宋恩亮，年 海，程艷波，伍才龍，唐玉娟*

（1廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，廣西南寧 530001；2華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣東廣州 510642；3 廣西糖業(yè)集團(tuán)有限公司，廣西南寧 530029）

大豆，中國(guó)古稱(chēng)菽，含有豐富的蛋白質(zhì)和脂肪，是一種極為重要的糧食作物和油料作物。大豆是豆科植物中最富有營(yíng)養(yǎng)而又易于消化的食物，是蛋白質(zhì)最豐富最廉價(jià)的來(lái)源，其中蛋白質(zhì)含量最高，是水稻的4.6 倍，小麥的近3 倍，是人類(lèi)理想的植物蛋白來(lái)源。大豆中存在的胰蛋白酶抑制劑、皂甙、異黃酮、植酸等次要成分對(duì)人體健康有重要影響，有“豆中之王”、“田中之肉”、“綠色的牛乳”等美稱(chēng)，在今天世界上許多地方是人和動(dòng)物的主要食物，也是我國(guó)重要的植物油和植物蛋白的來(lái)源。我國(guó)是大豆的起源國(guó)，有著豐富的大豆種質(zhì)資源，世界各國(guó)栽培的大豆都是直接或間接由中國(guó)傳播出去的，我國(guó)農(nóng)業(yè)科技工作者也歷來(lái)重視大豆種質(zhì)資源的收集、研究、利用工作。根據(jù)大豆品種特性和耕作制度的不同，中國(guó)大豆生產(chǎn)分為五個(gè)主要產(chǎn)區(qū)：東北三省為主的春大豆區(qū)；黃淮流域的夏大豆區(qū)；長(zhǎng)江流域的春、夏大豆區(qū)；江南各省南部的秋作大豆區(qū)；兩廣、云南南部的大豆多熟區(qū)。其中，東北春播大豆和黃淮海地區(qū)是中國(guó)大豆種植面積最大、產(chǎn)量最高的兩個(gè)地區(qū)，南方地區(qū)的大豆生產(chǎn)還有很大的提升空間。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和國(guó)民生活水平的提高，20 世紀(jì)90 年代以后我國(guó)大豆需求迅猛增加，而大豆生產(chǎn)卻一直停滯不前，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需要，大豆進(jìn)口量不斷攀升，從大豆原產(chǎn)國(guó)、凈出口國(guó)轉(zhuǎn)為進(jìn)口國(guó)，從1996 年開(kāi)始進(jìn)口大豆并逐年增加，2020 年大豆進(jìn)口量突破1 億噸，中國(guó)已成為世界第一大豆進(jìn)口國(guó)。因此，加快南方地區(qū)大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高我國(guó)大豆自給能力，對(duì)于保證大豆原料供應(yīng)的安全、促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

南方地區(qū)地理位置優(yōu)越、氣候條件得天獨(dú)厚，交通發(fā)達(dá)，具有良好的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)及加工銷(xiāo)售條件，是我國(guó)大豆生產(chǎn)得以較快發(fā)展的潛力地區(qū)，近年來(lái)面積一直保持穩(wěn)定。其中廣西、湖南大豆面積較大，福建、海南是菜用大豆主產(chǎn)區(qū)。南方大豆種質(zhì)資源豐富，產(chǎn)量和品質(zhì)提升空間大，在過(guò)去的十幾年間，國(guó)家大豆改良中心廣東分中心育種方面取得了顯著成績(jī)，先后有30 多個(gè)品種通過(guò)了國(guó)家或省級(jí)審定。這些大豆品種多數(shù)以高蛋白為主，品種優(yōu)良，適合豆制品加工，因此大豆價(jià)格高于北方品種，農(nóng)民種植效益高。選育適合當(dāng)?shù)貧夂驐l件夏大豆品種尤為重要，大豆產(chǎn)量受品種遺傳特性、人為因素、栽培條件和環(huán)境條件等多種因素影響，而品種選擇是大豆高產(chǎn)的關(guān)鍵因素。大豆農(nóng)藝性狀之間存在相互制約或相互促進(jìn)的關(guān)系，對(duì)大豆產(chǎn)量有影響，而在育種時(shí)難以做到同時(shí)兼顧所有的農(nóng)藝性狀，因此選擇育種后代材料時(shí)常出現(xiàn)難以取舍的情況，需要理論依據(jù)進(jìn)行指導(dǎo)。本研究是在南方地區(qū)的生態(tài)條件下，通過(guò)18 個(gè)大豆品系在廣東廣州、廣西南寧和湖南長(zhǎng)沙三地的試驗(yàn)表現(xiàn)，探索農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量、品質(zhì)之間的關(guān)系，并找出適合當(dāng)?shù)胤N植的品系和廣適性品系，為品種選育和優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供可參考的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為國(guó)家大豆改良中心廣東分中心的18個(gè)大豆品系，編號(hào)為粵夏101～粵夏104 及粵夏106～粵夏119，以國(guó)審大豆品種華夏3 號(hào)為對(duì)照。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在廣東廣州、廣西南寧、湖南長(zhǎng)沙三地同期同規(guī)格種植，采用隨機(jī)區(qū)組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，3 行區(qū)，行長(zhǎng)2.5 m，行距0.50 m，株距0.15 m，常規(guī)田間管理。成熟后每小區(qū)中間行取連續(xù)5 株，風(fēng)干后進(jìn)行室內(nèi)考種，調(diào)查株高、結(jié)莢高度、主莖節(jié)數(shù)、分枝、單株有效莢數(shù)、單株無(wú)效莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重、單株粒重等指標(biāo)，并利用foss Infratec TM 1241 近紅外谷物分析儀對(duì)粗蛋白含量、粗脂肪含量進(jìn)行測(cè)定。

1.2.2 分析方法Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)，SAS 9.0 進(jìn)行方差分析和多重比較，SPSS 22.0 進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 18 份品系在三地平均表現(xiàn)差異分析

方差分析結(jié)果表明，環(huán)境因素對(duì)于農(nóng)藝性狀的影響顯著（圖1）。18 份大豆品系平均單株粒重、主莖節(jié)數(shù)、株高、百粒重，均表現(xiàn)為長(zhǎng)沙顯著高于廣州、南寧（其中單株粒重、主莖節(jié)數(shù)廣州顯著高于南寧，株高、百粒重在廣州和南寧差異不顯著）；同時(shí)長(zhǎng)沙粗蛋白含量也顯著高于廣州，略高于南寧；與之相反，粗脂肪含量在長(zhǎng)沙顯著低于廣州、南寧（廣州、南寧間差異不顯著）；分枝數(shù)、有效莢數(shù)、無(wú)效莢數(shù)、單株粒數(shù)長(zhǎng)沙與廣州無(wú)顯著差異，都顯著高于南寧；底莢高度長(zhǎng)沙和南寧差異不顯著，均顯著高于廣州。從整體來(lái)看，18 份品系在湖南長(zhǎng)沙表現(xiàn)優(yōu)于廣東廣州與廣西南寧。

圖1 18 份品系在三地平均表現(xiàn)的差異

2.2 大豆各性狀間相關(guān)性分析

2.2.1 廣東廣州農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

18 份大豆品系在廣東廣州種植各性狀間的相關(guān)性如表1 所示，粗蛋白與粗脂肪呈極顯著負(fù)相關(guān)，因此欲選育蛋白、脂肪含量都較高的品種比較困難，育種過(guò)程中應(yīng)有取舍；單株粒數(shù)與百粒重和粗蛋白均呈顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明單株結(jié)籽數(shù)量越多，籽粒越小，同時(shí)蛋白含量越低；株高與底莢高度，主莖節(jié)數(shù)呈極其顯著地正相關(guān)性，這表明株高越高，底莢高度越高，主莖節(jié)數(shù)越多，但株高與單株粒數(shù)呈顯著的負(fù)相關(guān)性，與單株粒重成非顯著的負(fù)相關(guān)性，而單株粒數(shù)與單株粒重極顯著正相關(guān)，說(shuō)明株高過(guò)高會(huì)限制產(chǎn)量，因此在選育適合廣東種植的高產(chǎn)品系時(shí)，應(yīng)選擇株高適宜同時(shí)單株粒數(shù)多的材料，不能一味追求高大的植株。

表1 廣東廣州農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

2.2.2 廣西南寧農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

18 份大豆品系在廣西南寧種植各性狀間的相關(guān)性如表2 所示，粗蛋白和粗脂肪呈極其顯著的負(fù)相關(guān)性，這與廣州的結(jié)果一致；粗蛋白與有效莢數(shù)、無(wú)效莢數(shù)、單株粒數(shù)呈顯著或極其顯著的負(fù)相關(guān)性，說(shuō)明單株結(jié)莢和結(jié)籽數(shù)量越多，粗蛋白含量越低；有效莢數(shù)、分枝數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重四個(gè)指標(biāo)兩兩間均呈極顯著正相關(guān)，說(shuō)明在廣西篩選分枝多、結(jié)莢多、單株粒數(shù)多的材料更容易獲得高產(chǎn)品系。

表2 廣西南寧農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

2.2.3 湖南長(zhǎng)沙農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

18 份大豆品系在湖南長(zhǎng)沙種植各性狀間的相關(guān)性如表3 所示，與廣州和南寧相同，粗蛋白與粗脂肪成極其顯著的負(fù)相關(guān)性；粗蛋白與單株粒數(shù)呈極其顯著的負(fù)相關(guān)性，同樣表示結(jié)籽數(shù)量越多，粗蛋白含量越低。與廣西相似的，有效莢數(shù)、分枝數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重四個(gè)指標(biāo)兩兩間均呈顯著或極顯著正相關(guān)，另外主莖節(jié)數(shù)與株高、單株粒重呈極其顯著的正相關(guān)性，說(shuō)明若要在湖南地區(qū)選育獲得高產(chǎn)的品種，應(yīng)考慮主莖節(jié)數(shù)、有效莢數(shù)和單株粒數(shù)的表現(xiàn)。

表3 湖南長(zhǎng)沙農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

綜合18 份大豆品系在三地各性狀間相關(guān)性情況可以看出：（1）品質(zhì)方面，三地粗蛋白與粗脂肪均呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明二者難以兼顧，育種過(guò)程種應(yīng)有取舍或平衡；（2）產(chǎn)量方面，各地影響產(chǎn)量的主要因素并不相同，廣州為株高和單株粒數(shù)，南寧為有效莢數(shù)、分枝數(shù)、單株粒數(shù)，長(zhǎng)沙為主莖節(jié)數(shù)、有效莢數(shù)和單株粒數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)，單株粒重只與單株粒數(shù)在三地均呈顯著正相關(guān)，而與株高、有效莢數(shù)、分枝數(shù)等指標(biāo)的相關(guān)性在三地表現(xiàn)并不一致，因此欲選育在南方廣適高產(chǎn)的大豆品（系）應(yīng)首先關(guān)注的指標(biāo)為單株粒數(shù)。

2.3 品系在三地產(chǎn)量的品質(zhì)性狀表現(xiàn)差異分析

通過(guò)對(duì)與產(chǎn)量和品質(zhì)相關(guān)的單株粒重、粗蛋白、粗脂肪和百粒重四個(gè)重要性狀在三地表現(xiàn)差異的分析，對(duì)18 份品系在南方地區(qū)的適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.3.1 廣東廣州產(chǎn)量品質(zhì)性狀分析

由表4 數(shù)據(jù)可知，在廣州種植，粵夏110、粵夏107、粵夏114 單株粒重表現(xiàn)較好，其中粵夏110 產(chǎn)量最高，百粒重最大，粗蛋白含量較高，屬于高產(chǎn)高蛋白大粒品系；粵夏107、粵夏114 產(chǎn)量高，粗脂肪含量高，百粒重小，屬于高產(chǎn)高脂肪小粒品系。另外，粵夏102 和粵夏104 粗蛋白含量高于46%，可在后續(xù)研究中繼續(xù)關(guān)注。

表4 廣東廣州產(chǎn)量品質(zhì)性狀分析

2.3.2 廣西南寧產(chǎn)量品質(zhì)性狀分析

由表5 數(shù)據(jù)可知，在南寧種植，粵夏110、粵夏114、粵夏109 單株粒重表現(xiàn)較好，其中粵夏110 和粵夏109 產(chǎn)量高，百粒重大，粗蛋白含量較高，屬于高產(chǎn)高蛋白大粒品系；粵夏114 產(chǎn)量高，粗脂肪含量高，百粒重小，屬于高產(chǎn)高脂肪小粒品系。另外，粵夏104 和粵夏115 粗蛋白含量高于46%，但產(chǎn)量不理想，可作為高蛋白育種材料。

表5 廣西南寧產(chǎn)量品質(zhì)性狀分析

2.3.3 湖南長(zhǎng)沙產(chǎn)量品質(zhì)性狀分析

由表6 數(shù)據(jù)可知，在長(zhǎng)沙種植，粵夏110、粵夏107、粵夏114 單株粒重表現(xiàn)較好，與廣州和南寧相似，粵夏110 產(chǎn)量最高，百粒重較大，粗蛋白含量較高，屬于高產(chǎn)高蛋白大粒品系，粵夏114 產(chǎn)量高，粗脂肪含量高，百粒重小，屬于高產(chǎn)高脂肪小粒品系，但與廣州不同，粵夏107 表現(xiàn)為高產(chǎn)高蛋白大粒品系。另外，長(zhǎng)沙粗蛋白含量整體表現(xiàn)較好，粵夏111、粵夏112 高達(dá)48.00%和47.90%，共6 個(gè)品系粗蛋白含量高于46%，但粗脂肪含量總體較低，只有粵夏117 高于20%。

表6 湖南長(zhǎng)沙產(chǎn)量品質(zhì)性狀分析

綜合來(lái)看，粵夏110 和粵夏114 這兩個(gè)品系在三地的表現(xiàn)都相對(duì)較好?；浵?10 在三地均產(chǎn)量最高，粗蛋白含量較高，百粒重較大，是一個(gè)表現(xiàn)穩(wěn)定的高產(chǎn)高蛋白大粒品系；粵夏114 在三地產(chǎn)量較高，粗脂肪含量較高，百粒重較小，是一個(gè)表現(xiàn)穩(wěn)定的高產(chǎn)高脂肪小粒品系。

3 結(jié)論與討論

作物生長(zhǎng)情況除了遺傳因素外，還受到多種環(huán)境因素的影響，作物生長(zhǎng)與長(zhǎng)期所處的環(huán)境有著緊密的聯(lián)系。三個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)中，長(zhǎng)沙位于北緯28.12°，廣州位于北緯23.08°，南寧位于北緯22.48°，廣州與南寧兩地緯度接近，與長(zhǎng)沙的緯度差較大，植物的緯度適應(yīng)性是一項(xiàng)復(fù)雜而重要的研究，緯度差異帶來(lái)最直接的影響為日照時(shí)長(zhǎng)的差異，大豆是典型的短日照作物，低緯度地區(qū)由于日照時(shí)長(zhǎng)的縮短，大豆生育期過(guò)短，導(dǎo)致產(chǎn)量極低，研究表明家族、家族和基因?qū)Υ蠖咕暥冗m應(yīng)性具有重要作用。本研究18 份大豆品系在三地表現(xiàn)存在差異，長(zhǎng)沙與其他兩地之間的差異更為明顯，長(zhǎng)沙在株高、主莖節(jié)數(shù)、單株粒重、百粒重、粗脂肪等5 個(gè)性狀均與廣州和南寧存在顯著差異，其主要原因可能為緯度差異。

丁振麟曾提出大豆蛋白質(zhì)與脂肪呈負(fù)相關(guān)性的理論，陳麗華等指出大豆品質(zhì)育種的目標(biāo)是高蛋白質(zhì)含量和高脂肪含量，但在品質(zhì)育種中選育出雙高品種（蛋白質(zhì)含量、脂肪含量均高）還存在一定難度，選育單高（高蛋白或高脂肪）專(zhuān)用型品種供生產(chǎn)利用是一條行之有效的路線(xiàn)，本研究結(jié)果與以上理論一致。關(guān)于大豆性狀相關(guān)性，前人曾進(jìn)行了不少的研究，但結(jié)果不盡相同，說(shuō)明環(huán)境對(duì)植物生長(zhǎng)具有復(fù)雜的影響，選育符合當(dāng)?shù)胤N植的品種品系時(shí)，要因地制宜，具體考慮當(dāng)?shù)赜绊懏a(chǎn)量品質(zhì)的農(nóng)藝性狀。

本研究分析結(jié)果表明，18 份品系在湖南長(zhǎng)沙表現(xiàn)優(yōu)于廣東廣州與廣西南寧，其主要原因可能為緯度差異導(dǎo)致；粗蛋白與粗脂肪在三地均呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明二者難以兼顧，育種過(guò)程種應(yīng)有取舍或平衡，培育南方廣適高產(chǎn)大豆品種應(yīng)關(guān)注單株粒數(shù)；18 份品系中粵夏110 和粵夏114 在三地表現(xiàn)穩(wěn)定，為南方廣適高產(chǎn)大豆品系。