18 份大豆品系在中国南方地区的适应性评价

宋恩亮，年 海，程艳波，伍才龙，唐玉娟*

（1广西壮族自治区亚热带作物研究所，广西南宁 530001；2华南农业大学，广东广州 510642；3 广西糖业集团有限公司，广西南宁 530029）

大豆，中国古称菽，含有丰富的蛋白质和脂肪，是一种极为重要的粮食作物和油料作物。大豆是豆科植物中最富有营养而又易于消化的食物，是蛋白质最丰富最廉价的来源，其中蛋白质含量最高，是水稻的4.6 倍，小麦的近3 倍，是人类理想的植物蛋白来源。大豆中存在的胰蛋白酶抑制剂、皂甙、异黄酮、植酸等次要成分对人体健康有重要影响，有“豆中之王”、“田中之肉”、“绿色的牛乳”等美称，在今天世界上许多地方是人和动物的主要食物，也是我国重要的植物油和植物蛋白的来源。我国是大豆的起源国，有着丰富的大豆种质资源，世界各国栽培的大豆都是直接或间接由中国传播出去的，我国农业科技工作者也历来重视大豆种质资源的收集、研究、利用工作。根据大豆品种特性和耕作制度的不同，中国大豆生产分为五个主要产区：东北三省为主的春大豆区；黄淮流域的夏大豆区；长江流域的春、夏大豆区；江南各省南部的秋作大豆区；两广、云南南部的大豆多熟区。其中，东北春播大豆和黄淮海地区是中国大豆种植面积最大、产量最高的两个地区，南方地区的大豆生产还有很大的提升空间。随着我国经济的高速发展和国民生活水平的提高，20 世纪90 年代以后我国大豆需求迅猛增加，而大豆生产却一直停滞不前，远远不能满足国内需要，大豆进口量不断攀升，从大豆原产国、净出口国转为进口国，从1996 年开始进口大豆并逐年增加，2020 年大豆进口量突破1 亿吨，中国已成为世界第一大豆进口国。因此，加快南方地区大豆产业发展，提高我国大豆自给能力，对于保证大豆原料供应的安全、促进我国经济可持续发展具有重要的意义。

南方地区地理位置优越、气候条件得天独厚，交通发达，具有良好的经济基础及加工销售条件，是我国大豆生产得以较快发展的潜力地区，近年来面积一直保持稳定。其中广西、湖南大豆面积较大，福建、海南是菜用大豆主产区。南方大豆种质资源丰富，产量和品质提升空间大，在过去的十几年间，国家大豆改良中心广东分中心育种方面取得了显著成绩，先后有30 多个品种通过了国家或省级审定。这些大豆品种多数以高蛋白为主，品种优良，适合豆制品加工，因此大豆价格高于北方品种，农民种植效益高。选育适合当地气候条件夏大豆品种尤为重要，大豆产量受品种遗传特性、人为因素、栽培条件和环境条件等多种因素影响，而品种选择是大豆高产的关键因素。大豆农艺性状之间存在相互制约或相互促进的关系，对大豆产量有影响，而在育种时难以做到同时兼顾所有的农艺性状，因此选择育种后代材料时常出现难以取舍的情况，需要理论依据进行指导。本研究是在南方地区的生态条件下，通过18 个大豆品系在广东广州、广西南宁和湖南长沙三地的试验表现，探索农艺性状与产量、品质之间的关系，并找出适合当地种植的品系和广适性品系，为品种选育和优质生产提供可参考的依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为国家大豆改良中心广东分中心的18个大豆品系，编号为粤夏101～粤夏104 及粤夏106～粤夏119，以国审大豆品种华夏3 号为对照。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

在广东广州、广西南宁、湖南长沙三地同期同规格种植，采用随机区组实验设计，3 次重复，3 行区，行长2.5 m，行距0.50 m，株距0.15 m，常规田间管理。成熟后每小区中间行取连续5 株，风干后进行室内考种，调查株高、结荚高度、主茎节数、分枝、单株有效荚数、单株无效荚数、单株粒数、百粒重、单株粒重等指标，并利用foss Infratec TM 1241 近红外谷物分析仪对粗蛋白含量、粗脂肪含量进行测定。

1.2.2 分析方法Excel 2010 进行数据处理与统计，SAS 9.0 进行方差分析和多重比较，SPSS 22.0 进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 18 份品系在三地平均表现差异分析

方差分析结果表明，环境因素对于农艺性状的影响显著（图1）。18 份大豆品系平均单株粒重、主茎节数、株高、百粒重，均表现为长沙显著高于广州、南宁（其中单株粒重、主茎节数广州显著高于南宁，株高、百粒重在广州和南宁差异不显著）；同时长沙粗蛋白含量也显著高于广州，略高于南宁；与之相反，粗脂肪含量在长沙显著低于广州、南宁（广州、南宁间差异不显著）；分枝数、有效荚数、无效荚数、单株粒数长沙与广州无显著差异，都显著高于南宁；底荚高度长沙和南宁差异不显著，均显著高于广州。从整体来看，18 份品系在湖南长沙表现优于广东广州与广西南宁。

图1 18 份品系在三地平均表现的差异

2.2 大豆各性状间相关性分析

2.2.1 广东广州农艺性状与品质性状的相关性分析

18 份大豆品系在广东广州种植各性状间的相关性如表1 所示，粗蛋白与粗脂肪呈极显著负相关，因此欲选育蛋白、脂肪含量都较高的品种比较困难，育种过程中应有取舍；单株粒数与百粒重和粗蛋白均呈显著负相关，说明单株结籽数量越多，籽粒越小，同时蛋白含量越低；株高与底荚高度，主茎节数呈极其显著地正相关性，这表明株高越高，底荚高度越高，主茎节数越多，但株高与单株粒数呈显著的负相关性，与单株粒重成非显著的负相关性，而单株粒数与单株粒重极显著正相关，说明株高过高会限制产量，因此在选育适合广东种植的高产品系时，应选择株高适宜同时单株粒数多的材料，不能一味追求高大的植株。

表1 广东广州农艺性状与品质性状的相关性分析

2.2.2 广西南宁农艺性状与品质性状的相关性分析

18 份大豆品系在广西南宁种植各性状间的相关性如表2 所示，粗蛋白和粗脂肪呈极其显著的负相关性，这与广州的结果一致；粗蛋白与有效荚数、无效荚数、单株粒数呈显著或极其显著的负相关性，说明单株结荚和结籽数量越多，粗蛋白含量越低；有效荚数、分枝数、单株粒数、单株粒重四个指标两两间均呈极显著正相关，说明在广西筛选分枝多、结荚多、单株粒数多的材料更容易获得高产品系。

表2 广西南宁农艺性状与品质性状的相关性分析

2.2.3 湖南长沙农艺性状与品质性状的相关性分析

18 份大豆品系在湖南长沙种植各性状间的相关性如表3 所示，与广州和南宁相同，粗蛋白与粗脂肪成极其显著的负相关性；粗蛋白与单株粒数呈极其显著的负相关性，同样表示结籽数量越多，粗蛋白含量越低。与广西相似的，有效荚数、分枝数、单株粒数、单株粒重四个指标两两间均呈显著或极显著正相关，另外主茎节数与株高、单株粒重呈极其显著的正相关性，说明若要在湖南地区选育获得高产的品种，应考虑主茎节数、有效荚数和单株粒数的表现。

表3 湖南长沙农艺性状与品质性状的相关性分析

综合18 份大豆品系在三地各性状间相关性情况可以看出：（1）品质方面，三地粗蛋白与粗脂肪均呈极显著负相关，表明二者难以兼顾，育种过程种应有取舍或平衡；（2）产量方面，各地影响产量的主要因素并不相同，广州为株高和单株粒数，南宁为有效荚数、分枝数、单株粒数，长沙为主茎节数、有效荚数和单株粒数，可以发现，单株粒重只与单株粒数在三地均呈显著正相关，而与株高、有效荚数、分枝数等指标的相关性在三地表现并不一致，因此欲选育在南方广适高产的大豆品（系）应首先关注的指标为单株粒数。

2.3 品系在三地产量的品质性状表现差异分析

通过对与产量和品质相关的单株粒重、粗蛋白、粗脂肪和百粒重四个重要性状在三地表现差异的分析，对18 份品系在南方地区的适应性进行评价。

2.3.1 广东广州产量品质性状分析

由表4 数据可知，在广州种植，粤夏110、粤夏107、粤夏114 单株粒重表现较好，其中粤夏110 产量最高，百粒重最大，粗蛋白含量较高，属于高产高蛋白大粒品系；粤夏107、粤夏114 产量高，粗脂肪含量高，百粒重小，属于高产高脂肪小粒品系。另外，粤夏102 和粤夏104 粗蛋白含量高于46%，可在后续研究中继续关注。

表4 广东广州产量品质性状分析

2.3.2 广西南宁产量品质性状分析

由表5 数据可知，在南宁种植，粤夏110、粤夏114、粤夏109 单株粒重表现较好，其中粤夏110 和粤夏109 产量高，百粒重大，粗蛋白含量较高，属于高产高蛋白大粒品系；粤夏114 产量高，粗脂肪含量高，百粒重小，属于高产高脂肪小粒品系。另外，粤夏104 和粤夏115 粗蛋白含量高于46%，但产量不理想，可作为高蛋白育种材料。

表5 广西南宁产量品质性状分析

2.3.3 湖南长沙产量品质性状分析

由表6 数据可知，在长沙种植，粤夏110、粤夏107、粤夏114 单株粒重表现较好，与广州和南宁相似，粤夏110 产量最高，百粒重较大，粗蛋白含量较高，属于高产高蛋白大粒品系，粤夏114 产量高，粗脂肪含量高，百粒重小，属于高产高脂肪小粒品系，但与广州不同，粤夏107 表现为高产高蛋白大粒品系。另外，长沙粗蛋白含量整体表现较好，粤夏111、粤夏112 高达48.00%和47.90%，共6 个品系粗蛋白含量高于46%，但粗脂肪含量总体较低，只有粤夏117 高于20%。

表6 湖南长沙产量品质性状分析

综合来看，粤夏110 和粤夏114 这两个品系在三地的表现都相对较好。粤夏110 在三地均产量最高，粗蛋白含量较高，百粒重较大，是一个表现稳定的高产高蛋白大粒品系；粤夏114 在三地产量较高，粗脂肪含量较高，百粒重较小，是一个表现稳定的高产高脂肪小粒品系。

3 结论与讨论

作物生长情况除了遗传因素外，还受到多种环境因素的影响，作物生长与长期所处的环境有着紧密的联系。三个试验点中，长沙位于北纬28.12°，广州位于北纬23.08°，南宁位于北纬22.48°，广州与南宁两地纬度接近，与长沙的纬度差较大，植物的纬度适应性是一项复杂而重要的研究，纬度差异带来最直接的影响为日照时长的差异，大豆是典型的短日照作物，低纬度地区由于日照时长的缩短，大豆生育期过短，导致产量极低，研究表明家族、家族和基因对大豆纬度适应性具有重要作用。本研究18 份大豆品系在三地表现存在差异，长沙与其他两地之间的差异更为明显，长沙在株高、主茎节数、单株粒重、百粒重、粗脂肪等5 个性状均与广州和南宁存在显著差异，其主要原因可能为纬度差异。

丁振麟曾提出大豆蛋白质与脂肪呈负相关性的理论，陈丽华等指出大豆品质育种的目标是高蛋白质含量和高脂肪含量，但在品质育种中选育出双高品种（蛋白质含量、脂肪含量均高）还存在一定难度，选育单高（高蛋白或高脂肪）专用型品种供生产利用是一条行之有效的路线，本研究结果与以上理论一致。关于大豆性状相关性，前人曾进行了不少的研究，但结果不尽相同，说明环境对植物生长具有复杂的影响，选育符合当地种植的品种品系时，要因地制宜，具体考虑当地影响产量品质的农艺性状。

本研究分析结果表明，18 份品系在湖南长沙表现优于广东广州与广西南宁，其主要原因可能为纬度差异导致；粗蛋白与粗脂肪在三地均呈极显著负相关，表明二者难以兼顾，育种过程种应有取舍或平衡，培育南方广适高产大豆品种应关注单株粒数；18 份品系中粤夏110 和粤夏114 在三地表现稳定，为南方广适高产大豆品系。