山西省綠豆育種研究與生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

王彩萍

(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，山西 汾陽 032200)

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山西省綠豆育種研究與生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

王彩萍

(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，山西 汾陽 032200)

[目的]通過分析山西綠豆育種和生產(chǎn)現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)山西綠豆發(fā)展中存在問題，然后找到相應(yīng)的解決辦法。[方法]利用數(shù)據(jù)庫文獻(xiàn)檢索和工作實(shí)際數(shù)據(jù)結(jié)合的方法綜述個(gè)人觀點(diǎn)。[結(jié)果]分析顯示山西省是綠豆育種和生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)省份，但是山西存在綠豆單產(chǎn)低，產(chǎn)能低的缺點(diǎn)。生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)能總體均呈下降態(tài)勢(shì)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位被弱化。[結(jié)論]要振興山西綠豆產(chǎn)業(yè)，只有依據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，在調(diào)整育種方向，改良栽培技術(shù)，壯大加工企業(yè)，拓展種植空間方面下功夫，才能真正達(dá)到目的。

山西；綠豆；育種；生產(chǎn)

綠豆作為中國主要的食用豆類作物之一，是理想的醫(yī)食兩用的營養(yǎng)保健食品[1，2]。其生育期短、適播期長、適應(yīng)性廣、耐旱耐瘠薄，具有根瘤固氮、培肥改良土壤的能力，是間套種的適宜作物和良好的前茬作物[3]山西省是我國綠豆主產(chǎn)區(qū)之一[4]，種植面積約占全國的7%左右，產(chǎn)量占全國的總產(chǎn)的4%～5%。隨農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，我省綠豆種植面積最近幾年在5 萬hm2左右徘徊，總產(chǎn)在4萬噸左右，比上世紀(jì)90年代7萬hm2[5]以上的水平減少了40%以上，總產(chǎn)減少60%以上，山西綠豆生產(chǎn)總體呈下降態(tài)勢(shì)。山西綠豆的優(yōu)點(diǎn)是種植規(guī)模大、品種資源多，品質(zhì)好，抗逆性強(qiáng)；缺點(diǎn)是單產(chǎn)水平偏低，以2012年為例，全國平均單產(chǎn)為1 248.5 kg·hm-2，山西綠豆單產(chǎn)為918.4 kg·hm-2，和綠豆高產(chǎn)省份新疆、江蘇(2 200 kg·hm-2)比，山西綠豆不及高產(chǎn)省份的產(chǎn)量的50%。綠豆產(chǎn)能沒有充分發(fā)掘(以上數(shù)據(jù)來源于山西省統(tǒng)計(jì)局)。

山西綠豆育種研究起步于上世紀(jì)80年代，到目前為止已經(jīng)育成9個(gè)省認(rèn)定品種，其中1個(gè)品種通過國家鑒定。

本文以山西綠豆育種與生產(chǎn)為切入點(diǎn)分析山西綠豆育種、生產(chǎn)的優(yōu)劣勢(shì)，以期為育種工作者和綠豆生產(chǎn)及加工企業(yè)提供一定的借鑒。

1 育種研究

1.1 育種技術(shù)研究

目前生產(chǎn)中創(chuàng)造綠豆新品種的主要方法有遠(yuǎn)緣雜交、輻射誘變、化學(xué)誘變，分子育種、有性雜交等技術(shù)手段，這幾項(xiàng)技術(shù)方法在育種實(shí)踐中相輔相成推動(dòng)著綠豆新品種不斷推陳出新。遠(yuǎn)緣雜交的優(yōu)點(diǎn)是可以把不同種、屬的特征、特性結(jié)合起來，突破種屬界限，擴(kuò)大遺傳變異，從而創(chuàng)造新的變異類型或新物種。缺點(diǎn)是在雜交過程中出現(xiàn)雜交不親和、后代不育、后代分離類型多的特點(diǎn)。育種實(shí)踐中在創(chuàng)造不育系和創(chuàng)造中間材料時(shí)利用遠(yuǎn)緣雜交技術(shù)手段較多；輻射誘變的優(yōu)點(diǎn)是方便、快捷、創(chuàng)造變異多。缺點(diǎn)是變異方向不易控制，不確定性大，有害變異多；化學(xué)誘變的優(yōu)點(diǎn)是比較經(jīng)濟(jì)方便，變異頻率高。但化學(xué)誘變劑有毒有害，劑量不易掌握。誘變的時(shí)間、濃度、環(huán)境溫度都影響誘變效果，同時(shí)有害變異多；分子育種精準(zhǔn)、高效、目標(biāo)明確。但是這種技術(shù)方法對(duì)研究人員的技術(shù)水平要求高，研究費(fèi)用相對(duì)較高，必須和大田育種技術(shù)結(jié)合才可以發(fā)揮出真正優(yōu)勢(shì)；有性雜交是目前育種實(shí)踐中采用最多，效果最好的綠豆新品種創(chuàng)制技術(shù)。該技術(shù)創(chuàng)造遺傳變異目標(biāo)性強(qiáng)、效率高，經(jīng)濟(jì)環(huán)保無污染。綠豆由于花器構(gòu)造的特殊原因，雜交不易成功，前人在綠豆有性雜交上做探索性研究[6～9]，雜交成功率最高達(dá)到60%。國內(nèi)科研人員經(jīng)過多年的研究摸索，創(chuàng)造性地發(fā)明了套管雜交技術(shù)方法，目前綠豆雜交成功率可以達(dá)到90%以上。

山西綠豆育成品種主要采用了系統(tǒng)選育，輻射誘變，有性雜交等新品種選育方法。

1.1.1 有性雜交育種

山西第一個(gè)綠豆新品種晉綠豆1號(hào)[10]于1998年育成，該品種采用有性雜交技術(shù)育成，從此結(jié)束了山西無自育品種的歷史，后續(xù)育成品種晉綠豆3號(hào)，6號(hào)，7號(hào)，8號(hào)均為有性雜交技術(shù)育成品種。其中晉綠豆6號(hào)[11]，2009年通過省認(rèn)定，2012通過國家鑒定，是山西第一個(gè)通過國家鑒定的綠豆品種。晉綠豆7號(hào)[12]2011年育成，是山西第一個(gè)以抗豆象為育種目標(biāo)育成的新品種。這個(gè)品種的育成為豆象防治提供了一條根本解決途徑。

1.1.2 系統(tǒng)選育育種

晉綠豆4號(hào)[13]，晉綠豆5號(hào)，晉綠豆9號(hào)三個(gè)綠豆品種是通過系統(tǒng)選育技術(shù)育成的綠豆品種，品種均具豐產(chǎn)性特點(diǎn)，其次是具有較強(qiáng)的抗逆特性，符合山西地方品種普遍具有的適應(yīng)性強(qiáng)，抗耐性好的特征。

1.1.3 輻射誘變育種

晉綠豆2[14]號(hào)是山西目前唯一一個(gè)利用60Co-γ輻射誘變育成的綠豆品種，誘變中綠2號(hào)獲得變異單株，經(jīng)5代選育而成。2001年通過山西省認(rèn)定?？鼓嫘詮?qiáng), 耐旱性、抗早衰能力優(yōu)且具有不炸莢習(xí)性，比較適宜統(tǒng)一采收或機(jī)械化收獲。符合現(xiàn)代低勞動(dòng)力成本農(nóng)業(yè)發(fā)展方向需求。

1.2 育成品種特性分析

1.2.1 產(chǎn)量特性

山西審(認(rèn))定的9個(gè)品種，直接生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果產(chǎn)量變幅為1 008～1 593 kg·hm-2，單產(chǎn)最低為系統(tǒng)選育品種晉綠豆5號(hào)1 008 kg·hm-2，最高為輻射誘變選育品種晉綠豆2號(hào)1593 kg·hm-2，9個(gè)品種中單產(chǎn)超過1 500 kg·hm-2的兩個(gè)——晉綠豆2號(hào)，晉綠豆7號(hào)，其他6個(gè)品種單產(chǎn)在1 287～1 478.6 kg·hm-2之間。從產(chǎn)量結(jié)果分析，品種的產(chǎn)量和育種方法關(guān)系不大，用不同的育種方法均可育成高產(chǎn)品種。無論那種方法，在親代材料選擇上，豐產(chǎn)性好、配合力強(qiáng)的親本是育成高產(chǎn)品種的前提。

1.2.2 品質(zhì)特性

目前國內(nèi)綠豆育成品種品質(zhì)檢測(cè)主要指標(biāo)是蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉，這三營養(yǎng)物質(zhì)是綠豆?fàn)I養(yǎng)成份的主體，占到綠豆總量的80%以上，三個(gè)主成分含量的差異，決定了綠豆加工產(chǎn)品的差異。2000年農(nóng)業(yè)部制定的我國商品綠豆質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為：水分≤13.5%，不完善?？偭俊?%，雜質(zhì)總量≤1%。其中蛋白質(zhì)≥25%，淀粉≥54%為一級(jí)；蛋白質(zhì)≥23%，淀粉≥52%為二級(jí)；蛋白質(zhì)≥21%，淀粉≥50%為三級(jí)。對(duì)脂肪含量沒有做要求。但是高蛋白低脂肪食品正成為人們的健康選擇，綠豆產(chǎn)品符合健康食品范疇。從山西育成品種看蛋白質(zhì)含量≥25%的4份，淀粉含量≥54%的品種3份，蛋白質(zhì)含量≥23%4份，淀粉含量≥52%3份；蛋白質(zhì)含量≥21%1份，淀粉含量≥50%1份；淀粉含量≤50%1份。輻射誘變育成品種晉綠豆2號(hào)淀粉含量49.08%，低于三級(jí)國家標(biāo)準(zhǔn)，與誘變親本中綠2號(hào)(53.5%)比淀粉含量降低，導(dǎo)致品質(zhì)評(píng)價(jià)下降。誘變育種方向不易控制性在育種實(shí)踐中得到印證。

9個(gè)品種脂肪含量0.52%～1.61%，變幅為0.99，變幅較寬，育種工作者可以通過育種技術(shù)手段和親本材料育出脂肪含量相對(duì)較低的綠豆品種。

評(píng)價(jià)綠豆品質(zhì)不能僅根據(jù)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的高低來判斷，綠豆的用途不同對(duì)蛋白質(zhì)、淀粉等營養(yǎng)成分要求不一樣，樊明濤等[15]研究表明, 綠豆直鏈淀粉占總淀粉的67%左右, 直鏈淀粉難于糊化易于老化,支鏈淀粉易于糊化不易老化 。直鏈淀粉含量越高,老化越快, 越適于粉絲等制品的加工。李振華等[16]在研究綠豆的品種芽用特性時(shí)發(fā)現(xiàn),綠豆中蛋白質(zhì)的含量與豆芽產(chǎn)出量呈極顯著負(fù)相關(guān)性,并建議把綠豆蛋白質(zhì)含量作為篩選芽用綠豆的指標(biāo)之一。綠豆纖維主要存在于綠豆皮中，約占綠豆皮的50%～60%，是難得的膳食纖維源,纖維含量高, 纖維質(zhì)感好,口感佳,可以加工成高純度 、高品質(zhì) 、高附加值的膳食纖維[17]。綠豆種皮中含有黃酮、鞣質(zhì)、皂苷、生物堿、強(qiáng)心苷、蒽醌類化合物等具有生物活性的化學(xué)成分，被認(rèn)為是綠豆功效的主要來源之一[18]。隨著綠豆加工的細(xì)分，綠豆品質(zhì)評(píng)價(jià)需要有不同的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，品質(zhì)評(píng)價(jià)隨之多元。

1.2.3 抗性特性

植物抗性是評(píng)價(jià)其適應(yīng)性的主要指標(biāo)，山西育成的9個(gè)品種在抗旱性，抗病性(葉斑病，枯萎病、白粉病等)，耐連作，抗豆象方面各有特點(diǎn)。抗性強(qiáng)是產(chǎn)量高的前提與基礎(chǔ)，晉綠豆5號(hào)，在田間鑒定有病毒病發(fā)生，導(dǎo)致產(chǎn)量不如其他8個(gè)品種。在不同生態(tài)區(qū)綠豆病、蟲害不同，不同生態(tài)區(qū)域育成品種抗性也有所側(cè)重。為擴(kuò)大綠豆的推廣種植區(qū)域，在育種過程中要篩選綜合抗性強(qiáng)的綠豆品種，單一抗性可能局限了綠豆新品種的發(fā)展空間。

1.2.4 百粒重特性

百粒重是綠豆重要的感官品質(zhì)指標(biāo)，普通消費(fèi)者喜歡粒大，飽滿，色澤好的綠豆，國家科技攻關(guān)項(xiàng)目規(guī)定的我國綠豆優(yōu)異種質(zhì)百粒重標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)>6.5 g二級(jí)>6.2 g，三級(jí)>6.0 g。山西育成品種百粒重大于6.5 g的品種4個(gè)，大于6.2 g的品種1個(gè)，大于6.0 g的品種2個(gè)，6.0 g以下品種2個(gè)。山西品種以中大粒為主，百粒重7.5 g以上的超大粒品種缺，Khattak等和Jayaprada[19,20]等認(rèn)為單株莢數(shù)、百粒重等及生物學(xué)產(chǎn)量均存在基因顯性和加性效應(yīng)，其中加性效應(yīng)占主導(dǎo)作用，故育種改良時(shí)，為減少工作量，提高工作效率，可以在低世代選擇。在育種實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)利用大粒親本配置組合，產(chǎn)生大粒后代的幾率大，這些理論和實(shí)踐給育種工作者選育大粒品種提供了一條便捷途徑。

2 生產(chǎn)現(xiàn)狀

2.1 近年綠豆生產(chǎn)情況

從種植面積上看2002年山西綠豆種植面積達(dá)6.30萬hm2(表1)，接近上世紀(jì)90年代末期的種植規(guī)模[4]。此后三年，種植面積持續(xù)下降，2006年之后6年種植規(guī)模緩慢恢復(fù)。但山西綠豆本世紀(jì)以來種植面積、產(chǎn)量總體出現(xiàn)下滑。在山西農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的地位下降，綠豆大省地位受到挑戰(zhàn)。

表1 山西綠豆近年生產(chǎn)情況

注：數(shù)據(jù)來源山西省統(tǒng)計(jì)局

Note: datas from Shanxi Province Bureau of Statistics

2.2 原因分析

綠豆類小雜糧種植波動(dòng)大，受諸多因素[21～23]影響，山西省委省政府2003年出臺(tái)了大力發(fā)展東西兩山小雜糧的政策鼓勵(lì)和扶持東西兩山小雜糧的發(fā)展，鼓勵(lì)煤轉(zhuǎn)非煤民營企業(yè)資本進(jìn)入雜糧市場(chǎng)，綠豆加工從中得到實(shí)惠。山西綠豆生產(chǎn)如何在全國保持特有的優(yōu)勢(shì)，并把綠豆產(chǎn)業(yè)做成山西農(nóng)民種植戶脫貧致富產(chǎn)業(yè)，在政府主導(dǎo)、品種配套、品牌創(chuàng)建、產(chǎn)地環(huán)境，營銷策略、組織方式[24～26]等方面需要加強(qiáng)與改進(jìn)。

在充電時(shí)間受限的情況下，假設(shè)給定小車充電總時(shí)間的初值T，首先根據(jù)式(4)求解得到t0,t1,…,tL的初值，然后從第1層開始由內(nèi)向外逐層比較判斷

作者以綠豆育種和推廣多年的經(jīng)驗(yàn)及實(shí)地調(diào)研結(jié)果認(rèn)為山西綠豆生產(chǎn)下滑原因如下：

2.2.1 種植分散，種植環(huán)境差

山西境內(nèi)溝壑縱橫，大面積集中連片種植綠豆的種植戶及種業(yè)公司少，綠豆種植零星分散，農(nóng)戶一家一戶種植比較普遍，生產(chǎn)中綠豆種植品種多而雜，農(nóng)家種、自留種種植占比例達(dá)60%以上，導(dǎo)致綠豆品質(zhì)不統(tǒng)一，單產(chǎn)不高，總產(chǎn)不多。

2.2.2 勞動(dòng)力成本高，農(nóng)民棄種現(xiàn)象嚴(yán)重

綠豆具有無限結(jié)莢習(xí)性和裂莢習(xí)性，造成熟期不一致采收分期進(jìn)行, 難以實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化，勞動(dòng)力成本投入高。目前農(nóng)村青壯勞力減少，勞動(dòng)力老化弱化的同時(shí)，綠豆適宜種植區(qū)出現(xiàn)棄種綠豆現(xiàn)象。綠豆救災(zāi)填閑作用、自給自足的作用仍比較明顯，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值無法真正體現(xiàn)。

2.2.3 新品種、新技術(shù)采用度低

我省育成綠豆新品種9個(gè)，國內(nèi)其他省份育成的適宜我省種植的品種也有百個(gè)之多，但在生產(chǎn)中大規(guī)模種植成為主栽品種的品種并不多、農(nóng)民靠經(jīng)驗(yàn)種植多、農(nóng)家品種自留種重復(fù)使用多，新技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中采用少，種植戶提存復(fù)壯意識(shí)差，造成單產(chǎn)低，產(chǎn)品品質(zhì)不高，商品性下降。

目前山西省通過認(rèn)定的晉字號(hào)綠豆品種9個(gè)， 9個(gè)品種以產(chǎn)量、抗性為最重要指標(biāo)，研究人員研究方向和育種目標(biāo)沒有明確向?qū)Ｓ眯蛢A斜，綠豆消費(fèi)是一個(gè)模糊概念。同時(shí)，食品加工行業(yè)缺乏對(duì)不同專用型綠豆的標(biāo)準(zhǔn)具體要求，育種行業(yè)和加工行業(yè)之間缺乏必要溝通導(dǎo)致綠豆品種對(duì)整個(gè)綠豆產(chǎn)業(yè)的支撐作用沒有在加工環(huán)節(jié)真正體現(xiàn)。

2.3 解決途徑

2.3.1 育低成本低投入品種，提升農(nóng)民種植積極性

推出適宜機(jī)械化種植品種或一次性采收品種，減少農(nóng)民勞動(dòng)力投入，增加種植積極性。目前，科研單位已就農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的問題有針對(duì)性的培育了適宜機(jī)械化種植和適宜一次性收獲的綠豆品種，這些品種有望解決綠豆種植勞動(dòng)力成本高的難題。

2.3.2 增加復(fù)播面積，擴(kuò)大種植規(guī)模

綠豆是短日照作物，對(duì)光照要求不嚴(yán)，山西省太原以南，無霜期150 d以上冬麥區(qū)均可復(fù)播。2015年山西冬小麥種植面積1 021.1萬畝[27]，給綠豆提供了巨大發(fā)展空間。王彩萍等[28]在麥茬復(fù)播綠豆技術(shù)方面做了探索研究，提出小個(gè)體大群體免間苗復(fù)播綠豆高產(chǎn)高效技術(shù)。山西綠豆要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量、面積提升，復(fù)播種植空間不容忽視。

2.3.3 爭(zhēng)取林下空間，增加綠豆總產(chǎn)

以呂梁為例，近年大力發(fā)展核桃紅棗經(jīng)濟(jì)林約33萬hm2，目前如高粱、大豆、花生等作物都在尋找經(jīng)濟(jì)林下種植空間，綠豆在養(yǎng)地和耐陰方面優(yōu)于其他作物，在果林幼齡期和中壯年期都比較適合種植，因此綠豆要擴(kuò)大規(guī)模增加總產(chǎn)，林下種植發(fā)展空間大。

2.3.4 保護(hù)種植環(huán)境，提高產(chǎn)品安全性

山西綠豆在市場(chǎng)受青睞，與其生產(chǎn)環(huán)境多在偏遠(yuǎn)山區(qū)，產(chǎn)地環(huán)境相對(duì)清潔，污染少，接近綠色、有機(jī)環(huán)境有一定的關(guān)系。食品安全是社會(huì)熱點(diǎn)問題，山西綠豆要保持這個(gè)優(yōu)勢(shì)，必須在產(chǎn)地環(huán)境上下功夫，減少農(nóng)藥化肥的投放，減少污染工業(yè)企業(yè)遷入。

2.3.5 壯大加工企業(yè)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展

農(nóng)民種植綠豆后往哪賣，賣給誰是個(gè)問題，加工企業(yè)是聯(lián)系農(nóng)民和餐桌的中介，只有加工企業(yè)收購、加工能力強(qiáng)了，綠豆產(chǎn)業(yè)才能形成良性循環(huán)。政府在企業(yè)發(fā)展前期可給予必要的財(cái)政金融政策資金的扶持，讓企業(yè)發(fā)展壯大。然后走“企業(yè)+農(nóng)戶”訂單式農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，合理保護(hù)農(nóng)民的利益，才能在源頭上為整個(gè)產(chǎn)業(yè)壯大提供保證。

2.3.6 提高綠豆價(jià)格，刺激種植積極性

農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格是農(nóng)民生產(chǎn)積極性的一個(gè)重要刺激因素，綠豆的價(jià)格多年來相對(duì)平穩(wěn)，在低價(jià)位徘徊，綠豆產(chǎn)能不及玉米等糧食作物，農(nóng)民只好棄種綠豆改種玉米，所謂谷賤傷農(nóng)，綠豆發(fā)展出現(xiàn)下滑不足為奇。優(yōu)質(zhì)環(huán)境產(chǎn)區(qū)實(shí)行現(xiàn)優(yōu)價(jià)收購，對(duì)提振綠豆產(chǎn)業(yè)才能有引領(lǐng)作用。

3 結(jié)語

綠豆是山西重要特色農(nóng)產(chǎn)品，在健康食品和出口創(chuàng)匯方面作用突出。目前國家正在實(shí)施新一輪種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，綠豆類雜糧再次遇到發(fā)展機(jī)遇，只有科研、種植、加工三方協(xié)調(diào)發(fā)展，增加綠豆生產(chǎn)的科技含量，實(shí)現(xiàn)綠豆生產(chǎn)的低投入高產(chǎn)出，提升農(nóng)民種植積極性，才能正真實(shí)現(xiàn)山西綠豆產(chǎn)業(yè)的振興。

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(編輯：武英耀)

Breeding and production of mung bean in Shanxi Province

Wang Caiping

(TheindustrialCropInstituteofShanxiAcademyAgriculturalSciences,Fenyang032200,China)

[Objective]Through analyzing the present situation of Shanxi mung bean breeding and production, it is found that there are problems in the development of Shanxi mung bean, and then find the corresponding solutions.[Methods]Review of the methods of personal views by using the methods of database literature retrieval and the data in real work.[Results]Shanxi is the dominant Province in the breeding and production of mung bean, but the yield per area and production capacity of mung bean was low in Shanxi. Production scale and production capacity were decreased, its position in the agricultural production was weakened.[Conclusion]To revitalize the mung bean industry in Shanxi, it is required to adjust breeding direction, improve cultivation techniques, expand the area of cultivation and strengthen processing enterprises.

Shanxi, Mungbean, Breeding, Production

2016-08-27

2016-10-03

王彩萍(1970-),女(漢),副研究員,山西靈石人,研究方向：食用豆遺傳育種栽培生理

農(nóng)業(yè)部產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系-(CARS-09)；山西農(nóng)科院育種工程項(xiàng)目(16yzgc-003)

S522

A

1671-8151(2016)12-0908-05