黑龙港地区夏大豆高产品种筛选*

李康利，佟越强，聂江文，王希全，杨亚东，臧华栋，曾昭海

（中国农业大学农学院/农业农村部农作制度重点实验室，北京 100193）

大豆是中国第四大粮食作物，是植物蛋白质、植物油脂的重要来源，同时是重要的饲料作物和油料作物[1]。近年来，随着农业供给侧结构性改革的推进，中国种植结构不断调整优化，国内大豆种植面积持续增加。2018年大豆播种面积达840万hm2，产量恢复至1 600万t，连续3年累计增产363万t，为2006年以来最高水平。

然而，中国大豆总产量远远小于每年超过1亿t的消费需求，国内大豆自给率偏低，发展大豆产业迫在眉睫[2]。因此，在推进农业供给侧结构性改革和大豆振兴计划的大背景下，适当调减非优势区玉米，改种大豆等作物，既能化解玉米库存过剩，又能增加大豆产量，缓解大豆供应缺口较大的问题。

黄淮海地区是中国重要的粮食主产区之一，冬小麦-夏玉米一年两熟种植是该区主要的种植模式[3]。传统的麦玉模式在保证粮食生产及安全中扮演了重要的角色，但由于常年集约化的单一种植模式与过量的水肥投入，严重限制了该地区农田生态系统健康与可持续发展[4]。而大豆能够与根瘤菌共生，形成根瘤而进行生物固氮反应，是农业生产中一种优良的轮作换茬和间套种作物，具有减肥增产、增加复种指数等效益[5]。豆科作物与禾本科作物间作能提高豆科作物氮素固定，减少无机氮肥的使用，从而保证粮食安全、促进可持续农业的发展[6-7]。发挥豆科作物固氮养地的作用，对于缓解黄淮海地区长期集约化麦玉生产水氮投入过高引发的水肥利用效率低，提高资源利用效率具有重要意义[8-10]。

黄淮海夏大豆生产以一年多熟制为主，大豆在轮作复种中的地位十分重要。淮北地区以麦、豆轮作为主，给小麦提供早茬的同时有助于培肥地力[11]。然而，品种退化、混杂严重，品种类型单一，不能满足市场多样化的需求是目前黄淮海大豆生产存在的主要问题。农民自留种现象普遍，影响了优良品种产量性状的发挥[12]。因此，有待引进更高产、优质的大豆品种，来保证中国大豆的基本需求和大豆产业的可持续发展。

本文通过对引进的12份夏大豆资源在黑龙港地区进行品种筛选试验，以期筛选出适宜的高产优质夏大豆品种，为该区域大豆产业振兴以及多样化轮作种植模式构建与优化提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2017年6月至10月在河北省沧州市吴桥县中国农业大学吴桥实验站试验地（116°37′E，37°41′N）进行。试验区位于海河平原黑龙港流域中部，属于暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，年平均降雨量562mm，主要分布在6月至8月，全年平均光照2 724.8 h，年平均气温12.6℃，积温（＞10℃）4 665℃，无霜期201 d。试验地土壤类型为冲积型盐化潮土，成土母质为河流冲积物，属黏壤土，土壤肥力中等[13]。试验期间气温与常年相近，平均气温为25.4℃，降雨量为328.7 mm，日降水及平均气温如图1所示。

1.2 试验材料

参试大豆品种共12个，分别为沈农22（沈农豆22）、沈农25（沈农豆25）、沈农29（沈农豆29）、中黄39、中黄66、冀豆12、冀豆16、冀豆21、冀豆22、五星1号、石936和沧豆6号。其中，沈农豆22、沈农豆25和沈农豆29在文中全部简称为沈农22、沈农25和沈农29，为均由育种单位提供或自行购买。其中，沧豆6号为当地常规品种，作为本研究中的对照品种。

图1 2017年6月至10月日平均温度和降雨量

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

试验共设12个品种处理，完全随机区组排列，小区面积12 m2（3 m×4 m），每个品种重复3次，试验地四周设1 m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。于2017年6月30日人工开沟点播，行距40 cm，穴距15 cm，每穴2粒（出苗后留苗1株/穴），南北行向，除草、打药及其他田间管理按当地常规进行，所有品种均于10月8日收获。

1.3.2 测定项目与方法

大豆成熟时，记录各品种的生育期天数。收获前，每个小区随机选取长势均匀一致的大豆10株，用于株高、主茎分枝数、主茎节数、单株荚数、荚长、单荚粒数等性状指标的测定；然后将荚果脱粒晒干后放入室内平衡10 d，用于百粒重的测定。田间全区收获，脱粒后风干至恒重后与考种籽粒（每小区考种的10株）混合后测定全区产量。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2016软件对参试不同品种大豆的籽粒产量、株高、主茎分枝数等指标数据进行整理。利用SPSS Statistics 21.0软件对参试不同品种大豆的籽粒产量、株高、主茎分枝数等指标进行多重比较（LSD，α=0.05），利用皮尔森相关性分析研究大豆农艺性状与籽粒产量之间的关系，采用基于欧氏距离的方法对参试大豆品种进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 参试大豆品种的籽粒产量

参试大豆品种夏播的籽粒产量范围为1 955.6～2 991.7 kg/hm2，平均籽粒产量为2 508.8 kg/hm2（见图2）。与沧豆6号（对照）相比，引进品种的增产幅度在2.1%～53.0%之间，除沈农29和冀豆22外，其他品种均表现出显著的产量优势（P＜0.05）。其中，沈农22和中黄39的产量最高，分别比沈农25、沈农29、中黄66、冀豆21、冀豆22、五星1号、石936以及沧豆6号高14.8%～53.0%和14.1%～52.0%（P＜0.05）。沈农22、中黄39、中黄66、冀豆12、冀豆16、冀豆21和石936的籽粒产量均高于参试所有品种的平均籽粒产量，表现出明显的高产优势。

图2 参试大豆的籽粒产量

2.2 参试大豆品种主要农艺性状

参试大豆各品种间的株高、主茎分枝数、主茎节数、单株荚数、单荚粒数、荚长及百粒重的差异均达到显著性水平（见表1），表明不同夏大豆品种的农艺性状之间存在较大差异。参试大豆的株高为64.3～87.4 cm，主茎分枝数为2.9～6.6个，主茎节数为11.6～18.4节，单株荚数为73.6～118.6个，单荚粒数为2.8～3.6粒，百粒重为18.0～26.4 g。冀豆12单株荚数较中黄66和五星1号分别高45.9%和61.1%（P＜0.05），其余品种之间均差异不显著。五星1号的单荚粒数显著高于其他所有品种（P＜0.05），百粒重显著高于除冀豆12、冀豆21及石936外的其他品种（P＜0.05）。

2.3 参试大豆品种的相关性分析

对参试大豆品种的籽粒产量与农艺性状进行相关分析（见表2）。结果表明，籽粒产量仅与主茎分枝数呈显著正相关关系（P＜0.05），与其他指标间均无显著相关关系；主茎分枝数还与单株荚数呈显著正相关关系（P＜0.05）。株高与主茎节数、单荚粒数与荚长、荚长与百粒重之间均呈极显著正相关关系（P＜0.01），其他指标间相关性均不显著。

2.4 参试大豆品种的聚类分析

根据籽粒产量和主要农艺性状指标计算参试大豆品种间的欧氏距离，采用平方Euclidean距离法对参试大豆品种进行聚类分析。由于株高、主茎节数、荚长、荚粒数及百粒重与籽粒产量、主茎节数和单株荚数均无显著相关关系，因此在进行聚类分析时，分别选取了所有指标数据集以及仅籽粒产量、主茎节数和单株荚数的数据集分别进行聚类分析，两种数据集得到的聚类结果一致（见图3）。

聚类结果表明，在欧氏距离为10时，可以将参试大豆品种分为高产、中产和低产3个组别。其中，高产组的平均籽粒产量显著高于中产和低产组，平均主茎分枝数显著高于中产组，其他农艺性状差异均不显著。

表1 参试大豆品种的主要农艺性状

表2 参试大豆品种的籽粒产量与各农艺性状之间的相关系数

图3 参试大豆品种的聚类分析

表3 参试大豆品种的籽粒产量类群划分

表4 参试大豆品种主要品质性状

2.5 参试大豆的品质性状

农作物品种优质化、专用化与多样化是我国育种（包括引种）的目标之一，因此有必要对引进大豆品种的专用性特征进行分析。同一品种在不同栽培条件下的专用性品质指标变化不大，故采用文献综述方式获取相关数据（见表4）。由表4可知，沈农29和冀豆22的脂肪含量超过了高油大豆审定标准22%，属于高油大豆，但产量相对较低。沈农22和冀豆16的（粗）蛋白质含量超过了高蛋白大豆的审定标准42%，适于深加工，同时产量均较高。因此，筛选获得的高产品种沈农22和冀豆16在黑龙港区域具有很大的推广潜力。

3 讨论

黄淮海地区农耕历史悠久，是大豆的主要起源地之一，也是我国大豆的第二主产区，多以一年两熟制夏播大豆为主[23]。目前，在该区域推广种植的主栽大豆品种有冀豆12、中黄13、豫豆22和沧豆6号等。虽然近年新育成的品种占了主流，但也存在品种多、杂、乱、种植管理不匹配的情况，同时并且部分品种存在抗性低、品质差、品种适应区域与生态区域不一致等问题[24]。由于大豆生长期间灾害性天气多发，花荚期持续高温干旱，落花落荚现象时有发生，结实率低，导致大豆症青病严重，因此提高选育和引进抗逆性高新品种的也是目前黄淮海，尤其是黑龙港地区，大豆生产中应重点考虑的问题之一[25]。

在黄淮海北片区域试验中冀豆12平均籽粒产量为2 932.8 kg/hm2，生产试验中平均籽粒产量为2 558.0 kg/hm2[26]。沧豆6号在河北省夏播区试中平均产量为2 734.6 kg/hm2，在2007年的生产试验中平均籽粒产量为2 749.4 kg/hm2[22]。本文研究中，冀豆12和沧豆6号的籽粒产量均比先前研究中的产量低30%左右，不同年际间的气候条件差异及田间管理中病虫害防治的差异可能是导致籽粒产量差异较大的原因。

本研究中籽粒产量与各农艺性状的相关分析结果表明，籽粒产量仅与主茎分枝数呈显著正相关关系（P＜0.05），而主茎分枝数与单株荚数呈显著正相关关系（P＜0.05），表明主茎分枝数在籽粒产量构成中起着重要作用，增加单株荚数可能是提高大豆籽粒产量潜力的关键。株高与主茎节数呈极显著正相关关系（P＜0.05），表明株高的降低是通过减少主茎节数实现的，这与李伟等的研究结论一致[27]。本研究对参试大豆品种的部分农艺性状、籽粒产量和品质性状进行了分析，后续仍需要进一步研究各农艺性状变化对籽粒产量的影响及其贡献。另外，田间试验受气候条件影响较大，本研究筛选出的高产品种还需要经过后期进一步试验来确定其推广价值，使这些种质资源得到充分合理的利用，为黑龙港地区大豆生产提供优质品种资源。

4 结论

对12个参试夏播大豆品种的田间试验结果表明：沈农22、中黄39、冀豆16和冀豆12等品种具较高的增产潜力，平均籽粒产量为2 883 kg/hm2，同时主茎分枝数与籽粒产量具有显著的相关关系。本研究筛选出了适宜黑龙港地区的高产夏大豆品种4个，其中沈农22和冀豆16属于高蛋白质含量品种，为该区域大豆生产及种植业结构调整提供了优质种质资源。