生育期降水量對不同品種大豆蛋白質(zhì)含量的效應(yīng)分析

裴宇峰，蔣洪蔚，劉業(yè)麗，何 琳，欒懷海，劉春燕，韓 雪，胡國華

（黑龍江省農(nóng)墾科研育種中心，哈爾濱 150036）

大豆籽粒中含高達40%蛋白質(zhì)，是人類植物蛋白的主要來源，同時也是畜牧業(yè)和輕工業(yè)的主要原料[1]。大豆蛋白質(zhì)含量受數(shù)量性狀基因控制，其表現(xiàn)既有遺傳效應(yīng)，也有環(huán)境效應(yīng)[2-3]。黑龍江省是我國大豆主產(chǎn)區(qū)，氣候條件特別是降水量對大豆產(chǎn)量和品質(zhì)形成具有至關(guān)重要的作用，深入探討大豆生育期降水量對于研究大豆籽粒蛋白質(zhì)含量的生態(tài)效應(yīng)，提高大豆產(chǎn)量、改善大豆品質(zhì)意義重大。關(guān)于水分對大豆產(chǎn)量和品質(zhì)的影響主要集中在不同土壤水分處理對單一品種、不同生育期大豆蛋白質(zhì)和脂肪的影響，研究結(jié)果也不盡相同[4-5]。黑龍江省具有復(fù)雜的生態(tài)條件，尤其是大豆生育期降水量對大豆蛋白質(zhì)形成的作用少有報道，因此，研究降水量對黑龍江大豆主產(chǎn)區(qū)主要品種蛋白質(zhì)含量的影響以及不同品質(zhì)類型大豆品種蛋白質(zhì)含量與降水量關(guān)系，弄清大豆品質(zhì)形成中降水量的生態(tài)效應(yīng)，以及通過何種方式進行調(diào)控，對我國大豆生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗選用27個黑龍江省主栽大豆品種，研究生育期降水量與大豆籽粒蛋白質(zhì)形成的相關(guān)關(guān)系。其中選用東農(nóng)46（高油類型）、綏農(nóng)10號（高蛋白類型）和綏農(nóng)14（中間類型）來研究不同品質(zhì)類型大豆品種蛋白質(zhì)含量與降水量的關(guān)系。大豆生育期降水量數(shù)據(jù)來源于當?shù)貧庀蟛块T（見表1）。其中2001年搜集67個地點161個樣本，2002年搜集67個地點264個樣本，2003年搜集67個地點242個樣本（見表2）。

表1 2001～2003年降水量Table 1 Precipitation from 2001 to 2003 (mm)

表2 2001～2003年搜集樣本數(shù)量Table 2 Number of samples collected from 2001 to 2003

1.2 方法

試驗于2001～2003年在黑龍江省友誼縣紅興隆科研所試驗地進行，采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，3行區(qū)，行距0.7 m、行長4 m，小區(qū)面積為28 m2。2001和2002年從鼓粒中期至收獲，2003年從鼓粒初期開始至收獲，每5 d取樣1次，摘莢剝粒自然晾干。在同一時間用Perton-8620近紅外品質(zhì)分析儀分析蛋白質(zhì)含量。

1.3 統(tǒng)計分析方法

通過SPSS 11.0程序建立相關(guān)系數(shù)、變異系數(shù)、逐步回歸方程。

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆蛋白質(zhì)含量和生育期降水量的關(guān)系

表2為27個品種蛋白質(zhì)含量與大豆生育期降水的相關(guān)系數(shù)。品種平均蛋白質(zhì)含量與大豆生育期間5～9月降水量的相關(guān)系數(shù)分別為：0.253*、-0.116**、0.305**、-0.024和-0.017，除8、9月份以外，大豆品種蛋白質(zhì)含量與其他月份降水量都達到5%顯著水平以上相關(guān)。通過逐步回歸分析，大豆蛋白質(zhì)含量和大豆生育期各月降水量可用下列方程表示y=39.792+0.011 X6月+0.023X5月-0.008X7月-0.011X9月，其中R2=0.163，從方程中可知，5、6、7和9月份的降水量對大豆蛋白質(zhì)含量形成起重要作用。

盡管大豆蛋白質(zhì)含量與5、6、7、9月的降水量關(guān)系密切，但各品種由于在不同的生態(tài)區(qū)域，本身蛋白質(zhì)含量遺傳特性不同，而與各月降水量關(guān)系也不同。與5月份降水量存在顯著相關(guān)的品種包括：寶豐7號、北豐11、合豐25、黑河19、墾農(nóng)18、綏農(nóng)15；存在極顯著相關(guān)的品種有綏農(nóng)10號和綏農(nóng)14。除黑河19以外，其他品種均呈正相關(guān)。與6月份降水量存在顯著相關(guān)的品種包括：東農(nóng)46、黑河27、紅豐9號、墾豐9號、墾鑒豆26、綏農(nóng)10和綏農(nóng)15；除墾鑒豆26外，其他品種均呈負相關(guān)；與7月份降水量存在顯著相關(guān)的品種包括：綏農(nóng)15、東農(nóng)42、合豐41、黑河27、黑農(nóng)35、黑農(nóng)41、墾鑒豆25和綏農(nóng)10號。存在極顯著相關(guān)的品種有綏農(nóng)14、寶豐7號、東農(nóng)46和合豐35，其他均呈正相關(guān)。

與8月份降水量存在顯著相關(guān)的品種包括：合豐25、合豐40和墾豐9號；存在極顯著相關(guān)的品種包括857-1、合豐35和墾鑒豆26；除墾豐9號外，其他品種均呈負相關(guān)。

表3 不同大豆品種蛋白質(zhì)含量形成與降水的相關(guān)關(guān)系Table 3 Correlation between protein content forms and precipitation on different soybean variety

與9月份降水量存在顯著相關(guān)的品種包括：北豐11和綏農(nóng)14；存在極顯著相關(guān)的品種是墾鑒豆26，其他品種均呈負相關(guān)。

2.2 不同品質(zhì)類型大豆品種蛋白質(zhì)含量與生育期降水量的關(guān)系

為進一步分析不同品質(zhì)類型大豆品種蛋白質(zhì)與生育期降水量的關(guān)系，進行逐步回歸分析。結(jié)果表明，高油類型品種東農(nóng)46蛋白質(zhì)含量與降水量關(guān)系可用回歸方程y=36.626+0.014X7月表示，其中R2=0.449（見圖1）； 高蛋白類型品種綏農(nóng)10號蛋白質(zhì)含量與降水量關(guān)系可用回歸方程y=28.387+0.028X7月表示，其中R2=0.346（見圖2）。

圖2 綏農(nóng)10號蛋白質(zhì)含量與降水量的關(guān)系Fig.2 Relationship between precipitation and protein content of Suinong10

高蛋白類型品種黑農(nóng)35蛋白質(zhì)含量與降水量關(guān)系可用回歸方程y=40.711+0.0201X7月表示，其中R2=0.301（見圖3）；綏農(nóng)14蛋白質(zhì)含量與降水量關(guān)系可用回歸方程y=38.932+0.021X7月表示，其中R2=0.352（見圖4）。結(jié)果表明，不同類型品種對7月份降水量均敏感，其蛋白質(zhì)含量與7月份降水均呈正相關(guān)，以高油類型品種表現(xiàn)更為明顯。

圖3 黑農(nóng)35蛋白質(zhì)含量與降水量的關(guān)系Fig.3 Relationship between precipitation and protein content of Heinong35

圖4 綏農(nóng)14蛋白質(zhì)含量與降水量的關(guān)系Fig.4 Relationship between precipitation and protein content of Suinong14

3 討論與結(jié)論

研究表明，大豆籽粒蛋白質(zhì)含量除受遺傳因素影響外，還受環(huán)境條件的影響[6-7]。水分參與大豆生長發(fā)育全過程，因此，水分供應(yīng)對大豆蛋白質(zhì)形成至關(guān)重要。前人研究多集中在水分對大豆不同生長發(fā)育期的影響。李永孝利用山東1979～1982年夏大豆聯(lián)合區(qū)域試驗材料和各地氣象臺的氣象資料，研究豐收黃、文豐5號、躍進5號、魯豆1號、魯豆4號等品種各生育階段的適宜供水量，結(jié)果表明，品種間需水量主要差異在出苗至開花階段和結(jié)莢末期至鼓粒末期階段[4]。張敬榮等研究結(jié)果表明，大豆在開花、結(jié)莢及鼓粒期干旱，蛋白質(zhì)含量均上升，油分含量及油分蛋白總量則下降，以鼓粒期干旱的變化為極顯著[5]。本試驗研究黑龍江大豆主產(chǎn)區(qū)每月降水量對大豆籽粒蛋白質(zhì)含量的影響。結(jié)果表明，除8月份和9月份以外，大豆品種蛋白質(zhì)含量與其他月份的降水量都達到5%水平以上相關(guān)。通過逐步回歸分析，大豆蛋白質(zhì)含量和大豆生育期各月降水量可用下列方程表示y=39.792+0.011X6月+0.023X5月-0.008X7月-0.011X9月，其中R2=0.163。5、6、7和9月份的降水量對大豆蛋白質(zhì)含量形成起重要作用。特別是7月份降水對不同品質(zhì)類型大豆品種蛋白質(zhì)積累尤為重要。5、6、7月份的多雨和9月份的少雨都有利于大豆蛋白質(zhì)的形成。不同品質(zhì)類型大豆品種對7月份降水量均敏感，其蛋白質(zhì)含量與7月份降水均呈正相關(guān)，以高油類型品種表現(xiàn)更為明顯。針對本研究結(jié)果，在大豆生育期內(nèi)，采取適當?shù)脑耘嗉夹g(shù)與措施，排水與儲水相結(jié)合，及時改變與改善大豆生育期間的供水情況，對于提高黑龍江主產(chǎn)區(qū)大豆蛋白品質(zhì)具有積極作用。

[1] 馮麗娟,朱洪德,于洪久,等.品種、密度、施肥量對高油大豆產(chǎn)量及品質(zhì)的效應(yīng)[J].大豆科學(xué),2007,26(2):158-162.

[2] Torrie J K,Briggs G M.Effect of planting date on yield and other characteristics of soybeans[J].Agron J,1955,47(2):210-212.

[3] Wilcox J R,Cavins J F.Normal and low linolenic acid soybean strains;response to planting date[J].Crop Sci,1992,32(10):1248-1251.

[4] 李永孝.山東大豆[M].濟南:山東科技出版社,1999.

[5] 張敬榮,高繼國,李辰仁,等.開花至鼓粒期干旱對大豆籽?；瘜W(xué)品質(zhì)的影響[J].大豆科學(xué),1996,15(1):84-90.

[6] 鄭殿君,張治安,姜麗艷,等.不同產(chǎn)量水平大豆葉片凈光合速率的比較[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2010,41(9):1-5.

[7] 胡曉青,孫磊,羅盛國,等.養(yǎng)分調(diào)控對大豆可溶性糖積累、分配及產(chǎn)量的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2011,42(4):8-12.