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大豆种业的昨天、今天和明天

韩天富1,3周新安2关荣霞3孙石3

田世艳4王曙明5杨中路6

1.国家大豆产业技术体系首席科学家

2.中国农业科学院油料作物研究所研究员

3.中国农业科学院作物科学研究所研究员

4.国家大豆产业技术体系秘书

5.吉林省农业科学院大豆研究所研究员

6.中国农业科学院油料作物研究所副研究员

我国是大豆起源国，大豆种植历史已经超过年。在二十世纪60年代之前，我国大豆种植面积、总产都居世界首位，目前总产居世界第四位，种植面积居第五位。我国先民很早就采用留优汰劣方法改良大豆品种，也是最早采用现代遗传学方法培育大豆品种的国家之一。新中国成立、特别是改革开放以来，我国大豆育种工作取得了巨大进步，对大豆产业发展提供了强力支撑，保证了食用大豆的完全自给。但总体来看，我国大豆种业与世界先进水平相比仍存在较大差距。新的发展阶段，如何尽快补齐大豆种业短板，提高自主创新能力，打好种业翻身仗，对提高我国大豆单产水平和自给能力，保证食用植物蛋白供给安全，都具有十分重要的意义。

大豆属双子叶植物纲，豆科，蝶形花亚科，大豆属，大豆亚属，该亚属包括栽培大豆（Glycinemax(L.)Merri.）和一年生野生大豆（GlycinesojaSieb.etZucc.）（图1）两个物种，但栽培大豆与野生大豆间不存在生殖隔离现象，能够进行正常杂交，后代可育。

图1大豆的形态

1.野生大豆自然群落

2.野生大豆（左）与栽培大豆植株（右）

3.成熟期栽培大豆生产田

4.大豆种皮颜色丰富多彩

1.起源

栽培大豆由一年生野生大豆驯化而来，中国是世界公认的大豆原产国，但具体起源于我国何地，目前学术界还没有定论，有黄淮地区起源说、南方起源说、东北起源说、多中心起源说等。野生大豆为草本，茎细长而蔓生，荚果窄小，成熟时易炸荚，种皮黑色，百粒重常不足3g。栽培大豆主茎发达、秆强抗倒、叶片宽大、种皮多为黄色、百粒重20g左右，二者形成鲜明对比。据文字记载，早在神农时期(约公元前年)，大豆就被作为“五谷”之一广为种植。《诗经·大雅·生民》中记载了周始祖后稷种植大豆的情形：“蓺之荏菽，荏菽旆旆”。“荏菽”即大豆。由于大豆不易保存，在传统考古发掘中发现较少，建国以来在黑龙江宁安县、吉林省永吉县发现—年前的碳化大豆，在洛阳皂角树遗址发现距今—年的大豆籽粒，在内蒙古夏家店下层文化发现距今—年的碳化大豆。说明数千年前，大豆就被先民认识和广泛种植。

2.传播

大约在公元前2世纪，大豆由我国传入朝鲜，而后又自朝鲜传至日本。在公元6世纪左右，中国南方晚熟大豆又由海路引种至日本九州一带。

德国植物学家英格尔伯特—年曾到访日本，年在他的书中描述了大豆及大豆食品，西方国家从此才将大豆及其相关食品联系了起来。根据大豆在Hartecamp花园的种植时间推算，年之前大豆已经传入荷兰。年法国传教士把大豆邮寄回国，在巴黎加登植物园种植。年大豆在英国皇家花园种植。

年大豆由中国途经英国传入美国。大豆在美国种植的最早记录是年，最初在佐治亚州试种，生长良好。大豆传入阿根廷的最早记载是年，开启了在南美的传播。巴西大豆引种相对较晚，但发展很快。年代起巴西出于土壤改良目的试种大豆，但产量偏低。年代起巴西又从美国引进、源自我国或日本低纬度地区、营养生长期长的“长童期”大豆种质，相继培育出适应短日照与高温条件的“热带大豆”，种植面积迅速扩大，成为世界第一大豆生产国和出口国。

由于世界各国的大豆均直接或间接引自中国（图2），许多国家的语言中至今仍保留着大豆古语“菽”的发音，如拉丁文（Soja）、英文（Soy）、法文（Soya）和德文（Soja）等，间接证明了中国是大豆的原产地。

图2大豆在世界上的传播时序

3.品质与用途

大豆营养价值很高，素有“豆中之王”“田中之肉”、“绿色牛乳”等美称，是人类健康食品。大豆籽粒中蛋白质含量37%—48%，脂肪含量量16.3—25%，碳水化合物26%—30%左右，粗纤维5.9%—6.6%，磷、钾、钙等矿物元素5%—5.2%。大豆蛋白质氨基酸平衡，是仅次于鸡蛋的优质蛋白。大豆油富含不饱和脂肪酸，其脂肪酸构成为亚油酸47.5%—48.6%，棕榈酸13.8%—14.2%，硬脂酸4.5%—5.2%，油酸22%—25.5%，不饱和脂肪酸占80%以上。丰富的不饱和脂肪酸和可溶性纤维等成分，能帮助降低人体中胆固醇、控制血糖，可以防治非传染性疾病，如糖尿病和心脏疾病；多食大豆还有助于防止肥胖。在当前新冠病毒对人类健康构成世界性威胁时，增强免疫力是对抗病毒的好帮手，大豆及豆制品中含有多种有助于增强免疫力的营养和生物活性成分，如：大豆蛋白、异黄酮、低聚糖、皂苷等。大豆对女性特别关爱，大豆食物中含有一定的“类雌激素”生物活性物质，对不同年龄段的女性来说，均是一种非常营养而有保健功效的食品。

中国也是豆制品加工的发祥地，两千多年前西汉淮南王就发明了豆腐，此后，我国劳动人民发明了丰富多样的大豆制品，非发酵制品包括豆腐、豆腐脑、腐竹、豆腐干、豆浆、人造肉等，发酵制品包括豆豉、酱油、酱、豆腐乳、豆酱等，新兴大豆制品包括豆粉、豆奶、生豆粉、酸豆奶等，榨油后的豆粕还可以用于生产豆粕蛋白、脱脂豆粕粉、浓缩蛋白、植物肉等。估不完全统计，目前世界上豆制品种类超过了2万种。

目前世界大豆油年产量超过万吨，是仅次于棕榈油的第二大植物油来源。榨油后的豆粕蛋白质含量42.7%—45.3%，是理想的动物饲料，目前世界蛋白粕年产量3.5亿吨，豆粕产量就超过2.5亿吨，是世界第一大饲料蛋白来源。

大豆根上着生大量根瘤，能够固定空气中的氮，一亩大豆可固定氮素6—10公斤，可提高间套作物及后茬作物的产量与品质，是重要的养地作物，在农业可持续发展中具有重要生态功能。

当前，大豆种植面积超过18亿亩，居世界作物种植面积第四位（在美洲居第一位），年世界大豆贸易量1.66亿吨，豆粕贸易量超过万吨，豆油贸易量超过万吨，大豆及其制品贸易总额接近亿美元，长期高居世界农产品贸易第一位，对人类生活、经济发展和地缘政治产生了举足轻重的影响。

（一）国外发展情况

1.世界大豆生产现状

年世界大豆种植面积为1.27亿公顷，总产达到3.61亿吨。当今世界大豆生产国高度集中，巴西、美国、阿根廷、印度、中国等五国大豆种植面积均超过1亿亩，其中，美国、巴西和阿根廷三国大豆种植面积、总产之和均超过全球总量的80%。巴西从年开始，已经连续三年大豆超过美国，种植面积和总产跃居世界第一。印度从年开始，大豆种植面积超过中国，居第四位，但由于印度单产水平较低，总产低于中国。根据世界粮农组织统计资料，目前我国大豆种植面积居世界第五，总产居世界第四（图3）。

图3世界大豆主产国大豆种植面积、单产与总产

（据FAO统计资料）

2．世界大豆品种发展历程

除中国外，世界最早开始大豆品种改良的国家是日本。在上世纪20—30年代，就培育出了“十胜长叶”等优良品种，但因其规模较小，对世界大豆产业影响较小。20世纪60年代前，大豆品种改良工作主要集中在美国。20—30年代，美国从我国东北和韩国、日本大量引进品种资源，开始品种选育工作。40年代中期以前，美国大豆品种选育工作主要以引种系选为主，从来自中国的大豆种质中系选出“Richland”“Dunfield”、“Mukden”、“Peking”、“CNS”等品种。40年代中期以后，美国大豆育种以品种间杂交为主，年推广了天然杂交品种“Lincoln”。到50年代后期，美国北部育成了了“Clark”、“Harosoy”、“Amsoy”、“Williams”等著名品种；南方育成了“Lee”、“Hill”、“Hampton”等著名品种，使美国大豆生产得到迅速发展。

南美大豆生产快速发展得益于营养生殖期长（长童期）的大豆种质资源的发现与利用。20世纪60年代，巴西从美国引进了长童期品种，并着手培育适于低纬度地区气候、土壤和水分条件的“热带大豆”新品种。年，巴西农牧研究院（EMBRAPA）大豆研究所成立，巴西大豆育种走向了快车道。80年代以后，巴西本地选育的大豆品种逐渐取代了美国品种，这些品种适应性更强，促进了南美热带地区大豆生产的快速发展。

阿根廷规模化种植大豆的历史比巴西更短，开展大豆育种的时间也比巴西晚10年左右。在其大豆生产发展的早期阶段，大豆品种基本来自美国或巴西。20世纪70年代，阿根廷国立农业技术研究所（INTA）正式设立大豆育种项目。至年，阿根廷历史上第一个通过杂交选育的大豆品种Carcarańa在INTA诞生。

20世纪90年代以来，以原孟山都、先锋等为代表的跨国公司开始广泛应用生物育种技术，成功培育出耐除草剂、抗虫、高油酸等转基因大豆品种，这些品种从美国传播开后，又迅速在南美得到普及，对世界大豆产业的发展发挥了极其重要的作用。

3．世界大豆种业发展历程

在现代种业发展起来之前，世界各国豆农种植大豆的种子基本是自留自用。二战结束后，虽然各大州立大学等美国公立育种机构加大了大豆品种选育力度，但大豆种业仍然以公立机构的品种推广、农民自留为主。上世纪80年代以后，美国私营种子公司迅速成长，品种选育与品种市场经营力度大幅提高，所选育的品种种植面积不断扩大。至年，私营种子公司育成品种的种植面积已占美国大豆面积的50%以上。但巴西和阿根廷种子产业经营主体仍多是小型种业公司。

20世纪90年代以来，以原孟山都、先锋等为代表的跨国公司开始广泛应用生物育种技术，成功培育出耐除草剂、抗虫、高油酸等转基因大豆品种后，建立了以知识产权有偿使用的品种使用机制，大豆种子市场经营主体变为跨国种业集团，全球大豆种业市场垄断程度不断提高，美国和南美中小型私人大豆种子公司基本被兼并或消失。

4．世界大豆种业现状

随着年孟山都公司培育的抗草甘膦转基因大豆被批准商业化种植,自此大豆转基因技术在美国、阿根廷、巴西得到了大面积的推广。此后，以原孟山都、先锋等为代表的跨国公司开始广泛应用生物育种技术，成功培育出耐除草剂、抗虫、高油酸、抗旱等转基因大豆品种，建立了基于机械化、信息化、智能化的现代生物育种技术体系，成为世界大豆种业的主导者。目前世界前三大主产国美国、巴西、阿根廷90%以上均种植的是转基因大豆品种。通过推广这些高技术育成品种，美国、巴西、阿根廷大豆单产显著提高，生产成本大幅下降，促进了这些国家大豆产业与种业的快速发展。同时，由于现代种业门坎相对提高，拜尔（含孟山都）、科迪华（含陶氏、杜邦和先锋）、先正达、巴斯夫这四大跨国种业集团已经基本垄断了这三国大豆种业。

近年全球大豆种子市场规模在万吨左右，总产值约50亿美元，其中，美国国内大豆种子市场规模在万吨左右，产值稳定在20亿美元以上，是全球主要的大豆种子产品需求国家之一，大豆种子在该国种业中占据十分重要地位。巴西的大豆种子产业已有超过30年的历史，其国内市场规模已经超过美国，产值仅次于美国。大田作物中，巴西大豆种子市场占约45%，即巴西大豆种子市场规模约15亿美元，种子销量约万吨，商品化率98%以上。大豆种子销量已经占农作物种子销量的45%（图4）。阿根廷大豆种业发展相较巴西更晚一些，开始于本世纪初，目前大豆种子市场规模约万吨，产值约8亿美元。

图4.巴西大豆种子产业所占比例

(引自：