中國山黧豆品種選育現狀及應用前景

全紫曼，漆 燕，梁 琴，周澤弘，莫 坤，韓文斌

(南充市農業科學院，四川南充 637000)

山黧豆(L.)隸屬豆科蝶形花亞科山黧豆屬，為一年生草本植物，栽培品種有200余種，在我國華中、華南、西北、西南等地均有分布。山黧豆具有較強的抗逆性，適宜在干旱少雨、貧瘠半山坡地區種植，田間管理粗放，其莖葉和子實富含豐富的蛋白質及哺乳動物所需氨基酸，是世界上眾多干旱高寒地區的重要豆科作物，對保障這些環境極其惡劣地區的食品與飼料供給起到重要作用。同時，山黧豆固氮能力強，是與主農作物套作、間作和倒茬的優良豆科綠肥作物，在改善土壤結構和生態環境及促進主作物穩產增產等方面起到重要作用。

目前我國對山黧豆的研究主要集中在資源收集、品質性狀、養分特征、毒素代謝等方面，對山黧豆種質資源創新與選育的研究相對較薄弱，山黧豆育種水平較低，且優良品種短缺，難以滿足國內市場山黧豆生產需求。因此，該研究針對山黧豆選育現狀、育種趨勢及應用前景進行了相關分析，以期為今后山黧豆品種選育及推廣應用提供參考。

1 山黧豆品種選育現狀

山黧豆種質資源是新品種選育、遺傳基礎研究、生物技術研究和草業生產的重要物質基礎。我國的山黧豆野生種有30多個，主要分布于西北、華北、東北地區。自20世紀50年代以來，我國草業工作者從國外引進、培育及保存了大量山黧豆種質材料，對這些材料與我國本土的野生山黧豆種的農藝性狀、營養成分和毒素含量等進行了測定、評價和鑒定工作。其中在20世紀80—90年代，蘭州大學與甘肅省農業科學院土壤肥料研究所等單位從我國不同產區收集了73份山黧豆資源，并對其中65份進行了鑒定，通過3年篩選試驗，篩選得到5個低毒高產、抗旱耐寒的栽培山黧豆品種。2009年，武艷培從國際家畜研究所引進了50份山黧豆種質材料，篩選到一份在中國干草產量高且粗蛋白含量較高的材料。2014年，李佶愷等對從俄羅斯引進的14份山黧豆種質資源的物候期、農藝性狀進行了觀測。2021年，郝曉鵬等對從印度、敘利亞、埃塞俄比亞、西班牙、孟加拉國、俄羅斯等國家引進的137份山黧豆種質資源的ODAP含量進行了測定，篩選得到8份低毒材料。

目前我國主要開展了山黧豆野生種的調查、收集以及國外栽培山黧豆品種的引種栽培試驗，而針對現代意義的山黧豆育種工作僅南充市農業科學院開展了相關工作，其以南京植物園引進的扁莢山黧豆作為親本材料，在套作隱蔽條件下經多代株(系)定向選育，最終篩選得到的集抗旱、抗寒等諸多優點于一身的山黧豆新品種，2012年通過四川省農作物品種審定委員會審定，定名為南選山黧豆(川審豆2012 008)。

2 山黧豆育種趨勢分析

山黧豆雖富含豐富的營養，但由于中毒事件的發生，導致其推廣受到影響，隨后很多學者都將目光聚焦于培育不含β-ODAP 的山黧豆品種，然而有研究表明，低劑量的β-ODAP是對人體有益的。因此，山黧豆育種工作逐漸向培育低毒品系過渡。目前大多數學者主要選擇通過雜交育種、誘變育種、基因工程育種等手段，其中雜交育種技術耗時長、投入多、成功率低且具有雜交不親和性的劣勢。誘變育種較傳統雜交育種增加了遺傳變異性，研究發現，Coγ射線和EMS(乙基甲磺酸)復合處理過的種子，其葉片中的β-ODAP含量有所降低，且有學者通過誘變育種獲得了一些低β-ODAP含量的突變體，但目前國內有關山黧豆誘變育種的研究較少，還未見通過相關手段培育的低毒山黧豆品種。采用分子育種方法也是獲得低毒山黧豆的有效手段，但遺憾的是，目前并沒有基于分子標記培育低β-ODAP含量山黧豆的報道。綜上可見，低毒性山黧豆品種選育依然是未來研究的重點。

早在公元前1世紀，山黧豆就已被作為飼料資源利用。選育耐牧型山黧豆品種有利于提高其作為牧草的質量，增加山黧豆的利用價值。耐牧型山黧豆品種選育的育種目標主要包括山黧豆粗蛋白、粗纖維、粗脂肪等營養品質的提升，降低β-ODAP含量、提高山黧豆含硫氨酸和單寧含量，降低木質素含量提高其消化率及提高鮮草產量等方面。

近年越來越多的學者開始關注山黧豆抗逆性方面的研究，并期望通過傳統育種或分子標記輔助選擇的方法來提高山黧豆的抗性。但目前有關山黧豆抗性的研究還主要集中在山黧豆抗性機理等相關基礎研究，而有關抗逆性山黧豆品種選育還未見相關報道。研究表明，山黧豆抗旱、抗寒、抗蟲害、耐貧瘠能力較強，但山黧豆不僅應用在貧瘠干旱地區，還作為綠肥被應用于南方水田、果園等較濕潤地區，因此選育耐澇型山黧豆品種是未來研究的方向。

3 山黧豆應用前景

山黧豆根系結瘤豐富，具有較強的固氮能力，固氮量可達40～210 kg/hm，研究表明山黧豆的碳、氮、磷累積釋放量較箭筈豌豆和苕子高，且翻壓山黧豆處理的土壤有機碳和無機氮含量最高。由此可見，山黧豆是一種較好的綠肥品種。近年來，國內圍繞綠肥山黧豆開展了果園間作、旱地套作、稻田輪作種植模式研究，這些研究表明，種植翻壓山黧豆有助于提高土壤肥力，改善土壤環境，促進主作物穩產、增產，并進一步減少化肥施用量，初步集成了“果園-山黧豆、旱地-山黧豆、稻田-山黧豆”等輕簡化生產技術，為山黧豆的應用推廣奠定了基礎。

山黧豆綠肥在果園的應用。果園間作綠肥是現代果園管理的一項重要措施，是實現水果產業可持續發展的土壤管理模式。果園間作綠肥，選擇優良品種是確保果園綠肥生產和利用取得良好效益的關鍵。山黧豆抗逆性強、苗期生長迅速、覆蓋率高、產量及養分積累量豐富，適宜作為果園綠肥。目前國內針對山黧豆在果園的應用效果進行了少量研究，這些研究表明果園間作山黧豆綠肥具有控草、提升地力、減少化肥施用及提升果品品質及產量的作用。在控草方面，南充市農業科學院(未發表數據)在四川省西充縣百科園進行了長期定位試驗，結果發現橘園間作山黧豆對禾本科、菊科、玄參科、毛茛科、石竹科、十字花科等10余科的近20余種雜草有抑制作用，尤其對稗草、毛茛、苦苣菜等抑制作用最為明顯。在提升地力方面，研究表明在獼猴桃園內種植翻壓山黧豆綠肥能有效提升土壤全氮、全磷、全鉀及有機質含量5.35%～27.27%；在橘園間作山黧豆綠肥土壤有機質、全氮、有效磷和速效鉀較常規施肥分別提高了15.9%、8.7%、16.8%和8.7%。在減施化肥方面，韓文斌等研究結果表明，橘園間作山黧豆可替代15%化肥施用量；在提升果品品質及產量方面，牛雅瓊等研究表明，與清耕處理相比間作山黧豆綠肥能使獼猴桃產量增產7.99%；南充市農業科學院研究表明(未發表數據)，橘園種植翻壓山黧豆較清耕處理單果重、單株果數分別增加了13.4%、18.6%，柑橘產量增產了34.9%；且與清耕相比，橘園連續5年間作山黧豆柑橘果實橫徑均增大，果皮變薄，可食率增加，可溶性固形物提高1.9%，V含量提高1.1 mg/100 g，可滴定酸降低0.13%。綜上可見，果園間作山黧豆是確保果園取得良好效益的一項有效管理措施。周澤弘等針對山黧豆在四川丘陵區橘園高產栽培技術進行了相關研究，明確了橘園間作條件下山黧豆的高產栽培技術，該技術指出四川丘陵區橘園間作綠肥山黧豆宜采用淺旋耕浸種撒播，播期在9月20日左右，播量控制在45 kg/hm為最佳。

山黧豆綠肥在旱地的應用。目前我國旱作農業地區面積大，約占國土陸地面積的56%，旱作農業的發展與我國糧食安全密切相關。有研究表明，山黧豆綠肥在旱作農業中具有改善土壤理化性質，提高土壤肥力、使后茬作物穩產、增產等作用。謝樹果等通過對“麥-豆//預留帶-玉米”寬帶(2 m)間套模式下山黧豆對主作物的增產效應進行分析，結果表明山黧豆在四川丘陵旱地間套蔭蔽條件下具有極強的適應性，其增產增效潛力優于其他綠肥，可使同季小麥增產9.2%、后作玉米增產6.3%，綜合增效9.1%，周年效益提高1 398元/hm。廖明莉等將4種綠肥與小麥間作，研究結果也表明間作綠肥處理的小麥產量比不間作綠肥(CK)處理顯著增產7.5%～14.4%，其中以間作山黧豆處理的增產效果最為明顯，較CK顯著增產733.4 kg/hm；且間作綠肥處理能有效提高土壤肥力，其中以山黧豆效果最好，其有機質、氮、磷、鉀分別較CK增加6.7%、20.3%、50.9%、18.3%。李屹峰等研究表明，在晉西北丘陵區山黧豆根茬還田能有效提高化肥氮的偏生產力2 727.7 kg/kg，且燕麥籽粒增產明顯。綜上可見，在旱地套作山黧豆是促進旱地作物穩產、增產的有效措施，山黧豆綠肥在旱地具有較好的應用前景。

山黧豆綠肥在稻田的應用。我國南方稻區存在大量冬閑田，造成了土地資源的極大浪費，利用稻田冬閑茬口種植并翻壓綠肥，能有效培肥地力、減少化肥施用量，并在一定程度上提高水稻產量、改善水稻品質。目前常見的稻田綠肥品種紫云英、光葉苕子耐澇性差，在秋季多雨的地區容易造成苗期植株矮小甚至死亡，生物產量較低，滿足不了田間生產利用。而山黧豆其抗逆性較強，可作為秋季多雨稻區綠肥備選品種。梁琴等于2015—2018年在四川省西充縣青獅鎮開展了綠肥—水稻生產系統效應研究，研究結果表明稻田種植翻壓山黧豆處理較冬閑處理均能有效促進水稻增產，其中以減施20%～30%化肥施用量效果最佳，且翻壓山黧豆綠肥處理有效提高了稻米糙米率、精米率、蛋白質含量，降低了堊白度、堊白度粒率；同時稻田種植翻壓山黧豆還能有效改善土壤肥力，研究結果表明種植翻壓山黧豆處理的土壤全氮、堿解氮和速效鉀含量較清耕分別顯著提高89.4%、107.4%、28.3%。綜上可見，利用冬閑田種植翻壓山黧豆不僅能夠提高土地資源利用效率，還能有效減少稻田化肥施用量，并提升水稻產量及品質，具有較大的經濟及社會效益，應用前景十分廣闊。

山黧豆作為雜糧、飼草。山黧豆莖葉和果實富含豐富的蛋白質，其遠遠超過水稻、小麥和玉米等糧食作物，同時含有哺乳動物所需的17種氨基酸，還富含胡蘿卜素和人體所需的多種維生素及微量元素，是具有極其豐富營養價值的豆類小雜糧，由于其抗逆能力遠超其他豆科植物，被認為是亞洲和非洲干旱和貧窮地區提供日常飲食的最佳候選作物。由于20世紀60年代山黧豆中毒事件發生，導致山黧豆的種植面積逐年降低，但在國外山黧豆卻是傳統美食，其中古孟加拉人將其視為壯陽食品，葡萄牙阿爾瓦亞澤里市每年10月的第1周均會舉辦山黧豆美食節，而且在印度、孟加拉國等傳統食用山黧豆國家的流行病調查也顯示，在營養均衡條件下食用山黧豆長達34年并未引起山黧豆中毒事件，由此可見少量食用山黧豆，其毒素不會對人體帶來太大的影響，而且有研究表明加熱可使ODAP失活。近年，隨著生活水平逐步提高，人們對蛋白質的需求增加、要求多元化，未來山黧豆作為小雜糧將具有較大的發展前景。

山黧豆莖葉營養豐富，蛋白質含量13.82%～20.14%、粗脂肪1.07%～3.05%、纖維素25.1%～35.4%，粗蛋白含量約等于苜蓿，是一種良好的飼草，曾在我國西北地區大面積種植，可收鮮草10～23 t/hm。然而無論是單胃動物還是反芻動物均發生過山黧豆中毒，因此其作為飼草未得到大面積推廣。但有研究表明，可以通過控制β-ODAP的總攝入量或提供低毒的山黧豆品種，使這種廉價的蛋白質飼料得到廣泛應用。其中Hanbury等研究表明，用82%低毒山黧豆飼喂肉仔雞4周、用含30%山黧豆(含0.09% β-ODAP)的飼料一直喂養15～110 kg的豬、用含0.17%β-ODAP的山黧豆飼養美利奴閹羊，均未發現山黧豆中毒事件。邢更生等研究表明，多數馬、羊在飼喂3年的山黧豆后，才會出現后肢痙攣。

山黧豆相關藥用價值開發。在《中華本草》等資料中記載表明山黧豆具有祛風濕、活血止痛、溫中散寒、解表散寒等作用，山黧豆富含的β-ODAP在止血、神經保護及糖尿病腎病防治等過程發揮重要作用，而且山黧豆是目前唯一已知的L-高精氨酸的膳食來源，L-高精氨酸有利于心血管疾病、糖尿病等的治療。除此之外，在山黧豆屬及相近種屬的植物中，人們已發現并鑒定出了大量的異噁唑環衍生化合物，這種現象在其他植物種類中卻很少見。在合成藥物中，人們熟知的磺胺類藥品結構中就有異噁唑環。由此可見，進一步加強對山黧豆藥用價值方面的開發研究，將有利于開發一系列有價值的藥物。