1982-2021年江蘇省審定大豆品種主要農藝性狀、產量、品質及抗性演變分析

徐瑤，冷蘇鳳，張玉明，宋錦花，趙可

（江蘇省種子管理站，江蘇南京，210036）

近年來，我國大豆供求矛盾日益突出，進口數量逐年攀升，已成全球第一大豆進口國[1]，2020 年進口量達到創紀錄的10 032.7 萬噸。2018 年以來中美貿易摩擦嚴重影響大豆進口，給大豆產業及國民用油帶來不穩定因素[2,3]，加強實施“大豆振興”計劃、提升國內大豆產能成為當務之急。

目前，品種差距仍是發展大豆產業的主要障礙，尤其是單產明顯低于國外品種。產量是當前最為熱議的大豆品種卡脖子問題，也是打贏種業翻身仗的核心攻關環節。品種審定作為品種改良有力手段，是育種走向生產的關鍵紐帶，對多年大豆審定品種區域試驗中產量、農藝性狀、品質、抗病性等數據的統計分析研究，有利于歸納大豆主要性狀演變趨勢，盡管不同年代試驗地點、土壤肥力、管理措施、氣象條件存在差異，但對大豆明確科學育種目標、有效提升育種水平、加速品種改良有一定的指導意義。水稻[4]、小麥[5,6]等作物對審定品種主要性狀演變的研究較為深入，大豆對審定品種演變的探討也在逐步開展,劉軍[7]分析國審大豆品種發現，2003-2016 年產量有較大幅度增加，平均產量為2804.10 kg·hm-2，其中黃淮海地區增長最為迅速；何鑫[8]研究2006-2017 年國家黃淮海夏大豆審定品種發現單株粒重是黃淮海地區大豆產量的正向作用因子，是產量提高的關鍵因素；任海紅[9]的研究顯示，1973-2017 年間山西省審定大豆品種在分枝數和單株莢數下降的情況下，單產由百粒重持續增加而增加，至2010 年以后平均產量提高了48.8%；王大剛[10]對安徽省1983-2019 審定夏大豆品種的研究表明百粒重、產量和脂肪含量隨年份更替均呈極顯著上升，年平均升高量分別為0.06 g、16.59 kg·hm-2和0.02%。這些都說明區域性分析調研的重要性。但是江蘇省目前在此方面研究較少，尚未見報道。

江蘇省作為大豆主產省份之一，常年種植面積20 萬hm2，其中粒用大豆種植面積16 萬hm2左右。江蘇自1982 年開始大豆品種審定工作，至2021 年共審定品種152 個，以粒用大豆品種為主。在全國粒用大豆栽培區劃上，江蘇省淮河以北地區屬于黃淮海夏大豆區，淮河以南地區屬于長江流域夏大豆區，省內粒用大豆品種審定參照國家劃分了淮北、淮南兩個適宜區域。本文通過分析1982-2021年江蘇審定的101 個粒用大豆品種的主要農藝性狀、產量、品質及抗性演變規律，以指導高產、優質、綠色大豆新品種選育，為農業部門合理調整大豆品種管理、優化產業政策提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

研究材料為1982-2021 年江蘇省審定的101 個粒用大豆品種（同一品種在不同試驗組別審定，按不同品種計，附表1，見首頁OSID 碼），其中淮北品種60 個、淮南品種41 個。數據來源于江蘇省農作物品種審定委員會品種審定文件及中國種業大數據平臺（http://202.127.42.47:6010/SDSite/Home/Index），統計產量為區域試驗平均產量，對于文件及數據平臺缺失的數據均不做統計。

1.2 方法

分別統計分析生育期、株高、結莢高度、主莖節數、分枝數、單株莢數、百粒重等農藝性狀，蛋白質含量、脂肪含量等品質性狀，區域試驗產量及對大豆花葉病毒SC3 和SC7 株系抗性情況，相關數據分析采用Excel2007和SPSS22.0。

2 結果與分析

2.1 審定品種概況

1982 年以來審定品種的數量、適宜區域、選育單位等情況見表1。1982-2006 年，每5 年審定品種數量均不超過10 個，且均為科研院校選育。2007-2021年，審定品種數量顯著增加，2017-2021年審定品種數量42 個，占1982-2021 年審定品種總數的41.58%，且企業及科企合作選育品種數量增加，總量占2017-2021 年審定品種總數的33.33%。從單年審定情況來看，2014 年以前每年審定的品種數量均不超過5 個，2018 年審定數量明顯增加，至2021年單年審定品種數量增加至16 個，達歷史最高，原因是江蘇省2018年開放了聯合體試驗渠道，2020年起有聯合體試驗品種通過審定，到2021年聯合體試驗審定品種占當年審定品種數近一半。

表1 1982-2021年江蘇省審定大豆品種情況Table 1 Information of soybean varieties released in Jiangsu from 1982 to 2021

2.2 農藝性狀演變分析

2.2.1 生育期分析 生育期是決定大豆品種適應性的重要因素[9]。1982-2021 年審定品種平均生育期107.86 d，其中淮北品種、淮南品種平均生育期分別為105.54 d、111.30 d（表2），淮北品種生育期短于淮南品種。從生育期與審定年份的線性回歸結果來看，1982-2021 年淮南品種生育期隨年份出現極顯著的下降趨勢（R2=0.2534，P＜0.01，圖1A），淮南品種及全省品種生育期變化不大。為促進早熟大豆發展，2020 年江蘇省新修訂的審定標準中明確對生育期提出要求，淮北夏大豆品種生育期不晚于對照7.0 d，其他類型品種生育期不晚于對照10.0 d。

2.2.2 株高、結莢高度分析 1982-2021 年審定品種平均株高73.06cm，其中淮北品種、淮南品種平均株高分別為73.79 cm、72.01 cm（表2），淮北品種、淮南品種及全省品種株高的變異系數均超過17.00%，反映近年來品種選育對大豆株高的改良程度較大。從株高與審定年份的線性回歸結果來看，淮北品種、淮南品種及全省品種株高均隨年份出現下降趨勢，其中淮北品種出現極顯著的下降趨勢（R2=0.3196，P＜0.01，圖1B），當前機械化生產對大豆抗倒性要求越來越高，降低株高是提高抗倒性最直接有效的手段，因此推動新審定品種株高的降低十分必要。1982-2021 年審定品種平均結莢高度15.01 cm，其中淮北品種、淮南品種平均結莢高度分別為13.84 cm、16.55 cm（表2），淮南品種結莢高度高于淮北品種，且隨年份出現顯著降低趨勢（R2=0.1082，P＜0.05，圖1C）。

2.2.3 主莖節數、分枝數分析 1982-2021 年審定品種平均主莖節數15.80個，其中淮北品種、淮南品種平均主莖節數分別為15.51 個、16.23 個（表2），淮北品種、淮南品種及全省品種平均主莖節數隨年份出現下降趨勢。1982-2021 年審定品種平均分枝數2.84 個，其中淮北品種、淮南品種平均分枝數分別為2.66 個、3.09 個（表3），淮北品種株型較淮南品種更為收斂，淮南品種平均分枝數隨年份出現極顯著上升趨勢（R2=0.2804，P＜0.01，圖1E）。

表2 1982-2021年江蘇省審定大豆品種生育期、株高、結莢高度、主莖節數分析Table 2 Analysis of growth periods,plant height,pod height and node number of soybean varieties released in Jiangsu from 1982 to 2021

2.2.4 單株莢數、百粒重分析 1982-2021 年審定品種平均單株莢數44.64個，其中淮北品種、淮南品種平均單株莢數分別為41.87個、49.09個（表3），淮南品種單株莢數大于淮北品種，從單株莢數與審定年份的線性回歸結果來看，淮北品種（R2=0.1094，P＜0.05，圖1F）與淮南品種（R2=0.1326，P＜0.05，圖1F）均出現顯著上升趨勢，全省品種出現極顯著上升趨勢（R2=0.2773，P＜0.01，圖1F）。1982-2021 年審定品種平均百粒重22.40g，其中淮北品種、淮南品種平均百粒重分別為22.42g、22.38g，淮北品種（R2=0.146，P＜0.01，圖1G）、淮南品種（R2=0.1633，P＜0.01，圖1G）與全省品種（R2=0.435，P＜0.01，圖1G）百粒重均隨年份出現極顯著上升趨勢。

表3 1982-2021年江蘇省審定大豆品種分枝數、單株莢數、百粒重、產量分析Table 3 Analysis of branch number,pods per plant,100-seed weight and yield of soybean varieties released in Jiangsu from 1982 to 2021

圖1 1982-2021年江蘇省審定大豆品種生育期（A）、株高（B）、結莢高度（C）、主莖節數（D）、分枝數（E）、單株莢數（F）、百粒重（G）、產量（H）與審定年份線性回歸分析Fig.1 Linear regression analysis of growth periods（A）,plant height（B）,pod height（C）,node number（D）,branch number（E）,pods per plant（F）,100-seed weight（G）and yield（H）with released years of soybean varieties released in Jiangsu from 1982 to 2021

2.2.5 結莢習性、葉形分析 1982-2021 年江蘇省審定大豆品種的結莢習性以亞有限結莢習性與有限結莢習性為主（圖2A-C），無限結莢習性的品種僅為3 個，且審定年份均集中在1995 年以前，有限結莢習性的審定品種隨年份呈增加趨勢，其中淮北品種2017-2021 年審定品種全部為有限結莢習性。1982-2021 年江蘇省審定大豆品種的葉形以卵圓形為主，占比高達75.82%，其次為橢圓形，占比17.58%，披針形與圓形品種數量很少（圖2D-F），淮北品種以卵圓形葉片為主，占比高達90.91%，淮南品種2007年以前以橢圓形葉片為主，2012年以后卵圓形葉片比例增加并超過橢圓形葉片比例。

圖2 1982-2021年不同年份江蘇省審定大豆品種結莢習性（A-C）及葉形（D-F）分布分析Fig.2 Distribution analysis of podding habits（A-C）and leaf shape（D-F）of soybean varieties released in Jiangsu in different years from 1982 to 2021

2.3 產量演變分析

高產穩產是品種審定主要目標之一，1982-2021 年審定品種平均產量2799.63 kg·hm-2，其中淮北品種、淮南品種平均產量分別為2887.94 kg·hm-2、2670.41 kg·hm-2（表3），淮北品種產量高于淮南品種，淮北與淮南品種最高產量均超過3300.00 kg·hm-2，且變異系數均超過11.00%，反映江蘇省大豆品種產量改良效果明顯。從產量與審定年份的線性回歸結果來看，淮北品種（R2=0.6704，P＜0.01，圖1H）、淮南品種（R2=0.6631，P＜0.01，圖1H）與全省品種（R2=0.6231，P＜0.01，圖1H）產量均隨年份出現極顯著上升趨勢，且R2均大于0.600，上升線性關系較為明顯，表明江蘇省審定大豆品種產量逐年提升，年均增產21.08 kg·hm-2。

2.4 品質性狀演變分析

江蘇是傳統的高蛋白大豆產區，1982-2021 年審定品種平均蛋白質含量42.40%，其中淮北品種、淮南品種平均蛋白質含量分別為42.44%、42.34%（表4），從蛋白質含量與審定年份的線性回歸結果來看，淮北品種蛋白質含量隨年份出現極顯著上升趨勢（R2=0.2449，P＜0.01，圖3A）。1982-2021 年審定品種平均油脂含量19.51%，油脂含量隨年份變化不大。1982-2021 年審定品種平均蛋白質和脂肪總含量61.91%，其中淮北品種、淮南品種平均蛋白質和脂肪總含量分別為62.14%、61.59%，淮北品種高于淮南品種，淮北品種、淮南品種與全省品種蛋白質和脂肪總含量均隨年份出現上升趨勢，其中淮北品種極顯著上升（R2=0.2821，P＜0.01，圖3C），全省品種顯著上升（R2=0.2195，P＜0.05，圖3C）。值得注意的是蛋白質含量、油脂含量、蛋白質和脂肪總含量的變異系數均低于7.00%，表明品質改良依然是一個緩慢且難度較大的工作，但蛋白質和脂肪總含量的上升趨勢也反映了改良有所進展。

圖3 1982-2021年江蘇審定大豆品種蛋白質含量（A）、脂肪含量（B）、蛋白質和脂肪總含量（C）與審定年份線性回歸分析Fig.3 Linear regression analysis of protein content（A）,oil content（B）and total content of protein and oil（C）with released years of soybean varieties released in Jiangsu from 1982 to 2021

表4 1982-2021年江蘇省審定大豆品種蛋白質含量、脂肪含量、蛋白質和脂肪總含量分析Table 4 Analysis of protein content,oil content and total protein and oil content of soybean varieties released in Jiangsu from 1982 to 2021

2.5 抗性演變分析

江蘇大豆品種對黃淮及長江流域大豆花葉病毒（Soybean mosaic virus，SMV）優勢流行株系SC3和SC7 的抗性全面檢測自2013 年開始。對2013-2021 年審定品種SC3、SC7 抗性分析可知，對SC3 株系表現高抗（HR）、抗（R）、中抗（MR）、中感（MS）比例分別為1.85%、31.48%、12.96%、53.70%，淮北品種抗性好于淮南抗性；對SC7 株系表現抗（R）、中抗（MR）、中感（MS）、感（S）、高感（HS）比例分別為31.48%、14.81%、27.78%、24.07%、1.85%，淮北品種抗性好于淮南抗性。從不同審定年份來看，淮北品種和全省品種對SC7 株系抗性有所提升，中感以上品種比例有所增加（圖4D、F）。2013-2021年審定品種中對SC3、SC7 株系抗性均達到中抗及以上水平品種21 個，達到抗及以上水平品種15 個。

圖4 1982-2021年不同年份江蘇省審定大豆品種SC3（A-C）及SC7（D-F）抗性分布分析Fig.4 Distribution analysis of SC3（A-C）and SC7（D-F）resistance of soybean varieties released in Jiangsu in different years from 1982 to 2021

2.6 數量性狀與產量相關性分析

對審定大豆品種的主要農藝性狀、產量及品質進行相關性分析（表5～7），產量與蛋白質和脂肪總含量呈極顯著正相關，與蛋白質含量、脂肪含量、百粒重呈顯著正相關，反映了產量與品質出現協同提升關系；產量與生育期、主莖節數、結莢高度呈極顯著負相關，與株高呈顯著負相關，說明可以通過合理縮短生育期、減少主莖節數、降低株高與結莢高度提升產量?；幢逼贩N產量與蛋白質含量、蛋白質和脂肪總含量呈極顯著正相關，與分枝數呈顯著負相關；淮南品種產量與生育期、主莖節數呈顯著負相關。從品質指標來看，蛋白質含量與主莖節數、脂肪含量呈極顯著負相關，與全生育期呈顯著負相關，與百粒重、蛋脂含量呈極顯著正相關，與淮北品種、淮南品種情況相似。

表5 1982-2021年江蘇省審定大豆品種主要數量性狀相關性分析Table 5 Correlation analysis of the main quantitative characteristics of 101 soybeans released in Jiangsu Prov.from 1982 to 2021

3 討論

3.1 優化產量及其構成因素，進一步促進產量提升

1923 年以來我國大豆品種的產量以平均每年1.5%～2.0%的速度增長，產量增長的主導因素是遺傳改良[11]，提升大豆產量是品種選育與審定最為核心問題。從本研究來看，江蘇省大豆審定品種1982-2021 年產量2799.63 kg·hm-2，高于安徽[10]、陜西[12]等省審定品種，并隨年份呈現極顯著上升趨勢，年均增產21.08 kg·hm-2，與全國其他地區大豆審定品種產量變化趨勢一致，2000-2018 年黃淮海地區國審夏大豆品種產量增加27.20%[13]，2003-2019 年安徽省大豆審定品種的產量年均增產16.59 kg·hm-2[10]。

國內外對大豆產量的演變分析研究發現產量增長與單株粒數、單株莢數、百粒重、收獲指數、株高等農藝性狀均有關，但不同地區[9,10,14,15]、品種[16]、氣候[17,18]影響大豆產量的主要因素有差異。本研究發現1982-2021年江蘇省審定大豆品種生育期、株高、結莢高度、主莖節數均大體隨年份呈現降低趨勢，另外發現產量與生育期、株高、主莖節數、結莢高度呈顯著負相關，推斷近些年來，是通過合理縮短生育期、減少主莖節數、降低株高與結莢高度促進產量提升。因此，進一步優化生育期、株高、結莢高度、主莖節數的關系，協調營養生長與生殖生長，仍可作為提升江蘇地區大豆產量有效途徑[19]。

表6 1982-2021年淮北審定大豆品種主要數量性狀相關性分析Table 6 Correlation analysis of the main quantitative characteristics of Huaibei soybean varieties released from 1982 to 2021

表7 1982-2021年淮南審定大豆品種主要數量性狀相關性分析Table 7 Correlation analysis of the main quantitative characteristics of Huainan soybean varieties released from 1982 to 2021

3.2 推進產量與品質協同發展，選育高產優質大豆品種

江蘇氣候條件晝夜溫差相對較小、濕度相對較大，是全國高蛋白大豆優勢產區。本研究顯示1982-2021 年江蘇審定品種平均蛋白質含量42.40%，高于山東[20]、山西[9]、陜西[12]等省審定品種，淮北品種蛋白質含量、蛋白質和脂肪總含量隨年份呈顯著增長趨勢，反映近些年來江蘇優質大豆品種選育有顯著進展，與食用加工高蛋白大豆需求增長相適應。本研究發現大豆品種產量與蛋脂含量、蛋白質含量、脂肪含量均呈顯著正相關，與李偉對山東大豆審定品種研究結果相似[20]，說明產量和品質在一定程度上可以協同提升，為高產優質品種的選育提供理論基礎。

3.3 加快生物育種進程，提升大豆育種水平與效率

Stoj?in 對美國大豆育種的研究表明，推動大豆產量大幅提升最大動力是生物技術[21]。當前，我國大豆生物育種技術研究不斷深入，全基因組測序工作取得較大突破[22]，齊黃34 等品種已完成全基因組重測序[23]，主要性狀的QTL 定位日益準確[24～26]，功能基因的挖掘逐步清晰[27,28]，轉基因技術研究進展較大。但是，目前我國大豆分子研究轉化效率不高，生物育種技術產業化應用不足，與國外差距較大，要在充分分析已審定品種產量與農藝性狀演變規律基礎上，進一步挖掘特異種質與基因，充分整合力量逐步搭建生物育種平臺，提升產業化應用水平，推動大豆育種取得突破性進展。

3.4 完善品種審定制度，加速大豆品種改良

品種審定制度是育種走向生產的關鍵紐帶，要發揮好審定制度的指揮棒作用，加速大豆品種改良。大豆品種審定制度自1954 年建立以來[29]，已經為生產提供大量優良品種。近年來，尤其是新《種子法》實施以來，大豆品種試驗布局進一步優化，試驗渠道拓寬，試驗質量穩步提升，但是仍存在審定標準不夠科學、試驗布局不夠合理、試驗技術不夠規范等問題。下一步，大豆品種審定制度要緊密圍繞保障糧食安全、突出綠色發展、符合市場需求等原則完善，不斷優化審定標準，聚焦高產穩產的同時兼顧優質、抗病，加強品種試驗管理，提升試驗技術水平，為生產提供更多優良大豆品種。