1982-2021年江苏省审定大豆品种主要农艺性状、产量、品质及抗性演变分析

徐瑶，冷苏凤，张玉明，宋锦花，赵可

（江苏省种子管理站，江苏南京，210036）

近年来，我国大豆供求矛盾日益突出，进口数量逐年攀升，已成全球第一大豆进口国[1]，2020 年进口量达到创纪录的10 032.7 万吨。2018 年以来中美贸易摩擦严重影响大豆进口，给大豆产业及国民用油带来不稳定因素[2,3]，加强实施“大豆振兴”计划、提升国内大豆产能成为当务之急。

目前，品种差距仍是发展大豆产业的主要障碍，尤其是单产明显低于国外品种。产量是当前最为热议的大豆品种卡脖子问题，也是打赢种业翻身仗的核心攻关环节。品种审定作为品种改良有力手段，是育种走向生产的关键纽带，对多年大豆审定品种区域试验中产量、农艺性状、品质、抗病性等数据的统计分析研究，有利于归纳大豆主要性状演变趋势，尽管不同年代试验地点、土壤肥力、管理措施、气象条件存在差异，但对大豆明确科学育种目标、有效提升育种水平、加速品种改良有一定的指导意义。水稻[4]、小麦[5,6]等作物对审定品种主要性状演变的研究较为深入，大豆对审定品种演变的探讨也在逐步开展,刘军[7]分析国审大豆品种发现，2003-2016 年产量有较大幅度增加，平均产量为2804.10 kg·hm-2，其中黄淮海地区增长最为迅速；何鑫[8]研究2006-2017 年国家黄淮海夏大豆审定品种发现单株粒重是黄淮海地区大豆产量的正向作用因子，是产量提高的关键因素；任海红[9]的研究显示，1973-2017 年间山西省审定大豆品种在分枝数和单株荚数下降的情况下，单产由百粒重持续增加而增加，至2010 年以后平均产量提高了48.8%；王大刚[10]对安徽省1983-2019 审定夏大豆品种的研究表明百粒重、产量和脂肪含量随年份更替均呈极显著上升，年平均升高量分别为0.06 g、16.59 kg·hm-2和0.02%。这些都说明区域性分析调研的重要性。但是江苏省目前在此方面研究较少，尚未见报道。

江苏省作为大豆主产省份之一，常年种植面积20 万hm2，其中粒用大豆种植面积16 万hm2左右。江苏自1982 年开始大豆品种审定工作，至2021 年共审定品种152 个，以粒用大豆品种为主。在全国粒用大豆栽培区划上，江苏省淮河以北地区属于黄淮海夏大豆区，淮河以南地区属于长江流域夏大豆区，省内粒用大豆品种审定参照国家划分了淮北、淮南两个适宜区域。本文通过分析1982-2021年江苏审定的101 个粒用大豆品种的主要农艺性状、产量、品质及抗性演变规律，以指导高产、优质、绿色大豆新品种选育，为农业部门合理调整大豆品种管理、优化产业政策提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

研究材料为1982-2021 年江苏省审定的101 个粒用大豆品种（同一品种在不同试验组别审定，按不同品种计，附表1，见首页OSID 码），其中淮北品种60 个、淮南品种41 个。数据来源于江苏省农作物品种审定委员会品种审定文件及中国种业大数据平台（http://202.127.42.47:6010/SDSite/Home/Index），统计产量为区域试验平均产量，对于文件及数据平台缺失的数据均不做统计。

1.2 方法

分别统计分析生育期、株高、结荚高度、主茎节数、分枝数、单株荚数、百粒重等农艺性状，蛋白质含量、脂肪含量等品质性状，区域试验产量及对大豆花叶病毒SC3 和SC7 株系抗性情况，相关数据分析采用Excel2007和SPSS22.0。

2 结果与分析

2.1 审定品种概况

1982 年以来审定品种的数量、适宜区域、选育单位等情况见表1。1982-2006 年，每5 年审定品种数量均不超过10 个，且均为科研院校选育。2007-2021年，审定品种数量显著增加，2017-2021年审定品种数量42 个，占1982-2021 年审定品种总数的41.58%，且企业及科企合作选育品种数量增加，总量占2017-2021 年审定品种总数的33.33%。从单年审定情况来看，2014 年以前每年审定的品种数量均不超过5 个，2018 年审定数量明显增加，至2021年单年审定品种数量增加至16 个，达历史最高，原因是江苏省2018年开放了联合体试验渠道，2020年起有联合体试验品种通过审定，到2021年联合体试验审定品种占当年审定品种数近一半。

表1 1982-2021年江苏省审定大豆品种情况Table 1 Information of soybean varieties released in Jiangsu from 1982 to 2021

2.2 农艺性状演变分析

2.2.1 生育期分析 生育期是决定大豆品种适应性的重要因素[9]。1982-2021 年审定品种平均生育期107.86 d，其中淮北品种、淮南品种平均生育期分别为105.54 d、111.30 d（表2），淮北品种生育期短于淮南品种。从生育期与审定年份的线性回归结果来看，1982-2021 年淮南品种生育期随年份出现极显著的下降趋势（R2=0.2534，P＜0.01，图1A），淮南品种及全省品种生育期变化不大。为促进早熟大豆发展，2020 年江苏省新修订的审定标准中明确对生育期提出要求，淮北夏大豆品种生育期不晚于对照7.0 d，其他类型品种生育期不晚于对照10.0 d。

2.2.2 株高、结荚高度分析 1982-2021 年审定品种平均株高73.06cm，其中淮北品种、淮南品种平均株高分别为73.79 cm、72.01 cm（表2），淮北品种、淮南品种及全省品种株高的变异系数均超过17.00%，反映近年来品种选育对大豆株高的改良程度较大。从株高与审定年份的线性回归结果来看，淮北品种、淮南品种及全省品种株高均随年份出现下降趋势，其中淮北品种出现极显著的下降趋势（R2=0.3196，P＜0.01，图1B），当前机械化生产对大豆抗倒性要求越来越高，降低株高是提高抗倒性最直接有效的手段，因此推动新审定品种株高的降低十分必要。1982-2021 年审定品种平均结荚高度15.01 cm，其中淮北品种、淮南品种平均结荚高度分别为13.84 cm、16.55 cm（表2），淮南品种结荚高度高于淮北品种，且随年份出现显著降低趋势（R2=0.1082，P＜0.05，图1C）。

2.2.3 主茎节数、分枝数分析 1982-2021 年审定品种平均主茎节数15.80个，其中淮北品种、淮南品种平均主茎节数分别为15.51 个、16.23 个（表2），淮北品种、淮南品种及全省品种平均主茎节数随年份出现下降趋势。1982-2021 年审定品种平均分枝数2.84 个，其中淮北品种、淮南品种平均分枝数分别为2.66 个、3.09 个（表3），淮北品种株型较淮南品种更为收敛，淮南品种平均分枝数随年份出现极显著上升趋势（R2=0.2804，P＜0.01，图1E）。

表2 1982-2021年江苏省审定大豆品种生育期、株高、结荚高度、主茎节数分析Table 2 Analysis of growth periods,plant height,pod height and node number of soybean varieties released in Jiangsu from 1982 to 2021

2.2.4 单株荚数、百粒重分析 1982-2021 年审定品种平均单株荚数44.64个，其中淮北品种、淮南品种平均单株荚数分别为41.87个、49.09个（表3），淮南品种单株荚数大于淮北品种，从单株荚数与审定年份的线性回归结果来看，淮北品种（R2=0.1094，P＜0.05，图1F）与淮南品种（R2=0.1326，P＜0.05，图1F）均出现显著上升趋势，全省品种出现极显著上升趋势（R2=0.2773，P＜0.01，图1F）。1982-2021 年审定品种平均百粒重22.40g，其中淮北品种、淮南品种平均百粒重分别为22.42g、22.38g，淮北品种（R2=0.146，P＜0.01，图1G）、淮南品种（R2=0.1633，P＜0.01，图1G）与全省品种（R2=0.435，P＜0.01，图1G）百粒重均随年份出现极显著上升趋势。

表3 1982-2021年江苏省审定大豆品种分枝数、单株荚数、百粒重、产量分析Table 3 Analysis of branch number,pods per plant,100-seed weight and yield of soybean varieties released in Jiangsu from 1982 to 2021

图1 1982-2021年江苏省审定大豆品种生育期（A）、株高（B）、结荚高度（C）、主茎节数（D）、分枝数（E）、单株荚数（F）、百粒重（G）、产量（H）与审定年份线性回归分析Fig.1 Linear regression analysis of growth periods（A）,plant height（B）,pod height（C）,node number（D）,branch number（E）,pods per plant（F）,100-seed weight（G）and yield（H）with released years of soybean varieties released in Jiangsu from 1982 to 2021

2.2.5 结荚习性、叶形分析 1982-2021 年江苏省审定大豆品种的结荚习性以亚有限结荚习性与有限结荚习性为主（图2A-C），无限结荚习性的品种仅为3 个，且审定年份均集中在1995 年以前，有限结荚习性的审定品种随年份呈增加趋势，其中淮北品种2017-2021 年审定品种全部为有限结荚习性。1982-2021 年江苏省审定大豆品种的叶形以卵圆形为主，占比高达75.82%，其次为椭圆形，占比17.58%，披针形与圆形品种数量很少（图2D-F），淮北品种以卵圆形叶片为主，占比高达90.91%，淮南品种2007年以前以椭圆形叶片为主，2012年以后卵圆形叶片比例增加并超过椭圆形叶片比例。

图2 1982-2021年不同年份江苏省审定大豆品种结荚习性（A-C）及叶形（D-F）分布分析Fig.2 Distribution analysis of podding habits（A-C）and leaf shape（D-F）of soybean varieties released in Jiangsu in different years from 1982 to 2021

2.3 产量演变分析

高产稳产是品种审定主要目标之一，1982-2021 年审定品种平均产量2799.63 kg·hm-2，其中淮北品种、淮南品种平均产量分别为2887.94 kg·hm-2、2670.41 kg·hm-2（表3），淮北品种产量高于淮南品种，淮北与淮南品种最高产量均超过3300.00 kg·hm-2，且变异系数均超过11.00%，反映江苏省大豆品种产量改良效果明显。从产量与审定年份的线性回归结果来看，淮北品种（R2=0.6704，P＜0.01，图1H）、淮南品种（R2=0.6631，P＜0.01，图1H）与全省品种（R2=0.6231，P＜0.01，图1H）产量均随年份出现极显著上升趋势，且R2均大于0.600，上升线性关系较为明显，表明江苏省审定大豆品种产量逐年提升，年均增产21.08 kg·hm-2。

2.4 品质性状演变分析

江苏是传统的高蛋白大豆产区，1982-2021 年审定品种平均蛋白质含量42.40%，其中淮北品种、淮南品种平均蛋白质含量分别为42.44%、42.34%（表4），从蛋白质含量与审定年份的线性回归结果来看，淮北品种蛋白质含量随年份出现极显著上升趋势（R2=0.2449，P＜0.01，图3A）。1982-2021 年审定品种平均油脂含量19.51%，油脂含量随年份变化不大。1982-2021 年审定品种平均蛋白质和脂肪总含量61.91%，其中淮北品种、淮南品种平均蛋白质和脂肪总含量分别为62.14%、61.59%，淮北品种高于淮南品种，淮北品种、淮南品种与全省品种蛋白质和脂肪总含量均随年份出现上升趋势，其中淮北品种极显著上升（R2=0.2821，P＜0.01，图3C），全省品种显著上升（R2=0.2195，P＜0.05，图3C）。值得注意的是蛋白质含量、油脂含量、蛋白质和脂肪总含量的变异系数均低于7.00%，表明品质改良依然是一个缓慢且难度较大的工作，但蛋白质和脂肪总含量的上升趋势也反映了改良有所进展。

图3 1982-2021年江苏审定大豆品种蛋白质含量（A）、脂肪含量（B）、蛋白质和脂肪总含量（C）与审定年份线性回归分析Fig.3 Linear regression analysis of protein content（A）,oil content（B）and total content of protein and oil（C）with released years of soybean varieties released in Jiangsu from 1982 to 2021

表4 1982-2021年江苏省审定大豆品种蛋白质含量、脂肪含量、蛋白质和脂肪总含量分析Table 4 Analysis of protein content,oil content and total protein and oil content of soybean varieties released in Jiangsu from 1982 to 2021

2.5 抗性演变分析

江苏大豆品种对黄淮及长江流域大豆花叶病毒（Soybean mosaic virus，SMV）优势流行株系SC3和SC7 的抗性全面检测自2013 年开始。对2013-2021 年审定品种SC3、SC7 抗性分析可知，对SC3 株系表现高抗（HR）、抗（R）、中抗（MR）、中感（MS）比例分别为1.85%、31.48%、12.96%、53.70%，淮北品种抗性好于淮南抗性；对SC7 株系表现抗（R）、中抗（MR）、中感（MS）、感（S）、高感（HS）比例分别为31.48%、14.81%、27.78%、24.07%、1.85%，淮北品种抗性好于淮南抗性。从不同审定年份来看，淮北品种和全省品种对SC7 株系抗性有所提升，中感以上品种比例有所增加（图4D、F）。2013-2021年审定品种中对SC3、SC7 株系抗性均达到中抗及以上水平品种21 个，达到抗及以上水平品种15 个。

图4 1982-2021年不同年份江苏省审定大豆品种SC3（A-C）及SC7（D-F）抗性分布分析Fig.4 Distribution analysis of SC3（A-C）and SC7（D-F）resistance of soybean varieties released in Jiangsu in different years from 1982 to 2021

2.6 数量性状与产量相关性分析

对审定大豆品种的主要农艺性状、产量及品质进行相关性分析（表5～7），产量与蛋白质和脂肪总含量呈极显著正相关，与蛋白质含量、脂肪含量、百粒重呈显著正相关，反映了产量与品质出现协同提升关系；产量与生育期、主茎节数、结荚高度呈极显著负相关，与株高呈显著负相关，说明可以通过合理缩短生育期、减少主茎节数、降低株高与结荚高度提升产量。淮北品种产量与蛋白质含量、蛋白质和脂肪总含量呈极显著正相关，与分枝数呈显著负相关；淮南品种产量与生育期、主茎节数呈显著负相关。从品质指标来看，蛋白质含量与主茎节数、脂肪含量呈极显著负相关，与全生育期呈显著负相关，与百粒重、蛋脂含量呈极显著正相关，与淮北品种、淮南品种情况相似。

表5 1982-2021年江苏省审定大豆品种主要数量性状相关性分析Table 5 Correlation analysis of the main quantitative characteristics of 101 soybeans released in Jiangsu Prov.from 1982 to 2021

3 讨论

3.1 优化产量及其构成因素，进一步促进产量提升

1923 年以来我国大豆品种的产量以平均每年1.5%～2.0%的速度增长，产量增长的主导因素是遗传改良[11]，提升大豆产量是品种选育与审定最为核心问题。从本研究来看，江苏省大豆审定品种1982-2021 年产量2799.63 kg·hm-2，高于安徽[10]、陕西[12]等省审定品种，并随年份呈现极显著上升趋势，年均增产21.08 kg·hm-2，与全国其他地区大豆审定品种产量变化趋势一致，2000-2018 年黄淮海地区国审夏大豆品种产量增加27.20%[13]，2003-2019 年安徽省大豆审定品种的产量年均增产16.59 kg·hm-2[10]。

国内外对大豆产量的演变分析研究发现产量增长与单株粒数、单株荚数、百粒重、收获指数、株高等农艺性状均有关，但不同地区[9,10,14,15]、品种[16]、气候[17,18]影响大豆产量的主要因素有差异。本研究发现1982-2021年江苏省审定大豆品种生育期、株高、结荚高度、主茎节数均大体随年份呈现降低趋势，另外发现产量与生育期、株高、主茎节数、结荚高度呈显著负相关，推断近些年来，是通过合理缩短生育期、减少主茎节数、降低株高与结荚高度促进产量提升。因此，进一步优化生育期、株高、结荚高度、主茎节数的关系，协调营养生长与生殖生长，仍可作为提升江苏地区大豆产量有效途径[19]。

表6 1982-2021年淮北审定大豆品种主要数量性状相关性分析Table 6 Correlation analysis of the main quantitative characteristics of Huaibei soybean varieties released from 1982 to 2021

表7 1982-2021年淮南审定大豆品种主要数量性状相关性分析Table 7 Correlation analysis of the main quantitative characteristics of Huainan soybean varieties released from 1982 to 2021

3.2 推进产量与品质协同发展，选育高产优质大豆品种

江苏气候条件昼夜温差相对较小、湿度相对较大，是全国高蛋白大豆优势产区。本研究显示1982-2021 年江苏审定品种平均蛋白质含量42.40%，高于山东[20]、山西[9]、陕西[12]等省审定品种，淮北品种蛋白质含量、蛋白质和脂肪总含量随年份呈显著增长趋势，反映近些年来江苏优质大豆品种选育有显著进展，与食用加工高蛋白大豆需求增长相适应。本研究发现大豆品种产量与蛋脂含量、蛋白质含量、脂肪含量均呈显著正相关，与李伟对山东大豆审定品种研究结果相似[20]，说明产量和品质在一定程度上可以协同提升，为高产优质品种的选育提供理论基础。

3.3 加快生物育种进程，提升大豆育种水平与效率

Stojšin 对美国大豆育种的研究表明，推动大豆产量大幅提升最大动力是生物技术[21]。当前，我国大豆生物育种技术研究不断深入，全基因组测序工作取得较大突破[22]，齐黄34 等品种已完成全基因组重测序[23]，主要性状的QTL 定位日益准确[24～26]，功能基因的挖掘逐步清晰[27,28]，转基因技术研究进展较大。但是，目前我国大豆分子研究转化效率不高，生物育种技术产业化应用不足，与国外差距较大，要在充分分析已审定品种产量与农艺性状演变规律基础上，进一步挖掘特异种质与基因，充分整合力量逐步搭建生物育种平台，提升产业化应用水平，推动大豆育种取得突破性进展。

3.4 完善品种审定制度，加速大豆品种改良

品种审定制度是育种走向生产的关键纽带，要发挥好审定制度的指挥棒作用，加速大豆品种改良。大豆品种审定制度自1954 年建立以来[29]，已经为生产提供大量优良品种。近年来，尤其是新《种子法》实施以来，大豆品种试验布局进一步优化，试验渠道拓宽，试验质量稳步提升，但是仍存在审定标准不够科学、试验布局不够合理、试验技术不够规范等问题。下一步，大豆品种审定制度要紧密围绕保障粮食安全、突出绿色发展、符合市场需求等原则完善，不断优化审定标准，聚焦高产稳产的同时兼顾优质、抗病，加强品种试验管理，提升试验技术水平，为生产提供更多优良大豆品种。