黑龍港低平原地區澇害條件下春大豆高產品種的篩選及其農藝性狀

馮喜梅，王希全，趙 杰，姜 瑤，李 超，姜 敏，曾昭海*

（1.中國農業大學農學院，北京 100193；2.中國農業大學吳橋實驗站，河北 吳橋 061800）

近年來，我國大豆播種面積和產量呈逐年下降趨勢，2006-2014年全國大豆播種面積和產量的降幅分別為26.9% 和19.4% ，而同期大豆及大豆替代品的進口量卻逐年攀升；2006-2015年河北省大豆播種面積減少了45.1% ，產量下降了42.8%[1]。黑龍港低平原區是我國傳統的大豆種植區，近年來，由于主栽大豆品種產量低、品種更新換代慢、退化嚴重，導致大豆種植面積和產量不斷下滑[2]。同時，該區域降雨量年際間變化劇烈，具有明顯的豐枯交替周期[3]，尤其是21世紀以來進入豐水期[4]，澇害發生頻繁。澇害會導致大豆根系缺氧，引發根系發育不良、落花落莢、百粒重下降、病害嚴重甚至死亡，給大豆生產帶來嚴重損失[5]。因此，篩選產量高、耐澇性強的大豆品種，對當地大豆生產的發展具有重要意義。2016年黑龍港低平原地區發生嚴重澇災，通過對中國農業大學吳橋實驗站種植的16份春大豆品種進行產量及農藝性狀分析，以篩選適宜該地區種植的高產、耐澇大豆品種，可為黑龍港地區農業種植結構調整提供支持。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2016年在河北吳橋中國農業大學吳橋實驗站 （東經 116毅37憶、北緯 37毅41憶，海拔 14-22 m）進行。該區年平均氣溫12.6益，全年逸0益積溫4 862.9益，年平均降雨量562 mm。試驗地土壤類型屬黏壤土，0-20 cm耕層土壤基礎養分含量為有機質14.4 g/kg、全氮0.99 g/kg、堿解氮65.2 mg/kg、有效磷127.9 mg/kg和速效鉀15.3 mg/kg，肥力中等。

1.2 試驗材料

參試大豆品種16個，分別是沈農22、沈農24、沈農26、沈農27、沈農28、沈農29、石936、石885、中黃30、中黃35、中黃39、中黃42、中黃48、中黃66、滄豆6號和滄豆10號，其中滄豆10號為當地常規春播品種。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 試驗設16個品種處理，其中滄豆10號為對照（CK）。小區面積12 m2，完全隨機區組排列，3次重復，試驗地四周設保護行。大豆播種前基施磷酸二銨375 kg/hm2、硫酸鉀300 kg/hm2和尿素225 kg/hm2；5月11日人工開溝點播，行距40 cm，穴距15 cm，2粒/穴（出苗后保留1株/穴），南北行向；其他栽培管理措施均按當地習慣進行。9月13日開始收獲。

1.3.2 測定項目與方法 記錄大豆成熟期，計算各品種的生育期。收獲前，每小區隨機選長勢均勻一致的大豆10株，測定株高、主莖分枝數、主莖節數、單株莢數、莢長和單莢粒數；然后將莢果曬干，放入室內平衡10 d，測定百粒重。全區收獲，統計籽粒產量。

1.3.3 數據分析 采用Excel 2010軟件進行數據處理，利用 SPSS Statistics 21.0軟件進行多重比較、相關性分析及聚類分析。

2 結果與分析

2.1 2016年澇害的發生情況

試驗期間（5-9月）氣溫與常年相近；累計降雨天數為40 d，總降雨量585.9 mm，較2011-2016年同期平均總降雨量多85.8 mm（圖1）。

大豆生育期，降雨主要集中在6-8月（春大豆的開花期、結莢期和鼓粒期），累計降雨天數為31 d（小雨17 d，中雨4 d，大雨8 d，暴雨2 d），其中最大日降雨量88.8 mm；總降雨量563.4 mm，占試驗期間總降雨量的96.16% ，較同期多年平均降雨量多201.32 mm[3]。田間長期濕度過大，對大豆生長造成澇害脅迫。

2.2 參試大豆品種的產量及生育期

圖1 2016年5-9月的降雨量和日平均氣溫Fig.1 Rainfall and daily mean temperature from May to September in 2016

表1 參試大豆品種的產量及其多重比較Table 1 Yield and multiple comparisons of soybean varieties tested

調查結果（表1）顯示，所有參試品種均能正常成熟，生育期125-144 d，其中，沈農29生育期最短，中黃39和中黃42生育期最長。

在澇害條件下，參試大豆品種的產量范圍為486.11-2233.33 kg/hm2，差異較大。其中，沈農22產量最高，與中黃30、沈農27、沈農24和沈農28除外的其他品種差異均達到了顯著水平。根據產量多重比較結果，可以將16個參試品種分為7組（表2），其中，a組大豆的平均產量最高，達到了2 057.78 kg/hm2，與當地常規品種滄豆10號（577.78 kg/hm2）相比具有明顯的高產優勢。

2.3 參試大豆品種農藝性狀的相關分析

對16個大豆品種的農藝性狀進行相關分析，可以明確各農藝性狀與產量之間的相關關系。結果（表3）表明，產量與單株莢數呈極顯著正相關，與單莢粒數呈顯著正相關，與莢長呈極顯著負相關；單株莢數與莢長和百粒重呈極顯著負相關，與主莖節數和莢粒數呈顯著正相關，與主莖分枝數呈極顯著正相關；莢長與主莖節數呈顯著負相關；主莖節數與株高呈極顯著正相關。

表2 不同大豆品種的產量多重比較分組結果Table 2 Grouping of multiple comparison of yield of different soybean varieties

2.4 參試大豆品種的聚類分析

采用平方Euclidean距離法對參試品種進行聚類分析，計算品種間的歐氏距離，探討不同類群大豆品種的農藝性狀特性。結果（圖2）表明，在歐式距離為10時，可將16個品種分為3個類群（表4）。其中，高產類群（芋）的品種與產量多重比較分組結果中的a組品種一致，平均產量2 057.8 kg/hm2、單株莢數31.3個、莢長4.71 cm、單莢粒數2.71粒，具有單株莢數多、莢長短、單莢粒數多的高產特性，而主莖節數、株高、主莖分枝數和百粒重與其他2個類群無顯著差異。

表3 參試大豆品種各農藝性狀之間的相關系數Table 3 Correlation coefficients among traits of soybean varieties ested

圖2 參試大豆品種的聚類分析Fig.2 Cluster analysis of soybean varieties

3 結論與討論

大豆花莢期持續澇漬對大豆生理特征和產量有不同程度的影響，持續澇漬5 d以上即會對大豆生理產生永久脅迫，持續澇漬9 d以上會導致大豆粒數、莢數和百粒重等下降，引發減產，減產率可達50% 以上[6-9]。滄豆10號為當地常規種植的中高產春大豆品種，在2008-2010年河北省春播組區域試驗中平均產量為2 735 kg/hm2[10]，但在2016年澇害情況下產量僅為577.78 kg/hm2，減產幅度高達78.87% 。在澇害條件下，沈農27、沈農24、中黃30、沈農22和沈農28的平均產量仍能達到2 057.8 kg/hm2這一較高水平，因此，可以將這5個品種作為耐澇高產品種在黑龍港低平原地區推廣。

表4 參試大豆品種的類群劃分及農藝特征Table 4 Classification and agronomic characteristics of soybean varieties tested

黑龍港低平原屬于華北平原地下水漏斗區，地下水資源匱乏嚴重制約了當地作物的生產。降雨不足導致的干旱也是該區春大豆生產中面臨的主要災害之一。春大豆在開花期、結莢期和鼓粒期易受到干旱脅迫的影響，導致大豆葉片氣孔開閉異常，影響植物正常的光合作用，同時，還會破壞細胞膜結構，致使大豆生長不良，產量下降[11]。因此，加強抗旱型大豆品種篩選亦十分重要。