大豆价值的60%来自其蛋白粉，40%来自其油脂，这使得大豆种子的蛋白质和油脂含量与生产有关。内布拉斯加州在美国大豆产量中排名第四，平均蛋白质含量为33%，含油量为20%(美国大豆质量年度报告，2021年)。

从农民的角度来看，有几个重要的原因需要考虑大豆的蛋白质和油脂含量，包括潜在的市场价值。动物饲料生产商、食品加工商和生物柴油生产商等买家愿意为蛋白质和油含量较高的大豆支付溢价。为了让他们的作物获得更高的价格，这些农民必须生产蛋白质和油含量更高的大豆。堪萨斯州立大学最近进行的一项调查显示，农民们对更多地了解大豆蛋白质和油脂含量很感兴趣。这项调查显示，如果能够获得蛋白质溢价，100%的中西部种植者愿意投资于绘制大豆蛋白质变异图的技术，75%的种植者希望更多地了解质量以及如何在其田地内管理蛋白质和油(Ciampitti, 2021)。

虽然一些研究已经评估了不同油田之间蛋白质和油含量的差异，但还没有研究了解蛋白质和油含量在不同油田之间的差异。大豆种子品质是环境、遗传和管理的综合作用;然而，各因子对种子组成的贡献尚不清楚。考虑到大豆蛋白质和油脂含量的重要性，研究人员和种植者现在正在寻求了解这些特性在一个领域内是如何在空间上变化的，并为研究人员、农民和工业提供有用的资源。

在2022年,莱拉·庞特尔博士和劳拉·汤普森内布拉斯加州大学的研究员加入了农民田间大豆蛋白质和油脂质量测绘项目Ignacio Ciampitti博士(堪萨斯州立大学)，该项目旨在了解大豆蛋白质和油在不同领域的变化。

在项目的第一年，在内布拉斯加州的10个农田收获时收集了谷物样本(图1)，并分析了蛋白质和油脂含量，以探索田间表达的变异性。田间采样方案利用大豆冠层的当季航空图像来选择田间的对比部分进行采样。每片田地的种子取样点数从5到12不等。还记录了种植者的管理实践，以更好地了解管理如何影响种子组成(表1)。田地3、5和8是雨养的，而其余的是灌溉的。

2022年大豆质量变化有多大?

各大田大豆蛋白含量在31% ~ 36%之间，平均为34%(图2)，含油量在18% ~ 22%之间，平均为20%(图3)。与美国年度大豆质量报告中内布拉斯加州的报告值相比，观察到的蛋白质含量高0.89%，观察到的含油量低0.75%。总体而言，不同田间蛋白质和含油量的差异分别为4.5%和5.2%。

大量的研究已经证明了油和蛋白质之间的权衡。这是因为蛋白质和油在种子发育过程中有不同的途径来转化光合作用产生的碳水化合物。遗传和环境因素决定了哪个途径将获得更多的资源，这将导致一个或另一个更显著的积累。我们的数据也支持了这一结论，即蛋白质含量最低的两个田(田3和田8)的含油量最高。

除了遗传和环境条件外，灌溉等管理措施对种子成分也有影响。研究表明，蛋白质含量与灌溉呈正相关。平均而言，我们观察到灌溉田的蛋白质含量(平均34%，n=7)高于雨养田(平均31%，n=3)。

在田间采集了不同数量的样品。为了有一个显著的代表性抽样，进行了分析，看看收集的样本数量将如何与领域内的CV相关。我们还发现，为了捕获场内变异性，最佳采样大小是每个场8个样本。

蛋白质和油的场内变异性

变异系数(CV)用于了解观测值的相对变异性或分散性，并以百分比表示，以便于跨领域比较。在田间，蛋白质的变异系数从1.7%(田1和田9)到5.2%(田2)不等，而油的变异系数从2.1%(田9)到6%(田6)不等。总体而言，油分含量(3.6%)比蛋白质含量(3.3%)在田间的差异更大。

2号田蛋白质含量的高变异性与灌溉管理的高变异性相对应。该领域的特点是不同的土壤类型，和枢轴速度相应地调整灌溉量。不均匀的浇水可能导致了蛋白质的更大变化。

6号油田是产量最高的油田之一，其含油量变异性最大。这是唯一一块指定用于制种的田地。在承包种田中，通常选用优质品种，并遵循严格的制种规程。然而，从该油田的干旱地区(枢轴的角落)收集的一个样本具有不同的高含油量，因此导致该油田的高变异性。此外，这片土地在季节早期浇水，因为支点也用于灌溉邻近的玉米田。

油田9的蛋白质和油的变异性最低。生长季节的考察结果表明，植株均匀性好，病虫害防治效果好。田1的蛋白质和油的变异率也很低，是播种率最高的田之一(150000 pl/ac)。该领域共采集了12份样本，这可能是该领域的代表性样本。

如前所述，灌溉田的蛋白质含量高于旱作田。3号田和8号田8月份的降雨量为正常降雨量的17%，导致低蛋白和高油，而5号田8月份的降雨量为正常降雨量的51%，因此没有出现相同的反应。8月是大豆作物的关键月份，代表了R4 ~ R6生长阶段，这是种子灌浆期，根系对氮的吸收和营养组织中已有的氮开始向种子重新调动。在那里，它们被转化为氨基酸，所有氨基酸的总和代表蛋白质的含量。

由于蛋白质含量最低，并且证实了蛋白质和油之间的权衡，油田3和8的含油量(平均为21%)明显高于其他油田(平均为19%)。

田5是大豆籽粒蛋白质含量最高(35.55%)、产量最低(47.2 bu/ac)的田，支持大豆籽粒产量与籽粒蛋白质浓度呈负相关关系。该油田的蛋白质和油的CV值也很高，表明该油田存在显著的变异性。第5场采集的样本数量也最少，总共只有5个，这可能不是该场的代表性样本。

接下来是什么?

内布拉斯加州的研究小组由内布拉斯加州精密农业和土壤肥力专家Laila Puntel博士领导，将继续访问和考察全州的田地，为多州数据库做出贡献，该数据库未来的目标是在美国各地创建大豆质量地图。多州项目将使团队能够将大豆质量预测扩展到区域层面，从而实现大规模的大豆质量改进。最后，大豆质量制图的经济价值将通过在线互动模拟工具、技术出版物和社交媒体传达给农民和农学家。

回家留言

• 平均蛋白质含量为36%，田内田际差异为3.3%，田间差异为4.5%。
• 油田内含油量变化3.6%，油田间含油量变化5.2%，油田间平均为20%。
• 遗传、环境和管理措施均影响种子品质组成。
• 拥有帮助我们了解每个因素如何影响种子含量的工具，对于我们了解诸如温度、养分施用、灌溉、作物轮作、种植时间等条件和做法是有价值的。
• 内布拉斯加州和中西部地区的蛋白质和油质大豆分析将在即将到来的季节进行。数据将用于生成地图，以从区域一级的卫星图像预测蛋白质和石油质量。