半野生大豆应用于绿肥牧草的前景分析

*基金项目：应用轮回育种选育高产、优质、多抗大豆新品种（11yzgc014）

摘要：半野生大豆生物产量高于常规牧草绿肥，生长发育迅速、营养丰富、比野生大豆具有更高的饲草生产潜力，完全可以成为饲草、青饲、绿肥牧草新种类。且半野生大豆种子繁殖速度迅速，生产成本低，籽粒繁殖简易、易于推广种植，将是绿肥牧草发展的新趋势。应以野生大豆与栽培大豆为材料，选育小粒型、抗旱、高生物产量的遗传稳定类型半野生大豆，应用于现代农业中。

文献标志码：B

文章编号：1674-3547(2015)05-0027-05

收稿日期：2015－08－17；修回日期：2015－09－22

第一作者：赵晶云，助理研究员，从事大豆育种研究，E-mail：zhaojyw@126.com

Prospect Analysis on Semi-wild Soybeans Used as Green Manure and Forage Crops

ZhaoJingyun,LiuXueyi,MaJunkui

（Institute of Cash Crop Research, Shanxi Academy of Agricultural Sciences,

Fen yang 032200, Shanxi, China）

Abstract: Semi-wild soybean could be used as a new silage green manure and forage crop, and thus an alternative for forage industry, because semi-wild soybeanas have higher biomass, rich nutrients, rapid rate of seed propagation, lower production costs than wild soybeans and available forage crops. The selection of semi- wild soybeans with small seed size, drought resistance and higher biomass by hydridizing wils soybeans with cultivated soybeans will be utilized in modern agriculture.

Key words: Semi-wild soybean; Green manure; Forage crops

大豆（Glycine max）起源于我国，具有十分悠久的种植历史。栽培大豆是我国劳动人民在长期的农业实践中，从野生大豆(Glycine soja)驯化而来的。我国除青海、新疆和海南以外，均有野生大豆分布 [1]。野生大豆是栽培大豆的近缘野生种，具有高蛋白、繁殖系数大、茎叶高大繁茂等特点 [2-3]，有可能成为青贮、青饲、绿肥的新资源 [4-5]。随着我国农业种养业结构调整，北方旱地农业区以核桃、红枣、板栗等为主的干果园得到快速发展。一方面是有机农类型干果园比例愈来愈高，对化肥的限制使用导致绿肥成为解决土壤养分供给的首选；另一方面，以林下养殖增加农民经济增收不同模式的出现，对牧草提出多方面要求。半野生大豆以其发育繁殖速度快、当年生物产量大、蛋白质含量高、生产成本低、以及有效维护有机农业氮循环的优良作用而会愈来愈受到重视。我国具有半野生大豆资源优势，具备快速开发绿肥牧草新品种的可能性。以野生大豆与栽培大豆为材料，选育的小粒型、抗旱、高生物产量的遗传稳定类型半野生大豆，必将在现代农业中发挥重要的作用。本文就半野生大豆在现代农业中的应用前景进行分析。

1　现代农业对绿肥牧草的新要求

1.1有机干果园对绿肥需求

随着种植业结构的调整，到2012年底，全国经济林种植面积达3 560万hm 2，占有林地面积的18.2%，经济林产品总量达14 200 万t。面积和产量分别比“十五”末增加38.0% 和54.0%，主要经济林树种面积和产量居世界前列，出口创汇能力同步增强，国际竞争优势大幅提升。我国每年新造经济林以百余万公顷的速度增长，约占当年新增造林面积的20%，且呈继续扩大趋势。2010年全国从事经济林生产的农民接近1.8亿人，其中人均经济林收入约1 220元，占农村人均总收入的21%。在这一过程中，特色产业开始走向集中，发展速度高于一般经济林；优质产品、绿色产品意识得到强化，区域品牌不断形成 [6]。

北方地区干果主要分布于山区及旱地。据作者不完全统计，我国北方地区干果主要包括红枣，核桃、板栗、仁用杏、榛子、枸杞、花椒等，总面积已达到900万hm 2以上，发展势头强劲，年均以30万hm 2以上速度扩展。随着这一过程的深入发展，有机干果以其品质安全和稳定，价格更高，而受到高度重视，获得有机认定面积已超过50万hm 2。

随着有机干果的大面积发展，传统的以有机农家肥为主的施肥方式，已远不能够满足生产发展要求。由于绿色农产品的市场价格要比普通农产品高出许多，农民种植开发的兴趣十分浓厚。而绿色食品的生产是建立在施用有机肥料的基础之上的，绿肥作为有机农业重要的组成部分，需要我们重新探索和审视绿肥应用的重要性。

北方地区干果林发展，还对于圈养畜牧业提供了林下种植牧草的广阔空间。

1.2绿肥应用现状与问题

绿肥是我国传统农业的精华。我国利用绿肥历史久远。公元前200年前，农业进入养草肥田时期，主要指在空闲时，任杂草生长，适时犁入土中作肥料。公元3世纪初，开始栽培绿肥作物。到唐、宋、元代，绿肥的种类和面积都有较大发展，使用技术广泛传播。唐代时期，大豆开始用做绿肥。至明、清绿肥种类已达10多种。20世纪30到40年代又引进毛叶苕子，箭筈豌豆、草木犀和紫穗槐等，现在种植区域遍及全国 [7]。上世纪60到70年代是我国大面积种植绿肥的高峰时期，面积超过1 400万hm 2，为农业生产的均衡发展起到十分重要的作用 [8]。80年代以后，随着农村经营模式的转变和化肥使用量增加，绿肥应用开始大幅度萎缩，种植绿肥面积甚微，以至于绿肥学科研究基本停滞。目前我国绿肥分布主要出现于长江流域及其以南方高温多湿地区，北方旱地农业区种植应用相对较少。

北方旱地农业区种植应用主要绿肥品种有紫云英、毛叶苕子、红花草、豌豆、黄花草木犀、柠条等，均属豆科或豆目植物，以肥为主肥草兼用类型。目前生产上主要存在问题是绿肥种类少、品种单一、退化严重、种子缺乏、种子价格昂贵等。传统品种种子储备不足，导致绿肥种子价高，采购困难。

有机果园植绿肥是一项集生态、环保、经济等于一体的提质增效的措施。绿肥可以改善土壤结构、肥力，维护果园生态平衡，提高果品质量，减少资金和人力投入，是有机肥料中首选。近几年随着经济转型快速发展，居民对绿色农产品需求越来越强，绿色农产品生产规模扩大，对绿肥发展提出新要求。缺乏长期稳定的生态适应强的生产用种等，仍然是困扰绿肥生产应用的主要问题。此外，农业生产形式的变化，如生产集约化、栽培轻型化等，使过去形成的绿肥种植利用技术已难适应现代农业的需要，有的由于没有进行技术集成、缺乏可操作性而难以推广 [9]。

1.3　牧草应用状况

20世纪90年代中后期，受农业政策及农产品相对过剩的影响，一些企业和个人开始从事牧草生产，我国草产业迅速崛起，涌现出很多牧草种植和加工企业，并初步形成了牧草种子繁育、牧草种植、产品加工、贮运销售等一个相对完整的产业链条。草产品品种主要是紫花苜蓿和羊草，其中紫花苜蓿占90%以上。但牧草产业总体规模很小，远满足不了草食畜牧业快速发展的需求。与世界发达国家相比，我国牧草育种的研究工作相对滞后，当前畜牧业生产力水平较低、各相关学科发展不平衡，如果仅依靠改变育种手段、引入先进的生物新技术，使我国牧草育种工作跃上一个新台阶显然是不切实际的，必须进行自主创新 [10-11]。

林下经济林为牧草生产提供了广阔空间，牧草发展还处于起步阶段。以苜蓿为主的牧草，因其生长缓慢及深根系统与干果林养分竞争，进一步发展受到诸多限制，需要选择新型当年生长量大的牧草品种。

2　半野生大豆用作绿肥牧草可行性分析

2.1绿肥牧草型半野生大豆分类归属

大豆属（Glycine）由Glycine亚属和Soja亚属2个亚属组成。Glycine亚属至少有15个多年生种；Soja亚属习惯上被划分为3个种，即野生种（G.soja）、半野生种（G.gricilis）和栽培种（G.max），为一年生草本植物 [12]。Soja亚属习惯上划分的3个种，均为大豆，它们遗传本质上没有区别，只是进化程度上的差异。可见半野生种指介于野生种与栽培种之间的中间过渡类型，兼具有野生种与栽培种的部分特征。由于半野生种变异丰富，与野生和栽培大豆形态重叠，因而对于半野生大豆是属于野生种内还是栽培种的变异类型还存在争议 [13]。

百粒重大小可以当作评价野生大豆物种内的遗传分化或进化程度的主要指标之一，有其遗传上的理论依据。把百粒重在2.5 g以下的大豆归为典型的野生大豆，这从它们的遗传多样性差异评价表明具有相对的遗传稳定性 [13-14]。百粒重为2.5~5.0 g的大豆类型，具有野生大豆特点，但是遗传变异性增大，因而部分学者将其归为“半野生Ⅰ型”类型，即偏向野生大豆的半野生大豆；而将百粒重5.0~10.0 g以上的野生型大豆归为“半野生Ⅱ型” [4,14-15]，即标准半野生大豆；由于野外征集到的野生型大豆百粒重可以达到17.0 g左右 [16]，与栽培大豆百粒重高度重叠，作者认为可以将10.0 g以上的归为“半野生Ⅲ型”，即半栽培类型。对于将半野生大豆用作绿肥牧草使用，其目的是获取生物产量的同时，减少种子使用量，并在不影响生物产量的前提下，籽粒俞小俞适宜发展。因此，绿肥牧草型半野生大豆研究重点应该为“半野生Ⅱ型”。

2.2半野生大豆生长及营养特点

半野生大豆是野生大豆向栽培大豆进化过程中的一系列中间类型，具有野生大豆高蛋白、多花荚、生长繁茂等优异性状，又具有综合性状较进化的特点。仅从野生大豆看，一年生野生大豆主茎长度平均比栽培大豆长73 cm、叶片和茎的产量分别比栽培大豆高54.3%和86.1%，比栽培大豆具有较高的饲草生产潜力 [17]。从有限报道的半野生大豆看，多数当年蔓长可以达到200~300 cm分枝10~15个，100 d左右产草量达到37~45 t/hm 2，远高于常规牧草绿肥生物产量，比野生大豆更高的饲草生产潜力 [18]。茎叶高大繁茂的半野生大豆，完全可以成为饲草、青饲、绿肥的新资源。从播种量上看，由于半野生大豆个体发育庞大，种植密度一般为15万株/hm 2，以百粒重7.0 g左右品种类型衡量，播种量30 kg/hm 2已完全满足要求。繁殖系数可以达到50~100，种子繁殖速度迅速，种子生产成本可以大幅度降低。

大豆籽粒贮藏蛋白含量较高，一般栽培品种为38%~50%，野生和半野生品种达50%~ 55%。半野生大豆干草蛋白质含量16%~ 19%，纤维含量25%~28%，鲜草蛋白质含量4%左右 [19]。而栽培大豆秸秆蛋白质含量10%~ 12%，纤维含量大豆秆的纤维素含量为45%~ 50% [18]。可见，半野生大豆饲草绿肥性能远高于栽培大豆。与苜蓿比较看，干苜蓿草块苜蓿蛋白质含量18%~22%，纤维含量22%~ 25%，表明野生大豆蛋白质和纤维素含量十分接近苜蓿，具有广泛的使用价值。

2.3中国绿肥牧草兼用型半野生大豆品种选育进展

上世纪80年代，随着我国对野生大豆资源的收集与利用，产生相当部分半野生大豆品系，并提出应用于牧草绿肥方面。但受时代限制，这些品系大多数为野生大豆研究的副产品，遗传上还不十分稳定，也没有进行审定而得到广泛应用。目前，我国半野生大豆绿肥牧草研究还处于起步阶段，仅有少数品种通过审定。1998年福建省农业科学院农作物研究所选育的豆科绿肥新品种科杂1号，还不属于完全意义上是半野生大豆 [20]。我国台湾地区是现代农业发达区域，大豆绿肥使用水平较高，主要应用于特色水果种植园。台湾于2000年后审定几个大豆绿肥品种，包括台南4号、6号和7号等 [21]，受到了国际上高度关注。

台南号系列绿肥大豆品种，系典型的半野生大豆。生育期150~210 d，株高120~372 cm，草质茎，百粒重6~8 g，植株茎叶生长旺盛，100 d鲜草产量可达到36 t/hm 2，适应春、夏季高温多湿环境生长，易于机械掩埋。供果园覆盖地表栽培，可减少除草剂使用及人工除草，减少地表裸露及雨水冲刷，兼具绿化、美化景观功能，增加无机肥多样化，减少单一绿肥推广有可能遭遇的病虫害等不利因素。在用途方面，除了绿肥之外，可加工豆芽、豆腐、豆浆等绿色食品。

3　展　望

半野生大豆以其生长发育迅速、产草量高、营养丰富、籽粒繁殖简易、易于推广种植等优势，完全可成为绿肥牧草新种类，其有效维护有机农业氮素循环的优良作用而会愈来愈受到重视。随着现代绿色经济林发展，半野生大豆绿肥牧草，通过进一步的研究与开发，可为我国现代农业的特色经济增长提供支撑，且有望成为新的大豆产业，市场前景十分广阔。

我国具有半野生大豆资源优势，具备快速开发绿肥牧草新品种的可能性。在我国收集的6 000份野生大豆种质资源中，有近20%属于半野生大豆Ⅰ型和Ⅱ型 [4,13]。通过专项筛选评价研究，可形成一批新的半野生大豆绿肥牧草品种，适应我国不同生态环境条件下应用。以野生大豆与栽培大豆为材料，选育的小粒型、抗旱、高生物产量的遗传稳定类型半野生大豆，必将在现代农业中发挥更重要作用。