秦巴山地玉米套種條件下大豆品種豐產及穩(wěn)產性分析

何忠軍，張秀英，龍德祥，姚平波，李勤，張增川，溫友斌，陳浩，李云，王一璞，李戈蓮，任曉菊，趙建新

（1.漢中市農業(yè)科學研究所，陜西 漢中 723000；2.鎮(zhèn)巴縣農業(yè)技術推廣站，陜西 漢中 723600；3.鎮(zhèn)巴縣蠶桑技術指導站，陜西 漢中 723600）

2020年中央一號文件精神指示，農業(yè)農村部給各省均下達了糧食種植面積和穩(wěn)定糧食產量的任務，并提出“藏糧于地，藏糧于技”的戰(zhàn)略部署。間作套種栽培技術既可以充分利用土地，還可以利用作物的空間搭配有效利用光能，提高單位面積糧食的產出率，是糧食增產穩(wěn)產的重要措施之一。玉米-大豆帶狀套作模式是在不影響玉米產量的情況下，增加大豆的種植面積和大豆的種植產量，此項技術的應用對保障我國國家糧食安全意義重大［1，2］。湯復躍等［3］研究表明，春玉米生長后期壟上雙行套種

夏大豆為適宜的玉米-大豆套種模式。楊峰等［4］試驗研究結果表明，合理配置行距對玉米-大豆帶狀套作系統(tǒng)中的作物的生長、產量構成和群體效益均具有重要的作用。蔡凌等［5］研究表明，通過套作的種植模式同時配合選擇特定的大豆品種，可保證大豆蛋白等的營養(yǎng)組分。舒凱等［6］研究表明，玉米-大豆復合群體高產、穩(wěn)產的重要保證是以增加播種密度為核心，提高玉米有效穗數(shù)和大豆有效株數(shù)的玉米-大豆套作高產栽培技術，同時輔以有效的土壤改良措施。肖霞等［7］研究表明，在相同的土地面積內，玉米-大豆套作與單作相比，套作能顯著提高玉米和大豆的單株產量。譚婷婷等［8］研究表明，套作條件下玉米的陰蔽條件可直接影響大豆葉片的結構特征和光合熒光的特性，但品種間的響應存在顯著差異。綜上，前人開展了玉米套作大豆的高產栽培模式及玉米陰蔽對大豆的生理指標和主成分的影響，但是對玉米套作大豆模式下大豆品種對套作產量的貢獻研究較少，因此，在玉米-大豆套種模式下試驗評價大豆品種的豐產性與適應性，對秦巴山區(qū)玉米-大豆套種條件下大豆品種的選用，對提高秦巴山區(qū)糧油作物的生產水平，對發(fā)揮玉米-大豆套種模式下大豆品種的增產潛力意義重大。薛吉全等［9］研究表明，適應性較好的品種，要求在有利的環(huán)境條件下和在不利環(huán)境條件下均能獲得較好的產量。前人相繼提出用產量平均數(shù)（x）和較對照（CK）增產百分數(shù)的方法可準確評價品種的豐產性，用標準差（s）以及變異系數(shù)（CV）和回歸系數(shù)可準確評價品種的產量穩(wěn)定性［10，11］。為評價結果更準確，還可用高穩(wěn)系數(shù)法［12-14］、穩(wěn)定性參數(shù)法［15-17］評價品種的穩(wěn)定性。本研究開展了玉米套作大豆模式下，高產大豆品種的產量穩(wěn)定性與適應性分析，目的為通過高產大豆品種的應用提高秦巴山地糧油作物的產量及效益。選擇2018—2019年兩年的品比試驗綜合表現(xiàn)好、增產幅度大的9個大豆品種，于2020年在鎮(zhèn)巴縣3個玉米套種大豆項目區(qū)開展大豆品種的豐產性與適應性綜合分析試驗，以期為秦巴山區(qū)玉米-大豆套種條件下高產、穩(wěn)產大豆品種的選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2020年春季在秦巴山區(qū)的鎮(zhèn)巴縣白河村（海拔1 350 m）、鎮(zhèn)巴縣九陣壩村（海拔900 m）和鎮(zhèn)巴縣的九家榜村（海拔1 250 m）3個玉米套種大豆項目區(qū)進行，供試大豆品種9個，均由鎮(zhèn)巴縣農業(yè)技術推廣中心引進并提供，分別編號為V1：鎮(zhèn)引一號，V2：鎮(zhèn)引二號，V3：鎮(zhèn)引三號，V4：黑大豆，V5：貢秋豆5號，V6：貢秋豆8號，V7：貢廈8173，V8：本地大豆（CK），V9：D309-925。

1.2 試驗方法

統(tǒng)一試驗方案，隨機區(qū)組排列，重復2次，試驗采用180 cm玉米-大豆套種帶型（玉米∶大豆=2∶3），試驗地前茬為早春馬鈴薯套種玉米田，春季播種玉米，夏季馬鈴薯收獲后套種大豆，在馬鈴薯播種時，按計劃條帶寬度播種。在寬度180 cm內種植2行玉米，3行大豆為1個完整帶，玉米與玉米間的行距為40.0 cm，大豆與玉米間的行距為35.0 cm，大豆與大豆間的行距為35.0 cm，玉米株距18.5 cm，折合密度60 000株/hm2，大豆株距28.0 cm，一穴雙株留苗，折合密度120 000株/hm2，小區(qū)長度為5.0 m，每兩個條帶為一個小區(qū)，小區(qū)面積為18 m2，進行田間調查和數(shù)據(jù)采集。統(tǒng)一田間管理。

1.3 分析方法

大豆品種的豐產性表現(xiàn)是以產量平均數(shù)（x）較對照（CK）增產百分比和較本組試驗平均產量增產百分比兩種方法表示；參試大豆品種的豐產性采用各試驗點的產量平均數(shù)（x）較對照（CK）增產百分比和較本組試驗平均產量增產百分比這兩種方法計算。品種差異顯著性估計采用新復極差法；大豆各品種的穩(wěn)定性用變異系數(shù)法（CV）和回歸系數(shù)法評價［12，13］。大豆品種的高產穩(wěn)產性用高穩(wěn)系數(shù)（HSCi）和非參數(shù)度量法評價［14，17］。參試大豆品種進行聚類分析采用以上方法計算各項指標數(shù)據(jù)計算［18］。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析均用Excel和DPS 18.10軟件統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 供試大豆品種的豐產性

2020年3 個試驗點的產量試驗結果（表1）表明，黑大豆、貢秋豆5號、鎮(zhèn)引二號、鎮(zhèn)引三號、鎮(zhèn)引一號、貢秋豆8號、貢廈8173與本地大豆（CK）相比，增產幅度分別為44.01%、38.72%、28.03%、24.98%、9.10%、9.00%、1.66%，僅D309-925比本地大豆（CK）減產，減產幅度為52.34%。黑大豆、貢秋豆5號、鎮(zhèn)引二號、鎮(zhèn)引三號的產量高于平均產量，增產幅度分別為29.20%、24.45%、14.86%、12.13%。鎮(zhèn)引一號、貢秋豆8號、貢廈8173、本地大豆（CK）、D309-925的產量低于平均產量，減產幅度分別為2.12%，2.21%、8.80%、10.28%、57.24%。

表1 玉米-大豆套種條件下大豆品種的豐產性

品種間差異顯著性檢驗結果表明，參試品種間產量均具有極顯著差異，D309-925產量極顯著低于前面對照品種及其他7個品種。本研究綜合了比對照（CK）產量增產百分比和比平均產量增產百分比兩項指標結果，篩選確定黑大豆、貢秋豆5號、鎮(zhèn)引二號、鎮(zhèn)引三號為本地區(qū)可推廣的豐產大豆品種。

2.2 供試大豆品種的穩(wěn)產性

根據(jù)產量＞為高產大豆品種，根據(jù)變異系數(shù)＜為穩(wěn)產品種［12，13］，由表2數(shù)據(jù)可知，黑大豆、貢秋豆5號、鎮(zhèn)引二號、鎮(zhèn)引三號的產量分別為2 041.00、1 966.00、1 814.50、1 771.25 kg/hm2，均大于平均產量1 579.69 kg/hm2，為高產品種。黑大豆、貢秋豆5號、鎮(zhèn)引二號的變異系數(shù)分別為0.75%、1.12%、2.43%，低于試驗平均值，為穩(wěn)產性好且產量較高的品種；鎮(zhèn)引一號、貢秋豆8號，雖產量較高，但產量低于9個大豆品種的平均水平，變異系數(shù)也大于平均值，在本試驗中穩(wěn)產性較差，貢廈8173、本地大豆（當?shù)刂髟云贩N）雖變異系數(shù)小于平均值，但產量低于9個大豆品種的平均產量，在本試驗中也表現(xiàn)為產量穩(wěn)定性較差。D309-925產量較低，穩(wěn)產性較差。

對玉米-大豆套種條件下，大豆產量結果進行多點聯(lián)合方差分析表明（表3），品種間、地點間、品種與地點間均達到了顯著和極顯著差異，可進一步分析。從表2可知，回歸系數(shù)（b）和離差平方和的趨勢是一致的，Eberhart-Russell模型的分析方法［13］，以自變數(shù)為環(huán)境指數(shù)，依變數(shù)為品種的產量進行回歸分析（b=1為平均穩(wěn)定品種，b＜1認為是超平均穩(wěn)定品種，b＞1認為是不穩(wěn)定品種）。黑大豆、貢秋豆5號、鎮(zhèn)引二號、貢廈8173、本地大豆（CK）等品種的回歸系數(shù)均小于1，為穩(wěn)定性好的品種，貢秋豆8號、D309-925的回歸系數(shù)雖小于1，但更接近于1，為比較穩(wěn)定品種，而鎮(zhèn)引三號、鎮(zhèn)引一號的回歸系數(shù)大于1，穩(wěn)定性較差。

表2 玉米-大豆套種條件下大豆品種的穩(wěn)定性

表3 玉米-大豆套種條件下大豆品種的聯(lián)合方差分析

2.3 供試大豆品種的高產穩(wěn)產性

采用高穩(wěn)系數(shù)法［14］計算參試大豆品種的高穩(wěn)系數(shù)，越大表明大豆品種的高產、穩(wěn)產性越好。根據(jù)愈世蓉［15］提出的穩(wěn)定性參數(shù)法計算參試大豆品種的穩(wěn)定性參數(shù)，穩(wěn)定性參數(shù)越小表明大豆品種的穩(wěn)產性就越好。從表4可以看出，黑大豆、貢秋豆5號、本地大豆、貢夏8173、貢秋豆8號的高穩(wěn)系數(shù)較大，分別為115.92、94.86、68.10、45.55、22.51，且穩(wěn)定性參數(shù)相對較小，分別為0.27、0.40、0.48、0.67、0.80，為穩(wěn)定性較好品種；而鎮(zhèn)引二號、D309-925、鎮(zhèn)引一號、鎮(zhèn)引三號高穩(wěn)系數(shù)相對較小，出現(xiàn)負值，且穩(wěn)定性參數(shù)也相對較大，在本試驗中為穩(wěn)定性相對較差品種。

表4 不同大豆品種的高穩(wěn)系數(shù)和穩(wěn)定性參數(shù)

2.4 供試大豆品種的聚類分析

以產量比對照（CK）增產百分比、比平均產量增產百分比、變異系數(shù)（CV）、高穩(wěn)系數(shù)（HSCi）、回歸系數(shù)（b）、方差（S2）等穩(wěn)定性參數(shù)指標，用標準化轉換法對參數(shù)指標進行標準轉換。品種間系統(tǒng)聚類分析采用類平均法（UPGMA）計算各大豆品種間穩(wěn)定性的相似度，并繪制聚類樹形圖（圖1）。以各大豆品種的相似度值1.18為基準劃分，可將9個參試大豆品種分成5類，Ⅰ類為黑大豆、貢秋5號、鎮(zhèn)引2號，在本試驗玉米-大豆套種條件下屬高產穩(wěn)產型品種；Ⅱ類為貢秋8號、貢夏8173、本地大豆為穩(wěn)產性較好品種；Ⅲ類為鎮(zhèn)引1號；Ⅳ類為鎮(zhèn)引3號；Ⅴ類為D309-925。

圖1 大豆品種穩(wěn)定性聚類分析

3 討論

湯復躍等［19］為提高夏大豆與春玉米套種的單產和良種普及率，在廣西不同地區(qū)開展了適宜于春玉米套種的夏大豆品種篩選試驗，明確了4個品種在不同地區(qū)的產量表現(xiàn)。漢中市農業(yè)科學研究所與鎮(zhèn)巴縣農業(yè)技術推廣站圍繞馬鈴薯玉米大豆復合套種技術集成示范與推廣項目，開展了秦巴山地玉米套種條件下高產穩(wěn)產大豆品種的篩選試驗。通過9個品種的適應性分析結果顯示，不同的豐產性、穩(wěn)產性分析方法，分析結果不同，但大致趨勢是一致的。就豐產性算法而言，本試驗中以比平均產量增產百分比計算，黑大豆、貢秋豆5號、鎮(zhèn)引二號、鎮(zhèn)引三號為增產品種；以比對照增產百分比計算，黑大豆、貢秋豆5號、鎮(zhèn)引二號、鎮(zhèn)引三號、鎮(zhèn)引一號、貢秋豆8號、貢廈8173為增產品種；以產量大于平均產量即為高產品種計算，黑大豆、貢秋豆5號、鎮(zhèn)引二號、鎮(zhèn)引三號為高產品種。3種算法計算結果比較，比平均產量增產百分比的計算結果更為嚴格。在應用中，若用比對照增產百分比計算，應選用產量高、適應性廣，且在生產上大面積推廣應用的國審品種。就穩(wěn)產性而言，本試驗中以變異系數(shù)法計算，黑大豆、貢秋豆5號、鎮(zhèn)引二號為高產穩(wěn)產品種；以回歸系數(shù)法計算，黑大豆、貢秋豆5號、鎮(zhèn)引二號、貢廈8173、本地大豆（CK）為穩(wěn)產性品種；以高穩(wěn)系數(shù)法和穩(wěn)定性參數(shù)法計算，黑大豆、貢秋豆5號、本地大豆、貢夏8173、鎮(zhèn)引二號為穩(wěn)定性好品種；3種算法綜合比較，計算結果基本趨于一致。

綜合豐產性和穩(wěn)產性計算結果，本試驗中黑大豆和貢秋豆5號、鎮(zhèn)引二號為秦巴山地不同海拔地區(qū)種植的高產、穩(wěn)產品種。吳雨珊等［20］研究分析了套作模式下133份大豆材料的農藝性狀與產量之間的關系，根據(jù)主成分得分并借助權重計算綜合得分，結果顯示大豆分枝數(shù)、單株莢數(shù)、每莢粒數(shù)和主莖節(jié)數(shù)較多，同時營養(yǎng)生長期與生育期都較長，株高適中，百粒重相對較小，底莢較高的大豆品種，適宜在玉米-套作模式中推廣。范淑英等［21］研究的大豆品種貢秋豆5號具有高產、高蛋白、耐陰等特點，適宜在四川省平壩和丘陵地區(qū)推廣種植。黑大豆為鎮(zhèn)巴縣傳統(tǒng)大豆品種，品種本身對秦巴山區(qū)的環(huán)境適應能力較好，鎮(zhèn)引二號為鎮(zhèn)巴縣農業(yè)技術推廣中心引進多年，且產量和綜合性狀較高的品種，對秦巴山區(qū)的適應性較好，本研究設置的3個試驗地點均屬于秦巴山地丘陵區(qū)域，通過品種高產、穩(wěn)產性分析，篩選的3個品種均符合玉米套種對大豆品種特性的要求，也適宜推廣。

4 結論

綜合利用比平均產量增產百分比、變異系數(shù)、回歸系數(shù)、穩(wěn)定性參數(shù)法和高穩(wěn)系數(shù)等計算結果，對玉米-大豆套種條件下的9個大豆品種的豐產性和適應性進行系統(tǒng)分析和嚴格篩選，結果表明，黑大豆、貢秋5號為秦巴山地玉米套種大豆條件下高產穩(wěn)產品種，可在秦巴山地同類生態(tài)區(qū)作為高產穩(wěn)產大豆品種適當加以應用。