1985—2020年河南省審定大豆品種區(qū)試產(chǎn)量及品質(zhì)分析

李金花，舒文濤，常世豪，楊青春，張東輝，張保亮，耿 臻

（周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 周口 466001）

大豆含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，其蛋白質(zhì)和脂肪含量分別占40%和20%左右。大豆蛋白質(zhì)是植物蛋白質(zhì)的重要來源，大豆油是人類最重要的食用植物油之一，在改善人們生活中起著不可替代的作用。黃淮海地區(qū)是我國大豆種植的第二大區(qū)域，李偉等[1]指出，2005—2017 年山東省審定的大豆品種產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量呈上升趨勢，脂肪含量稍微下降；任海紅等[2]對1973—2017年山西省審定大豆品種的產(chǎn)量和品質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該省2010年后大豆品種產(chǎn)量較20 世紀(jì)70 年代提高971.84 kg/hm2，增產(chǎn)率48.8%，品質(zhì)方面表現(xiàn)為蛋白質(zhì)、脂肪含量總和增加，但蛋白質(zhì)含量增加起主要作用；胡國玉等[3]對1983—2019 年以來安徽省育成的96 個大豆品種的產(chǎn)量和品質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)大豆品種產(chǎn)量提高，但年平均蛋白質(zhì)和年平均脂肪含量均呈下降趨勢。河南省是黃淮海夏大豆種植面積較大的省份之一，大豆育種工作取得了豐碩成果，截至2020 年，為大豆生產(chǎn)共提供優(yōu)良品種126 個，其中高蛋白品種有豫豆12、鄭92116、駐豆19、周豆25 等，高油品種有豫豆11、周豆18、周豆19、鄭16158 等，分析河南省審定大豆品種的產(chǎn)量和品質(zhì)變化對我國大豆生產(chǎn)和育種具有重要作用。王樹峰等[4]、周青等[5]分別對1985—2012 年河南省審定大豆品種進(jìn)行分析，指出所審定大豆品種平均蛋白質(zhì)含量在45%左右，脂肪含量在18%～22%，但對產(chǎn)量、蛋白質(zhì)和脂肪含量的變化趨勢分析不夠深入，且1985—2012年河南省僅審定68個大豆品種，有必要進(jìn)一步分析截至目前河南省審定大豆品種區(qū)域試驗產(chǎn)量和品質(zhì)的變化情況。因此，以1985—2020 年河南省審定的126 個大豆品種為研究對象，對其區(qū)域試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和整理，分析大豆產(chǎn)量、蛋白質(zhì)和脂肪含量的變化趨勢及相關(guān)性，并對蛋白質(zhì)和脂肪含量較高的品種進(jìn)行匯總，以期為河南省及我國大豆新品種的選育和推廣提供參考。

1 材料和方法

1.1 研究對象及數(shù)據(jù)來源

以1985—2020 年河南省審定的126 個夏大豆品種（表1）為研究對象，相關(guān)數(shù)據(jù)來源于《黃淮海大豆改良種質(zhì)》[6]及2013—2020 年河南省大豆區(qū)域試驗總結(jié)及品種選育報告。

表1 1985—2020年河南省審定大豆品種信息Tab.1 Soybean varieties released in Henan Province from 1985 to 2020

續(xù)表1 1985—2020年河南省審定大豆品種信息Tab.1（Continued） Soybean varieties released in HenanProvince from 1985 to 2020

續(xù)表1 1985—2020年河南省審定大豆品種信息Tab.1（Continued） Soybean varieties released in Henan Province from 1985 to 2020

1.2 方法

運用Excel 2007 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖，利用SPSS 19.0 進(jìn)行相關(guān)性分析。高蛋白品種和高油品種篩選依據(jù)2017 年國家農(nóng)作物品種審定委員會發(fā)布的《主要農(nóng)作物品種審定標(biāo)準(zhǔn)（國家級）》中有關(guān)優(yōu)質(zhì)大豆的蛋白質(zhì)、脂肪含量的單項指標(biāo)（蛋白質(zhì)含量≥45%，脂肪含量≥21.5%）。在《黃淮海大豆改良種質(zhì)》、河南省大豆品種區(qū)域試驗總結(jié)及品種選育報告中未找到的數(shù)據(jù)，按缺失數(shù)據(jù)處理，不做計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 河南省審定大豆品種概況

由表2 可知，在審定的126 個大豆品種中，育種方法有常規(guī)雜交育種、系統(tǒng)選育、輻射育種、輪回選擇，以常規(guī)雜交育種為主。常規(guī)雜交育成品種110個，占87.30%；系統(tǒng)選擇育成品種12 個，占9.52%；輻射誘變育成品種3 個，占2.38%；輪回選擇育成品種1 個，占0.79%。豫豆2 號、豫豆3 號的審定奠定了河南省大豆育種的基礎(chǔ)，豫豆2 號在河南省范圍內(nèi)衍生品種57 個，其中豫豆12、鄭59、濮豆1802、周豆25的大面積推廣和應(yīng)用，為河南省及國家大豆生產(chǎn)做出了重大貢獻(xiàn)。在審定品種數(shù)量方面，1985—1990 年審定品種10 個，1991—2000 年審定品種18個，2001—2010 年審定品種34 個；而2011—2020 年審定品種64 個，占審定品種總數(shù)的50.79%。為滿足育種者參試的需要，2017 年河南省大豆試驗新增加了3個組別試驗，分別是普通試驗組、高密度試驗組和聯(lián)合體試驗組[7]，因此，2019 年和2020 年審定品種數(shù)量增加幅度較大，分別審定13 個和16 個大豆品種。隨育種時間的推移，年平均育成大豆品種數(shù)量呈增加趨勢。育種者仍以科研單位為主，企業(yè)和個人為輔。2015 年之后，企業(yè)選育的大豆新品種數(shù)量呈增多趨勢。

表2 1985—2020年河南省審定大豆品種的育種單位、方法及數(shù)量Tab.2 Breeding units，methods and quantity of soybean varieties approved by Henan Province from 1985 to 2020

2.2 河南省審定大豆品種產(chǎn)量和品質(zhì)的表現(xiàn)

2.2.1 產(chǎn)量性狀 1985 年，豫豆1 號和豫豆2 號通過河南省農(nóng)作物品種審定委員會審定，至今共審定126 個大豆品種。由表3 可見，審定的126 個大豆品種中，區(qū)試產(chǎn)量最低為1 973.70 kg/hm2，最高為3 438.75 kg/hm2，平均為2 789.40 kg/hm2。周豆23號是區(qū)域試驗產(chǎn)量最高的品種，2 a 區(qū)試產(chǎn)量平均3 438.75 kg/hm2，該品種的審定體現(xiàn)了河南省大豆產(chǎn)量水平的大幅度提高。1985—2020 年河南省審定大豆品種區(qū)試產(chǎn)量的變異系數(shù)為11.43%，說明河南省育成大豆品種在產(chǎn)量方面具有較大的變異性。

2.2.2 品質(zhì)性狀 審定的126個大豆品種蛋白質(zhì)含量在33.25%～50.18%，平均42.89%，變異系數(shù)5.72%（表3）。高蛋白品種（蛋白質(zhì)含量≥45%）25 個（表4），占19.8%，其中豫豆12 蛋白質(zhì)含量最高，為50.18%；蛋白質(zhì)含量小于40%的品種有17 個，占13.5%；蛋白質(zhì)含量在40%～45% 的大豆品種有84個，占66.7%。在河南省審定的高蛋白大豆品種中，河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育15 個，占河南省高蛋白大豆品種總數(shù)的60%；周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、駐馬店市農(nóng)業(yè)科學(xué)院各選育3 個，濮陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育2個，延津縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、滑縣種子公司各選育1個。

表3 1985—2020年河南省審定大豆品種產(chǎn)量及品質(zhì)的遺傳變異情況Tab.3 Genetic variation of yield and quality of certified soybean varieties in Henan Province from 1985 to 2020

表4 1985—2020年河南省審定的高蛋白品種Tab.4 High protein soybean varieties certified by Henan Province from 1985 to 2020

審定的126 個大豆品種中脂肪含量17.10%～22.85%，平均19.75%，變異系數(shù)5.58%（表3）。高油品種（脂肪含量≥21.5%）有14個（表5），占11.1%，其中，開豆4 號脂肪含量最高，為22.85%；脂肪含量小于20%的品種有69 個，占54.8%；脂肪含量在20%～21.5%的大豆品種有43 個，占34.1%。在河南省審定的高油大豆品種中，周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育6個，河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育2 個，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所、平頂山市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、開封市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、河南平安種業(yè)有限公司、河南許農(nóng)種業(yè)有限公司各選育1個。

表5 1985—2020年河南省審定的高油品種Tab.5 High oil soybean varieties certified by Henan Province from 1985 to 2020

蛋白質(zhì)脂肪含量之和在50.35%～73.03%，平均62.64%，變異系數(shù)為3.12%（表3）。由此可見，在產(chǎn)量提高的基礎(chǔ)上，河南省審定大豆品種的品質(zhì)相對穩(wěn)定。

2.3 河南省審定大豆品種產(chǎn)量及品質(zhì)的變化趨勢

由圖1A 可以看出，1985—2020 年河南省年審定品種平均區(qū)試產(chǎn)量為1 995.53～3 339.50 kg/hm2，整體呈逐漸上升趨勢。其中，1985—1987 年，年審定品種平均區(qū)試產(chǎn)量為1 995.53～2 179.00 kg/hm2，1988 年有較大突破，審定品種平均區(qū)試產(chǎn)量上升至2 416.05 kg/hm2，其中，豫豆6 號平均區(qū)試產(chǎn)量達(dá)到2 574.30 kg/hm2，因其在種質(zhì)改良上具有重要貢獻(xiàn)，于1991年獲國家科學(xué)技術(shù)發(fā)明三等獎；1995—1998年，年審定品種平均區(qū)試產(chǎn)量突破2 500 kg/hm2，1999—2000 年稍有回落；2001 年，鄭92116、鄭90007、鄭長交14 青（種皮淡青色）3 個品種通過審定，使年審定品種平均區(qū)試產(chǎn)量有一個新的突破，提升到2 610.94 kg/hm2；2001—2010 年，商豆1099、許豆3 號、周豆11、鄭交107、鄭59、開豆4 號、泛豆5號、安豆1 號、周豆19 等品種的審定，使區(qū)域試驗產(chǎn)量又一次提高，至2010 年，大豆年審定品種平均區(qū)試產(chǎn)量增至2 892.25 kg/hm2；2011年，審定品種平均區(qū)試產(chǎn)量突破3 000 kg/hm2，其中濮豆206 達(dá)到3 092.40 kg/hm2；2014 年審定大豆品種平均區(qū)試產(chǎn)量達(dá)到高峰，為3 339.50 kg/hm2；2015—2018 年，年審定品種平均區(qū)試產(chǎn)量稍有回落；2019—2020 年審定品種平均區(qū)試產(chǎn)量較2015—2018年降低，可能是品種的審定標(biāo)準(zhǔn)有所改變，不再單獨以產(chǎn)量為目標(biāo)，而是以綠色大豆、特色大豆齊發(fā)展為目標(biāo)的原因。

圖1 1985—2020年河南省審定夏大豆品種產(chǎn)量（A）、蛋白質(zhì)含量（B）、脂肪含量（C）、蛋白質(zhì)脂肪含量之和（D）的變化趨勢Fig.1 Trends of yield（A），protein content（B），fat content（C），and content of protein and fat（D）for summer soybean varieties released in Henan Province from 1985 to 2020

蛋白質(zhì)和脂肪含量是評判一個大豆品種是否優(yōu)質(zhì)的主要標(biāo)準(zhǔn)，但二者存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。由圖1B可以看出，年審定大豆品種蛋白質(zhì)含量為39.16%～47.29%。其中1985—2003年，年審定大豆品種蛋白質(zhì)含量趨于平穩(wěn)發(fā)展，2004 年稍有下降，之后趨于平穩(wěn)，但整體呈逐漸下降趨勢。由圖1C 可以看出，年審定大豆品種脂肪含量平均值最高為21.87%（2004 年），最低為17.80%（1996、1998 年）。1985—2000 年審定品種脂肪含量平均在17.80%～19.64%，2001 年之后，審定品種脂肪含量總體呈逐漸上升趨勢，與安徽省[8]、吉林省[9]大豆品種的演變規(guī)律基本一致。由圖1D 可以看出，年審定大豆品種蛋白質(zhì)脂肪含量之和為56.96%～69.16%，呈緩慢下降趨勢，這可能與蛋白質(zhì)含量下降較大、脂肪含量上升較少有關(guān)。WILCOX 等[10]指出，在大豆種子中，增加1 個單位的脂肪，會有1.5個單位的蛋白質(zhì)減少。

由表6 可以看出，審定的高蛋白大豆品種在1991—2000 年占比最高，達(dá)到50%，之后呈下降趨勢；審定的高油大豆品種在1985—1990 年占比最低，為0，1991—2010年審定的高油大豆品種占比呈上升趨勢，2011—2020年較之前降低。

表6 不同時期河南省審定大豆品種品質(zhì)統(tǒng)計Tab.6 Quality statistics of certified soybean varieties by Henan Province in different periods

2.4 河南省審定大豆品種產(chǎn)量、品質(zhì)與主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

由表7可見，審定大豆品種產(chǎn)量與生育期、單株莢數(shù)、底莢高度、脂肪含量均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.281**、0.496**、0.413**、0.357**。與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.310**。蛋白質(zhì)含量與底莢高度呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.406**，與趙朝森等[11]的研究結(jié)果一致；與生育期、株高、單株莢數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.349**、-0.244**、-0.509**。脂肪含量與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.619**，與株高、單株莢數(shù)呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.296**、0.360**。以上分析表明，適當(dāng)增加生育期、單株莢數(shù)、有效分枝數(shù)有利于大豆品種的產(chǎn)量提高和脂肪含量增加，但蛋白質(zhì)含量下降。

表7 1985—2020年河南省審定大豆品種產(chǎn)量、品質(zhì)與主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析Tab.7 Correlation analysis between yield，quality and main agronomic traits of soybean varieties certified in Henan Province from 1985 to 2020

3 結(jié)論與討論

1985—2020 年河南省年審定大豆品種平均區(qū)試產(chǎn)量呈上升趨勢，單個品種最低區(qū)試產(chǎn)量1 973.70 kg/hm2，最高3 438.75 kg/hm2，所有審定品種平均產(chǎn)量2 789.40 kg/hm2，變異系數(shù)11.43%。其中，2000 年后審定的大豆品種產(chǎn)量增幅加快。大豆品種產(chǎn)量的提高除與優(yōu)良基因的累加有關(guān)外，可能還與2000年之后復(fù)合肥代替農(nóng)家肥、土壤肥力整體增加有關(guān)。2000 年后審定大豆品種產(chǎn)量相對低的有鄭長交14青與丁村93-1藥黑豆，但這2個品種為特色品種，是較好的種質(zhì)資源；2010 年許豆8 號審定，該品種區(qū)試產(chǎn)量首次突破3 000 kg/hm2，之后，濮豆206、商豆14、周豆23 等一批區(qū)試產(chǎn)量超過3 000 kg/hm2的品種出現(xiàn)。

蛋白質(zhì)和脂肪含量是衡量大豆品質(zhì)的重要指標(biāo)。我國眾多學(xué)者從不同種植方式、播期等方面研究了大豆產(chǎn)量和品質(zhì)的變化[12-15]。盧為國等[16]、李衛(wèi)東等[17-18]從栽培因子等方面進(jìn)行研究，指出大豆蛋白質(zhì)含量與日照時數(shù)、晝夜溫差有關(guān)，脂肪含量與鼓粒成熟期的日照、溫度、水分和晝夜溫差以及出苗期的均溫、花莢期的降水有關(guān)；該研究還認(rèn)為，大豆蛋白質(zhì)、脂肪含量除了與溫度、光照、水分等生態(tài)因子相關(guān)外，品種本身起決定作用。近年來，大豆育種以產(chǎn)量作為首要目標(biāo)，育種者在選擇親本時也以產(chǎn)量為主要目標(biāo)，對大豆品質(zhì)的提高重視不夠。因此，在今后大豆育種過程中，除考慮產(chǎn)量因素外，還應(yīng)注重提升品種的品質(zhì)，同時開展微肥[19]、花期高溫[20]對大豆品質(zhì)的影響研究及新技術(shù)在新品種培育中的應(yīng)用[21]，使育成品種產(chǎn)量提高和蛋白質(zhì)含量協(xié)調(diào)發(fā)展，達(dá)到雙高水平，這也與國家提倡黃淮海地區(qū)培育高蛋白大豆，為人們生活提供優(yōu)質(zhì)蛋白的目標(biāo)一致。

產(chǎn)量是衡量一個大豆品種優(yōu)劣的首要因素，區(qū)域試驗一般采用多年多點試驗，其平均值可以反映該品種的豐產(chǎn)性和適應(yīng)性。隨著育種時間的推移，一個年代的品種產(chǎn)量可以反映相應(yīng)年代品種的生產(chǎn)力情況。本研究采用大豆品種參加區(qū)域試驗時的數(shù)據(jù)，總結(jié)了不同年份審定大豆品種的產(chǎn)量和品質(zhì)，分析了1985—2020 年河南省審定大豆品種產(chǎn)量、品質(zhì)性狀的演變情況。但一個品種的表現(xiàn)是基因和環(huán)境的共同作用，黃中文等[22]隨機(jī)選擇河南省審定的18 個主要大豆品種統(tǒng)一種植，進(jìn)行產(chǎn)量評價，得出株高、百粒質(zhì)量與產(chǎn)量協(xié)同提高且不易受環(huán)境影響的結(jié)論，其所研究品種數(shù)量相對較少。今后可以搜集數(shù)量較多的品種在同一環(huán)境下種植，以便進(jìn)一步探討不同時期審定大豆品種產(chǎn)量與品質(zhì)的演變規(guī)律。

相關(guān)分析表明，產(chǎn)量與生育期、單株莢數(shù)、底莢高度、脂肪含量呈極顯著正相關(guān)，與有效分枝數(shù)呈顯著正相關(guān)，與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；蛋白質(zhì)含量與底莢高度呈極顯著正相關(guān)，與生育期、株高、單株莢數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)；脂肪含量與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。百粒質(zhì)量與產(chǎn)量、蛋白質(zhì)含量、脂肪含量相關(guān)系數(shù)均較低。

綜上所述，河南省審定大豆品種產(chǎn)量隨審定年份推進(jìn)呈上升趨勢，蛋白質(zhì)含量呈下降趨勢，脂肪含量呈上升趨勢，蛋白質(zhì)脂肪含量總和呈下降趨勢。相關(guān)分析表明，產(chǎn)量與生育期、單株莢數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與有效分枝呈顯著正相關(guān)，脂肪含量與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，但蛋白質(zhì)含量與產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)。由此可見，今后河南省大豆育種應(yīng)在提高產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，多選擇高蛋白含量材料作為親本，以實現(xiàn)產(chǎn)量和高蛋白優(yōu)良基因的累加，達(dá)到高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的目的。