不同大豆新品種苗期耐低磷的鑒定與篩選

曾維英++孫祖東++蔡昭艷++陳懷珠++楊守臻++唐向民++賴振光

摘要：本研究采用盆栽方法，在低磷和高磷水平下，對20份在廣西間套種的春夏大豆新品種進行苗期耐低磷比較研究，旨在選出磷高效大豆基因型，為進一步研究磷高效吸收利用機理和培育磷高效品種提供試驗材料。結果表明：不同磷營養對不同大豆基因型植株干物質積累有明顯的影響，低磷處理植株的根干重和地上部干重明顯地低于正常供磷處理，而根冠比率增加，而且低磷處理植株的總干物質重的變異系數大于正常磷處理的干物質重的變異系數，說明缺磷增加了品種間的變異。在不同磷營養條件下，不同大豆基因型之間表現出顯著差異。初步篩選粵春2011-1、華春5號、桂春8號、桂春10號、華春l號等10個大豆品種耐低磷。

關鍵詞：大豆；耐低磷；品種篩選

中圖分類號：S565.1

文獻標識碼：A

文章編號：1003-4374（ 2015 ）01-0014-04

The identification and selection of different new soybean varieties with high phosphorusefficiency in seedling stage

Zeng Wei-ying et al

（Cash Crops Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning 53007，China ）

Abstract： Using pot culture with the high and low phosphorus soil， the seedling resistance to low phospho-rus were studied for about 20 spring and summer new sovbean varieties for intercropping in Guangxi to pro-vide material for further study of phosphorus efficient uptake mechanism and p-efficient varieties cultiva-tion. The results show that different phosphorus nutrition have apparent effect on plant dry matter accumu-lation of different soybean genotypes ，the root dry weight and aboveground dry weight of low phosphorustreatment were significantly lower than the normal phosphorus treatment， the root -shoot ratio were in-creased， and the dry matter quality variation coefficient of low phosphorus treatment is greater than the nor-mal phosphorus processing. The results show also that phosphorus deficiency increases the variation of vari-eties. Under different phosphorus nutrient conditions， different soybean genotypes have significant varia-tion. By preliminary screening， 10 varieties such as Yuechun 2011-1， Huachun No.5 Guichun No.10 andHuachun No.l etc. are resistant to low phosphorus. Under different phosphorus nutrition， the soybeanshowed significant differences aruong different genotypes.

Key words： Soybean； low phosphorus resistance； varieties screening

通過傳統的方法把磷肥施入土壤后很快就被酸性土壤中的鐵、鋁的氫氧化物所固定或被土壤膠體吸附，使其轉化為不能為植物吸收利用的難溶性磷，再加之磷主要以擴散作用到達根表，而其擴散系數又很小，所以施入土壤中磷的當季利用效率一般很低。土壤缺磷是限制大豆產量提高的重要因素之一，大豆在低磷脅迫環境中不但吸收不到足夠的磷素，還會抑制大豆根瘤的生長，降低大豆的固氮量。我國南方大部分為酸性紅壤，如果能夠選育出一些適應生長于這類土壤，在不施或少施磷肥的情況下仍能獲得優質高產的磷高效大豆品種，對我國經濟、農業、環境的可持續發展將具有重要的意義。大豆是廣西重要的糧食和經濟作物之一，是我國14個大豆種植省份之一，在全國排名第九，在全區農業生產和城鄉人民生活中有著重要的地位。廣西大部分土壤為酸性紅壤土，大豆又多種在土壤貧瘠的山區，缺磷現象比較嚴重，一定程度上限制了大豆產量的提高。目前廣西與甘蔗、木薯、玉米等間套作的大豆新品種還沒進行耐低磷篩選。本研究以廣西現在常見的適合間套種的春夏大豆新品種為試驗材料，對不同大豆基因型磷營養吸收利用效率特性差異進行篩選，旨在選出磷高效大豆基因型，為進一步研究磷高效吸收利用機理和培育磷高效品種提供試驗材料。

材料與方法

試驗設計

試驗選用20份適合間套作的春夏大豆（由廣西農業科學院、華南農業大學、浙江省農業科學院提供）。

試驗于2012年在廣西農業科學院明陽基地網室大棚內進行，網室上面加蓋一層透光塑料膜以防雨水淋洗。供試土壤為砂壤土。耕層土壤含有機質17.Og/kg.堿解氮81.Omg/kg、速效P 12.Omg/kg、速效K 102.Omg/kg.pH 6.91。試驗設缺磷（-P）和正常供磷（+P）2個處理。缺磷處理土壤不施磷肥，正常供磷處理土壤施P 0.5g/kg土，磷源為施鈣鎂磷鉀肥，所用肥料全部使用化學試劑配制成溶液后在播前施人土壤。每個塑料盆裝風干土2.5kg，每個處理重復3次，采用隨機區組排列法。

測定項目和方法

2012年6月1日播種，出苗后間苗定苗，每盆定苗3株，在適宜水分下大豆出苗后培養30d于開花前（6月30日）收獲大豆植株。植株收獲時分別收獲地上部和地下部，用水洗干凈后將上述植株置于烘箱中，105C殺青30min，然后在75C烘干48h，分別稱量根干重和地上部干重。試驗所得數據采用SAS9.0軟件進行統計分析。

結果與分析

磷營養對不同大豆基因型植株根和地上部分干重的影響

在兩個磷處理水平下，測定不同大豆品種苗期的根部干重和地上部分干重。試驗結果表明：在不同磷營養條件下，不同大豆基因型之間表現出極顯著差異。在低磷（-P）條件下，不同大豆基因型植株的生長明顯受到了磷脅迫的影響，雖然葉片上沒有發現典型的缺磷癥狀，但是植株高度和葉片面積明顯低于正常供磷（+P）處理。不同品種對缺磷的反應差異較大，方差分析表明：無論是低磷處理還是正常磷處理，品種間相對干物重差異達顯著水平（P<0.05）。而且不同大豆基因型低磷處理植株的根部干重、地上部干重及總于物質重明顯地低于正常供磷處理，而且除少數基因型外，大部分基因型根冠比率增加。見表l。

低磷脅迫對不同大豆基因型苗期生長的影響

大豆苗期各項指標相對值低磷脅迫的敏感性均表現出-定的基因型差異。利用SAS9.0軟件分析不同大豆品種間和磷處理間的根部干重、地上部干重和總于重的變異系數（見表2）。品種間的變異系數其順序為：根部干重（28.15%）>地上部分干重（19.79%）；磷處理間的變異系數其順序為：根部干重（ 34.48%）>地上部分于重（ 20.170）。這表明低磷脅迫對不同大豆基因型的地上部分于重、根部干重都有明顯抑制作用，其中對根部于重的影響最大。低磷（-P）處理的于物質最大值為1.97g/株，最小值為0.80g/株，變幅高達1.07g/株，變異系數為29.71%；正常磷（+P）處理下的干物質最大值為2.09g/株，最小值為1.20g/株，變幅為0.89g/株，變異系數為24.90%。低磷處理植株的總干物質重的變異系數大于正常磷處理的干物質重的變異系數，說明缺磷增加了品種間的變異。根干重、地上部分干重和總重在品種間的變異系數均低于磷處理間的變異系數，說明磷調節的作用大于不同基因型間的差異。

磷高效基因型大豆的篩選

在土壤盆栽條件下，以全部參試大豆材料為基礎，用植株干物質以為篩選指標。通過對20個參試大豆基因型進行篩選，初選出粵春2011-1、華春5號、桂春8號、桂春10號、華春l號、桂春豆104、桂春12號、桂春l號、桂春13號、華春2號等10個基因型，這些基因型在低磷條件下具有干物質積累高的特點，而華夏3號與桂147在低磷脅迫下于物質中相對較低，不具備耐低磷的特性。

討論

大豆在整個生育期都要求有較高磷營養水平，特別是在幼苗期，雖然植株對磷素吸收量較少，但卻是大豆的需磷敏感期。因而將大豆苗期作為耐低磷篩選的關鍵時期，這不僅可以快速、準確的進行品種鑒定和篩選，而且可以明顯地減少生育后期大田篩選的工作量和成本。因此本研究選用苗期30d的大豆作為試驗材料。

篩選和培育磷高效大豆基因型對挖掘生物高效利用土壤磷素營養的潛力，保持土壤環境的良循環，促進大豆持續增產具有重要意義和經濟價值，采用簡單、科學有效的篩選評價指標是準確快速篩選磷高效大豆基因型的重要前提。磷處理間的變異大于品種間變異也一定程度上揭示加強養分管理的重要意義。本研究結果與前人研究結果相符，苗期根部干物質重、地上部分干重、總重作為初步篩選耐低磷品種指標，對試驗結果進行數據分析表明根干重、地上部分干重和總重在品種間的變異系數均低于磷處理間的變異系數，說明磷調節的作用大于不同基因型間的差異。

研究大豆不同品種磷效率差異，不僅對進一步篩選、鑒定穩定的磷高效品系，豐富具有營養遺傳性狀的大豆種質資源有重要的價值，而且為通過傳統的雜交育種及應用現代生物學手段進行磷效率的染色體定位、分子克隆與基因轉移，生產培育高產、高效、低投入的優良轉基因大豆品種系等，提供了可靠的資源，具有重要的經濟價值與應用潛力。可利用大豆自身的生理、遺傳特性、篩選磷高效基因型，發掘大豆利用磷的內在潛力，進一步培育磷高效利用的新品種，可減少磷的施用量，降低生產成本節省磷資源。

結論

本研究結果表明：不同磷營養對不同大豆基因型植株干物質積累有明顯的影響，低磷處理植株的根于重和地上部干重明顯地低于正常供磷處理，而根冠比率增加，在不同磷營養條件下，不同大豆基因型之間表現出顯著差異；低磷處理植株的總干物質重的變異系數大于正常磷處理的干物質重的變異系數，說明缺磷增加了品種間的變異；根干重、地上部分干重和總重在品種間的變異系數均低于磷處理間的變異系數，說明磷調節的作用大于不同基因型間的差異。

初選出粵春2011-1、華春5號、桂春8號、桂春10號、華春l號、桂春豆104、桂春12號、桂春l號、桂春13號、華春2號等10個大豆品種耐低磷。

篩選、培育和利用磷高效基因型大豆是改善缺磷狀況的一條高效、節能的有效途徑，如果能發掘大豆自身利用磷素的潛力，改良現有品種的磷營養性狀，選育出磷高效大豆品種，可以有效緩解土壤缺磷問題對大豆生產的不利影響。