生育期降水量对不同品种大豆蛋白质含量的效应分析

裴宇峰，蒋洪蔚，刘业丽，何 琳，栾怀海，刘春燕，韩 雪，胡国华

（黑龙江省农垦科研育种中心，哈尔滨 150036）

大豆籽粒中含高达40%蛋白质，是人类植物蛋白的主要来源，同时也是畜牧业和轻工业的主要原料[1]。大豆蛋白质含量受数量性状基因控制，其表现既有遗传效应，也有环境效应[2-3]。黑龙江省是我国大豆主产区，气候条件特别是降水量对大豆产量和品质形成具有至关重要的作用，深入探讨大豆生育期降水量对于研究大豆籽粒蛋白质含量的生态效应，提高大豆产量、改善大豆品质意义重大。关于水分对大豆产量和品质的影响主要集中在不同土壤水分处理对单一品种、不同生育期大豆蛋白质和脂肪的影响，研究结果也不尽相同[4-5]。黑龙江省具有复杂的生态条件，尤其是大豆生育期降水量对大豆蛋白质形成的作用少有报道，因此，研究降水量对黑龙江大豆主产区主要品种蛋白质含量的影响以及不同品质类型大豆品种蛋白质含量与降水量关系，弄清大豆品质形成中降水量的生态效应，以及通过何种方式进行调控，对我国大豆生产具有指导意义。

1 材料与方法

1.1 材料

本试验选用27个黑龙江省主栽大豆品种，研究生育期降水量与大豆籽粒蛋白质形成的相关关系。其中选用东农46（高油类型）、绥农10号（高蛋白类型）和绥农14（中间类型）来研究不同品质类型大豆品种蛋白质含量与降水量的关系。大豆生育期降水量数据来源于当地气象部门（见表1）。其中2001年搜集67个地点161个样本，2002年搜集67个地点264个样本，2003年搜集67个地点242个样本（见表2）。

表1 2001～2003年降水量Table 1 Precipitation from 2001 to 2003 (mm)

表2 2001～2003年搜集样本数量Table 2 Number of samples collected from 2001 to 2003

1.2 方法

试验于2001～2003年在黑龙江省友谊县红兴隆科研所试验地进行，采用随机区组设计，3次重复，3行区，行距0.7 m、行长4 m，小区面积为28 m2。2001和2002年从鼓粒中期至收获，2003年从鼓粒初期开始至收获，每5 d取样1次，摘荚剥粒自然晾干。在同一时间用Perton-8620近红外品质分析仪分析蛋白质含量。

1.3 统计分析方法

通过SPSS 11.0程序建立相关系数、变异系数、逐步回归方程。

2 结果与分析

2.1 大豆蛋白质含量和生育期降水量的关系

表2为27个品种蛋白质含量与大豆生育期降水的相关系数。品种平均蛋白质含量与大豆生育期间5～9月降水量的相关系数分别为：0.253*、-0.116**、0.305**、-0.024和-0.017，除8、9月份以外，大豆品种蛋白质含量与其他月份降水量都达到5%显著水平以上相关。通过逐步回归分析，大豆蛋白质含量和大豆生育期各月降水量可用下列方程表示y=39.792+0.011 X6月+0.023X5月-0.008X7月-0.011X9月，其中R2=0.163，从方程中可知，5、6、7和9月份的降水量对大豆蛋白质含量形成起重要作用。

尽管大豆蛋白质含量与5、6、7、9月的降水量关系密切，但各品种由于在不同的生态区域，本身蛋白质含量遗传特性不同，而与各月降水量关系也不同。与5月份降水量存在显著相关的品种包括：宝丰7号、北丰11、合丰25、黑河19、垦农18、绥农15；存在极显著相关的品种有绥农10号和绥农14。除黑河19以外，其他品种均呈正相关。与6月份降水量存在显著相关的品种包括：东农46、黑河27、红丰9号、垦丰9号、垦鉴豆26、绥农10和绥农15；除垦鉴豆26外，其他品种均呈负相关；与7月份降水量存在显著相关的品种包括：绥农15、东农42、合丰41、黑河27、黑农35、黑农41、垦鉴豆25和绥农10号。存在极显著相关的品种有绥农14、宝丰7号、东农46和合丰35，其他均呈正相关。

与8月份降水量存在显著相关的品种包括：合丰25、合丰40和垦丰9号；存在极显著相关的品种包括857-1、合丰35和垦鉴豆26；除垦丰9号外，其他品种均呈负相关。

表3 不同大豆品种蛋白质含量形成与降水的相关关系Table 3 Correlation between protein content forms and precipitation on different soybean variety

与9月份降水量存在显著相关的品种包括：北丰11和绥农14；存在极显著相关的品种是垦鉴豆26，其他品种均呈负相关。

2.2 不同品质类型大豆品种蛋白质含量与生育期降水量的关系

为进一步分析不同品质类型大豆品种蛋白质与生育期降水量的关系，进行逐步回归分析。结果表明，高油类型品种东农46蛋白质含量与降水量关系可用回归方程y=36.626+0.014X7月表示，其中R2=0.449（见图1）； 高蛋白类型品种绥农10号蛋白质含量与降水量关系可用回归方程y=28.387+0.028X7月表示，其中R2=0.346（见图2）。

图2 绥农10号蛋白质含量与降水量的关系Fig.2 Relationship between precipitation and protein content of Suinong10

高蛋白类型品种黑农35蛋白质含量与降水量关系可用回归方程y=40.711+0.0201X7月表示，其中R2=0.301（见图3）；绥农14蛋白质含量与降水量关系可用回归方程y=38.932+0.021X7月表示，其中R2=0.352（见图4）。结果表明，不同类型品种对7月份降水量均敏感，其蛋白质含量与7月份降水均呈正相关，以高油类型品种表现更为明显。

图3 黑农35蛋白质含量与降水量的关系Fig.3 Relationship between precipitation and protein content of Heinong35

图4 绥农14蛋白质含量与降水量的关系Fig.4 Relationship between precipitation and protein content of Suinong14

3 讨论与结论

研究表明，大豆籽粒蛋白质含量除受遗传因素影响外，还受环境条件的影响[6-7]。水分参与大豆生长发育全过程，因此，水分供应对大豆蛋白质形成至关重要。前人研究多集中在水分对大豆不同生长发育期的影响。李永孝利用山东1979～1982年夏大豆联合区域试验材料和各地气象台的气象资料，研究丰收黄、文丰5号、跃进5号、鲁豆1号、鲁豆4号等品种各生育阶段的适宜供水量，结果表明，品种间需水量主要差异在出苗至开花阶段和结荚末期至鼓粒末期阶段[4]。张敬荣等研究结果表明，大豆在开花、结荚及鼓粒期干旱，蛋白质含量均上升，油分含量及油分蛋白总量则下降，以鼓粒期干旱的变化为极显著[5]。本试验研究黑龙江大豆主产区每月降水量对大豆籽粒蛋白质含量的影响。结果表明，除8月份和9月份以外，大豆品种蛋白质含量与其他月份的降水量都达到5%水平以上相关。通过逐步回归分析，大豆蛋白质含量和大豆生育期各月降水量可用下列方程表示y=39.792+0.011X6月+0.023X5月-0.008X7月-0.011X9月，其中R2=0.163。5、6、7和9月份的降水量对大豆蛋白质含量形成起重要作用。特别是7月份降水对不同品质类型大豆品种蛋白质积累尤为重要。5、6、7月份的多雨和9月份的少雨都有利于大豆蛋白质的形成。不同品质类型大豆品种对7月份降水量均敏感，其蛋白质含量与7月份降水均呈正相关，以高油类型品种表现更为明显。针对本研究结果，在大豆生育期内，采取适当的栽培技术与措施，排水与储水相结合，及时改变与改善大豆生育期间的供水情况，对于提高黑龙江主产区大豆蛋白品质具有积极作用。

[1] 冯丽娟,朱洪德,于洪久,等.品种、密度、施肥量对高油大豆产量及品质的效应[J].大豆科学,2007,26(2):158-162.

[2] Torrie J K,Briggs G M.Effect of planting date on yield and other characteristics of soybeans[J].Agron J,1955,47(2):210-212.

[3] Wilcox J R,Cavins J F.Normal and low linolenic acid soybean strains;response to planting date[J].Crop Sci,1992,32(10):1248-1251.

[4] 李永孝.山东大豆[M].济南:山东科技出版社,1999.

[5] 张敬荣,高继国,李辰仁,等.开花至鼓粒期干旱对大豆籽粒化学品质的影响[J].大豆科学,1996,15(1):84-90.

[6] 郑殿君,张治安,姜丽艳,等.不同产量水平大豆叶片净光合速率的比较[J].东北农业大学学报,2010,41(9):1-5.

[7] 胡晓青,孙磊,罗盛国,等.养分调控对大豆可溶性糖积累、分配及产量的影响[J].东北农业大学学报,2011,42(4):8-12.