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大 豆

第一节 概 述 一、大豆生产在国民经济中的意义 (一)大豆的营养价值

大豆既是蛋白质作物，又是油料作物。大豆子粒约含蛋白质40％、脂肪20％、碳水化合物30％。大豆可加工成多种多样的副食品。大豆营养价值很高，每千克大豆产热量17207．7 kJ。大豆蛋白是我国人民所需蛋白质的主要来源之一，含有人体必需的8种氨基酸，尤其是赖氨酸含量居多，大豆蛋白质是“全价蛋白”。近代医学研究表明，豆油不含胆固醇，吃豆油可预防血管动脉硬化。大豆含丰富的维生素B1、B2、烟酸，可预防由于缺乏维生素、烟酸引起的癞皮病、糙皮病、舌炎、唇炎、口角炎等。大豆的碳水化合物主要是乳糖、蔗糖和纤维素，淀粉含量极小，是糖尿病患者的理想食品。大豆还富含多种人体所需的矿物质。 （二）大豆的工业利用

大豆是重要的食品工业原料，可加工成大豆粉、组织蛋白、浓缩蛋白、分离蛋白。大豆蛋白已广泛应用于面食品、烘烤食品、儿童食品、保健食品、调味食品、冷饮食品、快餐食品、肉灌食品等的生产。大豆还是制作油漆、印刷油墨、甘油、人造羊毛、人造纤维、电木、胶合板、胶卷、脂肪酸、卵磷脂等工业产品的原料。 (三)大豆的其他用途

1．大豆是重要的饲料作物 豆饼是牲畜和家禽的理想饲料。大豆蛋白质消化率一般比玉米、高粱、燕麦高26％～28％，易被牲畜吸收利用。以大豆或豆饼作饲料，特别适宜猪、家禽等不能大量利用纤维素的单胃动物。大豆秸秆的营养成分高于麦秆、稻草、谷糠等，是牛、羊的好粗饲料。豆秸、豆秕磨碎可以喂猪，嫩植株可作青饲料。

2．大豆在作物轮作制中占有重要的地位大豆根瘤菌能固定空气中游离氮素，在作物轮作制中适当安排种植大豆，可以把用地养地结合起来，维持地力，使连年各季均衡增产。用根瘤菌固定空气中的氮素，既可节约生产化肥的能源消耗，又可减少化肥对环境的污染。 二、大豆的起源和分布 (一)大豆的起源

大豆起源于我国，已为世界所公认。我国商代甲骨文中已有“大豆”。汉代司马迁(公元前145年至前93年)在其编撰的《史记》中即提及轩辕黄帝时“艺五种”(黍稷菽麦稻)，菽就是大豆。成书于春秋时代的《诗经》中有“中原有菽，庶民采之”，“五月烹葵及菽”等描述。在考古发掘中也发现了古代的大豆。1959年山西省侯马县发掘出多颗大豆粒，经14C测定，距今已有2300年，系战国时代的遗物。栽培大豆究竟起源于我国何地呢?对此，学者们有不同的看法。吕世霖(1963)指出，古代劳动人民的生产活动是形成栽培大豆的关键，并提出栽培大豆起源于我国的几个地区。王金陵等(1973)也认为，大豆在我国的起源中心不止是一个，而是多源的。徐豹等(1986)比较研究了野生大豆和栽培大豆对昼夜变温和光周期的反应，证实35°N的野生大豆与栽培大豆之间的差别最小；品质化学分析结果也表明，我国N34°～35°地带野生大豆与栽培大豆的蛋白质含量最为接近；种子蛋白质的电泳分析又证明，胰蛋白酶抑制剂Tai等位基因的频率，栽培大豆为100％，而野生大豆中只有来源于N32°～37°者才是100％，与栽培大豆相同。基于以上三点，说明大豆应起源于黄河流域。 (二)我国大豆的分布和种植区划

大豆品种经我国劳动人民长期的驯化培育，目前，除在高寒地区>lO℃年活动积温在l900℃以下或降水量在250 mm以下无灌溉条件地区不能种植外，凡有农耕的地方几乎都有大豆的种植，尤以黄淮海平原和松辽平原最为集中，东北的黑、吉、辽三省和华北及豫、鲁、皖、苏、冀等地，长期以来是我国大豆的生产中心。生产较集中的还有陕、晋两省，甘肃省河套灌区、长江流域下游地区、钱塘江下游地区、江汉平原、鄱阳湖和洞庭湖平原、闽粤沿

海、台湾西南平原等。

我国大豆分布很广，从黑龙江边到海南岛，从山东半岛到新疆伊犁盆地均有大豆栽培。根据自然条件、耕作栽培制度，我国大豆产区可划分为五个栽培区。

1．北方一年一熟春大豆区 本区包括东北各省，内蒙古(自治区)及陕西、山西、河北三省的北部，甘肃大部，青海东北和新疆部分地区。该区可进一步划分为如下四个副区： (1)东北春大豆区。是我国最主要的大豆产区，集中分布在松花江和辽河流域的平原地带。东北大豆，产量高、品质好，在国际上享有很高的声誉。

(2)华北春大豆区。包括河北中北部，山西中部和东南部，以及陕西渭北等地区。华北春大豆区的范围大体上与晚熟冬麦区相吻合，当地以二年三熟制为主。

(3)西北黄土高原春大豆区。包括河北、山西、陕西三省北部以及内蒙古、宁夏、甘肃、青海。这一地区气候寒冷，土质瘠薄，大豆品种类型为中、小粒，椭圆形黑豆或黄豆。 (4)西北春大豆灌溉区。包括新疆和甘肃部分地区。年降雨量少，土壤蒸发量大，种植大豆必须灌溉。由于目光充足又有人工灌溉条件，单位面积产量较高，百粒重也高。 。 2．黄淮流域夏大豆区 本区包括山东、河南两省，河北南部、江苏北部、安徽北部、关中平原、甘肃南部和山西南部、北临春大豆区，南以淮河、秦岭为界。黄淮夏大豆区又可划分为两个副区：

(1)黄淮平原夏大豆区。包括河北南部、山东全部，江苏、安徽北部，河南东部。当地实行两年三熟或一年两熟。夏大豆一般于6月中旬播种，9月下旬至10月初收获。生长期短，需采用中熟或早熟品种。

(2)黄河中游夏大豆区。包括河南西部、山西南部、关中和陇东地区。本地区气候条件与黄淮平原相似，只是年雨量较少。小粒椭圆品种居多，另有部分黑豆。

3．长江流域夏大豆区 本区包括河南南部，汉中南部，江苏南部，安徽南部，浙江西北部江西北部，湖南，湖北，四川大部，广西、云南北部。当地生长期长，一年两熟，品种类型繁多。以夏大豆为主，但也有春大豆和秋大豆。

4．长江以南秋大豆区 本区包括湖南、广东东部，江西中部和福建大部。当地生长期长，日照短，气温高。大豆一般在8月早中稻收后播种，11月收获。

5．南方大豆两熟区 包括广东、广西、云南南部。气温高，终年无霜，日照短。在当地栽培制度中，大豆有时春播，有时夏播，个别地区冬季仍能种植。11月播种，次年3～4月收获。

三、世界和我国大豆生产概况 (一)世界大豆生产概况

大豆是近几十年来种植面积增加最快、产量增长最多的作物。1986年与1949年相比，全世界小麦面积增加37．2％，水稻增加60．1％，而大豆增加3倍有余。同期，小麦总产量增长207．1％，水稻增长203．6％，而大豆增长579．0％。据统计，1998年全世界大豆种植面积为7441.2万h㎡其中美国2 850．7万h㎡，占38．3％；巴西1 300万h㎡，占17．5％；阿根廷860万h㎡，占11．6％；中国850万h㎡，占11．4％。同年，世界四个大豆主产国的单产为：美国2617㎏/h㎡，巴西2 500 kg／h㎡，阿根廷2465㎏/h㎡，中国1 782 ㎏/h㎡。1998年世界大豆总产量为15 983万t，美国大豆的总产量为7503万t，占世界总产量的46．9％。相应地，巴西3450万t，占21．6％；阿根廷2120万t，占13．3％；中国1515万t，占9．5％。世界大豆生产发展迅速的根本原因在于，各国对植物蛋白的需求增长，大豆深加工日益加强，综合利用日益扩大。许多国家对大豆及其产品的生产和出口采取鼓励政策，加强大豆育种、栽培、加工的科学研究，增加大豆生产的物资投入等也都推动了大豆产业的发展。 (二)我国大豆生产概况

20世纪90年代中后期以来，尽管我国的大豆种植面积时有波动，但由于单产的提高，使大豆总产维持相对稳定。与发达国家相比，我国大豆的单位面积产量不高，其主要原因并不在于品种的产量潜力低，而在于生产条件较差，栽培技术推广不够。在生产实践中，只要品种选用适宜，栽培技术措施运用得当，大豆大面积平均产量是可以达到3000㎏/h㎡或更高的。例如黑龙江省1990—1991年在地处北纬46°58’～49°12’的高寒地区推广大豆配套高产技术，两年内在1．6万h㎡试验田上获得了平均3151．5㎏/h㎡的高额产量。1991年山东省菏泽地区0 23万h㎡夏大豆开发试验，平均产量达3 163．5 ㎏/h㎡。安徽省阜阳市邵营乡0．13万h㎡夏大豆平均产量3048㎏/h㎡。1992年江苏省灌云县国兴镇83．3h㎡连片种植的夏大豆平均产量3402㎏/h㎡。

2000年在辽宁省农业科学院和沈阳农业大学大豆超高产课题组的指导下，海城市南台镇树林子村孙永富的O．3h㎡辽21051大豆高产田，除去边行，选择长势较好的667㎡地块，经国家攻关验收专家组当场收割、脱粒、清选、称重，折水13％，单产达4923㎏/h㎡，达到了国家“九五”攻关4875㎏/h㎡的指标。展现出大豆的高产前景。

第二节 大豆栽培的生物学基础 一、大豆的形态特征 一、大豆的形态特征 (一)根和根瘤

1．根 大豆根系由主根、支根、根毛组成。初生根由胚根发育而成，并进一步发育成主根。支根在发芽后3～7 d出现，根的生长一直延续到地上部分不再增长为止。在耕层深厚的土壤条件下，大豆根系发达，根量的80％集中在5～20 cm土层内，主根在地表下lO cm以内比较粗壮，愈向下愈细，几乎与支根很难分辨，人土深度可达60～80 cm。支根是从主根中柱鞘分生出来的。一次支根先向四周水平伸展，远达30～40 cm，然后向下垂直生长。一次支根还再分生二三次支根。根毛是幼根表皮细胞外壁向外突出而形成的。根毛寿命短暂，大约几天更新一次。根毛密生使根具有巨大的吸收表面(一株约 100 ㎡)。

2．根瘤 在大豆根生长过程中，土壤中原有的根瘤菌沿根毛或表皮细胞侵入，在被侵入的细胞内形成感染线，根瘤菌进入感染线中，感染线逐渐伸长，直达内皮层，根菌瘤也随之进入内皮层。在内皮层根菌瘤的后产物诱发细胞进行分裂，形成根瘤的原基。大约在侵入后l周，根瘤向表皮方向隆起，侵入后2周左右，皮层的最外层形成了根瘤的表皮，皮层的第2层成为根瘤的形成层，接着根瘤的周皮、厚壁组织层及维管束也相继分化出来(图12—1)。根瘤菌在根瘤中变成类菌体。根瘤细胞内形成豆血红蛋白，根瘤内部呈红色，此时根瘤开始具固氮能力。

3.固氮 类菌体具有固氮酶。固氮过程的第一步是由钼铁蛋白及铁蛋白组成的固氮酶系统吸收分子氮。氮(N2)被吸收后，两个氮原子之间的三价键被破坏，然后被氢化合成NH3。NH3与α一酮戊二酸结合成谷氨酸，并以这种形态参与代谢过程。大豆植株与根瘤菌之间是共生关系。大豆供给根瘤糖类，根瘤菌供给寄主氨基酸。有人估计，大豆光合产物的12％左右被根瘤菌所消耗。对于大豆根瘤固氮数量的估计差异很大。张宏等根据结瘤、不结瘤等位基因系的比较，用15N同位素等手段测得，一季大豆根瘤菌共生固氮数量为96．75 kg／h㎡。这一数量为一季大豆需氮量的59．64％。一般地说，根瘤菌所固定的氮可供大豆一生需氮量的1／2～3／4。这说明，共生固氮是大豆的重要氮源，然而单靠根瘤菌固氮不能满足其需要。据研究，当幼苗第一对真叶时，已可能结根瘤，2周以后开始固氮。植物生长早