2. 江西省红壤及种质资源研究所/耕地改良与质量提升江西省重点实验室/国家红壤改良工程技术研究中心, 南昌 331717;
3. 中国科学院南京土壤研究所, 南京 211135
豌豆(Pisum satium L.),属豆科(Leguminosae)豆属(Pisum),因其富含蛋白质(蛋白质含量达22% ~ 25%)、膳食纤维、维生素和多种矿物质,同时具有低脂肪、低胆固醇的特点,是人们日常饮食中不可或缺的营养来源和重要的植物蛋白供应者,在全球众多国家的饮食结构中占据关键地位[1-3]。同时,豌豆是培肥改土与稳粮增收的“先锋作物”[4],种植过程不仅能够提高土壤肥力,降低农业生产成本,同时还能增强土壤的可持续利用性,为后续作物的生长创造有利条件[5]。随着农业结构调整和特色农业发展的推进,江西省豌豆种植面积逐年增长,已成为南方鲜食豌豆和干豌豆的重要产区[6-7]。然而,受红壤旱地“酸、瘦、旱、板”障碍和豌豆品种结构单一等因素的影响,区域豌豆产能及品质等均存在明显不足[8-9]。因此,筛选适宜区域红壤旱地种植的豌豆品种,是豌豆产业可持续健康发展的重要途径。
已有学者在国内其他省份开展了豌豆品种引进、品种品质鉴定等研究,表明豌豆品种资源呈现一定的地域性分布规律[10]。如刘庆祖等[11]在沿黄灌区引进草原24号、陇豌6号及银豌1号3个适宜推广种植豌豆品种;刘振兴等[12]在唐山市筛选出综合性状最好的豌豆品种唐豌3号。而豌豆品种品质鉴定研究方面,马天天等[13]鉴定了100份菜用豌豆种质资源的商品品质性状和营养品质性状;高小丽等[14]采用灰色关联分析和相关分析相结合的方法评价了8个豌豆品种农艺和品质性状。而当前江西省豌豆品种引进未见有相关研究报道,因豌豆品种引进的地域限制,在江西红壤旱地开展豌豆品种适应性评价意义重大。本研究旨在通过对不同豌豆品种的生长性状、营养品质及适应性进行比较分析,筛选出适宜江西红壤地区种植的优良豌豆品种,为江西省豌豆品种更新及其产业发展提供科学依据。
1 材料与方法 1.1 试验区概况试验区位于江西省进贤县张公镇小蒋村(116o17′60′′E,28o35′24′′N),地处中亚热带,年均气温18.1 ℃,≥10 ℃积温6 480 ℃,年降水量1 537 mm,年蒸发量1 150 mm,无霜期约为289 d,年日照时数1 950 h。试验土壤为第四纪红黏土发育的红壤,土壤有机质21.56 g/kg,全氮1.24 g/kg,全磷0.89 g/kg,全钾10.74 g/kg,速效氮50 mg/kg,有效磷14.24 mg/kg,速效钾99.63 mg/kg,pH 4.8。
1.2 试验设计为筛选适宜江西红壤旱地的豌豆品种,从省内外收集豌豆品种8个,分别是中豌6号、中豌11号、宁豌荷兰豆、台湾奇珍76、碧玉豌豆、紫甜脆豌豆、汉益402、甘翠豌豆,每个处理重复3次,小区面积30 m2。所有豌豆品种种植的施肥量一致,为硫酸钾型复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)600 kg/hm2,全部以基肥均匀撒施于土壤。播种采取人工撒播方式,覆土深度约为2 cm,株行距分别为20 cm和50 cm。试验于2023年11月5日播种,收获时间为2024年4月25日。
1.3 测定指标于豌豆收获前1 d在各豌豆品种处理中分别随机取10株豌豆植株测定株高,并于小区实收荚果鲜重产量。每个品种随机选取500 g样品,烘箱105 ℃杀青30 min,65 ℃烘干至恒重,用粉碎机(DF Y- 1000C,浙江)粉碎,过1 mm筛,再使用FOSS DS2500近红外谷物分析仪测定豌豆的含水量、蛋白质和脂肪等营养品质指标。
1.4 数据统计与分析采用隶属函数法[15]对豌豆品种生产性能和品质进行综合评价,计算隶属函数值。
| $ U\left(X_{i j}\right)=\frac{X_{i j}-X_{j \min }}{X_{j \max }-X_{j \min }}$ | (1) |
| $ \sum X_i=\frac{U\left(X_{i j}\right)}{n} $ | (2) |
式中:U(Xij)为i品种j性状的隶属度值;Xij为某一材料某一指标的实测值;Xjmax为该指标的最大值;Xjmin为该指标的最小值。Xi为i品种的平均隶属函数值;n为测定指标数。
采用Excel 2010软件分析试验数据,利用SPSS 20.0软件Duncan新复极差法检验分析不同处理间差异显著性。采用Origin 8.5软件绘图。使用R语言进行相关性分析,衡量豌豆生长指标和营养品质指标之间的线性关系。利用隶属函数法对豌豆品种的生长性状和营养品质进行综合评价。
2 结果与分析 2.1 不同豌豆品种荚果产量图 1表明,在红壤旱地上,不同品种的豌豆荚果鲜物质量存在显著差异(P < 0.05),其中以宁豌荷兰豆的产量最高(7 299.94 kg/hm2),其次为紫甜脆豌豆、中豌6号和中豌11号(6 336.50 ~ 6 929.39 kg/hm2),而台湾奇珍76和甘翠豌豆则较低(5 261.89和5 447.17 kg/hm2),汉益402和碧玉豌豆(4 039.06和3 742.61 kg/hm2)最低。
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(图中小写字母不同表示不同豌豆品种间差异显著(P<0.05),下同) 图 1 不同豌豆品种荚果鲜物质量 Fig. 1 Pod fresh weights of different pea varieties |
不同豌豆品种在红壤旱地的株高存在较大差异(图 2)。在所有品种中,台湾奇珍76的株高最高(1.48 m),其次为宁豌荷兰豆和中豌6号(1.15和1.13 m),其他品种则较低,株高范围在0.62 ~ 0.81 m。
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图 2 不同豌豆品种株高 Fig. 2 Plant heights of different pea varieties |
由表 1可知,不同豌豆品种营养品质具有不同的表现,但差异并不大。8个豌豆品种中蛋白质含量介于24.41% ~ 26.60%,其中紫甜脆豌豆蛋白质含量最高,其次是汉益402,宁豌荷兰豆蛋白质含量最低;水分含量为8.06% ~ 11.17%,其中汉益402最高,其次是碧玉豌豆,宁豌荷兰豆最低;硫苷含量介于25.49% ~ 27.75%,其中中豌6号最高,其次是宁豌荷兰豆,最低是碧玉豌豆;芥酸含量以宁豌荷兰豆最低,汉益402最高;油酸含量以台湾奇珍76高于其他豌豆品种,但均在30% 以上。
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表 1 不同豌豆品种营养品质 Table 1 Nutritional qualities of different pea varieties |
豌豆生长指标与营养品质指标相关性分析结果显示(图 3),产量与芥酸、水分含量呈显著负相关(P < 0.05);蛋白质与水分呈极显著正相关(P < 0.01),与油酸呈极显著负相关(P < 0.001);芥酸与水分呈极显著正相关(P < 0.001);水分与油酸呈显著负相关(P < 0.05),其余指标之间相关性不显著。
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(*、**、***分别表示相关性达P<0.05、P<0.01和P<0.001显著水平) 图 3 豌豆生长指标与营养品质指标的相关性 Fig. 3 Correlations of growth indexes and nutritional quality indexes of pea |
为综合评价不同豌豆品种在江西红壤地区的引种适应性,用株高、产量、芥酸、硫苷、蛋白质、水分、油酸7个指标进行隶属函数分析。隶属函数值越大,豌豆适用性越好,反之则不太适合引种。由表 2可知,排名第一的是台湾奇珍76(隶属函数值=0.59),其次是中豌6号(隶属函数值=0.58)和汉益402(隶属函数值= 0.56),排在末位的是甘翠豌豆(隶属函数值=0.28)。
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表 2 不同豌豆品种隶属函数综合评价 Table 2 Comprehensive evaluations of membership function of different pea varieties |
本研究探讨了不同豌豆品种在江西红壤旱地的生长性状,结果与部分已有研究存在差异。本研究中,台湾奇珍76株高领先,但产量较低,这与其他注重品种综合增产潜力的研究有所不同[16]。原因可能是其株高优势未有效转化为产量优势,豌豆品种的营养物质可能更多用于植株生长而非生殖生长。宁豌荷兰豆产量最高,在红壤旱地表现出良好的适应性,主要是由于其自身的遗传特性和高效利用土壤养分的能力[17],特别是在花荚期有较强的光合效率和养分转运能力,从而积累了更多营养物质用于荚果形成。当前,豌豆种植技术落后,缺乏科学的田间管理措施,致使豌豆产量和品质难以提高[18-19],而后续在提高种植技术的基础上,可进一步研究品种生长与产量的关联,为豌豆种植提供更精准的品种选择。
3.2 豌豆品种营养品质比较本研究还比较了不同豌豆品种的营养品质,结果表明,不同豌豆品种营养品质虽差异不大,但各有特点。蛋白质含量方面,紫甜脆豌豆最高,宁豌荷兰豆最低。这可能与其品种自身的遗传特性相关,不同豌豆品种在生长过程中,基因表达对营养物质合成路径的影响有所不同,致使蛋白质含量产生差异[20]。水分含量中,汉益402最高,宁豌荷兰豆最低,这或许是因为品种间在生理代谢及对环境水分利用效率上存在差异[21],从而影响了籽粒水分含量。硫苷、芥酸和油酸含量也因品种差别较大,中豌6号硫苷含量最高,碧玉豌豆最低;芥酸含量以宁豌荷兰豆最低,汉益402最高;油酸含量以台湾奇珍76占优。这可能是由于各品种在长期进化和育种过程中,对特定次生代谢产物合成相关基因的表达调控不同,且受种植环境中土壤养分、微生物等因素的交互作用[22-23],综合影响了豌豆品种的营养品质。本研究更全面地呈现了不同豌豆品种在特定土壤条件下营养品质的多样性,为后续深入探究豌豆营养品质形成机制及豌豆育种提供了更有价值的参考信息。
3.3 豌豆品种适应性评价本研究对豌豆品种适应性进行综合评价,其相关性分析表明,豌豆蛋白质与水分含量呈极显著正相关(P < 0.01),与油酸含量呈极显著负相关(P < 0.001)。而张环等[24]分析发现,13个向日葵品种中,高品质油用向日葵品种籽粒兼具了高蛋白质含量和高含油率的特质。这可能是因为豌豆与向日葵这两种作物籽粒营养品质区别较大,豌豆是蛋白质含量较高的籽粒,而向日葵是含油量较高的籽粒。本研究还发现,豌豆水分与油酸、产量呈显著负相关(P < 0.05),这与郭海斌等[25]研究表明玉米高产需减少籽粒水分含量的结果相同。豌豆芥酸与水分含量呈极显著正相关(P < 0.001),与产量呈显著负相关(P < 0.05),这应该是豌豆本身营养指标与生长指标的特性决定的。在隶属函数综合评价中,台湾奇珍76、中豌6号和汉益402排名靠前,而甘翠豌豆适应性较差。这可能是因为台湾奇珍76等品种在长期的品种选育与推广过程中,其遗传特性更契合江西红壤地区的气候、土壤等环境条件。与部分仅依据单一指标或少数指标评估豌豆适应性的研究相比,本研究综合考虑了株高、产量、芥酸、硫苷、蛋白质、水分、油酸7个指标,能更全面、客观地反映豌豆品种在特定地区的适应性,为豌豆引种决策提供了有力参考。
4 结论8个豌豆品种均可以在江西省引种种植,产量以宁豌荷兰豆最高,紫甜脆豌豆其次;蛋白质含量以紫甜脆豌豆最高,水分含量以汉益402最高,油酸含量以台湾奇珍76最高,相关性分析表明,豌豆产量与芥酸、水分含量呈显著负相关,与其他营养指标相关性不大。隶属函数分析结果显示,台湾奇珍76豌豆品种的综合表现最佳,中豌6号与汉益402的综合表现也较好,均适合在江西省红壤地区推广种植。
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3. Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 211135, China
2025, Vol. 57



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