秦巴山地玉米套种条件下大豆品种丰产及稳产性分析

何忠军，张秀英，龙德祥，姚平波，李勤，张增川，温友斌，陈浩，李云，王一璞，李戈莲，任晓菊，赵建新

（1.汉中市农业科学研究所，陕西 汉中 723000；2.镇巴县农业技术推广站，陕西 汉中 723600；3.镇巴县蚕桑技术指导站，陕西 汉中 723600）

2020年中央一号文件精神指示，农业农村部给各省均下达了粮食种植面积和稳定粮食产量的任务，并提出“藏粮于地，藏粮于技”的战略部署。间作套种栽培技术既可以充分利用土地，还可以利用作物的空间搭配有效利用光能，提高单位面积粮食的产出率，是粮食增产稳产的重要措施之一。玉米-大豆带状套作模式是在不影响玉米产量的情况下，增加大豆的种植面积和大豆的种植产量，此项技术的应用对保障我国国家粮食安全意义重大［1，2］。汤复跃等［3］研究表明，春玉米生长后期垄上双行套种

夏大豆为适宜的玉米-大豆套种模式。杨峰等［4］试验研究结果表明，合理配置行距对玉米-大豆带状套作系统中的作物的生长、产量构成和群体效益均具有重要的作用。蔡凌等［5］研究表明，通过套作的种植模式同时配合选择特定的大豆品种，可保证大豆蛋白等的营养组分。舒凯等［6］研究表明，玉米-大豆复合群体高产、稳产的重要保证是以增加播种密度为核心，提高玉米有效穗数和大豆有效株数的玉米-大豆套作高产栽培技术，同时辅以有效的土壤改良措施。肖霞等［7］研究表明，在相同的土地面积内，玉米-大豆套作与单作相比，套作能显著提高玉米和大豆的单株产量。谭婷婷等［8］研究表明，套作条件下玉米的阴蔽条件可直接影响大豆叶片的结构特征和光合荧光的特性，但品种间的响应存在显著差异。综上，前人开展了玉米套作大豆的高产栽培模式及玉米阴蔽对大豆的生理指标和主成分的影响，但是对玉米套作大豆模式下大豆品种对套作产量的贡献研究较少，因此，在玉米-大豆套种模式下试验评价大豆品种的丰产性与适应性，对秦巴山区玉米-大豆套种条件下大豆品种的选用，对提高秦巴山区粮油作物的生产水平，对发挥玉米-大豆套种模式下大豆品种的增产潜力意义重大。薛吉全等［9］研究表明，适应性较好的品种，要求在有利的环境条件下和在不利环境条件下均能获得较好的产量。前人相继提出用产量平均数（x）和较对照（CK）增产百分数的方法可准确评价品种的丰产性，用标准差（s）以及变异系数（CV）和回归系数可准确评价品种的产量稳定性［10，11］。为评价结果更准确，还可用高稳系数法［12-14］、稳定性参数法［15-17］评价品种的稳定性。本研究开展了玉米套作大豆模式下，高产大豆品种的产量稳定性与适应性分析，目的为通过高产大豆品种的应用提高秦巴山地粮油作物的产量及效益。选择2018—2019年两年的品比试验综合表现好、增产幅度大的9个大豆品种，于2020年在镇巴县3个玉米套种大豆项目区开展大豆品种的丰产性与适应性综合分析试验，以期为秦巴山区玉米-大豆套种条件下高产、稳产大豆品种的选择提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2020年春季在秦巴山区的镇巴县白河村（海拔1 350 m）、镇巴县九阵坝村（海拔900 m）和镇巴县的九家榜村（海拔1 250 m）3个玉米套种大豆项目区进行，供试大豆品种9个，均由镇巴县农业技术推广中心引进并提供，分别编号为V1：镇引一号，V2：镇引二号，V3：镇引三号，V4：黑大豆，V5：贡秋豆5号，V6：贡秋豆8号，V7：贡厦8173，V8：本地大豆（CK），V9：D309-925。

1.2 试验方法

统一试验方案，随机区组排列，重复2次，试验采用180 cm玉米-大豆套种带型（玉米∶大豆=2∶3），试验地前茬为早春马铃薯套种玉米田，春季播种玉米，夏季马铃薯收获后套种大豆，在马铃薯播种时，按计划条带宽度播种。在宽度180 cm内种植2行玉米，3行大豆为1个完整带，玉米与玉米间的行距为40.0 cm，大豆与玉米间的行距为35.0 cm，大豆与大豆间的行距为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，一穴双株留苗，折合密度120 000株/hm2，小区长度为5.0 m，每两个条带为一个小区，小区面积为18 m2，进行田间调查和数据采集。统一田间管理。

1.3 分析方法

大豆品种的丰产性表现是以产量平均数（x）较对照（CK）增产百分比和较本组试验平均产量增产百分比两种方法表示；参试大豆品种的丰产性采用各试验点的产量平均数（x）较对照（CK）增产百分比和较本组试验平均产量增产百分比这两种方法计算。品种差异显著性估计采用新复极差法；大豆各品种的稳定性用变异系数法（CV）和回归系数法评价［12，13］。大豆品种的高产稳产性用高稳系数（HSCi）和非参数度量法评价［14，17］。参试大豆品种进行聚类分析采用以上方法计算各项指标数据计算［18］。数据统计分析均用Excel和DPS 18.10软件统计分析。

2 结果与分析

2.1 供试大豆品种的丰产性

2020年3 个试验点的产量试验结果（表1）表明，黑大豆、贡秋豆5号、镇引二号、镇引三号、镇引一号、贡秋豆8号、贡厦8173与本地大豆（CK）相比，增产幅度分别为44.01%、38.72%、28.03%、24.98%、9.10%、9.00%、1.66%，仅D309-925比本地大豆（CK）减产，减产幅度为52.34%。黑大豆、贡秋豆5号、镇引二号、镇引三号的产量高于平均产量，增产幅度分别为29.20%、24.45%、14.86%、12.13%。镇引一号、贡秋豆8号、贡厦8173、本地大豆（CK）、D309-925的产量低于平均产量，减产幅度分别为2.12%，2.21%、8.80%、10.28%、57.24%。

表1 玉米-大豆套种条件下大豆品种的丰产性

品种间差异显著性检验结果表明，参试品种间产量均具有极显著差异，D309-925产量极显著低于前面对照品种及其他7个品种。本研究综合了比对照（CK）产量增产百分比和比平均产量增产百分比两项指标结果，筛选确定黑大豆、贡秋豆5号、镇引二号、镇引三号为本地区可推广的丰产大豆品种。

2.2 供试大豆品种的稳产性

根据产量＞为高产大豆品种，根据变异系数＜为稳产品种［12，13］，由表2数据可知，黑大豆、贡秋豆5号、镇引二号、镇引三号的产量分别为2 041.00、1 966.00、1 814.50、1 771.25 kg/hm2，均大于平均产量1 579.69 kg/hm2，为高产品种。黑大豆、贡秋豆5号、镇引二号的变异系数分别为0.75%、1.12%、2.43%，低于试验平均值，为稳产性好且产量较高的品种；镇引一号、贡秋豆8号，虽产量较高，但产量低于9个大豆品种的平均水平，变异系数也大于平均值，在本试验中稳产性较差，贡厦8173、本地大豆（当地主栽品种）虽变异系数小于平均值，但产量低于9个大豆品种的平均产量，在本试验中也表现为产量稳定性较差。D309-925产量较低，稳产性较差。

对玉米-大豆套种条件下，大豆产量结果进行多点联合方差分析表明（表3），品种间、地点间、品种与地点间均达到了显著和极显著差异，可进一步分析。从表2可知，回归系数（b）和离差平方和的趋势是一致的，Eberhart-Russell模型的分析方法［13］，以自变数为环境指数，依变数为品种的产量进行回归分析（b=1为平均稳定品种，b＜1认为是超平均稳定品种，b＞1认为是不稳定品种）。黑大豆、贡秋豆5号、镇引二号、贡厦8173、本地大豆（CK）等品种的回归系数均小于1，为稳定性好的品种，贡秋豆8号、D309-925的回归系数虽小于1，但更接近于1，为比较稳定品种，而镇引三号、镇引一号的回归系数大于1，稳定性较差。

表2 玉米-大豆套种条件下大豆品种的稳定性

表3 玉米-大豆套种条件下大豆品种的联合方差分析

2.3 供试大豆品种的高产稳产性

采用高稳系数法［14］计算参试大豆品种的高稳系数，越大表明大豆品种的高产、稳产性越好。根据愈世蓉［15］提出的稳定性参数法计算参试大豆品种的稳定性参数，稳定性参数越小表明大豆品种的稳产性就越好。从表4可以看出，黑大豆、贡秋豆5号、本地大豆、贡夏8173、贡秋豆8号的高稳系数较大，分别为115.92、94.86、68.10、45.55、22.51，且稳定性参数相对较小，分别为0.27、0.40、0.48、0.67、0.80，为稳定性较好品种；而镇引二号、D309-925、镇引一号、镇引三号高稳系数相对较小，出现负值，且稳定性参数也相对较大，在本试验中为稳定性相对较差品种。

表4 不同大豆品种的高稳系数和稳定性参数

2.4 供试大豆品种的聚类分析

以产量比对照（CK）增产百分比、比平均产量增产百分比、变异系数（CV）、高稳系数（HSCi）、回归系数（b）、方差（S2）等稳定性参数指标，用标准化转换法对参数指标进行标准转换。品种间系统聚类分析采用类平均法（UPGMA）计算各大豆品种间稳定性的相似度，并绘制聚类树形图（图1）。以各大豆品种的相似度值1.18为基准划分，可将9个参试大豆品种分成5类，Ⅰ类为黑大豆、贡秋5号、镇引2号，在本试验玉米-大豆套种条件下属高产稳产型品种；Ⅱ类为贡秋8号、贡夏8173、本地大豆为稳产性较好品种；Ⅲ类为镇引1号；Ⅳ类为镇引3号；Ⅴ类为D309-925。

图1 大豆品种稳定性聚类分析

3 讨论

汤复跃等［19］为提高夏大豆与春玉米套种的单产和良种普及率，在广西不同地区开展了适宜于春玉米套种的夏大豆品种筛选试验，明确了4个品种在不同地区的产量表现。汉中市农业科学研究所与镇巴县农业技术推广站围绕马铃薯玉米大豆复合套种技术集成示范与推广项目，开展了秦巴山地玉米套种条件下高产稳产大豆品种的筛选试验。通过9个品种的适应性分析结果显示，不同的丰产性、稳产性分析方法，分析结果不同，但大致趋势是一致的。就丰产性算法而言，本试验中以比平均产量增产百分比计算，黑大豆、贡秋豆5号、镇引二号、镇引三号为增产品种；以比对照增产百分比计算，黑大豆、贡秋豆5号、镇引二号、镇引三号、镇引一号、贡秋豆8号、贡厦8173为增产品种；以产量大于平均产量即为高产品种计算，黑大豆、贡秋豆5号、镇引二号、镇引三号为高产品种。3种算法计算结果比较，比平均产量增产百分比的计算结果更为严格。在应用中，若用比对照增产百分比计算，应选用产量高、适应性广，且在生产上大面积推广应用的国审品种。就稳产性而言，本试验中以变异系数法计算，黑大豆、贡秋豆5号、镇引二号为高产稳产品种；以回归系数法计算，黑大豆、贡秋豆5号、镇引二号、贡厦8173、本地大豆（CK）为稳产性品种；以高稳系数法和稳定性参数法计算，黑大豆、贡秋豆5号、本地大豆、贡夏8173、镇引二号为稳定性好品种；3种算法综合比较，计算结果基本趋于一致。

综合丰产性和稳产性计算结果，本试验中黑大豆和贡秋豆5号、镇引二号为秦巴山地不同海拔地区种植的高产、稳产品种。吴雨珊等［20］研究分析了套作模式下133份大豆材料的农艺性状与产量之间的关系，根据主成分得分并借助权重计算综合得分，结果显示大豆分枝数、单株荚数、每荚粒数和主茎节数较多，同时营养生长期与生育期都较长，株高适中，百粒重相对较小，底荚较高的大豆品种，适宜在玉米-套作模式中推广。范淑英等［21］研究的大豆品种贡秋豆5号具有高产、高蛋白、耐阴等特点，适宜在四川省平坝和丘陵地区推广种植。黑大豆为镇巴县传统大豆品种，品种本身对秦巴山区的环境适应能力较好，镇引二号为镇巴县农业技术推广中心引进多年，且产量和综合性状较高的品种，对秦巴山区的适应性较好，本研究设置的3个试验地点均属于秦巴山地丘陵区域，通过品种高产、稳产性分析，筛选的3个品种均符合玉米套种对大豆品种特性的要求，也适宜推广。

4 结论

综合利用比平均产量增产百分比、变异系数、回归系数、稳定性参数法和高稳系数等计算结果，对玉米-大豆套种条件下的9个大豆品种的丰产性和适应性进行系统分析和严格筛选，结果表明，黑大豆、贡秋5号为秦巴山地玉米套种大豆条件下高产稳产品种，可在秦巴山地同类生态区作为高产稳产大豆品种适当加以应用。