生育期降水量對不同品種大豆蛋白質含量的效應分析

裴宇峰，蔣洪蔚，劉業麗，何 琳，欒懷海，劉春燕，韓 雪，胡國華

（黑龍江省農墾科研育種中心，哈爾濱 150036）

大豆籽粒中含高達40%蛋白質，是人類植物蛋白的主要來源，同時也是畜牧業和輕工業的主要原料[1]。大豆蛋白質含量受數量性狀基因控制，其表現既有遺傳效應，也有環境效應[2-3]。黑龍江省是我國大豆主產區，氣候條件特別是降水量對大豆產量和品質形成具有至關重要的作用，深入探討大豆生育期降水量對于研究大豆籽粒蛋白質含量的生態效應，提高大豆產量、改善大豆品質意義重大。關于水分對大豆產量和品質的影響主要集中在不同土壤水分處理對單一品種、不同生育期大豆蛋白質和脂肪的影響，研究結果也不盡相同[4-5]。黑龍江省具有復雜的生態條件，尤其是大豆生育期降水量對大豆蛋白質形成的作用少有報道，因此，研究降水量對黑龍江大豆主產區主要品種蛋白質含量的影響以及不同品質類型大豆品種蛋白質含量與降水量關系，弄清大豆品質形成中降水量的生態效應，以及通過何種方式進行調控，對我國大豆生產具有指導意義。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗選用27個黑龍江省主栽大豆品種，研究生育期降水量與大豆籽粒蛋白質形成的相關關系。其中選用東農46（高油類型）、綏農10號（高蛋白類型）和綏農14（中間類型）來研究不同品質類型大豆品種蛋白質含量與降水量的關系。大豆生育期降水量數據來源于當地氣象部門（見表1）。其中2001年搜集67個地點161個樣本，2002年搜集67個地點264個樣本，2003年搜集67個地點242個樣本（見表2）。

表1 2001～2003年降水量Table 1 Precipitation from 2001 to 2003 (mm)

表2 2001～2003年搜集樣本數量Table 2 Number of samples collected from 2001 to 2003

1.2 方法

試驗于2001～2003年在黑龍江省友誼縣紅興隆科研所試驗地進行，采用隨機區組設計，3次重復，3行區，行距0.7 m、行長4 m，小區面積為28 m2。2001和2002年從鼓粒中期至收獲，2003年從鼓粒初期開始至收獲，每5 d取樣1次，摘莢剝粒自然晾干。在同一時間用Perton-8620近紅外品質分析儀分析蛋白質含量。

1.3 統計分析方法

通過SPSS 11.0程序建立相關系數、變異系數、逐步回歸方程。

2 結果與分析

2.1 大豆蛋白質含量和生育期降水量的關系

表2為27個品種蛋白質含量與大豆生育期降水的相關系數。品種平均蛋白質含量與大豆生育期間5～9月降水量的相關系數分別為：0.253*、-0.116**、0.305**、-0.024和-0.017，除8、9月份以外，大豆品種蛋白質含量與其他月份降水量都達到5%顯著水平以上相關。通過逐步回歸分析，大豆蛋白質含量和大豆生育期各月降水量可用下列方程表示y=39.792+0.011 X6月+0.023X5月-0.008X7月-0.011X9月，其中R2=0.163，從方程中可知，5、6、7和9月份的降水量對大豆蛋白質含量形成起重要作用。

盡管大豆蛋白質含量與5、6、7、9月的降水量關系密切，但各品種由于在不同的生態區域，本身蛋白質含量遺傳特性不同，而與各月降水量關系也不同。與5月份降水量存在顯著相關的品種包括：寶豐7號、北豐11、合豐25、黑河19、墾農18、綏農15；存在極顯著相關的品種有綏農10號和綏農14。除黑河19以外，其他品種均呈正相關。與6月份降水量存在顯著相關的品種包括：東農46、黑河27、紅豐9號、墾豐9號、墾鑒豆26、綏農10和綏農15；除墾鑒豆26外，其他品種均呈負相關；與7月份降水量存在顯著相關的品種包括：綏農15、東農42、合豐41、黑河27、黑農35、黑農41、墾鑒豆25和綏農10號。存在極顯著相關的品種有綏農14、寶豐7號、東農46和合豐35，其他均呈正相關。

與8月份降水量存在顯著相關的品種包括：合豐25、合豐40和墾豐9號；存在極顯著相關的品種包括857-1、合豐35和墾鑒豆26；除墾豐9號外，其他品種均呈負相關。

表3 不同大豆品種蛋白質含量形成與降水的相關關系Table 3 Correlation between protein content forms and precipitation on different soybean variety

與9月份降水量存在顯著相關的品種包括：北豐11和綏農14；存在極顯著相關的品種是墾鑒豆26，其他品種均呈負相關。

2.2 不同品質類型大豆品種蛋白質含量與生育期降水量的關系

為進一步分析不同品質類型大豆品種蛋白質與生育期降水量的關系，進行逐步回歸分析。結果表明，高油類型品種東農46蛋白質含量與降水量關系可用回歸方程y=36.626+0.014X7月表示，其中R2=0.449（見圖1）； 高蛋白類型品種綏農10號蛋白質含量與降水量關系可用回歸方程y=28.387+0.028X7月表示，其中R2=0.346（見圖2）。

圖2 綏農10號蛋白質含量與降水量的關系Fig.2 Relationship between precipitation and protein content of Suinong10

高蛋白類型品種黑農35蛋白質含量與降水量關系可用回歸方程y=40.711+0.0201X7月表示，其中R2=0.301（見圖3）；綏農14蛋白質含量與降水量關系可用回歸方程y=38.932+0.021X7月表示，其中R2=0.352（見圖4）。結果表明，不同類型品種對7月份降水量均敏感，其蛋白質含量與7月份降水均呈正相關，以高油類型品種表現更為明顯。

圖3 黑農35蛋白質含量與降水量的關系Fig.3 Relationship between precipitation and protein content of Heinong35

圖4 綏農14蛋白質含量與降水量的關系Fig.4 Relationship between precipitation and protein content of Suinong14

3 討論與結論

研究表明，大豆籽粒蛋白質含量除受遺傳因素影響外，還受環境條件的影響[6-7]。水分參與大豆生長發育全過程，因此，水分供應對大豆蛋白質形成至關重要。前人研究多集中在水分對大豆不同生長發育期的影響。李永孝利用山東1979～1982年夏大豆聯合區域試驗材料和各地氣象臺的氣象資料，研究豐收黃、文豐5號、躍進5號、魯豆1號、魯豆4號等品種各生育階段的適宜供水量，結果表明，品種間需水量主要差異在出苗至開花階段和結莢末期至鼓粒末期階段[4]。張敬榮等研究結果表明，大豆在開花、結莢及鼓粒期干旱，蛋白質含量均上升，油分含量及油分蛋白總量則下降，以鼓粒期干旱的變化為極顯著[5]。本試驗研究黑龍江大豆主產區每月降水量對大豆籽粒蛋白質含量的影響。結果表明，除8月份和9月份以外，大豆品種蛋白質含量與其他月份的降水量都達到5%水平以上相關。通過逐步回歸分析，大豆蛋白質含量和大豆生育期各月降水量可用下列方程表示y=39.792+0.011X6月+0.023X5月-0.008X7月-0.011X9月，其中R2=0.163。5、6、7和9月份的降水量對大豆蛋白質含量形成起重要作用。特別是7月份降水對不同品質類型大豆品種蛋白質積累尤為重要。5、6、7月份的多雨和9月份的少雨都有利于大豆蛋白質的形成。不同品質類型大豆品種對7月份降水量均敏感，其蛋白質含量與7月份降水均呈正相關，以高油類型品種表現更為明顯。針對本研究結果，在大豆生育期內，采取適當的栽培技術與措施，排水與儲水相結合，及時改變與改善大豆生育期間的供水情況，對于提高黑龍江主產區大豆蛋白品質具有積極作用。

[1] 馮麗娟,朱洪德,于洪久,等.品種、密度、施肥量對高油大豆產量及品質的效應[J].大豆科學,2007,26(2):158-162.

[2] Torrie J K,Briggs G M.Effect of planting date on yield and other characteristics of soybeans[J].Agron J,1955,47(2):210-212.

[3] Wilcox J R,Cavins J F.Normal and low linolenic acid soybean strains;response to planting date[J].Crop Sci,1992,32(10):1248-1251.

[4] 李永孝.山東大豆[M].濟南:山東科技出版社,1999.

[5] 張敬榮,高繼國,李辰仁,等.開花至鼓粒期干旱對大豆籽粒化學品質的影響[J].大豆科學,1996,15(1):84-90.

[6] 鄭殿君,張治安,姜麗艷,等.不同產量水平大豆葉片凈光合速率的比較[J].東北農業大學學報,2010,41(9):1-5.

[7] 胡曉青,孫磊,羅盛國,等.養分調控對大豆可溶性糖積累、分配及產量的影響[J].東北農業大學學報,2011,42(4):8-12.