“S001草實(shí)兼用雜交野大豆”品種選育及品比試驗(yàn)研究報告

陳麗麗，王明玖，何麗君，劉雪嬌，王連生

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古呼和浩特 010018；2.四川省草原科學(xué)研究院，四川成都 610097；3.通遼市國有查金臺牧場，內(nèi)蒙古科爾沁左翼后旗 028100）

“S001草實(shí)兼用雜交野大豆”品種選育及品比試驗(yàn)研究報告

陳麗麗1，2，王明玖1，何麗君1，劉雪嬌1，王連生3

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古呼和浩特 010018；2.四川省草原科學(xué)研究院，四川成都 610097；3.通遼市國有查金臺牧場，內(nèi)蒙古科爾沁左翼后旗 028100）

“S001草實(shí)兼用雜交野大豆”是由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)和通遼市國有查金臺牧場共同培育的草實(shí)兼用型新品種，于2013年在內(nèi)蒙古注冊登記。該雜交育種工作是從1980年開始的，經(jīng)過多年連續(xù)單株選育，形成穩(wěn)定株系。在此基礎(chǔ)上，確定了品系“S001”，奠定了培育新品種的基礎(chǔ)。育種的目的是為了在利用中有效保護(hù)漸危的野大豆種質(zhì)資源，并為短周期草田輪作和促進(jìn)農(nóng)區(qū)草牧業(yè)發(fā)展提供豆科品種材料。通過2011～2012年在查金臺牧場、呼和浩特市和包頭市薩拉齊三地的品比與生產(chǎn)試驗(yàn)，認(rèn)為品系“S001”干草產(chǎn)量和籽實(shí)產(chǎn)量都較野大豆有很大提高，品質(zhì)未下降，適應(yīng)區(qū)域大幅擴(kuò)展。登記品種后的試驗(yàn)表明，“S001草實(shí)兼用雜交野大豆”既可以作為飼草利用，也能作為籽實(shí)飼料利用，具有很好的應(yīng)用前景。

野大豆；野大豆雜交；草實(shí)兼用；品種選育；品種比較

“S001草實(shí)兼用雜交野大豆”是由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)和通遼市國有查金臺牧場共同培育的新品種，已于2013年登記為內(nèi)蒙古牧草“育成”新品種（品種登記號：N021）。該品種的育成，對于拯救和保存漸危的野大豆（Glycine soja）種質(zhì)、提高野大豆資源化利用水平、快速推廣短周期草田輪作、促進(jìn)農(nóng)區(qū)草牧業(yè)發(fā)展都具有重要意義。

野大豆是品質(zhì)優(yōu)良的牧草種質(zhì)資源，遺傳多樣性豐富〔1〕，曾經(jīng)在我國分布極廣，除青海、新疆及海南3個?。ㄗ灾螀^(qū)）外，其他省區(qū)均有分布。野大豆在內(nèi)蒙古的呼倫貝爾草原、大興安嶺山地和林緣草地、科爾沁草原、巴林草原、鄂爾多斯草原、陰山山地草原等地的河湖沿岸、沼澤草甸、灌叢等生境都曾有廣泛分布，是各種家畜喜食的優(yōu)良牧草。近些年由于對棲生地的過度開發(fā)或?qū)Y源的不利保護(hù)，野大豆在我國已成為漸危種。經(jīng)調(diào)查，在內(nèi)蒙古比較集中分布的野大豆種群已比較罕見，只在呼倫貝爾的沿河地帶、大興安嶺林緣谷地、科爾沁沙地草甸等局部生境有散生分布，種群消減的速度極快。雖然野大豆品質(zhì)優(yōu)良，抗性強(qiáng)，營養(yǎng)體產(chǎn)量較高，但其莖稈柔嫩、直立性差、纏繞性強(qiáng)、葉量少、種子顆粒小、果莢易開裂等特性，引種馴化困難，作為栽培種質(zhì)資源一直未能得到充分關(guān)注和深入開發(fā)，面臨著瀕危的境遇。

對野大豆這類優(yōu)良種質(zhì)資源的保護(hù)有以下2種途徑，一是建立自然保護(hù)區(qū)〔2〕，將典型的野大豆種群進(jìn)行人工圍封及管護(hù)，防止人為破壞（如放牧、打草等）、動物啃食、踐踏和極端天氣因素影響（如干旱、蟲害等），這種途徑雖可有效保護(hù)野大豆種質(zhì)資源，但耗費(fèi)人力、物力及財力，在內(nèi)蒙古尚未實(shí)施；二是在利用中保護(hù)。野大豆本身是一種優(yōu)良牧草，富含粗蛋白，其植株柔嫩多汁，適口性好，家畜喜食，可以直接利用。同時，野大豆還有其他許多用途，開發(fā)潛力巨大〔3〕。但因其蔓生的生長習(xí)性，植株纏繞性極強(qiáng)，草產(chǎn)量很低，不利于田間栽培管理，加之果莢極易開裂，種子收獲困難，在生產(chǎn)中難以直接引種利用。另外，野大豆是遺傳多樣性的載體，是大豆和野大豆種質(zhì)創(chuàng)新的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。利用野大豆進(jìn)行種間雜交，培育可廣泛推廣應(yīng)用的新品種，可以使野大豆的優(yōu)良基因得以保存。以往的育種工作者多數(shù)利用野大豆的優(yōu)良性狀來改良栽培大豆，而往往忽略了野大豆作為牧草的優(yōu)勢?！癝001草實(shí)兼用雜交野大豆”是利用野大豆和栽培大豆品種大白眉進(jìn)行人工雜交后，經(jīng)過多年的選育和擴(kuò)繁而獲得的穩(wěn)定株系群體，較多地繼承了父本野大豆的遺傳形狀〔4〕。此選育工作的出發(fā)點(diǎn)就是利用栽培大豆來改良野大豆作為牧草的不良性狀，在獲得較高草產(chǎn)量的同時還能獲得較高的種子產(chǎn)量，直接為家畜養(yǎng)殖提供蛋白飼草和籽實(shí)飼料，提高單位面積的總產(chǎn)出量。

同時，內(nèi)蒙古地區(qū)的農(nóng)田作物用地基本上以連作為主，地力損耗迅速，化肥用量不斷加大，既增加成本，又污染環(huán)境。草田輪作由于受多種因素限制，越來越難以推廣。特別是多年生牧草與一年生作物輪作，實(shí)踐中已很難被農(nóng)民接受。培育雜交野大豆品種，利用其強(qiáng)的固氮能力，糧、草兼顧，與其他牧草或作物短周期輪作倒茬，對提高地力，提高土地利用效率，促進(jìn)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的共同發(fā)展，推動內(nèi)蒙古草田輪作制的實(shí)施，具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究背景

利用野大豆與栽培大豆（大白眉）人工雜交工作是從1980年開始的，當(dāng)年獲得4粒雜交后代種子，后經(jīng)過逐年種植和選育，獲得了大量的性狀分離后代。由于后代強(qiáng)烈分離，依據(jù)表型性狀，按照逐年選擇的方法，確定株系。雜交后代繼承了雙親嚴(yán)格自花授粉的特點(diǎn)，為株系選擇和多代選育提供了便利條件。把按目標(biāo)選出的株系逐年種植，去除性狀不良個體，收獲種子再繁殖，進(jìn)行最基本的觀測、考種、篩選和繼續(xù)種植。至1988年，在逐年種植和選育的基礎(chǔ)上，獲得了表型性狀介于父本和母本材料之間的雜交后代株系50余個，并在通遼查金臺牧場建立了試驗(yàn)原始材料圃。其中，“S001”是表型性狀較穩(wěn)定的后代株系之一，具有較高的雜種優(yōu)勢。其莖稈較野大豆直立、粗壯，適于栽培管理，產(chǎn)草量較野大豆顯著提高。但莖稈比栽培大豆柔嫩，葉量更豐富，適于作為飼草進(jìn)行營養(yǎng)體利用。加之籽實(shí)顆粒較大，種子產(chǎn)量較高，且富含粗蛋白，也可作為籽實(shí)飼料利用〔5〕。如果在果莢青綠期收獲利用，單位面積總營養(yǎng)的收獲量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于父本和母本單獨(dú)的收獲量。通過2011年至2012年兩年時間的連續(xù)觀測，對其植株基本特征、生物學(xué)特性、栽培特性及營養(yǎng)價值等做了系統(tǒng)評價。品種登記后，每年繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)繁和生產(chǎn)力監(jiān)測。本文介紹的是2011年和2012年的研究結(jié)果。

1.2 選育研究過程

1.2.1 選育材料來源

在試驗(yàn)原始材料圃，選擇株系“S001”作為培育對象。逐年收取該株系種子進(jìn)行種質(zhì)保留和性狀觀察，到登記時，在各區(qū)域試驗(yàn)點(diǎn)群體性狀表現(xiàn)穩(wěn)定，未產(chǎn)生新的分化，植株整齊度好。從抗逆性角度考慮，“S001”還具有一定的耐鹽性〔6〕。

1.2.2 試驗(yàn)地條件

主試驗(yàn)地位于通遼市查金臺牧場，區(qū)試研究和生產(chǎn)試驗(yàn)在查金臺牧場、呼和浩特市內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)牧草實(shí)驗(yàn)站和包頭市薩拉齊內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院試驗(yàn)地同時進(jìn)行。查金臺牧場地處東經(jīng)121°30′～123°42′，北緯42°40′～43°42′之間，位于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明。年平均氣溫在5.3～5.9℃之間，無霜期自東向西為138～148d，初霜在9月下旬出現(xiàn)，終霜出現(xiàn)在5月上旬。年平均降水在358～483mm之間，年際降水變率為10%～15%，全年降水量主要集中在6～8月份，7月最多。降水特點(diǎn)是雨量集中，強(qiáng)度大，利用率和保證率低。年均蒸發(fā)量為2055.7mm。呼和浩特市試驗(yàn)點(diǎn)地處北緯40°49′、東經(jīng)114°41″，海拔1063m。典型大陸性氣候，冬季寒冷而漫長，春季干旱多風(fēng)，全年氣溫變化大，光照充沛，年均降水量400mm。多年平均溫5.4℃，≥5℃年積溫2800～3300℃。7月最熱，極端高溫達(dá)36.9℃；1月最冷，極端低溫-32.8℃。初霜于9月下旬，晚霜5月中旬，無霜期130～140d。土壤為砂質(zhì)栗鈣土，p H值7.5左右，肥力中等，具有灌溉條件。包頭市試驗(yàn)點(diǎn)年平均氣溫6℃～8℃，年降水量300mm，無霜期140d?！癝001”在三處試驗(yàn)地皆能成熟，宜于在當(dāng)?shù)財U(kuò)繁推廣。

1.2.3 技術(shù)路線

在系統(tǒng)選育的基礎(chǔ)上，于2010年至2012年在查金臺牧場試驗(yàn)地進(jìn)行了系統(tǒng)種植觀測試驗(yàn)。重點(diǎn)觀察植株生長特征，根、莖、葉、花和種子特征等植物學(xué)性狀，進(jìn)行了生物量及營養(yǎng)成分測定等。同時進(jìn)行系統(tǒng)的區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)。2012年，開始在呼和浩特地區(qū)和包頭市薩拉齊地區(qū)進(jìn)行適應(yīng)性區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)。區(qū)域試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，每個小區(qū)3m×6m，設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)排列，粗放管理，測定“S001”的適應(yīng)性和產(chǎn)草量等。其他測定指標(biāo)包括株高、葉形、抗病性、抗蟲性及種子產(chǎn)量。生產(chǎn)性試驗(yàn)與區(qū)域試驗(yàn)同時進(jìn)行，種植面積較大，管理較粗放，重點(diǎn)了解在大田管理?xiàng)l件下的適應(yīng)性、生產(chǎn)能力和抗性表現(xiàn)等。

“S001草實(shí)兼用雜交野大豆”選育試驗(yàn)過程的技術(shù)路線如圖1：

圖1 新品種“S001草實(shí)兼用雜交野大豆”選育試驗(yàn)技術(shù)路線圖

1.2.4 區(qū)域和生產(chǎn)試驗(yàn)

自1988年開始，在查金臺牧場試驗(yàn)地進(jìn)行了選育和區(qū)域試驗(yàn)；自2010年開始，進(jìn)行較大面積的種植和性狀觀測，并進(jìn)行基本農(nóng)藝性狀的觀測和常規(guī)營養(yǎng)成分分析。2012年開始，在呼和浩特和包頭薩拉齊增設(shè)了試驗(yàn)點(diǎn)，用于區(qū)試觀測。試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，每個小區(qū)3m×5m，3次重復(fù)，隨機(jī)排列，行距60cm。查金臺牧場試驗(yàn)點(diǎn)采用一般田間管理，施底肥，追肥兩次，除草、中耕和適時灌水；呼和浩特和包頭試驗(yàn)點(diǎn)管理較粗放，施底肥，苗期除草和適當(dāng)灌水。對S001的適應(yīng)性、產(chǎn)草量及種子產(chǎn)量等進(jìn)行測定。其他測定指標(biāo)包括株高、葉形、葉色、花序顏色、花期持續(xù)期等。

生產(chǎn)試驗(yàn)是在查金臺牧場、呼和浩特和包頭試驗(yàn)區(qū)同時進(jìn)行，建植面積分別為2500m2、500m2和800m2。精細(xì)整地后，分別于2011年和2012年5月上旬進(jìn)行播種。人工開溝后，將種子撒入溝內(nèi)，覆土后輕微鎮(zhèn)壓，覆土深度3～5cm，用種量40kg/ hm2，行距為60cm。播種時按110kg/hm2的量施入磷酸二銨，以增強(qiáng)幼苗活力，提高抗性。管理措施與區(qū)域試驗(yàn)一致。產(chǎn)量測定以5行3m為1個單元，重復(fù)次數(shù)在查金臺牧場、呼和浩特和包頭各試驗(yàn)地分別為10次、4次和6次。分別進(jìn)行產(chǎn)草量測定及常規(guī)營養(yǎng)分析。

2 觀測研究結(jié)果

2.1 植物、生物學(xué)特性

一年生，株高1.0～1.4m，主莖粗7.0～9.0mm，分枝5～7，根系入土20～30cm，根瘤菌豐富。莖稈覆有稀疏柔毛，掌狀三出復(fù)葉，長6.0～10.0cm，寬3.0～6.0cm，小葉卵形，網(wǎng)狀脈，花色紫色，蝶形花冠，雄蕊9+1。莢果長2.0～3.0cm，鐮形，成熟莢色為黑色，莢表層無毛，有白色點(diǎn)狀物，每莢果含2或3粒種子，種子黃綠色，長橢圓形，種臍紅褐色，百粒重11.2g左右。在通遼地區(qū)，“S001”播種以后10d左右出苗，到現(xiàn)蕾期約55d，至開花約60d，到種子全部成熟約110d。在當(dāng)?shù)爻墒炱诤线m。從生長動態(tài)看，苗期生長較緩慢，到分枝后期生長速度加快，盛花期營養(yǎng)生長變緩，一直到結(jié)莢后期，逐漸停止生長，以種子發(fā)育為主。當(dāng)生長期末葉片脫落后，果莢宿存，不開裂。

2.2 栽培特性

播期：適宜春季播種，播種期為5月上旬，條播。

播種方法：精細(xì)整地后，在土壤墑情適宜時，開溝深10cm左右，將種子播于底部，覆土3～5cm，適度鎮(zhèn)壓，用種量40kg/hm2。

養(yǎng)護(hù)管理：土壤墑情適宜，溫度5℃～25℃時播種，播后6～7d種子萌發(fā)，胚根突破種皮伸入土中形成主根，7～10d子葉出土?！癝001”苗期地上部分生長緩慢，易受雜草危害，要加強(qiáng)雜草防除。

施肥管理：底肥150kg/hm2（氮磷鉀復(fù)合肥）；追肥（8月初）110kg/hm2（磷酸二氫鉀）；鼓豆期每隔10d左右噴施葉面肥1次，共3次，以利于果莢成熟。

種子的采收：莢果不易開裂，可在葉落后采收種子。種子產(chǎn)量為4500kg/hm2。

2.3 營養(yǎng)價值

“S001”植株的營養(yǎng)價值較高，花期粗蛋白含量為14%左右，粗脂肪1.9%。與野大豆相差不大，但其草產(chǎn)量遠(yuǎn)高于野大豆，所以單位面積所含營養(yǎng)物質(zhì)總量很高。另外，“S001”籽粒粗蛋白含量達(dá)40%，粗脂肪14.7%，種子產(chǎn)量與母本大豆相當(dāng)，也可以作為籽實(shí)型牧草利用。

2.4 生產(chǎn)特性

結(jié)果表明，“S001”的適應(yīng)性較強(qiáng)，在呼和浩特和包頭試驗(yàn)點(diǎn)較粗放的管理?xiàng)l件下，也獲得了較高的干草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量，說明其具有較廣泛的適應(yīng)性。在查金臺牧場試驗(yàn)點(diǎn)，水肥條件較好，綠莢期干草產(chǎn)量可達(dá)9.2t/hm2；在呼和浩特和包頭試驗(yàn)點(diǎn)干草產(chǎn)量分別為7.1t/hm2和7.5t/hm2。

在進(jìn)行選育觀測研究和區(qū)域化適應(yīng)性研究的同時，在大田條件下進(jìn)行了較大面積的生產(chǎn)試驗(yàn)，以了解大田管理?xiàng)l件下的適應(yīng)性、生產(chǎn)能力、抗性表現(xiàn)等。重點(diǎn)觀測于2011～2012年在3個試驗(yàn)點(diǎn)同時進(jìn)行。結(jié)果表明，“S001”的綜合表現(xiàn)較好，是一個具有較高飼用價值和較強(qiáng)適應(yīng)性的品系。

在查金臺牧場試驗(yàn)點(diǎn)，“S001”的干草產(chǎn)量比對照野大豆平均增加了84.6%，種子產(chǎn)量增加了176%左右，兩年間無顯著差異（表1）。

表1 通遼市查金臺牧場試驗(yàn)點(diǎn)“S001”與對照野大豆2011-2012年干草和種子產(chǎn)量比較

表2 2012年呼和浩特和包頭薩拉齊“S001”與野大豆干草和種子產(chǎn)量比較

2012年在呼和浩特和包頭試驗(yàn)點(diǎn)，“S001”的干草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量較查金臺牧場低，可能是田間管理不如在通遼精細(xì)所致。若加強(qiáng)田間管理，在產(chǎn)量上有較大提升空間。呼和浩特和包頭兩試驗(yàn)點(diǎn)相比較，干草產(chǎn)量后者優(yōu)于前者；種子產(chǎn)量接近（表2）。

2.5 推廣應(yīng)用

2011～2012年，利用自繁的“S001”種子，在查金臺牧場進(jìn)行了推廣種植，累計種植面積共36.7hm2。品種登記后，于2013～2015年，在查金臺牧場及周邊地區(qū)進(jìn)行了較大面積的種植，生產(chǎn)力表現(xiàn)穩(wěn)定。適用于通遼及周邊地區(qū)、呼和浩特地區(qū)、包頭東部地區(qū)種植，要求土壤條件較好，肥力中等以上，有灌溉條件。適宜作為牧草，在果莢期及之前刈割利用。也可作為籽實(shí)飼料，成熟后收種利用。

〔1〕燕雪飛，李建東，郭偉，王國嬌，孫備.中國野生大豆遺傳多樣性研究〔J〕.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2013，15（6）：641-645.

〔2〕王丹陽，吳銘.對黑龍江省野大豆保護(hù)與利用的研究〔J〕.林業(yè)勘察設(shè)計，2011，（1）：85-86.

〔3〕趙華東，劉會君。一個野大豆自然居群的發(fā)現(xiàn)報告及保護(hù)建議〔J〕.中國農(nóng)業(yè)信息，2015，（1）：41.

〔4〕陳麗麗，王明玖，何麗君，王連生.野生大豆ISSR體系的優(yōu)化及其在遠(yuǎn)緣雜交后代鑒定中的利用〔J〕.大豆科學(xué)，2013，32（4）：259-466.

〔5〕陳麗麗，王明玖，何麗君，胡衛(wèi)靜，包阿榮高娃，王連生.內(nèi)蒙古野生大豆與栽培大豆雜交后代農(nóng)藝性狀比較及聚類分析〔J〕.中國油料作物學(xué)報，2013，35（2）：142-147.

〔6〕胡衛(wèi)靜，何麗君，何勁莉，王明玖，陳麗麗，王瑞釘.NaCl脅迫對野生與栽培大豆雜交后代株系生理指標(biāo)的影響〔J〕.大豆科學(xué)，2013，32（3）：349-354.

S565.1

A

2095—5952（2016）03—0030—04

2016-06-25

內(nèi)蒙古社會發(fā)展領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)類計劃資助（編號20091402）。

陳麗麗（1985- ），女，漢族，內(nèi)蒙古赤峰市人。主要從事牧草種質(zhì)資源研究工作。E-mail：chenlili0809@163.com

王明玖E-mail：wangmj_0540@163.com