陇东黑豆生态分布和农业气候适应性研究
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黑豆是宝贵的农业资源，它既是重要的油料作物和饲料作物，也是植物蛋白和淀粉的主要来源之一，除本身的营养价值和食用价值外，还具有一定的药用和保健价值。生物固氮的特点，决定了它在轮作制中的重要地位，无疑是良好的前茬作物和养地作物。陇东地区良好的气候资源和黑豆广泛的生态适应性，是黑豆生产的有利因素之一。为了因地制宜，系统开发，提高生产效益，在广泛调查和分析探讨的过程中，开展了陇东黑豆生态分布和气候适应性研究，对制定种植计划，综合利用资源，促进高产、优质、高效生产，具有实际意义。
一、陇东黑豆品种资源概况
通过调查整理在陇东及周边地区36个县（区）、乡（镇）采集到的95份黑豆品种，有如下特点：
1.类型多样，分布较广
无论在旱塬地、山台地、川地；高寒阴湿地区，山区；甚至盐碱地，均有种植。生长习性、籽粒大小和形状、百粒重、产量表现等差异明显。
2.中小粒品种较多，大粒品种较少
小粒品种占14.2%，中小粒品种占21.7%，中粒品种占52.5%，大粒品种占11.6%。
3.抗旱性、耐瘠性、抗病性普遍较强
4.无限生育习性居多，占71.3%，部分品种抗倒性不强
5.中晚熟以及晚熟品种较多，早熟品种较少，对95个黑豆品种依熟性初步分类，早熟品种8个，占8.4%；中熟品种31个，占32.6%；晚熟品种56个，占58.9%
二、陇东黑豆品种的生态分布
由于黑豆适应生态环境，特别是适应恶劣环境的能力极强，因而，在陇东地区分布及其广泛，并形成了许多与环境相适应的品种类型。甚至在海拔1823米的山地，也能种植黑豆；加之各地形式多样的栽培制度、长期人工和自然选择，形成了黑豆规律性的生态分布。在95份黑豆品种资源中，85份分布在陇东以及与之毗邻接壤的陕北等地，占全部黑豆资源的82.3％。在黑豆的品种类型上，如植株高度、生长习性、结荚习性、茸毛色、花色、叶形、籽粒大小以均形成了典型的生态分布特点。因此，陇东黑豆品种资源优势明显，分布广泛。
1.黑豆种粒大小及粒形的生态分布
以中粒品种最多，占69.1%，中小粒品种占9.3%，大粒品种和小粒品种较少。小粒品种平均百粒重为11.7克，一般表现早熟，特别是泾河流域的麦黑豆，适宜于早熟洋芋和冬油菜收后复种。中小粒品一般分布在干旱山区，多为中晚熟品种，平均百粒重18.3g,中。中粒品种分布较广泛，是各地的传统栽培品种，百粒重22.6 g。大粒和特大粒品种较少，百粒重30 g以上，一般分布在生产条件和自然环境较好的塬区和少数川区，为晚熟品种。
粒形以椭圆形较多，约占征集品种的51.4％；圆形和扁圆形较少，占8.4 ％；扁椭圆占22.7％，长椭圆占20.7％；肾形粒7.2％。绝大部分品种子叶为黄色。
2.不同生育期、生育习性、结英习性品种的生态分布
黑豆不同的生育期、株高、生育习性、结荚习性，也有明显的生态分布特点。陇东地区干旱少雨，大部分地方日照较长，该区黑豆品种生育期较长，花期也长，即使是干旱年份，一旦遇雨，也能有一定收成(开花期短的品种，短期干旱就会严重减产)，所以能适应干旱的生态环境。该地区的品种植株高大繁茂(平均株高0.8米)，匍匐地面，半蔓生和蔓生型占该地区黑豆品种的79.4％，以亚有限和无限结荚习性为主。
3.不同叶形、花色、茸毛色品种的生态分布
黑豆以卵圆形叶和椭圆形叶品种占绝大多数，分别占53.2％和41.4％；圆叶和披针形叶品种分别占2.4％和3%。黑豆品种75％为棕色茸毛，灰毛品种只占25％。66.6％为紫花，33.4％为白花。黄河流域以紫花、棕毛品种居多数，分别占68.7％和73.3%。
1.6从叶形、花色、茸毛来看，以卵圆形叶和椭圆形叶品种占绝大多数，分别占42.1％和31.8％；圆叶和披针形叶品种分别占15.5％和10.6%。紫花、棕毛品种居多数，占72.8%，白花、灰毛品种较少，占27.2%。（见表1、2、3）
表1征集地黑豆材料份数及类型统计
表2黑豆主要性状表
1.黑豆各生育阶段的热量条件
1.1播种期
黑豆种子在6~7℃可缓慢发芽，12~15℃才能正常发芽。同一品种随着播种期的延迟，所要求的活动积温随之减少，生育期缩短，影响产量。陇东大部分地区4月份平均温度10.5℃，最高17.5℃，最低4.4℃；5月份平均温度15.2℃，最高22.0℃，最低8.9℃。以SFBD-3、晋豆3号为例，根据多年多点播期试验结果，适宜春播的温度指标为9~12℃，春播后一般9天左右出苗为宜。即陇东大部分地区宜在4月25至5月10日播种。黑豆种子萌发的最适温度为19℃左右，播后4-5天即可出苗，在30℃左右，发芽快，但苗势弱，夏播和复种要综合考虑温度指标。
1.2营养生长期（苗期）
黑豆幼苗较耐冻，真叶可耐-4℃低温。出苗至始花即营养生长期，一般32~82天，因品种及播期不同而异。此期间，温度过低，出苗慢、生长势弱。陇东地区常发性春旱和倒春寒虽然是生产的不利因素，一般播种遇低湿或干旱年份，出苗困难，造成苗期延长，苗瘦弱。但一定的低温有利于蹲苗和分枝的形成。6月份平均气温19.1℃，最高25.6℃，最低12.8℃，而正常年份，黑豆根系发达、茎杆粗壮、节间较短、叶片肥厚、叶色浓绿，分枝繁茂。
1.3并进生长阶段
始花至终花即并进生长阶段。根据对95份材料的田间观察记载可知，花蕾膨大到花开放约3~4天，始花至终花所需的时间15~58天，有限性品种单株自始花到终花约20天左右；无限性品种花期长达30以上。
近年来，6~7月份旱情，使黑豆生长受到抑制，株高降低、主茎节数和有效结荚数减少。另外，7月份平均气温21.1℃，最高27.2℃，最低15.7℃，7月上旬前后，即盛花期，该区常出现高温，易造成落花；如群体过于密闭，尤其对无限生长习性的品种，会造成徒长、谎花和落荚。
由于黑豆开花和结荚是交错的，在这个时期内，营养器官和生殖器官之间对光合产物竞争比较激烈，无限性品种尤其如此。开花结荚期是大豆一生中需要养分、水分最多的时期，这一时期田间管理和相应的促控措施是创高产的关键。
1.4生殖生长阶段（籽粒形成期）
终花至成熟即生殖生长阶段。8月中旬至9月中旬大豆鼓粒成熟期，是大豆籽粒干物质积累最多最快的时期，此期营养生长停止，生殖生长旺盛，仍是黑豆一生中需水较多的时期。8月份平均气温19.9℃，最高25.8℃，最低15.1℃；9月份平均气温14.8℃，最高20.7℃，最低10.3℃。8月分干旱缺水，影响光合产物积累，百粒重下降，荚粒干瘪，有荚无粒现象较多；而9月上旬后又逢历年的雨水富集时期，降水对黑豆干物质积累具有一定的促进作用，但影响籽粒归圆；种子含水量高，造成种皮发生褶皱，圆整度和光滑度你佳，光泽度差，也给秋收工作带来难度。
1.5黑豆全生育期光、温需求
1.5.1光照
黑豆是短日照、喜光作物，12~18小时内，光照越短，有利于生殖器官的发育，抑制营养体的生长，晚熟品种短日性强，早熟品种短日性弱。大多数品种对光照的反应很敏感，出苗1周左右开始对日照长短起反映。光照时间延长就能延迟大豆开花期；反之，缩短每日光照时数，则促进提早开花和结荚。短日照是黑豆植株从营养生长向生殖生长转化的条件，一般需7~15天的短日照，就可通过光照阶段，在花萼原基出现时，进入光照阶段，雌雄性配子细胞分化，光照阶段完成。
由于对光照反应的敏感性，黑豆的区域性很强。即将北方品种引到南方种植，由于日照缩短，就会使大豆提早开花、结荚成熟，结果植株矮小，产量很低；而将南方品种引到北方种植，由于日照延长，使植株营养生长繁茂，但延迟开花和成熟。
1.5.2温度
黑豆也是生育期较长的喜温作物，不同品种在生育期内所需的≥10℃的活动积温相差很大。晚熟品种要求3000℃以上，早熟品种（包括复种品种）要求1500℃以上，同一品种，随着播期的延迟，所要求的活动积温也随之减少。
黑豆不耐高温，温度超过38℃，坐荚率减少52-68%。春季，当地温稳定在10℃以上时，种子开始萌动发芽。夏季，气温平均在20~25℃时，最适宜黑豆生长。当温度低于14℃时，生长停滞。秋季，白天温暖，晚间凉爽但不寒冷，有利于同化产物的积累和鼓粒。对植株的生长发育最为适宜。苗期-5℃低温，幼苗可被冻死；黑豆花期抗寒力最弱，0℃以下即受害，-2℃时植株即死亡，未成熟的荚也开始受害。成熟期植株死亡的临界温度是3℃；秋季，短时间的初霜将叶片冻死，但随着气温的回升，粒重还会增加。
试验资料统计表明，陇东种植的晋豆3号、SFBD-3中晚熟品种全生育期（120-140天≥）需≥10℃为2538~3122℃，大体上确定陇东黑豆种植的上限高度约为2000~2100m。
2.品种适生区
在以上分析的基础上，以海拔高度上≥10℃积温作为主导指标，以营养生长和生殖生长阶段平均气温作为辅助指标，把陇东地区分为三个品种适宜区。
早熟品种区：海拔1500m以上的地区，宜种植早熟品种（生育期90~110天），在5月上旬后播种。适宜的品种如鲁黑豆1~1，麦黑豆等。
中熟品种区：海拔1200~1500m的地区，宜种植中熟品种（生育期110~120天），生产条件好的地方，也可种植中晚熟品种，在4月下旬至5月初播种。此种植区包括了陇东地区的绝大部分，如大部分山塬区、子午岭沿山区等。适宜的品种如晋豆3号、陕北圆黑豆、SFBD-3等。
中晚熟品种区：海拔1200m以下的地区，宜种植中晚熟或晚熟品种（生育期120以上天），以充分利用光热资源，该项区域主要包括泾河、汭河、达溪河流域的川区和其它类似地区的河谷台地。在5月上旬播种，适宜的品种如SFBD-3、JCBD-1等。
陇东大部分地区以中熟和中晚熟黑豆品种为主，早熟高产品种缺乏，生产区划上也没进行过详细划分，这是生产区划上的问题之一。品种布局既要充分利用光热资源，也要考虑创高产和适期成熟收获，从而达到优良品种的合理布局和区域化种植。
表3黑豆优良品种简介
四、陇东黑豆种质资源的利用
对黑豆品种资源调查，征集、研究的最终目的是为了高效利用，一方面，将综合性状优良的材料直接应用于生产；另外，通过选配组合，创新种质，形成优良复合型种质材料，提升新品种选育和应用水平。
1.将优良品种尽快用于生产
对晋豆3号、陕北圆黑豆以及丰产性好，抗逆性强的晚熟大粒品种SFBD-3，进行提纯复状、良种繁殖和生产示范，繁殖良种0.8万㎏，示范2000多亩，平均单产达到183.2㎏，并研究制订了黑豆高产栽培技术。
2.通过种质创新，提高利用水平和效益
项目实施期间，积累种质材料130多份，通过种质鉴定、重组，创新种质26份；为黑豆育种提供了必需的种质资源。选育出了综合农艺性状优良、高产、优质、抗逆性、抗病性强的3213黑豆新品种（系），研究制定了高产栽培技术。在陇东及周边地区累计技术示范推广3.4万亩，平均单产173.8㎏，增产13.7%。