黑龍港低平原地區(qū)澇害條件下春大豆高產(chǎn)品種的篩選及其農(nóng)藝性狀

馮喜梅，王希全，趙 杰，姜 瑤，李 超，姜 敏，曾昭海*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，北京 100193；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)吳橋?qū)嶒炚荆颖?吳橋 061800）

近年來，我國大豆播種面積和產(chǎn)量呈逐年下降趨勢，2006-2014年全國大豆播種面積和產(chǎn)量的降幅分別為26.9% 和19.4% ，而同期大豆及大豆替代品的進口量卻逐年攀升；2006-2015年河北省大豆播種面積減少了45.1% ，產(chǎn)量下降了42.8%[1]。黑龍港低平原區(qū)是我國傳統(tǒng)的大豆種植區(qū)，近年來，由于主栽大豆品種產(chǎn)量低、品種更新?lián)Q代慢、退化嚴(yán)重，導(dǎo)致大豆種植面積和產(chǎn)量不斷下滑[2]。同時，該區(qū)域降雨量年際間變化劇烈，具有明顯的豐枯交替周期[3]，尤其是21世紀(jì)以來進入豐水期[4]，澇害發(fā)生頻繁。澇害會導(dǎo)致大豆根系缺氧，引發(fā)根系發(fā)育不良、落花落莢、百粒重下降、病害嚴(yán)重甚至死亡，給大豆生產(chǎn)帶來嚴(yán)重?fù)p失[5]。因此，篩選產(chǎn)量高、耐澇性強的大豆品種，對當(dāng)?shù)卮蠖股a(chǎn)的發(fā)展具有重要意義。2016年黑龍港低平原地區(qū)發(fā)生嚴(yán)重澇災(zāi)，通過對中國農(nóng)業(yè)大學(xué)吳橋?qū)嶒炚痉N植的16份春大豆品種進行產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀分析，以篩選適宜該地區(qū)種植的高產(chǎn)、耐澇大豆品種，可為黑龍港地區(qū)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整提供支持。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2016年在河北吳橋中國農(nóng)業(yè)大學(xué)吳橋?qū)嶒炚?（東經(jīng) 116毅37憶、北緯 37毅41憶，海拔 14-22 m）進行。該區(qū)年平均氣溫12.6益，全年逸0益積溫4 862.9益，年平均降雨量562 mm。試驗地土壤類型屬黏壤土，0-20 cm耕層土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量為有機質(zhì)14.4 g/kg、全氮0.99 g/kg、堿解氮65.2 mg/kg、有效磷127.9 mg/kg和速效鉀15.3 mg/kg，肥力中等。

1.2 試驗材料

參試大豆品種16個，分別是沈農(nóng)22、沈農(nóng)24、沈農(nóng)26、沈農(nóng)27、沈農(nóng)28、沈農(nóng)29、石936、石885、中黃30、中黃35、中黃39、中黃42、中黃48、中黃66、滄豆6號和滄豆10號，其中滄豆10號為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)春播品種。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計 試驗設(shè)16個品種處理，其中滄豆10號為對照（CK）。小區(qū)面積12 m2，完全隨機區(qū)組排列，3次重復(fù)，試驗地四周設(shè)保護行。大豆播種前基施磷酸二銨375 kg/hm2、硫酸鉀300 kg/hm2和尿素225 kg/hm2；5月11日人工開溝點播，行距40 cm，穴距15 cm，2粒/穴（出苗后保留1株/穴），南北行向；其他栽培管理措施均按當(dāng)?shù)亓?xí)慣進行。9月13日開始收獲。

1.3.2 測定項目與方法 記錄大豆成熟期，計算各品種的生育期。收獲前，每小區(qū)隨機選長勢均勻一致的大豆10株，測定株高、主莖分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、莢長和單莢粒數(shù)；然后將莢果曬干，放入室內(nèi)平衡10 d，測定百粒重。全區(qū)收獲，統(tǒng)計籽粒產(chǎn)量。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析 采用Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)處理，利用 SPSS Statistics 21.0軟件進行多重比較、相關(guān)性分析及聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 2016年澇害的發(fā)生情況

試驗期間（5-9月）氣溫與常年相近；累計降雨天數(shù)為40 d，總降雨量585.9 mm，較2011-2016年同期平均總降雨量多85.8 mm（圖1）。

大豆生育期，降雨主要集中在6-8月（春大豆的開花期、結(jié)莢期和鼓粒期），累計降雨天數(shù)為31 d（小雨17 d，中雨4 d，大雨8 d，暴雨2 d），其中最大日降雨量88.8 mm；總降雨量563.4 mm，占試驗期間總降雨量的96.16% ，較同期多年平均降雨量多201.32 mm[3]。田間長期濕度過大，對大豆生長造成澇害脅迫。

2.2 參試大豆品種的產(chǎn)量及生育期

圖1 2016年5-9月的降雨量和日平均氣溫Fig.1 Rainfall and daily mean temperature from May to September in 2016

表1 參試大豆品種的產(chǎn)量及其多重比較Table 1 Yield and multiple comparisons of soybean varieties tested

調(diào)查結(jié)果（表1）顯示，所有參試品種均能正常成熟，生育期125-144 d，其中，沈農(nóng)29生育期最短，中黃39和中黃42生育期最長。

在澇害條件下，參試大豆品種的產(chǎn)量范圍為486.11-2233.33 kg/hm2，差異較大。其中，沈農(nóng)22產(chǎn)量最高，與中黃30、沈農(nóng)27、沈農(nóng)24和沈農(nóng)28除外的其他品種差異均達到了顯著水平。根據(jù)產(chǎn)量多重比較結(jié)果，可以將16個參試品種分為7組（表2），其中，a組大豆的平均產(chǎn)量最高，達到了2 057.78 kg/hm2，與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)品種滄豆10號（577.78 kg/hm2）相比具有明顯的高產(chǎn)優(yōu)勢。

2.3 參試大豆品種農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析

對16個大豆品種的農(nóng)藝性狀進行相關(guān)分析，可以明確各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量之間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果（表3）表明，產(chǎn)量與單株莢數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與單莢粒數(shù)呈顯著正相關(guān)，與莢長呈極顯著負(fù)相關(guān)；單株莢數(shù)與莢長和百粒重呈極顯著負(fù)相關(guān)，與主莖節(jié)數(shù)和莢粒數(shù)呈顯著正相關(guān)，與主莖分枝數(shù)呈極顯著正相關(guān)；莢長與主莖節(jié)數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)；主莖節(jié)數(shù)與株高呈極顯著正相關(guān)。

表2 不同大豆品種的產(chǎn)量多重比較分組結(jié)果Table 2 Grouping of multiple comparison of yield of different soybean varieties

2.4 參試大豆品種的聚類分析

采用平方Euclidean距離法對參試品種進行聚類分析，計算品種間的歐氏距離，探討不同類群大豆品種的農(nóng)藝性狀特性。結(jié)果（圖2）表明，在歐式距離為10時，可將16個品種分為3個類群（表4）。其中，高產(chǎn)類群（芋）的品種與產(chǎn)量多重比較分組結(jié)果中的a組品種一致，平均產(chǎn)量2 057.8 kg/hm2、單株莢數(shù)31.3個、莢長4.71 cm、單莢粒數(shù)2.71粒，具有單株莢數(shù)多、莢長短、單莢粒數(shù)多的高產(chǎn)特性，而主莖節(jié)數(shù)、株高、主莖分枝數(shù)和百粒重與其他2個類群無顯著差異。

表3 參試大豆品種各農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficients among traits of soybean varieties ested

圖2 參試大豆品種的聚類分析Fig.2 Cluster analysis of soybean varieties

3 結(jié)論與討論

大豆花莢期持續(xù)澇漬對大豆生理特征和產(chǎn)量有不同程度的影響，持續(xù)澇漬5 d以上即會對大豆生理產(chǎn)生永久脅迫，持續(xù)澇漬9 d以上會導(dǎo)致大豆粒數(shù)、莢數(shù)和百粒重等下降，引發(fā)減產(chǎn)，減產(chǎn)率可達50% 以上[6-9]。滄豆10號為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)種植的中高產(chǎn)春大豆品種，在2008-2010年河北省春播組區(qū)域試驗中平均產(chǎn)量為2 735 kg/hm2[10]，但在2016年澇害情況下產(chǎn)量僅為577.78 kg/hm2，減產(chǎn)幅度高達78.87% 。在澇害條件下，沈農(nóng)27、沈農(nóng)24、中黃30、沈農(nóng)22和沈農(nóng)28的平均產(chǎn)量仍能達到2 057.8 kg/hm2這一較高水平，因此，可以將這5個品種作為耐澇高產(chǎn)品種在黑龍港低平原地區(qū)推廣。

表4 參試大豆品種的類群劃分及農(nóng)藝特征Table 4 Classification and agronomic characteristics of soybean varieties tested

黑龍港低平原屬于華北平原地下水漏斗區(qū)，地下水資源匱乏嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)刈魑锏纳a(chǎn)。降雨不足導(dǎo)致的干旱也是該區(qū)春大豆生產(chǎn)中面臨的主要災(zāi)害之一。春大豆在開花期、結(jié)莢期和鼓粒期易受到干旱脅迫的影響，導(dǎo)致大豆葉片氣孔開閉異常，影響植物正常的光合作用，同時，還會破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，致使大豆生長不良，產(chǎn)量下降[11]。因此，加強抗旱型大豆品種篩選亦十分重要。