黑龙港低平原地区涝害条件下春大豆高产品种的筛选及其农艺性状

冯喜梅，王希全，赵 杰，姜 瑶，李 超，姜 敏，曾昭海*

（1.中国农业大学农学院，北京 100193；2.中国农业大学吴桥实验站，河北 吴桥 061800）

近年来，我国大豆播种面积和产量呈逐年下降趋势，2006-2014年全国大豆播种面积和产量的降幅分别为26.9% 和19.4% ，而同期大豆及大豆替代品的进口量却逐年攀升；2006-2015年河北省大豆播种面积减少了45.1% ，产量下降了42.8%[1]。黑龙港低平原区是我国传统的大豆种植区，近年来，由于主栽大豆品种产量低、品种更新换代慢、退化严重，导致大豆种植面积和产量不断下滑[2]。同时，该区域降雨量年际间变化剧烈，具有明显的丰枯交替周期[3]，尤其是21世纪以来进入丰水期[4]，涝害发生频繁。涝害会导致大豆根系缺氧，引发根系发育不良、落花落荚、百粒重下降、病害严重甚至死亡，给大豆生产带来严重损失[5]。因此，筛选产量高、耐涝性强的大豆品种，对当地大豆生产的发展具有重要意义。2016年黑龙港低平原地区发生严重涝灾，通过对中国农业大学吴桥实验站种植的16份春大豆品种进行产量及农艺性状分析，以筛选适宜该地区种植的高产、耐涝大豆品种，可为黑龙港地区农业种植结构调整提供支持。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2016年在河北吴桥中国农业大学吴桥实验站 （东经 116毅37忆、北纬 37毅41忆，海拔 14-22 m）进行。该区年平均气温12.6益，全年逸0益积温4 862.9益，年平均降雨量562 mm。试验地土壤类型属黏壤土，0-20 cm耕层土壤基础养分含量为有机质14.4 g/kg、全氮0.99 g/kg、碱解氮65.2 mg/kg、有效磷127.9 mg/kg和速效钾15.3 mg/kg，肥力中等。

1.2 试验材料

参试大豆品种16个，分别是沈农22、沈农24、沈农26、沈农27、沈农28、沈农29、石936、石885、中黄30、中黄35、中黄39、中黄42、中黄48、中黄66、沧豆6号和沧豆10号，其中沧豆10号为当地常规春播品种。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 试验设16个品种处理，其中沧豆10号为对照（CK）。小区面积12 m2，完全随机区组排列，3次重复，试验地四周设保护行。大豆播种前基施磷酸二铵375 kg/hm2、硫酸钾300 kg/hm2和尿素225 kg/hm2；5月11日人工开沟点播，行距40 cm，穴距15 cm，2粒/穴（出苗后保留1株/穴），南北行向；其他栽培管理措施均按当地习惯进行。9月13日开始收获。

1.3.2 测定项目与方法 记录大豆成熟期，计算各品种的生育期。收获前，每小区随机选长势均匀一致的大豆10株，测定株高、主茎分枝数、主茎节数、单株荚数、荚长和单荚粒数；然后将荚果晒干，放入室内平衡10 d，测定百粒重。全区收获，统计籽粒产量。

1.3.3 数据分析 采用Excel 2010软件进行数据处理，利用 SPSS Statistics 21.0软件进行多重比较、相关性分析及聚类分析。

2 结果与分析

2.1 2016年涝害的发生情况

试验期间（5-9月）气温与常年相近；累计降雨天数为40 d，总降雨量585.9 mm，较2011-2016年同期平均总降雨量多85.8 mm（图1）。

大豆生育期，降雨主要集中在6-8月（春大豆的开花期、结荚期和鼓粒期），累计降雨天数为31 d（小雨17 d，中雨4 d，大雨8 d，暴雨2 d），其中最大日降雨量88.8 mm；总降雨量563.4 mm，占试验期间总降雨量的96.16% ，较同期多年平均降雨量多201.32 mm[3]。田间长期湿度过大，对大豆生长造成涝害胁迫。

2.2 参试大豆品种的产量及生育期

图1 2016年5-9月的降雨量和日平均气温Fig.1 Rainfall and daily mean temperature from May to September in 2016

表1 参试大豆品种的产量及其多重比较Table 1 Yield and multiple comparisons of soybean varieties tested

调查结果（表1）显示，所有参试品种均能正常成熟，生育期125-144 d，其中，沈农29生育期最短，中黄39和中黄42生育期最长。

在涝害条件下，参试大豆品种的产量范围为486.11-2233.33 kg/hm2，差异较大。其中，沈农22产量最高，与中黄30、沈农27、沈农24和沈农28除外的其他品种差异均达到了显著水平。根据产量多重比较结果，可以将16个参试品种分为7组（表2），其中，a组大豆的平均产量最高，达到了2 057.78 kg/hm2，与当地常规品种沧豆10号（577.78 kg/hm2）相比具有明显的高产优势。

2.3 参试大豆品种农艺性状的相关分析

对16个大豆品种的农艺性状进行相关分析，可以明确各农艺性状与产量之间的相关关系。结果（表3）表明，产量与单株荚数呈极显著正相关，与单荚粒数呈显著正相关，与荚长呈极显著负相关；单株荚数与荚长和百粒重呈极显著负相关，与主茎节数和荚粒数呈显著正相关，与主茎分枝数呈极显著正相关；荚长与主茎节数呈显著负相关；主茎节数与株高呈极显著正相关。

表2 不同大豆品种的产量多重比较分组结果Table 2 Grouping of multiple comparison of yield of different soybean varieties

2.4 参试大豆品种的聚类分析

采用平方Euclidean距离法对参试品种进行聚类分析，计算品种间的欧氏距离，探讨不同类群大豆品种的农艺性状特性。结果（图2）表明，在欧式距离为10时，可将16个品种分为3个类群（表4）。其中，高产类群（芋）的品种与产量多重比较分组结果中的a组品种一致，平均产量2 057.8 kg/hm2、单株荚数31.3个、荚长4.71 cm、单荚粒数2.71粒，具有单株荚数多、荚长短、单荚粒数多的高产特性，而主茎节数、株高、主茎分枝数和百粒重与其他2个类群无显著差异。

表3 参试大豆品种各农艺性状之间的相关系数Table 3 Correlation coefficients among traits of soybean varieties ested

图2 参试大豆品种的聚类分析Fig.2 Cluster analysis of soybean varieties

3 结论与讨论

大豆花荚期持续涝渍对大豆生理特征和产量有不同程度的影响，持续涝渍5 d以上即会对大豆生理产生永久胁迫，持续涝渍9 d以上会导致大豆粒数、荚数和百粒重等下降，引发减产，减产率可达50% 以上[6-9]。沧豆10号为当地常规种植的中高产春大豆品种，在2008-2010年河北省春播组区域试验中平均产量为2 735 kg/hm2[10]，但在2016年涝害情况下产量仅为577.78 kg/hm2，减产幅度高达78.87% 。在涝害条件下，沈农27、沈农24、中黄30、沈农22和沈农28的平均产量仍能达到2 057.8 kg/hm2这一较高水平，因此，可以将这5个品种作为耐涝高产品种在黑龙港低平原地区推广。

表4 参试大豆品种的类群划分及农艺特征Table 4 Classification and agronomic characteristics of soybean varieties tested

黑龙港低平原属于华北平原地下水漏斗区，地下水资源匮乏严重制约了当地作物的生产。降雨不足导致的干旱也是该区春大豆生产中面临的主要灾害之一。春大豆在开花期、结荚期和鼓粒期易受到干旱胁迫的影响，导致大豆叶片气孔开闭异常，影响植物正常的光合作用，同时，还会破坏细胞膜结构，致使大豆生长不良，产量下降[11]。因此，加强抗旱型大豆品种筛选亦十分重要。