豐富的大豆種質資源，世界各國栽培的大豆都是直接或間接由中國傳播出去的，我國農業(yè)科技工作者也歷來重視大豆種質資源的收集、研究、利用工作。根據大豆品種特性和耕作制度的不同，中國大豆生產分為五個主要產區(qū)：東北三省為主的春大豆區(qū)；黃淮流域的夏大豆區(qū)；長江流域的春、夏大豆區(qū)；江南各省南部的秋作大豆區(qū)；兩廣、云南南部的大豆多熟區(qū)。其中，東北春播大豆和黃淮海地區(qū)是中國大豆種植面積最大、產量最高的兩個地區(qū)，南方地區(qū)的大豆生產還有很大的提升空間。隨著我國經濟的高速發(fā)展和國民生活水平的提高，20 世紀90 年代以后我國大豆需求迅猛增加，而大豆生產卻一直停滯不前，遠遠不能滿足國內需要，大豆進口量不斷攀升，從大豆原產國、凈出口國轉為進口國，從1996 年開始進口大豆并逐年增加，2020 年大豆進口量突破1 億噸，中國已成為世界第一大豆進口國。因此，加快南方地區(qū)大豆產業(yè)發(fā)展，提高我國大豆自給能力，對于保證大豆原料供應的安全、促進我國經濟可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

南方地區(qū)地理位置優(yōu)越、氣候條件得天獨厚，交通發(fā)達，具有良好的經濟基礎及加工銷售條件，是我國大豆生產得以較快發(fā)展的潛力地區(qū)，近年來面積一直保持穩(wěn)定。其中廣西、湖南大豆面積較大，福建、海南是菜用大豆主產區(qū)。南方大豆種質資源豐富，產量和品質提升空間大，在過去的十幾年間，國家大豆改良中心廣東分中心育種方面取得了顯著成績，先后有30 多個品種通過了國家或省級審定。這些大豆品種多數以高蛋白為主，品種優(yōu)良，適合豆制品加工，因此大豆價格高于北方品種，農民種植效益高。選育適合當地氣候條件夏大豆品種尤為重要，大豆產量受品種遺傳特性、人為因素、栽培條件和環(huán)境條件等多種因素影響，而品種選擇是大豆高產的關鍵因素。大豆農藝性狀之間存在相互制約或相互促進的關系，對大豆產量有影響，而在育種時難以做到同時兼顧所有的農藝性狀，因此選擇育種后代材料時常出現難以取舍的情況，需要理論依據進行指導。本研究是在南方地區(qū)的生態(tài)條件下，通過18 個大豆品系在廣東廣州、廣西南寧和湖南長沙三地的試驗表現，探索農藝性狀與產量、品質之間的關系，并找出適合當地種植的品系和廣適性品系，為品種選育和優(yōu)質生產提供可參考的依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為國家大豆改良中心廣東分中心的18個大豆品系，編號為粵夏101～粵夏104 及粵夏106～粵夏119，以國審大豆品種華夏3 號為對照。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

在廣東廣州、廣西南寧、湖南長沙三地同期同規(guī)格種植，采用隨機區(qū)組實驗設計，3 次重復，3 行區(qū)，行長2.5 m，行距0.50 m，株距0.15 m，常規(guī)田間管理。成熟后每小區(qū)中間行取連續(xù)5 株，風干后進行室內考種，調查株高、結莢高度、主莖節(jié)數、分枝、單株有效莢數、單株無效莢數、單株粒數、百粒重、單株粒重等指標，并利用foss Infratec TM 1241 近紅外谷物分析儀對粗蛋白含量、粗脂肪含量進行測定。

1.2.2 分析方法Excel 2010 進行數據處理與統計，SAS 9.0 進行方差分析和多重比較，SPSS 22.0 進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 18 份品系在三地平均表現差異分析

方差分析結果表明，環(huán)境因素對于農藝性狀的影響顯著（圖1）。18 份大豆品系平均單株粒重、主莖節(jié)數、株高、百粒重，均表現為長沙顯著高于廣州、南寧（其中單株粒重、主莖節(jié)數廣州顯著高于南寧，株高、百粒重在廣州和南寧差異不顯著）；同時長沙粗蛋白含量也顯著高于廣州，略高于南寧；與之相反，粗脂肪含量在長沙顯著低于廣州、南寧（廣州、南寧間差異不顯著）；分枝數、有效莢數、無效莢數、單株粒數長沙與廣州無顯著差異，都顯著高于南寧；底莢高度長沙和南寧差異不顯著，均顯著高于廣州。從整體來看，18 份品系在湖南長沙表現優(yōu)于廣東廣州與廣西南寧。

圖1 18 份品系在三地平均表現的差異

2.2 大豆各性狀間相關性分析

2.2.1 廣東廣州農藝性狀與品質性狀的相關性分析

18 份大豆品系在廣東廣州種植各性狀間的相關性如表1 所示，粗蛋白與粗脂肪呈極顯著負相關，因此欲選育蛋白、脂肪含量都較高的品種比較困難，育種過程中應有取舍；單株粒數與百粒重和粗蛋白均呈顯著負相關，說明單株結籽數量越多，籽粒越小，同時蛋白含量越低；株高與底莢高度，主莖節(jié)數呈極其顯著地正相關性，這表明株高越高，底莢高度越高，主莖節(jié)數越多，但株高與單株粒數呈顯著的負相關性，與單株粒重成非顯著的負相關性，而單株粒數與單株粒重極顯著正相關，說明株高過高會限制產量，因此在選育適合廣東種植的高產品系時，應選擇株高適宜同時單株粒數多的材料，不能一味追求高大的植株。

表1 廣東廣州農藝性狀與品質性狀的相關性分析

2.2.2 廣西南寧農藝性狀與品質性狀的相關性分析

18 份大豆品系在廣西南寧種植各性狀間的相關性如表2 所示，粗蛋白和粗脂肪呈極其顯著的負相關性，這與廣州的結果一致；粗蛋白與有效莢數、無效莢數、單株粒數呈顯著或極其顯著的負相關性，說明單株結莢和結籽數量越多，粗蛋白含量越低；有效莢數、分枝數、單株粒數、單株粒重四個指標兩兩間均呈極顯著正相關，說明在廣西篩選分枝多、結莢多、單株粒數多的材料更容易獲得高產品系。

表2 廣西南寧農藝性狀與品質性狀的相關性分析

2.2.3 湖南長沙農藝性狀與品質性狀的相關性分析

18 份大豆品系在湖南長沙種植各性狀間的相關性如表3 所示，與廣州和南寧相同，粗蛋白與粗脂肪成極其顯著的負相關性；粗蛋白與單株粒數呈極其顯著的負相關性，同樣表示結籽數量越多，粗蛋白含量越低。與廣西相似的，有效莢數、分枝數、單株粒數、單株粒重四個指標兩兩間均呈顯著或極顯著正相關，另外主莖節(jié)數與株高、單株粒重呈極其顯著的正相關性，說明若要在湖南地區(qū)選育獲得高產的品種，應考慮主莖節(jié)數、有效莢數和單株粒數的表現。

表3 湖南長沙農藝性狀與品質性狀的相關性分析

綜合18 份大豆品系在三地各性狀間相關性情況可以看出：（1）品質方面，三地粗蛋白與粗脂肪均呈極顯著負相關，表明二者難以兼顧，育種過程種應有取舍或平衡；（2）產量方面，各地影響產量的主要因素并不相同，廣州為株高和單株粒數，南寧為有效莢數、分枝數、單株粒數，長沙為主莖節(jié)數、有效莢數和單株粒數，可以發(fā)現，單株粒重只與單株粒數在三地均呈顯著正相關，而與株高、有效莢數、分枝數等指標的相關性在三地表現并不一致，因此欲選育在南方廣適高產的大豆品（系）應首先關注的指標為單株粒數。

2.3 品系在三地產量的品質性狀表現差異分析

通過對與產量和品質相關的單株粒重、粗蛋白、粗脂肪和百粒重四個重要性狀在三地表現差異的分析，對18 份品系在南方地區(qū)的適應性進行評價。

2.3.1 廣東廣州產量品質性狀分析

由表4 數據可知，在廣州種植，粵夏110、粵夏107、粵夏114 單株粒重表現較好，其中粵夏110 產量最高，百粒重最大，粗蛋白含量較高，屬于高產高蛋白大粒品系；粵夏107、粵夏114 產量高，粗脂肪含量高，百粒重小，屬于高產高脂肪小粒品系。另外，粵夏102 和粵夏104 粗蛋白含量高于46%，可在后續(xù)研究中繼續(xù)關注。

表4 廣東廣州產量品質性狀分析

2.3.2 廣西南寧產量品質性狀分析

由表5 數據可知，在南寧種植，粵夏110、粵夏114、粵夏109 單株粒重表現較好，其中粵夏110 和粵夏109 產量高，百粒重大，粗蛋白含量較高，屬于高產高蛋白大粒品系；粵夏114 產量高，粗脂肪含量高，百粒重小，屬于高產高脂肪小粒品系。另外，粵夏104 和粵夏115 粗蛋白含量高于46%，但產量不理想，可作為高蛋白育種材料。

表5 廣西南寧產量品質性狀分析

2.3.3 湖南長沙產量品質性狀分析

由表6 數據可知，在長沙種植，粵夏110、粵夏107、粵夏114 單株粒重表現較好，與廣州和南寧相似，粵夏110 產量最高，百粒重較大，粗蛋白含量較高，屬于高產高蛋白大粒品系，粵夏114 產量高，粗脂肪含量高，百粒重小，屬于高產高脂肪小粒品系，但與廣州不同，粵夏107 表現為高產高蛋白大粒品系。另外，長沙粗蛋白含量整體表現較好，粵夏111、粵夏112 高達48.00%和47.90%，共6 個品系粗蛋白含量高于46%，但粗脂肪含量總體較低，只有粵夏117 高于20%。

表6 湖南長沙產量品質性狀分析

綜合來看，粵夏110 和粵夏114 這兩個品系在三地的表現都相對較好?；浵?10 在三地均產量最高，粗蛋白含量較高，百粒重較大，是一個表現穩(wěn)定的高產高蛋白大粒品系；粵夏114 在三地產量較高，粗脂肪含量較高，百粒重較小，是一個表現穩(wěn)定的高產高脂肪小粒品系。

3 結論與討論

作物生長情況除了遺傳因素外，還受到多種環(huán)境因素的影響，作物生長與長期所處的環(huán)境有著緊密的聯系。三個試驗點中，長沙位于北緯28.12°，廣州位于北緯23.08°，南寧位于北緯22.48°，廣州與南寧兩地緯度接近，與長沙的緯度差較大，植物的緯度適應性是一項復雜而重要的研究，緯度差異帶來最直接的影響為日照時長的差異，大豆是典型的短日照作物，低緯度地區(qū)由于日照時長的縮短，大豆生育期過短，導致產量極低，研究表明家族、家族和基因對大豆緯度適應性具有重要作用。本研究18 份大豆品系在三地表現存在差異，長沙與其他兩地之間的差異更為明顯，長沙在株高、主莖節(jié)數、單株粒重、百粒重、粗脂肪等5 個性狀均與廣州和南寧存在顯著差異，其主要原因可能為緯度差異。

丁振麟曾提出大豆蛋白質與脂肪呈負相關性的理論，陳麗華等指出大豆品質育種的目標是高蛋白質含量和高脂肪含量，但在品質育種中選育出雙高品種（蛋白質含量、脂肪含量均高）還存在一定難度，選育單高（高蛋白或高脂肪）專用型品種供生產利用是一條行之有效的路線，本研究結果與以上理論一致。關于大豆性狀相關性，前人曾進行了不少的研究，但結果不盡相同，說明環(huán)境對植物生長具有復雜的影響，選育符合當地種植的品種品系時，要因地制宜，具體考慮當地影響產量品質的農藝性狀。

本研究分析結果表明，18 份品系在湖南長沙表現優(yōu)于廣東廣州與廣西南寧，其主要原因可能為緯度差異導致；粗蛋白與粗脂肪在三地均呈極顯著負相關，表明二者難以兼顧，育種過程種應有取舍或平衡，培育南方廣適高產大豆品種應關注單株粒數；18 份品系中粵夏110 和粵夏114 在三地表現穩(wěn)定，為南方廣適高產大豆品系。