第一章 文献综述
1.1 大豆生产概况介绍
1.1.1 大豆起源及营养成分
大豆[Glycine max (L.) Merril]通称黄豆,为豆科大豆属。大豆是五谷之一,食用历史较长,在中国的餐饮结构中有着特殊的位置,如早餐中最受中国人喜欢的豆浆和豆腐脑,都是典型的豆制食品。大豆的栽培已有四、五千年的历史。有关起源区域,学者观点不尽相同。多数学者认为大豆的起源地应在黄河中上游地区,或在更大的范围上说是在中国的北方地区。中国文明发生在黄河的中上游,其基础是北方旱田农业,大豆为旱田作物,应为北方旱田农业区的起源作物[1].大豆是高能量和高脂肪以及高蛋白的优质食物来源和粮油作物。根据 FAO 官 P.G.Griffee[2]的报道,8种作物蛋白质的三分之二左右是大豆蛋白。美国大豆协会Phillip Laneye统计:2002 年大豆油占植物性食物油产量的 32.5%.大豆中淀粉含量很少,是患有糖尿病人群的理想食品。大豆在医疗和工业上的作用也很广泛,对人体保健也有一定功效,大豆的活性物质十分丰富,例如异黄酮[4]等。专家还认为,大豆是养地不可或缺的作物,与其共生的根瘤菌可以固氮,增加土壤肥力,防止大豆产量降低[5].在工业方面,大豆制品已达数千种之多,随着近些年来塑料和食品工业的发展,大豆成为了重要工业原料[6].
1.1.2 我国大豆生产形势
近年来,随着我国对大豆需求的日益攀升,以及对大豆附属制品需要的迅速增多,国内产出的大豆已不能满足国民需求,逐步导致了对进口大豆需要的增多。
我国从 1995 年后成为大豆净进口国,价格长期处于被国际市场“绑架”的状态[7],据报道,2012-2013 年度中国大豆进口量为 6300 万吨,占据了 80%的国内市场,2013-2014 年度中国大豆进口量达到历史最高点 6759 万吨,同比增长 7.3%;与此同时,中国大豆产量却从2012-2013年度的1260万吨下降为2013-2014年度的1200万吨[8],同比下降 5%,国内大豆产量已远不及进口数量,中国每年大豆的进口量占世界大豆进口量的一半以上。迄今为止,我国已成为进口大豆最多的国家,大豆生产面临严峻挑战。
1.1.3 河北省大豆生产现状
河北地处东经 113°27'-119°50',北纬 36°03'-42°40',位于华北平原。
河北省 11 个地市 148 个县区均有大豆种植,80%左右集中在冀中南地区,属夏大豆。基本模式为,6 月收获冬小麦后进行大豆播种,收获大豆一般在 9 月至 10 月期间,随后进行冬小麦播种。这种方式不仅可以一年生产 2 茬作物,多产增收,还可以通过轮作大豆达到养地的目的。
大豆是河北省仅次于小麦、玉米的第三大作物,历史上常年种植面积在 50-60万 hm2之间,单产水平在 1500 kg/hm2左右,最高年份达 1945.2 kg/hm2[9].2003 年之后由于受到进口大豆的冲击,大豆价格的不断降低,农民种植大豆的热情大大受挫。国家标准化管理委员会 GB1352 -2009《大豆》 实施指南中明确地指出:大豆是我国主要粮食作物之一,既是重要的食用油加工原料,也可用于居民的主食消费[10].因此,应改变人们对大豆是小杂粮的认知,明确大豆也是人们日常生活中必不可少的主粮。
1.2 大豆栽培技术的推广
大豆栽培技术对提高大豆产量具有十分重要的意义,对于一个优良新品种的栽培技术,要加快示范,有相应配套的推广方式才能发挥增产的优势[11].在探讨大豆高产栽培技术措施的基础上,将好的技术进行推广,让广大种植者熟知[12],并且加以实施,才能保障大豆产量和大豆事业的快速发展。大豆栽培技术的推广,可以充分利用传媒技术展开深入而广泛的宣传,聘请专家通过网络、电视、广播等渠道解答种植者在大豆生长过程中的疑惑和问题,帮助种植者掌握最新的大豆高产栽培技术,有利于大豆产量的增加。产量通常是大豆最主要的栽培目标,在推广大豆栽培技术的同时,进行品种选育以及栽培技术攻克[13],是实现高产的有效途径,因此,大豆栽培技术的创新与发展[14]以及新品种的选育和推广,可以带动大豆产业化,促进农业种植结构调整、经济繁荣和现代化建设。
1.3 大豆田杂草危害及化学防除现状
杂草[15]是长期适应本地生态境况而存活下来的植物,我国大豆田杂草的种类有 70-80 种,危害较大的有 20-30 种。掌握杂草的种类和特征,运用不同的有效技术防除杂草,会获得良好的效果[16].河北作为夏大豆分布区,主要杂草有马唐(Digitaria sanguinalis)、马齿苋(Portulaca oleracea.)、牛筋草(Eleusis indica)、铁苋菜(Acalypha austris)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)、稗草(Echinochloa crusgaili)、狗尾草(Setaira viridis)等[17].任建军[18]总结的杂草危害主要有,杂草的生长会增加田间温度,影响田间透气性;有些杂草是病虫的寄主,为田间病虫害的滋生提供了温室和资源。因此积极防治杂草不仅可以解决大豆田间的草害问题,也可以减少病虫害所带来的困扰。由于我国气候和土壤条件各异,杂草普遍具有很高的适应性,繁殖系数是作物的数十倍,甚至数百倍;杂草生育期较作物要短,大豆田每浇水一次或降雨一次后,就会出现新的杂草。杂草传播途径广泛,繁衍方式各异,除了主要依靠种子进行繁殖外,一部分杂草还能利用根、茎等繁殖,其蔓延和传播亦可借助风力水力以及人和动物的活动等方式。高同彬[19]的研究表明,杂草危害问题是大豆产量减少的重要因素之一。以 2001 年为例,2001 年我国大豆总产量和栽植面积分别是 1530 万吨和 900 万 hm2.而大豆田杂草发生危害的面积就达到了 200 万 hm2,直接导致大豆减产 20%到 30%.
在大豆田除草方法方面,传统的人工除草法迄今为止仍是农业生产中主要的除草方法之一。其具有除草净、对大豆无不良影响等特点,在小面积的大豆田中具有一定的优势。而在大面积种植大豆的今天,传统防除技术逐步被化学除草技术所替代。使用化学除草剂防除大豆田杂草,不仅可以有选择性地防除大豆田杂草而不损害大豆[20],而且可以使大豆田土壤实行免耕,保护土壤的自然属性,以维持土壤肥力,同时还大大节省了大豆田杂草防除的人力物力。随着农村经济体制的改革,农民的观念和思想也在逐渐改变,减少了劳动力投入,铲趟次数也在逐步递减。王宏富,黄春艳[21-22]研究表明,杂草的化学防治作为现代化的主要除草技术在杂草防治中具有重要作用,是现代化商品农业、大农业的必备条件,在杂草综合防治体系里居于核心地位。虽然化学除草会带来弊端,但其优势明显,在一定时期内仍然会被继续使用。
化学除草虽然有其独特的不可否认的优势。但是,除草剂的不合理使用也会导致大豆减产,给大豆种植者造成惨重的经济亏损。由于除草剂使用不当,常常会发生同一块大田多年来使用同种除草剂的情况,致使大豆田杂草对除草剂形成抗性,而后茬作物也将受到化学残留的药害[23].伴随着现代工业的发展,环境污染问题日益被人们所关注,化学除草剂对农田和农产品的污染问题也日渐成为人们的疑虑。一些涉嫌环境污染的化学除草剂相继被淘汰,而安全、高效、低毒、选择性强和用量低微的除草剂不断被研制成功[24],并逐步取代老品种。化学除草剂的不断开发与高活性除草剂品种的筛选呈现发展趋势,这些正在被开发、研制的纯天然无污染的除草剂,给除草剂应用带来了更加广阔的前景。因此,随着科学技术的不断发展,农业科技工作者正在不断探索新的农田杂草防除方法,杂草及其防除已经成为一门新的独立学科。
1.4 本研究的选题依据和研究意义
21 世纪之后人口呈现快速递增趋势,世界人口压力越来越大,导致对大豆以及大豆附属品需求量日益增加。近年来,随着人们意识的转变,农村劳动力逐步向城市的第二、第三产业转移[25],因此大豆种植者对优质栽培技术的需求也愈发的迫切。石豆 8 号的出现,为促进河北省大豆生产奠定了基础。据陈应志[26]计算,优良的品种在粮食增产中的贡献率可高达 36%.因此积极制定解决大豆产量和田间杂草防除问题的技术方案,可以为该品种栽培技术的开展提供强有力的技术支持[27-28],同时也为石豆 8 号大豆高产栽培技术大面积推广应用奠定理论和实践的基础。
石豆 8 号作为优质高产的品种,必须配套相应的优质高产栽培技术,即品种优质化,种植区域化,栽培标准化,才能达到高产高效的目的[29].积极促进石豆 8号栽培技术的推广,有助于提高河北省大豆产量。加快石豆 8 号推广进度,对促进我省乃至我国大豆加工业及畜牧业、保健品业、医药业等相关产业的发展具有现实意义。