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东北春大豆耐涝品种的筛选*

2014-07-10任海祥王燕平邵广忠宗春美孙晓环齐玉鑫

大豆科技 2014年2期
关键词:涝害牡丹江降雨量

任海祥,王燕平,邵广忠,宗春美,孙晓环,齐玉鑫

(黑龙江省农业科学院牡丹江分院/国家大豆改良中心牡丹江试验站,黑龙江 牡丹江 157041)

东北春大豆耐涝品种的筛选*

任海祥,王燕平,邵广忠,宗春美,孙晓环,齐玉鑫

(黑龙江省农业科学院牡丹江分院/国家大豆改良中心牡丹江试验站,黑龙江 牡丹江 157041)

利用361个东北大豆优异亲本材料,在辽宁、吉林、黑龙江三省8个点进行试验。在2013年自然湿涝条件下,通过分析品种在各试验点的苗情、生育期和产量差异,对参试品种进行耐涝筛选,将其分为强耐涝、耐涝、中耐涝和弱耐涝4种类型。描述了强耐涝优异品种的特征特性,为大豆耐涝育种提供亲本材料。

大豆;耐涝性;筛选;种质资源;材料平台

大豆是需水量大的作物,但不耐涝。水分是 大豆生长的重要生态因子,涝害对大豆生产造成严重影响。水分过多对植物的危害称涝害(flood injury),植物对积水或土壤过湿的适应力和抵抗力称植物的耐涝性(flood resistance)[1]。大豆遭受涝害后由于根系缺氧,造成根系发育不良、生育期延迟、落花落荚、病害严重、甚至植株死亡,给大豆生产带来严重损失。不同大豆品种对涝害的耐性存在差异[2]。近年来,相关研究多集中于涝害对于大豆生长发育及根部生理指标的影响,但植物耐涝性是一个综合的性状,单一的性状不能较全面地衡量耐涝性[3]。在育种领域中,除高产品种需求占39%以外,耐逆及耐旱品种的需求共占样本总体接近一半,说明提高对非生物逆境的抗性是大豆育种的重要任务[4]。因此,筛选耐涝性强的大豆种质资源,对培育选择耐涝品种具有重要的意义。2013年东北地区发生严重的湿涝灾害,为研究大豆涝害提供了难得的机遇。为此,开展筛选试验。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以东北三省一区1960—2011年间培育的代表性大豆品种和部分祖先亲本为研究材料,共361份(分为极早熟、早熟、中早熟、中熟、中晚熟、晚熟等6组,其中中晚熟组61份,其他熟期均为60份)。试验在辽宁省铁岭,吉林省长春和白城,黑龙江省牡丹江、佳木斯、大庆、北安和克山8个试验点进行。

1.2 试验设计

将供试材料按生育期分成极早熟、早熟、中早熟、中熟、中晚熟、晚熟等6组,每组进行4次重复(区组)随机区组试验,按生育期早晚排列在土壤肥力相对一致的试验田。小区面积1 m2,单行区采用穴播种植,每行4穴,每穴4株。确保1次播种保全苗,按照当地常规管理进行。

1.3 调查性状

按Fehr提出的大豆生育时期进行调查。包括播种期、出苗期(VE)、始花期(R1)、盛花期(R2)、成熟始期(R7)、成熟期(R8)、倒伏等级。按照常规方法考种项目包括株高、主茎节数、地上部生物产量、单株粒重。

1.4 数据分析

以小区的考种性状平均值,各试验点4月至9月平均降雨量,进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 2013年东北区降雨量多造成大豆涝害

2012年11月至2013年4月,东北区平均降水量达111.3mm,较常年同期偏多58.5%,为1961年以来历史同期次多,导致部分地区土壤过湿,发生严重春涝现象。春涝伴随低温对东北农区春耕备耕和适时春播造成不利影响。2013年6月以来,东北大部和内蒙古东北部降水较常年同期偏多,其中黑龙江大部、吉林中东部、辽宁东部和内蒙古东北部偏多2至5成,黑龙江西部和内蒙古东北部部分地区偏多8成至2倍。从黑龙江省气候中心获悉,2013年7月全省平均降水量为217.2mm,比常年偏多57%,为1961年以来历史第三位,全省13个市(地)的59个县(市、区)发生暴雨洪涝灾害。吉林省以长春市为例,累计6月降雨量达213.1mm,远超常年6月平均降雨量99.7mm,创了新纪录,成为史上最多雨的一个6月。从辽宁省气象局获悉,2013年7月1日至23日期间全省平均降水量为226.7mm,较历史同期(115.1mm)偏多96.9%,为1961年以来同期第二多值。造成大豆开花鼓粒期发生严重的湿涝灾害,出现一些绝产地块。

2.2 试验点降水量变化曲线

2013年东北地区从春天到秋天大豆生产发生严重的阶段性湿涝灾害,从降雨量的变化曲线图1中可以看出月平均降雨量最大值出现在黑龙江省的干旱地区的克山县,第二高值出现在北安市。

图1 大豆生长期联合试验点降水量变化曲线

从表1可知,黑龙江省克山县7月降雨量339.6mm,较常年多1.2倍;吉林省长春、黑龙江省北安六月降雨量是常年的1.1倍;大庆、佳木斯、白城降雨量超过常年6至9成;辽宁省铁岭8月至9月降雨量较常年偏多4至5成。黑龙江省牡丹江7月降雨量偏多2成。各试验点在大豆苗期、开花结荚期、鼓粒成熟期出现不同程度的强降雨,发生涝害。

表1 大豆生育期间降水量与常年同期比较表 mm

2.3 涝害对大豆生长发育的影响

2.3.1 涝害对大豆播种和出苗的影响 黑龙江、吉林、辽宁三省2012年秋整地不能进行,2013年发生严重春涝,机械春整地拖后,导致大豆生产不能及时播种。大豆播种较比正常年份延迟7~10d;大豆出苗期,较历年晚出苗10d左右。铁岭试验点2013年出苗情况很好,但是由于6月份的连续降雨造成严重的涝灾,大豆幼苗叶片生长受阻变小,叶色变黄,根系逐渐变褐、腐烂,致使383个小区出现不同程度的死苗,尽管后期部分植株又重新发出分枝,但是最终剩3穴的小区118个,剩2穴的小区214个,剩1穴的小区39个,绝收的小区16个。

2.3.2 涝害对大豆生育期的影响 大豆植株营养生长期渍水,中熟、中晚熟和晚熟试验材料中园叶出现徒长现象,植株高度偏高,部分大豆生育期延迟;植株高大,秆软、分枝性强品种出现倒伏现象。花荚期渍水造成大量落花落荚;鼓粒期渍水致使百粒重严重下降等灾害性效应,从而造成大豆严重减产[5]。北安127份,佳木斯84份,克山、大庆各有69份,牡丹江19份,白城13份,长春10份试验材料未能正常成熟。不同品种有不同的耐逆性反应。耐涝性较好的品种大豆,在湿涝环境中,自身调节能力增强,恢复生长快,降低了涝害对大豆植株的严重影响,获得较好的经济产量。

2.4 不同大豆品种产量的变化

湿涝灾害严重影响大豆产量,不同品种反应不同,有些品种的适应范围较宽,多点表现产量较高,而另一些品种生态适应较窄,表现产量降低。现将各熟期组中产量居前十位的试验材料列入表2。

表2 不同大豆品种产量变化频次表

从表2中可以看出,在涝害条件下不同熟期大豆品种在不同试验点的产量变化,表现出大豆品种产量差异和耐涝性强弱,增产点次多的大豆品种能充分发挥其产量潜力并保持较稳定的产量,表明其抵御湿涝环境的能力较强,具有强耐涝性。

3 耐涝品种的筛选

在2013年自然湿涝条件下对东北春大豆品种进行筛选鉴定调查表明,大豆品种,出苗比较齐全,没有发生死苗烂苗现象,开花鼓粒期落花落荚相对较少,成熟期获得相对较高产量,是耐涝大豆品种的表现,具有较强的生态适应性。并且按照大豆一生对湿涝环境的适应能力,收获大豆经济产量的高低,将参试材料分为强耐涝、耐涝、中耐涝和弱耐涝大豆品种4种类型。

3.1 强耐涝品种

在当地正常成熟,75%以上的点次大豆植株生长健壮,在同熟期组中产量较高的品种为强耐涝品种。黑河53、丰收17、蒙豆12、合丰51、垦丰10、绥农33、黑农62、满仓金、长农13、铁豆39等品种多个点均表现高产,属于强耐涝品种。

3.2 耐涝品种

50%以上的点次大豆植株生长健壮,在同熟期组中产量较高的品种为耐涝品种。黑河36、北疆2号、东农45、丰收2号、北豆21、黑农10、垦豆25、抗线7号、十胜长叶、九农28、吉育83、吉育71、铁丰19等品种均表现较高产量,属于耐涝品种。

3.3 中耐涝品种

只有30%左右的点次大豆植株生长健壮,在同熟期组中产量表现一般的品种为中耐涝品种。

3.4 弱耐涝品种

苗期不耐涝,出苗较差,出苗后淹水而死亡的品种,或落花落荚严重、产量较低、不结实(空秆)的品种均为弱耐涝品种。

致谢辽宁省铁岭农科院,吉林省长春和白城农科院,黑龙江省佳木斯农垦科学院作物所、北安农垦科研所、黑龙江农科院大庆和克山分院。各试验点作了大量表型鉴定工作,提供试验数据资料,表示衷心感谢!

[1]农业大词典编辑委员会编.农业大辞典[M].北京:中国农业出版社,1998.

[2]Hou F F,Thseng F S.Studies on the flooding tolerance of soybean seed:varietal differences[J].Euphytica,1991,57:169-173.

[3]宋晓慧,腾占林,箫长亮,等.淹水胁迫对不同耐涝性大豆品种苗期根部形态及叶部生理指标的影响[J].大豆科学,2013,32(1):130-132.

[4]林汉明,常汝镇,邵桂花,等.中国大豆耐逆研究[M].北京:中国农业出版社,2009.

[5]宋英淑,杜智琴,徐永华,等.低位渍水对大豆生长发育的影响与其耐涝性的研究[J].黑龙江农业科学,1990(2):16-20.

Screening Waterlogging-tolerant Soybean Varieties in Northeast China

Ren Haixiang,Wang Yanping,Shao Guangzhong,Zong Chunmei,Sun Xiaohuan,Qi Yuxin
(Mudanjiang Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences/Mudanjiang Experiment Station of the National Center for Soybean Improvement,Mudanjiang 157041,Heilongjiang,China)

Three hundred and sixty-one elite spring soybean parent materials were planted at 8 locations in Liaoning,Jilin and Heilongjiang province under the natural waterlogging conditions in 2013.Based on the performance of seedling growth,growth period and yield differences at each location,the waterlogging tolerance of soybean varieties was divided into 4 types:strong waterlogging tolerance,waterlogging tolerance,medium-waterlogging tolerance and less waterlogging tolerance.The characteristics of strong waterlogging tolerance varieties provide references in selecting excellent parental materials for soybean waterlogging tolerance breeding.

Soybean;Waterlogging tolerance;Screening;Germplasm resource;Material platform

S324

B

1674-3547(2014)02-0018-05

2014-02-26

任海祥,男,研究员,从事大豆遗传育种研究,E-mail:rhx725@163.com

国家重大基础研究计划(973)项目(2011CB109301);国家自然科学基金(31371651);国家科技支撑计划项目(2011BAD35B06)

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