英國紅蕓豆提純復壯技術的應用研究

張廣峰 陳喜明 韓云麗 李曉峰 白 潔

（山西農業大學玉米研究所，忻州 034000）

紅蕓 豆，屬豆科（Fabaceae）、蝶形花亞科（Papilionoideae）、菜豆屬（PhaseolusL.）普通菜豆（Phaseolus vulgarisL.）中的一類硬莢型資源，即粒用普通菜豆（Grain common beans）品種[1]。因其具有高鉀、高鎂、低鈉且含有皂苷、尿素酶和多種球蛋白等特點[2]，被人們稱為高蛋白、低脂肪、多礦物的現代營養保健食品，具有較高的營養、保健和美容、藥用價值，深受消費者歡迎[3]。

英國紅蕓豆是由國外引進的品種，優點是生育期短、籽粒飽滿、產量高、色澤艷，現已成為山西省的主要雜糧作物之一。山西晉北地區大部為無污染、無公害的高寒山區，非常適宜紅蕓豆的種植，生產出的紅蕓豆品質優，是天然的綠色食品，具有不褪色、利用率高的特點，享譽國際市場[4]。但是經過近30年的連續種植，由于粗放管理、自然變異以及隨種植代數增加而產生的分離等原因[5]，造成了英國紅蕓豆出現了群體混雜、純度下降、種性退化等一系列的問題，由此導致品種的商品性變差、市場競爭力減弱，嚴重制約了紅蕓豆產業的發展。為此針對以上問題，應用“三圃法”對英國紅蕓豆進行了提純復壯技術的應用研究。

1 品種特征特性與試驗基地概況

英國紅蕓豆屬早熟品種，生育期90～100d，株型矮生直立，葉片菱卵圓形、綠色，株高45～50cm，主莖分枝數4 個，花白色，有限結莢習性，豆莢彎扁條形，莢長12～15cm，單株莢數15～20個，單莢粒數4～6粒，籽粒腎形、紅色，百粒重45g，產量2250kg/hm2。

試驗基地位于山西省忻州市五寨縣，毗鄰“中華紅蕓豆之鄉”山西省岢嵐縣，五寨縣境內氣候涼爽、降雨集中、光照充足、晝夜溫差大，獨特的氣候條件非常適合紅蕓豆的生長發育。2018 年2 月12 日，經原中華人民共和國農業部正式批準對“五寨紅蕓豆”實施了農產品地理標志登記保護。

2 提純復壯過程

在山西農業大學玉米研究所五寨試驗站建立了英國紅蕓豆提純復壯試驗基地，在單株選擇的基礎上，按照“三圃法”逐年開展株行圃、株系圃、原種圃的比較鑒定試驗，最后在主栽地區開展品種示范工作[6]。

2.1 單株選擇

2.1.1 單株來源以五寨縣匯豐貿易有限公司提供的當年精選英國紅蕓豆種子為材料種于選種圃。為使品種的特征特性充分表現，便于鑒定選擇、去雜去劣，播種采用人工單粒點播的方式。在英國紅蕓豆的整個生育期內通過觀察并記載單株的典型性狀進行單株選擇，包括物候期、株高、主莖節數、主莖分枝數、莢粒數、葉形、開花習性等特征，一旦發現雜株立即整株去除，最終田間選擇200 個優良單株。

2.1.2 決選田間選擇的200 個單株再經過室內考種選擇，包括粒色、粒形、臍色、百粒重等籽粒性狀，嚴格淘汰掉與原品種籽粒典型性狀不符的單株。按照典型性、豐產性、抗病性的目標要求并結合記載的田間植株性狀，最終決選出100 個優良單株，剔除病蟲粒、破損粒、小粒、秕粒后按單株種子保存作為株行圃用種材料。

2.2 株行圃鑒定

2.2.1 設計與評鑒以決選出的100 個單株作為株行圃的播種材料，采用順序排列法，不設重復，單粒點播。每單株種子種1 行，形成株行，每隔10 株行設1 個原種對照行，所有株行均隔行播種，以防止行間混雜，也便于后期觀察記載、比較鑒定和田間評選。在整個生育期內隨時對比對照行，去除有雜株、劣株、異株及不良分離株的株行，選擇株行性狀穩定一致、無病害或病害發生較輕、生長表現優于對照的株行，再拔除擬入選株行中的個別病株、劣株，并詳細記載每行的物候期、農藝性狀及病株、劣株的株數作為決選參考，成熟時將入選株行按行單獨收獲、脫粒、保存。

2.2.2 決選室內考種時從種皮顏色、粒形、大小、均勻性等籽粒性狀，百粒重、總重等經濟性狀，并結合物候期、農藝性狀等進行篩選，選擇種皮顏色一致、大小均勻、籽粒飽滿、百粒重高、生育期短的株行準備進入株系圃。按照典型性、豐產性和一致性的決選目標最終決選出50 個優良株行進入株系圃繼續鑒定試驗，將決選出的株行種子單獨裝袋保存，防止混雜。

2.3 株系圃鑒定

2.3.1 設計與評鑒田間排列采用順序排列法，不設重復，每個株系為一小區，小區面積67m2。采用起壟覆膜種植，壟寬1.2m、壟深30cm，株行距35cm×50cm，每穴2 粒，人工點播，每2 個株系設1個對照系，對照種（CK）為原種。詳細記載各株系和對照系的物候期、農藝性狀、經濟性狀及收獲后的考種結果。

株系圃田間評鑒方法與株行圃鑒定基本相同，主要調查各株系的典型性、穩定性、整齊度情況，與原種對照典型性狀不一致的、有分離現象的、生長不整齊的以及雜株較多的株系予以全部割除淘汰；剩余擬保留株系中割除個別混雜的病劣單株，植株成熟時按株系全部收獲，另每株系取30 株有代表性的且長勢均勻的單株收獲、考種。

2.3.2 決選經室內考種綜合分析，對比各株系的主要經濟性狀、數量性狀、抗病性、抗倒性、產量及農藝性狀等方面，最終從50 個株系中決選出10 個最優株系。將決選出的10 個株系種子精選后混合均勻，作為下一年原種繁殖的種子。

2.4 原種圃繁殖基地內選擇近2 年沒有種植過豆科作物的中等以上肥力田塊作原種圃，原種圃與同類作物田塊保持相對隔離，將上一年決選出的混系種子進行播種，在整個生育期內隨時嚴格去除雜株、病株、劣株，以保證種子純性，待植株成熟時及時收獲，防止霉變，單獨收獲、脫粒，嚴防機械混雜。

原種圃當年生產的種子即為提純復壯后的原種，精選后一部分置于低溫種子庫作為原原種，準備多年保存，以備不時之需；其余即可作為大田生產用原種。

2.5 品種示范為了進一步驗證提純、復壯后種子的純度及適應性、穩定性、豐產性等性狀，特將混系繁殖后的原種在紅蕓豆主栽地區山西省岢嵐縣、神池縣、五寨縣進行了多點示范試驗，每個試驗點在同一地塊設置等面積示范田與對照田，對照田種植未經提純復壯的種子，播種、施肥等田間管理參照當地種植戶。示范田紅蕓豆群體表現整齊一致，純度≥99%，植株健壯，抗病性、抗倒性強，籽粒均勻、飽滿、色澤鮮亮。經過測產，示范田每667m2平均產量為163.2kg，對照田產量為141.6kg，比對照田增產15.3%。

3 小結與討論

3.1 困難與弊端英國紅蕓豆品種的提純復壯試驗經過了單株選擇、株行圃鑒定、株系圃鑒定、原種圃繁殖4 個步驟，歷時4 年，投入了大量的時間、精力和物力；此外，提純復壯后的英國紅蕓豆與上代原種相比，一些優良基因會丟失，所以一般情況下非必要不進行提純復壯[7]。因此，在第1 年單株選擇時應盡量多地選擇符合原品種典型性狀的單株最終進入株系圃，同時，選擇一些具有優良抗性基因的變異單株保留下來，以期增加英國紅蕓豆的群體抗性。另外，用作原種圃的基地應盡量固定，以保證產出種子的純性和穩定性，如因連作、機械混雜等原因導致種子純度降低和品質變差，則可利用種子庫中的備用原原種進行原種繁殖。

3.2 一繁三用隨著種植世代的增加，品種退化速度會越來越快，加之紅蕓豆相比其他作物而言繁殖系數較低，因此提純復壯后的原種可以一年繁殖三年種植，最大限度保持種性、降低種植成本。

3.3 防止機械混雜要想保證英國紅蕓豆種子的純度，必須同時重視田間的去雜除劣和成熟后的收獲、運輸、晾曬、脫粒、儲存過程，不可重前輕后，以免前功盡棄，嚴格預防各個環節中由于機械交叉和人為因素造成的混雜[8]。

3.4 保純度防減產英國紅蕓豆由于混雜退化造成的減產首要因素是品種純度的降低，因為物候期、品種特征特性的不一致加之病劣種混雜在良種里，就會拉低良種的產量。因此，勤于選種、去雜除劣，保證品種的高純度和種性，結合高效的栽培技術，是解決因混雜退化而減產問題的有效手段。