適宜機(jī)械化收獲的綠豆新品種(系)選育

張澤燕， 趙雪英， 張耀文， 閆虎斌， 朱慧珺

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 太原 030031)

綠豆(Vignaradata(L) Wilczek)是豇豆屬(Vigna)亞洲豇豆亞屬(Ceratotropis)的一個(gè)栽培種，在溫帶、亞熱帶地區(qū)廣泛種植，在中國(guó)有2 000多年的栽培歷史[1-2]。綠豆生育期短，適應(yīng)范圍廣，抗旱耐瘠，可與大作物實(shí)行間套作、輪作，是調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)必不可少的作物。綠豆?fàn)I養(yǎng)豐富，籽粒中蛋白質(zhì)含量高達(dá)19.5%～33.1%，且具有藥用價(jià)值，其豐富的營(yíng)養(yǎng)保健作用備受青睞[3-6]。2016年全國(guó)綠豆種植面積61.505萬(wàn)hm2，山西省綠豆種植面積6.498萬(wàn)hm2，占全國(guó)種植綠豆面積的10.6%，排第三位[7]。近年來(lái)，其國(guó)內(nèi)消費(fèi)及國(guó)際市場(chǎng)對(duì)綠豆的需求越來(lái)越大，綠豆出口也呈現(xiàn)穩(wěn)步上升趨勢(shì)，年出口量15萬(wàn)～23萬(wàn)t，約占我國(guó)糧食出口量的1%～2%，創(chuàng)匯約1億美元，占我國(guó)糧食出口創(chuàng)匯總額的4%～5%，是綠豆產(chǎn)區(qū)農(nóng)民的重要經(jīng)濟(jì)來(lái)源[8]。目前，綠豆生產(chǎn)已成為我國(guó)在國(guó)際市場(chǎng)上最具有競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)之一。山西省綠豆品種豐富，品質(zhì)優(yōu)良，栽培歷史悠久，其出口以興縣大明綠豆和保德大明綠豆為主。

由于綠豆本身的生長(zhǎng)特性，其生產(chǎn)方式仍為傳統(tǒng)種植，都是依靠人工進(jìn)行“種、管、收”，屬勞動(dòng)密集型作物，機(jī)械化水平較低[9]。要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化就必須針對(duì)綠豆容易炸莢，需分批采收等問(wèn)題選育出抗倒、結(jié)莢集中、結(jié)莢位高、成熟期較一致且適合機(jī)械化收獲的綠豆新品種，突破綠豆機(jī)械化收獲的難題。

目前，國(guó)內(nèi)培育出一大批適宜在不同生態(tài)環(huán)境栽培的優(yōu)質(zhì)綠豆新品種,從播種、施肥、覆膜、噴藥和收獲等過(guò)程進(jìn)行了機(jī)械化作業(yè)技術(shù)集成，并在主栽綠豆品種中篩選出一批直立、抗倒伏、成熟期一致的綠豆品種進(jìn)行機(jī)械化栽培技術(shù)作業(yè)[10-14]。趙雪英等[15]從11個(gè)主栽品種中，在相同的生態(tài)條件下，篩選出冀綠9329和中綠1號(hào)2個(gè)較適宜機(jī)械化栽培的綠豆品種；閆虎斌等[16]以晉綠豆8號(hào)為材料，進(jìn)行3種藥劑混合而成的脫葉催熟劑催熟試驗(yàn)，篩選出催熟效果好，產(chǎn)量損失較小的催熟藥劑。但在適宜機(jī)械化栽培的綠豆新品種選育方面相關(guān)報(bào)道較少，目前生產(chǎn)上還未有專(zhuān)用于機(jī)械化栽培的綠豆新品種。本試驗(yàn)在前期工作基礎(chǔ)上，先篩選出適宜機(jī)械化栽培的綠豆品種作為親本， 然后用人工雜交方法從后代中篩選出產(chǎn)量高、不炸莢、株高適宜且適合機(jī)械化收獲的綠豆新品種。

1 材料與方法

1.1 親本材料

選擇生產(chǎn)上主栽品種：晉綠豆1號(hào)、早綠1號(hào)、冀綠9239、Vc 2768、Vc 4503 B、串輻1號(hào)、晉綠豆7號(hào)、冀綠豆7號(hào)、冀綠豆8號(hào)和具有抗病特性的51133、資源92號(hào)，共計(jì)11個(gè)品種。

1.2 雜交設(shè)計(jì)

利用人工雜交技術(shù)進(jìn)行人工授粉，在T.B.Cupka研究的綠豆雜交技術(shù)[12]基礎(chǔ)上進(jìn)行改良優(yōu)化， 獲得的雜交莢在東陽(yáng)、海南進(jìn)行繁殖加代，根據(jù)育種目標(biāo)進(jìn)行株系選擇，選擇結(jié)莢位置集中靠上，株高45～65 cm，直立抗倒伏、株型緊湊、不炸莢、成熟期一致的株系，加代成品系。共獲得16份初選材料(表1)。

表1 16份初選材料

1.3 脫水試驗(yàn)

1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2016年5月份，在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院東陽(yáng)試驗(yàn)基地種植16份初選材料，采用利收谷(200 g水劑，英國(guó)先正達(dá)有限公司，為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，有效成分為敵草快)1 500 mL·hm-2+乙烯利4 500 mL·hm-2(40%水劑，上海彭浦化工廠產(chǎn)品)混配藥劑[16]進(jìn)行催熟和脫水試驗(yàn)。小區(qū)面積10 m2，株距12 cm，行距0.5 m，每個(gè)品種重復(fù)3次。在整個(gè)小區(qū)植株成熟莢達(dá)到80%時(shí)，各小區(qū)隨機(jī)挑選10株進(jìn)行掛牌標(biāo)記，并記錄單株的葉片數(shù)和莢數(shù)，噴施藥劑6 d后在田間調(diào)查脫葉數(shù)、落莢數(shù)、成熟莢數(shù)；并在小區(qū)其他植株上取樣10株，剪取基部以上25～30 cm主莖莖稈，先測(cè)鮮重，然后105 ℃下殺青30 min，80 ℃烘干72 h后秤重，用于計(jì)算莖稈脫水率。

落葉率(%)=[(噴藥前單株葉片數(shù)-調(diào)查時(shí)單株葉片數(shù))/噴藥前單株葉片數(shù)]×100%；

落莢率(%)=[(噴藥前單株莢數(shù)-調(diào)查時(shí)單株莢數(shù))/噴藥前單株莢數(shù)]×100%；

熟莢率(%)=[(單株莢數(shù)-單株未成熟莢數(shù))/單株莢數(shù)]×100%；

莖稈脫水率(%)=[(莖稈鮮重-莖稈干重)/莖稈鮮重]×100%。

1.3.2脫水試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003軟件和DPS 6.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

1.4 新品系適應(yīng)性鑒定

1.4.1試驗(yàn)方法

2017年、2018年將從催熟劑試驗(yàn)中篩選出來(lái)的9份新品系(表2)，分別種植于山西省懷仁市毛皂鎮(zhèn)、汾陽(yáng)市賈家莊、臨汾市韓村、榆次區(qū)東陽(yáng)鎮(zhèn)，小區(qū)面積5 m×2 m，行距0.5 m，株距10 cm，以晉綠豆3號(hào)為對(duì)照，3次重復(fù)。收獲期，每小區(qū)隨機(jī)選10株綠豆進(jìn)行考種，小區(qū)實(shí)打?qū)嵤沼?jì)產(chǎn)，主要驗(yàn)證產(chǎn)量及機(jī)械化收獲特點(diǎn)，全生育期管理參照大田管理。收獲期調(diào)查植株抗倒伏性，若有倒伏記為1，無(wú)倒伏記為0。

表2 參試品系

1.4.2適應(yīng)性鑒定數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2007軟件和DPS 6.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，做多因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 脫水試驗(yàn)結(jié)果

噴灑催熟劑6 d后，不同品系間催熟效果達(dá)極顯著差異(表3)。除品系1012-9-3-2的落葉率為82.3%以外，其余品種落葉率均超過(guò)90.0%；品系1012-9-3-2的落莢率最高(10.0%)、莖稈脫水率最低(48.3%)，不適宜機(jī)械化收獲。1009-17-1-1、1009-16-3-1、1012-9-3-2、1014-23-3-1、1023-5-2-3、1718-7-1-1這6個(gè)品系在催熟試驗(yàn)中落莢率較高、莖稈脫水率相對(duì)較低，與其他品系間差異極顯著。為了篩選出適宜不同生態(tài)區(qū)域的綠豆新品種，綜合比較落莢率和莖稈脫水率，保留試驗(yàn)中綠豆落莢率在5.8%以下的品種，去掉1009-17-1-1、1009-16-3-1、1012-9-3-2、1014-23-3-1、1023-5-2-3、1718-7-1-1共6個(gè)品種。

表3 催熟效果

2.2 新品系適應(yīng)性鑒定結(jié)果

2.2.1豐產(chǎn)性

2017年、2018年2年4點(diǎn)的考種數(shù)據(jù)進(jìn)行多因素方差分析(表5)發(fā)現(xiàn)，除品系1009-2-5-3小區(qū)產(chǎn)量略低于ck外，其余品系均比ck增產(chǎn)。其中1009-14-6-7、1015-52-8-6、1014-22-2-5三個(gè)新品系的產(chǎn)量位居前三名，與其他新品系及ck達(dá)極顯著差異，豐產(chǎn)性較高。1009-14-6-7比ck增產(chǎn)90.9%，1015-52-8-6比ck增產(chǎn)81.8%，1014-22-2-5比ck增產(chǎn)54.5%。

表5 2017—2018年4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量結(jié)果

2.2.2穩(wěn)產(chǎn)性

2年4點(diǎn)的區(qū)域試驗(yàn)中，品系1009-14-6-7、1015-52-8-6在2017年、2018年的懷仁、東陽(yáng)、汾陽(yáng)的試驗(yàn)產(chǎn)量中位居前三名；1015-52-8-6在2018年的臨汾試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量位居第四名，與第三名1111-34-3-9產(chǎn)量差異不顯著。兩品系在年度和地區(qū)之間產(chǎn)量穩(wěn)定，平均產(chǎn)量居參試品種前兩位，穩(wěn)產(chǎn)性好。

2.2.3抗倒伏性、抗病性

2年4點(diǎn)試驗(yàn)中，1015-38-1-2、1111-34-3-9、晉綠豆3號(hào)分別出現(xiàn)了2次倒伏，1014-22-2-5出現(xiàn)了1次倒伏，該4個(gè)品種抗倒伏性不具有廣適性，相對(duì)其他品種較不適宜機(jī)械化收獲。2018年在東陽(yáng)試驗(yàn)點(diǎn)發(fā)生大面積根腐病，參試10份品種(品系)均受到不同程度危害，其中晉綠豆3號(hào)大面積死亡，對(duì)根腐病高感，1009-14-6-7、1015-52-8-6發(fā)病率最輕，僅有5%植株發(fā)病，表現(xiàn)出較好抗性。

表4 倒伏品系

3 結(jié)論與討論

根據(jù)2年4點(diǎn)試驗(yàn)中各新品系豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、抗倒伏及抗病性比較，結(jié)合脫水試驗(yàn)結(jié)果，篩選出較適宜機(jī)械化栽培的新品系為1009-14-6-7、1015-52-8-6。

3.1 新品系特性

1009-14-6-7：以晉綠豆1號(hào)為母本，早綠1號(hào)為父本雜交選育而成。該品系特點(diǎn)為中早熟品種，在太原地區(qū)春播生育期85 d左右；株型直立、緊湊，株高約50 cm；單株結(jié)莢數(shù)30莢左右，單株產(chǎn)量17.0 g左右，百粒重6.3 g；種皮綠色有光澤，商品性較好。

表5(續(xù))

1015-52-8-6：以亞蔬中心材料Vc 2768A為母本，冀綠9239為父本雜交選育而成。該品種特點(diǎn)為中早熟，在太原地區(qū)春播生育期85 d左右；株高50～60 cm，株型直立、緊湊；單株結(jié)莢數(shù)30莢左右，單株產(chǎn)量15.4 g左右，百粒重6.0 g；種皮綠色有光澤，商品性較好。

3.2 栽培技術(shù)要點(diǎn)

播種前精選種子，精細(xì)整地，施足底肥，忌重茬和白菜茬。播種期5月中下旬，麥后復(fù)播越早越好。播種量15～30 kg·hm-2，播深3～5 cm，行距40～50 cm，種植密度12×104～15×104株·hm-2。自出苗至開(kāi)花，中耕鋤草2～3次。特別注意花莢期水肥管理。苗期注意防治蚜蟲(chóng)、地老虎、紅蜘蛛，花莢期及時(shí)防治豆莢螟、蚜蟲(chóng)及葉斑病。田間80%的莢成熟時(shí)收獲，晾曬、脫粒。