提高大豆蛋白質(zhì)含量的途徑與措施

張志民 董文恒 田光吉 李海麗 李海峰 徐淑霞

（河南省安陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，安陽(yáng)455000）

提高大豆蛋白質(zhì)含量的途徑與措施

張志民 董文恒 田光吉 李海麗 李海峰 徐淑霞

（河南省安陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，安陽(yáng)455000）

通過(guò)查閱有關(guān)大豆蛋白質(zhì)含量的遺傳規(guī)律及積累規(guī)律的多種文獻(xiàn)，結(jié)合長(zhǎng)期的工作實(shí)際，進(jìn)行綜合分析歸納，認(rèn)為提高大豆蛋白質(zhì)含量的途徑及措施有：選用高蛋白質(zhì)含量的大豆新品種，選擇適宜的播種日期，科學(xué)選擇蛋白質(zhì)含量的最適收獲日期，在品種的高產(chǎn)范圍內(nèi)適當(dāng)控制大豆的種植密度，種植時(shí)選用與品種匹配的根瘤菌制劑，開(kāi)花期適量施用氮肥或進(jìn)行葉面噴肥等根外施肥方式追肥，適當(dāng)控制鼓粒期的水分供應(yīng)等。

大豆蛋白質(zhì)；含量；提高；途徑；措施

大豆蛋白質(zhì)，即大豆子粒中所含的蛋白質(zhì)，含量大約在40%左右，是谷類作物的4～5倍。大豆蛋白質(zhì)是一種植物性蛋白質(zhì)。大豆的蛋白質(zhì)氨基酸組成與牛奶的蛋白質(zhì)氨基酸組成十分近似，除含甲硫氨酸較低外，其余的必需氨基酸含量均比較豐富，是植物性的完全蛋白質(zhì)，在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值上可與動(dòng)物蛋白質(zhì)等同，在基因結(jié)構(gòu)上也是最接近人體的氨基酸組成，所以是最具營(yíng)養(yǎng)的植物蛋白質(zhì)。因此，研究提高大豆蛋白質(zhì)含量的途徑及措施，促進(jìn)蛋白專用型大豆品種的生產(chǎn)水平，對(duì)人類蛋白質(zhì)的供應(yīng)具有十分重要的意義。

1 提高大豆蛋白質(zhì)含量的途徑

1.1 選用蛋白質(zhì)含量高的大豆品種 國(guó)內(nèi)外大量的研究結(jié)果均表明，大豆的蛋白質(zhì)含量是以加性效應(yīng)為主的數(shù)量性狀，但是有的組合也表現(xiàn)為高蛋白或低蛋白為顯性性狀遺傳[1]。

大豆蛋白質(zhì)含量的遺傳力估值也不完全相同。徐鵬等[2]在田間自然條件下，利用皖82-178×通山薄皮黃豆甲的重組自交系群體為材料，以2004年和2005年的蛋白質(zhì)含量為指標(biāo)，利用分離分析法分析大豆蛋白質(zhì)含量的遺傳規(guī)律，2年的分析結(jié)果表現(xiàn)基本一致，蛋白質(zhì)的遺傳表現(xiàn)為多基因遺傳，遺傳率分別為79.65%和85.7%。

1.2 創(chuàng)造有利于大豆蛋白質(zhì)積累的環(huán)境因子 外界的環(huán)境因子比較復(fù)雜，很難進(jìn)行控制，對(duì)大豆的蛋白質(zhì)合成影響也很難進(jìn)行控制。有研究表明，地理緯度、溫度、土壤理化特性、光照等對(duì)大豆蛋白質(zhì)合成影響很大[3]。

1.3 采取有利于蛋白質(zhì)積累的各種栽培和農(nóng)藝措施 作物的各種栽培和農(nóng)藝措施，是勞動(dòng)人民長(zhǎng)期勞動(dòng)的智慧結(jié)晶。有研究表明，播期、密度、施肥、澆水、收獲期對(duì)大豆蛋白質(zhì)的含量有不同程度的影響[4]。

2 提高大豆蛋白質(zhì)含量的措施

大豆子粒蛋白質(zhì)含量同時(shí)受到遺傳和環(huán)境條件的影響。通過(guò)選用高蛋白大豆品種和改善環(huán)境、改進(jìn)栽培等措施都能顯著提高大豆蛋白質(zhì)含量。

2.1 選用高蛋白大豆新品種 提高大豆蛋白質(zhì)含量，選用高蛋白大豆新品種是關(guān)鍵。高蛋白大豆新品種是提高大豆蛋白質(zhì)含量的基礎(chǔ)，沒(méi)有這個(gè)基礎(chǔ)任何努力都是白費(fèi)的。有報(bào)告顯示，良種在農(nóng)業(yè)科技貢獻(xiàn)率中的比重穩(wěn)定在43%以上。

2.2 提早播期，創(chuàng)造有利于蛋白積累的光照環(huán)境在所有環(huán)境條件中，光是影響大豆產(chǎn)量及品質(zhì)的最顯著因素之一。光在大豆生長(zhǎng)中對(duì)同化物的運(yùn)輸和分配具有決定性的作用。光富集和光遮陰均能顯著改變大豆生長(zhǎng)中光合產(chǎn)物在源庫(kù)中的分配。有研究結(jié)果表明，在開(kāi)花初期光富集主要是通過(guò)增加每莢粒數(shù)來(lái)提高大豆產(chǎn)量，在生殖生長(zhǎng)期進(jìn)行光富集可以增加蛋白質(zhì)含量，而光遮陰處理可顯著降低每莢粒數(shù)和蛋白質(zhì)含量[5]。

2.3 控制密度 作物的種植密度能顯著改變作物個(gè)體的生長(zhǎng)發(fā)育。程亮[4]的研究結(jié)果表明，密度對(duì)高蛋白大豆的產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量的影響顯著。種植高蛋白大豆時(shí)，在高產(chǎn)的密度范圍內(nèi)，適當(dāng)擴(kuò)大株距，降低群體密度，有利于蛋白質(zhì)形成。

2.4 選用與品種配套的根瘤菌制劑 在大豆生產(chǎn)中利用根瘤菌增產(chǎn)和改善品質(zhì)是一項(xiàng)成熟的、廣泛使用的技術(shù)，能夠大幅度地提高大豆生長(zhǎng)當(dāng)中的自身固氮能力，保證充足的氮素供應(yīng)。根據(jù)大田示范結(jié)果，大豆應(yīng)用根瘤菌，可以使大豆產(chǎn)量提高10%左右，蛋白質(zhì)含量提高2%左右。大豆可與多種根瘤菌共生固氮，但不同大豆品種與不同根瘤菌之間的共生匹配性不同。因此，不同的大豆品種要選擇與之相匹配的根瘤菌。當(dāng)前，大豆根瘤菌有液體和固體2種劑型。液體根瘤菌采用浸種或包衣應(yīng)用，固體根瘤菌采用拌種或土施方式。

2.5 施肥 在種子的生長(zhǎng)發(fā)育期間，可溶性的含氮物不斷地從植株的根、莖、葉等部位轉(zhuǎn)移到種子中，然后轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍踪|(zhì)。隨著干物質(zhì)的逐步形成，氮的積累也逐漸增加。但這時(shí)根瘤菌的共生固氮作用則開(kāi)始逐漸衰退，不能滿足種子生長(zhǎng)發(fā)育的需要，必須及時(shí)從土壤中補(bǔ)充大量營(yíng)養(yǎng)或使用葉面噴肥等根外追肥方式來(lái)彌補(bǔ)這部分不足。有研究表明，在子粒形成過(guò)程中，氮素缺乏會(huì)導(dǎo)致種子蛋白質(zhì)含量明顯下降。在子粒形成前期施用氮肥，會(huì)抑制蛋白質(zhì)的合成，但是隨著子粒的形成，抑制作用會(huì)逐漸消失。因此在施用氮肥后，蛋白質(zhì)含量在生育前期增加不明顯，生育后期才表現(xiàn)為有所增加[3]。有研究表明，在根瘤形成始期的2片復(fù)葉期和開(kāi)花期，追施一定數(shù)量的氮肥，能顯著增加大豆的產(chǎn)量[6]；但是，過(guò)量的施氮易造成營(yíng)養(yǎng)體徒長(zhǎng)，削弱了子粒中蛋白質(zhì)的積累[7]。

2.6 水分供應(yīng) 在大豆的各個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期，適宜的水分供應(yīng)是子粒蛋白質(zhì)積累所必需的。但是水分供應(yīng)的多少直接影響其蛋白質(zhì)的含量。有研究表明，在大豆開(kāi)花期、結(jié)莢期至鼓粒期減少水分供應(yīng)，能導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量上升，尤其是鼓粒期最為顯著[8]。

2.7 適時(shí)收獲 科學(xué)選擇蛋白質(zhì)產(chǎn)量的最適收獲期。蛋白質(zhì)在大豆子粒的不同生長(zhǎng)時(shí)期含量的變化具有一定的規(guī)律。有研究表明，在種子的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，大多數(shù)品種蛋白質(zhì)相對(duì)含量前期高，中期下降或降后稍有回升，少數(shù)品種有時(shí)是一直上升或一直緩降[9]。有研究認(rèn)為，大豆蛋白質(zhì)含量有2個(gè)峰期，第1峰期出現(xiàn)在鼓粒始期，但蛋白質(zhì)產(chǎn)量很低，無(wú)實(shí)際意義；第2個(gè)峰期出現(xiàn)在產(chǎn)量最高的黃稈期，此時(shí)子粒脫水歸圓，蛋白質(zhì)多肽鏈處于穩(wěn)定，游離氨基酸極少，可以認(rèn)為是蛋白質(zhì)含量的真正峰期，并且蛋白質(zhì)含量的高峰與每hm2蛋白質(zhì)收獲最高峰是一致的。因此黃稈期是蛋白質(zhì)產(chǎn)量的最適收獲期[10]。

大豆蛋白質(zhì)受各因素的影響不是單一的，而是多種因素混合作用的結(jié)果。在種植高蛋白質(zhì)大豆的同時(shí)，需要對(duì)各種因素進(jìn)行綜合考量，以利于大豆蛋白質(zhì)含量的提高。

[1] 魏荷，王金社，盧衛(wèi)國(guó)．大豆籽粒蛋白質(zhì)含量分子遺傳研究進(jìn)展[J]．中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，2015，37（3）：394-410

[2] 徐鵬，王慧，蓋鈞鎰，等．大豆蛋白質(zhì)和油分含量的遺傳分析及QTL定位[D]．南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006

[3] 邵廣忠，任海祥，宗春美，等．大豆蛋白質(zhì)和脂肪含量積累規(guī)律[J]．黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（8）：166-168

[4] 程亮．播期密度等因子對(duì)高蛋白大豆產(chǎn)量及品質(zhì)影響的研究[J]．農(nóng)業(yè)科技通訊，2012（4）：79-81

[5] 韓天富，王金陵，楊慶凱，等．開(kāi)花后光照強(qiáng)度對(duì)大豆化學(xué)品質(zhì)的影響[J]．中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，1997，30（2）：47-53

[6] 甘銀波，涂學(xué)文，田仁久．大豆的最佳氮肥施用時(shí)期研究[J]．大豆科學(xué)，1998，17（4）：287-291

[7] 羅瑞林，劉克禮，高聚林．大豆籽粒中蛋白質(zhì)和脂肪積累的研究[J]．內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，25（2）：44-48

[8] 張敬榮，高繼國(guó)．開(kāi)花至鼓粒期干旱對(duì)大豆籽粒化學(xué)品質(zhì)的影響[J]．大豆科學(xué)，1996，15（1）：84-90

[9] 張恒善，付艷華，孫太石，等．大豆種子脂肪和蛋白質(zhì)積累規(guī)律的研究[J]．大豆科學(xué)，1993，12（4）：296-301

[10]王繼安，孫志強(qiáng)．大豆籽粒油分蛋白質(zhì)產(chǎn)量的最適收獲期[J]．中國(guó)油料，1991（4）：33-35

2016-12-28）

河南省科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目（152102110009）

徐淑霞