不同大豆新品種苗期耐低磷的鑒定與篩選

曾維英++孫祖東++蔡昭艷++陳懷珠++楊守臻++唐向民++賴振光

摘要：本研究采用盆栽方法，在低磷和高磷水平下，對(duì)20份在廣西間套種的春夏大豆新品種進(jìn)行苗期耐低磷比較研究，旨在選出磷高效大豆基因型，為進(jìn)一步研究磷高效吸收利用機(jī)理和培育磷高效品種提供試驗(yàn)材料。結(jié)果表明：不同磷營(yíng)養(yǎng)對(duì)不同大豆基因型植株干物質(zhì)積累有明顯的影響，低磷處理植株的根干重和地上部干重明顯地低于正常供磷處理，而根冠比率增加，而且低磷處理植株的總干物質(zhì)重的變異系數(shù)大于正常磷處理的干物質(zhì)重的變異系數(shù)，說(shuō)明缺磷增加了品種間的變異。在不同磷營(yíng)養(yǎng)條件下，不同大豆基因型之間表現(xiàn)出顯著差異。初步篩選粵春2011-1、華春5號(hào)、桂春8號(hào)、桂春10號(hào)、華春l號(hào)等10個(gè)大豆品種耐低磷。

關(guān)鍵詞：大豆；耐低磷；品種篩選

中圖分類(lèi)號(hào)：S565.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-4374（ 2015 ）01-0014-04

The identification and selection of different new soybean varieties with high phosphorusefficiency in seedling stage

Zeng Wei-ying et al

（Cash Crops Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning 53007，China ）

Abstract： Using pot culture with the high and low phosphorus soil， the seedling resistance to low phospho-rus were studied for about 20 spring and summer new sovbean varieties for intercropping in Guangxi to pro-vide material for further study of phosphorus efficient uptake mechanism and p-efficient varieties cultiva-tion. The results show that different phosphorus nutrition have apparent effect on plant dry matter accumu-lation of different soybean genotypes ，the root dry weight and aboveground dry weight of low phosphorustreatment were significantly lower than the normal phosphorus treatment， the root -shoot ratio were in-creased， and the dry matter quality variation coefficient of low phosphorus treatment is greater than the nor-mal phosphorus processing. The results show also that phosphorus deficiency increases the variation of vari-eties. Under different phosphorus nutrient conditions， different soybean genotypes have significant varia-tion. By preliminary screening， 10 varieties such as Yuechun 2011-1， Huachun No.5 Guichun No.10 andHuachun No.l etc. are resistant to low phosphorus. Under different phosphorus nutrition， the soybeanshowed significant differences aruong different genotypes.

Key words： Soybean； low phosphorus resistance； varieties screening

通過(guò)傳統(tǒng)的方法把磷肥施入土壤后很快就被酸性土壤中的鐵、鋁的氫氧化物所固定或被土壤膠體吸附，使其轉(zhuǎn)化為不能為植物吸收利用的難溶性磷，再加之磷主要以擴(kuò)散作用到達(dá)根表，而其擴(kuò)散系數(shù)又很小，所以施入土壤中磷的當(dāng)季利用效率一般很低。土壤缺磷是限制大豆產(chǎn)量提高的重要因素之一，大豆在低磷脅迫環(huán)境中不但吸收不到足夠的磷素，還會(huì)抑制大豆根瘤的生長(zhǎng)，降低大豆的固氮量。我國(guó)南方大部分為酸性紅壤，如果能夠選育出一些適應(yīng)生長(zhǎng)于這類(lèi)土壤，在不施或少施磷肥的情況下仍能獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的磷高效大豆品種，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展將具有重要的意義。大豆是廣西重要的糧食和經(jīng)濟(jì)作物之一，是我國(guó)14個(gè)大豆種植省份之一，在全國(guó)排名第九，在全區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鄉(xiāng)人民生活中有著重要的地位。廣西大部分土壤為酸性紅壤土，大豆又多種在土壤貧瘠的山區(qū)，缺磷現(xiàn)象比較嚴(yán)重，一定程度上限制了大豆產(chǎn)量的提高。目前廣西與甘蔗、木薯、玉米等間套作的大豆新品種還沒(méi)進(jìn)行耐低磷篩選。本研究以廣西現(xiàn)在常見(jiàn)的適合間套種的春夏大豆新品種為試驗(yàn)材料，對(duì)不同大豆基因型磷營(yíng)養(yǎng)吸收利用效率特性差異進(jìn)行篩選，旨在選出磷高效大豆基因型，為進(jìn)一步研究磷高效吸收利用機(jī)理和培育磷高效品種提供試驗(yàn)材料。

材料與方法

試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選用20份適合間套作的春夏大豆（由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供）。

試驗(yàn)于2012年在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院明陽(yáng)基地網(wǎng)室大棚內(nèi)進(jìn)行，網(wǎng)室上面加蓋一層透光塑料膜以防雨水淋洗。供試土壤為砂壤土。耕層土壤含有機(jī)質(zhì)17.Og/kg.堿解氮81.Omg/kg、速效P 12.Omg/kg、速效K 102.Omg/kg.pH 6.91。試驗(yàn)設(shè)缺磷（-P）和正常供磷（+P）2個(gè)處理。缺磷處理土壤不施磷肥，正常供磷處理土壤施P 0.5g/kg土，磷源為施鈣鎂磷鉀肥，所用肥料全部使用化學(xué)試劑配制成溶液后在播前施人土壤。每個(gè)塑料盆裝風(fēng)干土2.5kg，每個(gè)處理重復(fù)3次，采用隨機(jī)區(qū)組排列法。

測(cè)定項(xiàng)目和方法

2012年6月1日播種，出苗后間苗定苗，每盆定苗3株，在適宜水分下大豆出苗后培養(yǎng)30d于開(kāi)花前（6月30日）收獲大豆植株。植株收獲時(shí)分別收獲地上部和地下部，用水洗干凈后將上述植株置于烘箱中，105C殺青30min，然后在75C烘干48h，分別稱(chēng)量根干重和地上部干重。試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用SAS9.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

結(jié)果與分析

磷營(yíng)養(yǎng)對(duì)不同大豆基因型植株根和地上部分干重的影響

在兩個(gè)磷處理水平下，測(cè)定不同大豆品種苗期的根部干重和地上部分干重。試驗(yàn)結(jié)果表明：在不同磷營(yíng)養(yǎng)條件下，不同大豆基因型之間表現(xiàn)出極顯著差異。在低磷（-P）條件下，不同大豆基因型植株的生長(zhǎng)明顯受到了磷脅迫的影響，雖然葉片上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)典型的缺磷癥狀，但是植株高度和葉片面積明顯低于正常供磷（+P）處理。不同品種對(duì)缺磷的反應(yīng)差異較大，方差分析表明：無(wú)論是低磷處理還是正常磷處理，品種間相對(duì)干物重差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。而且不同大豆基因型低磷處理植株的根部干重、地上部干重及總于物質(zhì)重明顯地低于正常供磷處理，而且除少數(shù)基因型外，大部分基因型根冠比率增加。見(jiàn)表l。

低磷脅迫對(duì)不同大豆基因型苗期生長(zhǎng)的影響

大豆苗期各項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)值低磷脅迫的敏感性均表現(xiàn)出-定的基因型差異。利用SAS9.0軟件分析不同大豆品種間和磷處理間的根部干重、地上部干重和總于重的變異系數(shù)（見(jiàn)表2）。品種間的變異系數(shù)其順序?yàn)椋焊扛芍兀?8.15%）>地上部分干重（19.79%）；磷處理間的變異系數(shù)其順序?yàn)椋焊扛芍兀?34.48%）>地上部分于重（ 20.170）。這表明低磷脅迫對(duì)不同大豆基因型的地上部分于重、根部干重都有明顯抑制作用，其中對(duì)根部于重的影響最大。低磷（-P）處理的于物質(zhì)最大值為1.97g/株，最小值為0.80g/株，變幅高達(dá)1.07g/株，變異系數(shù)為29.71%；正常磷（+P）處理下的干物質(zhì)最大值為2.09g/株，最小值為1.20g/株，變幅為0.89g/株，變異系數(shù)為24.90%。低磷處理植株的總干物質(zhì)重的變異系數(shù)大于正常磷處理的干物質(zhì)重的變異系數(shù)，說(shuō)明缺磷增加了品種間的變異。根干重、地上部分干重和總重在品種間的變異系數(shù)均低于磷處理間的變異系數(shù)，說(shuō)明磷調(diào)節(jié)的作用大于不同基因型間的差異。

磷高效基因型大豆的篩選

在土壤盆栽條件下，以全部參試大豆材料為基礎(chǔ)，用植株干物質(zhì)以為篩選指標(biāo)。通過(guò)對(duì)20個(gè)參試大豆基因型進(jìn)行篩選，初選出粵春2011-1、華春5號(hào)、桂春8號(hào)、桂春10號(hào)、華春l號(hào)、桂春豆104、桂春12號(hào)、桂春l號(hào)、桂春13號(hào)、華春2號(hào)等10個(gè)基因型，這些基因型在低磷條件下具有干物質(zhì)積累高的特點(diǎn)，而華夏3號(hào)與桂147在低磷脅迫下于物質(zhì)中相對(duì)較低，不具備耐低磷的特性。

討論

大豆在整個(gè)生育期都要求有較高磷營(yíng)養(yǎng)水平，特別是在幼苗期，雖然植株對(duì)磷素吸收量較少，但卻是大豆的需磷敏感期。因而將大豆苗期作為耐低磷篩選的關(guān)鍵時(shí)期，這不僅可以快速、準(zhǔn)確的進(jìn)行品種鑒定和篩選，而且可以明顯地減少生育后期大田篩選的工作量和成本。因此本研究選用苗期30d的大豆作為試驗(yàn)材料。

篩選和培育磷高效大豆基因型對(duì)挖掘生物高效利用土壤磷素營(yíng)養(yǎng)的潛力，保持土壤環(huán)境的良循環(huán)，促進(jìn)大豆持續(xù)增產(chǎn)具有重要意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，采用簡(jiǎn)單、科學(xué)有效的篩選評(píng)價(jià)指標(biāo)是準(zhǔn)確快速篩選磷高效大豆基因型的重要前提。磷處理間的變異大于品種間變異也一定程度上揭示加強(qiáng)養(yǎng)分管理的重要意義。本研究結(jié)果與前人研究結(jié)果相符，苗期根部干物質(zhì)重、地上部分干重、總重作為初步篩選耐低磷品種指標(biāo)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析表明根干重、地上部分干重和總重在品種間的變異系數(shù)均低于磷處理間的變異系數(shù)，說(shuō)明磷調(diào)節(jié)的作用大于不同基因型間的差異。

研究大豆不同品種磷效率差異，不僅對(duì)進(jìn)一步篩選、鑒定穩(wěn)定的磷高效品系，豐富具有營(yíng)養(yǎng)遺傳性狀的大豆種質(zhì)資源有重要的價(jià)值，而且為通過(guò)傳統(tǒng)的雜交育種及應(yīng)用現(xiàn)代生物學(xué)手段進(jìn)行磷效率的染色體定位、分子克隆與基因轉(zhuǎn)移，生產(chǎn)培育高產(chǎn)、高效、低投入的優(yōu)良轉(zhuǎn)基因大豆品種系等，提供了可靠的資源，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與應(yīng)用潛力。可利用大豆自身的生理、遺傳特性、篩選磷高效基因型，發(fā)掘大豆利用磷的內(nèi)在潛力，進(jìn)一步培育磷高效利用的新品種，可減少磷的施用量，降低生產(chǎn)成本節(jié)省磷資源。

結(jié)論

本研究結(jié)果表明：不同磷營(yíng)養(yǎng)對(duì)不同大豆基因型植株干物質(zhì)積累有明顯的影響，低磷處理植株的根于重和地上部干重明顯地低于正常供磷處理，而根冠比率增加，在不同磷營(yíng)養(yǎng)條件下，不同大豆基因型之間表現(xiàn)出顯著差異；低磷處理植株的總干物質(zhì)重的變異系數(shù)大于正常磷處理的干物質(zhì)重的變異系數(shù)，說(shuō)明缺磷增加了品種間的變異；根干重、地上部分干重和總重在品種間的變異系數(shù)均低于磷處理間的變異系數(shù)，說(shuō)明磷調(diào)節(jié)的作用大于不同基因型間的差異。

初選出粵春2011-1、華春5號(hào)、桂春8號(hào)、桂春10號(hào)、華春l號(hào)、桂春豆104、桂春12號(hào)、桂春l號(hào)、桂春13號(hào)、華春2號(hào)等10個(gè)大豆品種耐低磷。

篩選、培育和利用磷高效基因型大豆是改善缺磷狀況的一條高效、節(jié)能的有效途徑，如果能發(fā)掘大豆自身利用磷素的潛力，改良現(xiàn)有品種的磷營(yíng)養(yǎng)性狀，選育出磷高效大豆品種，可以有效緩解土壤缺磷問(wèn)題對(duì)大豆生產(chǎn)的不利影響。