大豆(Glycine max (L.) Merrill)种质资源株型结构与产量性状的机械化收获潜力表征研究

本研究针对加纳北部大豆机械化收获难题，通过田间调查与种质评价相结合，系统解析了7个国内外大豆品种的株型结构、抗倒伏性及裂荚特性。研究发现外国种质G39/G83/G90具有更高的首荚高度(24.5 cm)和产量潜力，而本地品种Favour因较低裂荚率(4%)更受农户青睐。研究首次明确了加纳本地种质均满足联合收割机12 cm首荚高度的作业标准，为西非大豆机械化品种选育提供了关键表型参数。

　　

在非洲农业机械化进程加速的背景下，加纳作为西非第三大大豆生产国却面临单产不足世界平均水平70%的困境。北部地区贡献全国80%产量的小农们，正被"丰收的烦恼"所困扰——成熟期集中的人工收割导致高达50%的裂荚损失，这种"看得见却收不回"的窘境让农户不敢扩大种植规模。更棘手的是，当地主栽品种Favour虽然抗裂荚却株型矮小，而高产品种又存在易倒伏的缺陷，这种"高产难收、易收低产"的矛盾严重制约着产业升级。

加纳发展研究大学作物科学系的研究团队开展了这项开创性研究。他们首先对73个商业种植户的调研揭示了机械化收割困难(75%受访者提及)是首要瓶颈，随后通过田间试验系统评价了4个外国种质(G39/G83/G90/G119)和3个本地品种(Afayak/Favour/Jenguma)的15项关键农艺性状。研究采用随机区组设计，通过SPAD叶绿素仪、数显游标卡尺等标准化工具，量化了株高、茎粗、首荚高度等机械化收获相关参数，并建立了裂荚率与倒伏率的评价体系。

【Soybean plant height at physiological maturity】
研究发现外国种质G90株高显著超出本地品种72%(80 cm vs 45 cm)，但日本种质G119却出现"侏儒化"现象(34.9 cm)。这种差异主要源于遗传背景，如G90的光合效率优势使其在8周内快速积累生物量。值得注意的是，所有本地品种和G39/G83/G90的首荚高度均超过12 cm的机械收割阈值，仅G119(10.83 cm)不符合标准。

【First pod height from the ground of the soybean germplasm】
首荚高度作为联合收割机作业的关键参数，外国种质展现出显著优势，G90达到24.5 cm的理想高度。本地品种中Favour以16 cm表现最佳，其适中的株型结构既避免了G119的收割障碍，又克服了高秆品种的倒伏风险。这种"中间型"架构可能成为未来育种的方向。

【Assessing soybean germplasm resistance to lodging】
倒伏率数据揭示了遗传与环境互作的有趣现象：虽然外国种质平均倒伏率(20%)是本地品种(10%)的两倍，但印度种质G83通过11.51 mm的粗壮茎秆实现了与本地品种相当的抗倒性。雨季末期的大风被证实是倒伏主因，这提示机械化品种需同时考虑茎秆机械强度和株高平衡。

【Assessment of soybean germplasm shattering ability】
裂荚评估中，外国种质G83的裂荚率(3.67%)显著高于本地品种，这与其在干旱条件下的快速成熟特性相关。而本地品种Favour通过延迟裂荚的遗传机制，即使在收割延误时仍能保持1%以下的裂荚率，这解释了其受76%农户青睐的市场表现。

这项研究首次建立了西非大豆机械化收获的性状评价体系，揭示出"高首荚高度≠高倒伏率"的新认知。实践层面，证实了本地品种可直接应用于现有收割设备，而G39/G90等外国种质则提供了产量提升的育种材料。更深远的意义在于，研究提出的"12 cm首荚高度+15%倒伏率+5%裂荚率"的三维筛选标准，为热带大豆机械化育种提供了量化依据。正如作者强调的，下一步需在多点试验中验证G39等材料的稳定性，这或将推动西非大豆单产突破3 t/ha的产业瓶颈。