关于内布拉斯加州灌溉和旱地生产田的大豆种子成分,我们了解了什么?

关于内布拉斯加州灌溉和旱地生产田的大豆种子成分,我们了解了什么?

大豆种子样本图
图1所示。内布拉斯加州大豆田的位置(红点),在那里采集种子样本以评估灌溉和旱地条件下的种子成分。大豆产区用绿色表示。

由于更好的遗传和农艺措施,美国大豆产量不断增加,但伴随而来的是种子蛋白浓度的持续下降。这正成为旨在生产高蛋白豆粕的大豆加工商面临的一个问题。

内布拉斯加州是美国第四大大豆生产国。内布拉斯加州约50%的大豆种植面积被灌溉;其余地区是旱地,在季节性降雨不足和/或分布不均匀的年份里,面临着水资源限制。因此,与旱地相比,灌溉的产量通常更高,更稳定。

已有研究表明,随着产量的增加,种子蛋白浓度呈下降趋势;因此,原则上可以预期,在灌溉条件下,种子蛋白质会随着产量的增加而减少。然而,尚未评估水制度(灌溉与旱地)对种子成分,特别是蛋白质浓度的影响程度。

大豆种子样本图
图2。内布拉斯加州灌溉与旱地的种子产量、种子蛋白质和油浓度及试验重量的比较。每个数据点对应于给定生产者的灌溉田及其附近旱地田的平均值。灌溉地和旱地之间的平均差异及其统计意义(p值)在每个图表中显示。四幅图中的蓝十字表示灌溉和旱地的平均值。平均值可以通过从蓝色十字到左边和底部轴的连接虚线读出。

为了回答这个问题,我们在UNL农艺和园艺系的研究团队发起了一个项目,得到了内布拉斯加州大豆委员会的支持。在17名UNL推广工作者的帮助下,我们在2019年和2020年的生长季节从总共91名大豆生产者收集了大豆种子样本。要求每个生产者提交来自灌溉和旱地的样品。对大豆种子样品进行蛋白质和油脂分析,并测定试验重量。调查的田地很好地代表了该州大豆产区的分布以及相关的天气、土壤和管理措施范围(图1)。

图2显示了2019年和2020年的汇总数据,并显示了灌溉(垂直轴)的产量、种子蛋白质和油浓度以及试验重量的比较。旱地(水平轴)。数据点以上1:1线表示更高的灌溉农田的数据值高于附近的旱地反之亦然.灌溉平均增产10蒲式耳/公顷旱地条件。

旱地产量较高的三种情况灌溉条件是指灌溉田因杂草侵害而遭受产量损失,或灌溉量不合时宜、不适宜,或种植较晚的情况。灌溉地和旱地的蒲式耳试验重没有差异。然而,平均试验重量(57磅/蒲式耳)比标准大豆市场试验重量(60磅/蒲式耳)低3磅/蒲式耳。

与我们最初的假设相反,灌溉地的蛋白质含量(+0.32%)高于附近的旱地,但石油含量(-0.18%)略低。换句话说,灌水的产量和种子蛋白质含量均较高这意味着内布拉斯加州的大豆生产者可以在灌溉条件下以高蛋白质浓度生产高产量。除了经济方面的考虑,从科学的角度来看,这个结果也很有趣,因为灌溉似乎打破了人们在产量和种子蛋白质之间预期的典型平衡(即,低蛋白质高产量)。