夏大豆高產(chǎn)育種的農(nóng)藝性狀選擇

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(淮北市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，安徽淮北 235000)

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夏大豆高產(chǎn)育種的農(nóng)藝性狀選擇

張 星， 張?zhí)炝?/p>

(淮北市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，安徽淮北 235000)

對(duì)安徽省2013年夏大豆聯(lián)合鑒定52個(gè)品種(系)逐步回歸分析表明,有效分枝、底莢高、單株莢數(shù)和株高變異系數(shù)較大。單株產(chǎn)量與有效分枝、單株莢數(shù)正相關(guān)，與百粒質(zhì)量負(fù)相關(guān)，與生育期、底莢高、單株莢數(shù)、莢粒數(shù)和百粒質(zhì)量多元直線相關(guān)。選擇高產(chǎn)新品系，應(yīng)突出單株莢數(shù)的選擇，早期選擇莢粒數(shù)多、百粒質(zhì)量高、生育期適中的株系，后期選擇主莖節(jié)數(shù)、有效分枝多，底莢高適中的品系。

夏大豆；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量；相關(guān)分析；通徑分析

大豆是人類攝取植物蛋白的主要來源，具有強(qiáng)健身體、延緩衰老的保健作用。單產(chǎn)偏低一直是影響大豆生產(chǎn)的主要因素，高產(chǎn)一直是大豆育種的首要目標(biāo)。大豆單株生產(chǎn)力是多基因控制的數(shù)量性狀，各農(nóng)藝性狀對(duì)單株產(chǎn)量的作用大小不同，而且各農(nóng)藝性狀間又存在不同程度的相互影響。前人應(yīng)用多元統(tǒng)計(jì)分別從生態(tài)區(qū)域、播種類型和結(jié)莢習(xí)性等多角度研究了大豆農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量之間的關(guān)系，但由于試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)群體大小不同，其結(jié)論不完全一致。筆者利用安徽省夏大豆品種聯(lián)合鑒定52個(gè)品種(系)8個(gè)主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的表現(xiàn)型資料，進(jìn)行逐步回歸分析，旨在明確影響夏大豆產(chǎn)量農(nóng)藝性狀的主次關(guān)系，為雜交后代選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料試驗(yàn)數(shù)據(jù)來自2013年安徽省夏大豆品種聯(lián)合鑒定總結(jié)。參試品系52份，其中有限結(jié)莢習(xí)性的47份，亞限的5份。育種單位為安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所、阜陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、宿州市農(nóng)業(yè)科學(xué)院和濉溪縣科技開發(fā)中心、山東圣豐種業(yè)等22家，以安徽省的為主。以中黃13為對(duì)照，分4組進(jìn)行，每組參試品種(系)14份(含對(duì)照)。

1.2 試驗(yàn)方法試點(diǎn)設(shè)在阜陽、龍亢、合肥和濉溪，地力中等或偏上。隨機(jī)區(qū)組排列，2次重復(fù)，行長6.0 m，行距0.4 m，6行區(qū)，小區(qū)面積14.4 m2，每行定苗54株，種植密度22.5萬株/hm2。

各試點(diǎn)試驗(yàn)地較平坦，前茬均為小麥；各試點(diǎn)旋耕后播種；合肥、阜陽試點(diǎn)沒有施肥，其余各試點(diǎn)施肥1次；6月16～26日播種，開溝條播或點(diǎn)播；間定苗1～2次，中耕除草2～4次，防治病蟲2～4次，濉溪點(diǎn)全生育期沒有排灌水，其余試點(diǎn)排灌水1～2次。

生育期間調(diào)查出苗期、開花期、成熟期。收獲前每小區(qū)連續(xù)取10棵正常生長的植株進(jìn)行考種，考查株高、底莢高、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝、單株莢數(shù)、莢粒數(shù)、單株產(chǎn)量。全區(qū)收獲計(jì)產(chǎn)，稱取小區(qū)產(chǎn)量、百粒質(zhì)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析數(shù)據(jù)采用各組參試品種(系)的平均值，運(yùn)用Excel 2003和DPS v7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算變異系數(shù)、相關(guān)系數(shù)和通徑系數(shù)。分析時(shí)，以單株產(chǎn)量為應(yīng)變量，記作Y，其他各性狀為自變量，即生育期(播種～成熟，X1)、株高(X2)、底莢高(X3)、主莖節(jié)數(shù)(X4)、有效分枝(X5)、單株莢數(shù)(X6)、莢粒數(shù)(X7)、百粒質(zhì)量(X8)。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量表現(xiàn)遺傳變異系數(shù)大的性狀從群體中選優(yōu)的機(jī)率較大。遺傳性變異與表現(xiàn)型變異基本一致，對(duì)遺傳變異系數(shù)大的性狀從表現(xiàn)型上選擇有效[1]。主要農(nóng)藝性狀變異系數(shù)由大到小依次為：有效分枝>底莢高>單株莢數(shù)>株高>百粒質(zhì)量>主莖節(jié)數(shù)>單株粒重>莢粒數(shù)>生育期(表1)。有效分枝、底莢高、單株莢數(shù)和株高變異系數(shù)>15%，從表現(xiàn)型上選擇效果較好。而百粒質(zhì)量、主莖節(jié)數(shù)和莢粒數(shù)變異系數(shù)小，遺傳力相對(duì)較高，可以進(jìn)行早期選擇。

表1 夏大豆新品系主要性狀的變異系數(shù)

4組平均，中黃13(CK)產(chǎn)量2 628.5 kg/hm2。4組中有15個(gè)品系產(chǎn)量比對(duì)照增產(chǎn)5%以上，為高產(chǎn)品系；24個(gè)品系產(chǎn)量低于對(duì)照，為低產(chǎn)品系。高產(chǎn)品系(平均)較低產(chǎn)品系，產(chǎn)量提高16.7%，百粒質(zhì)量降低1.8 g，生育期縮短1.3 d，其他農(nóng)藝性狀提高0.5%～14.9%。有效分枝和單株莢數(shù)與產(chǎn)量提高幅度相近，應(yīng)作為高產(chǎn)育種重視的性狀[2]。

2.2 農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性相關(guān)分析是了解各性狀間是否相關(guān)及相關(guān)的性質(zhì)(正或負(fù)相關(guān))、密切程度。分析表明，單株產(chǎn)量與有效分枝、單株莢數(shù)呈顯著、極顯著正相關(guān)，與百粒質(zhì)量顯著負(fù)相關(guān)[3]。農(nóng)藝性狀間的相關(guān)程度為：生育期與株高極顯著正相關(guān)，與底莢高、主莖節(jié)數(shù)顯著正相關(guān)，與百粒質(zhì)量弱正相關(guān)，與莢粒數(shù)顯著負(fù)相關(guān)，與有效分枝弱負(fù)相關(guān)；株高與底莢高、主莖節(jié)數(shù)極顯著正相關(guān)，與有效分枝顯著負(fù)相關(guān)；底莢高與主莖節(jié)數(shù)、莢粒數(shù)極顯著正相關(guān)，與有效分枝極顯著負(fù)相關(guān)；主莖節(jié)數(shù)與單株莢數(shù)顯著正相關(guān)，與百粒質(zhì)量顯著負(fù)相關(guān)，與莢粒數(shù)弱正相關(guān)；有效分枝與單株莢數(shù)極顯著正相關(guān)；單株莢數(shù)與莢粒數(shù)、百粒質(zhì)量極顯著負(fù)相關(guān)；莢粒數(shù)與百粒質(zhì)量極顯著負(fù)相關(guān)(表2)。性狀間的相互作用關(guān)系復(fù)雜，既有相輔相成的，也有相互制約的，某一性狀的加強(qiáng)常伴隨一些性狀作用的加強(qiáng)和另一些性狀作用的削弱。夏大豆高產(chǎn)育種，雜交后代選擇要兼顧有效分枝、單株莢數(shù)、莢粒數(shù)與百粒質(zhì)量，生育期、單株莢數(shù)與莢粒數(shù)和株高、底莢高與有效分枝互相制約的關(guān)系。

表2 夏大豆新品系主要性狀間的相關(guān)系數(shù)

注：r0.1=0.230 9，r0.05=0.273 2，r0.01=0.354 1；*表示5%顯著水平，**表示1%顯著水平。

2.3 多元回歸方程的建立以單株產(chǎn)量為應(yīng)變量，進(jìn)行逐步回歸分析，建立多元線性回歸方程如下：Y=-13.77+0.045 96X1-0.047 0X3+0.210 4X6+5.240 2X7+0.281 2X8。相關(guān)系數(shù)R=0.782 1，F(xiàn)值為15.747 9，達(dá)極顯著水平，說明建立的回歸方程是可靠的。與相關(guān)分析比較顯示，有效分枝被踢出多元相關(guān)序列，而生育期、底莢高和莢粒數(shù)則被引入方程。偏相關(guān)系數(shù)依次為：單株莢數(shù)X6(r=0.752 1)>百粒質(zhì)量X8(r=0.574 0)>莢粒數(shù)X7(r=0.564 5)>底莢高X3(r=-0.220 9)>生育期X1(r=0.163 8)。

2.4 主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的通徑分析通徑分析將相關(guān)系數(shù)分解為直接作用和間接作用，揭示各個(gè)因素對(duì)因變量的相對(duì)重要性。夏大豆主要性狀對(duì)單株產(chǎn)量的通徑系數(shù)見表3。決定系數(shù)為0.611 6，剩余通徑系數(shù)為0.623 2。

表3 夏大豆新品系主要性狀與單株產(chǎn)量的通徑系數(shù)

2.4.1單株莢數(shù)的產(chǎn)量效應(yīng)。單株莢數(shù)對(duì)單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)最大(P=1.199 6)。通過底莢高對(duì)產(chǎn)量的正向間接效應(yīng)不足0.02，負(fù)向間接效應(yīng)主要通過百粒質(zhì)量，總間接作用為-0.597 4，抵消直接作用的49.8%。單株莢數(shù)與單株產(chǎn)量極顯著正相關(guān)，在很大程度上決定著產(chǎn)量表現(xiàn)，這與劉金剛等的研究結(jié)果一致[4]。選擇高產(chǎn)新品系，應(yīng)突出單株莢數(shù)的選擇[5]。單株莢數(shù)對(duì)籽粒質(zhì)量的正效應(yīng)來自本身，直接選擇效果較好。

2.4.2莢粒數(shù)的產(chǎn)量效應(yīng)。莢粒數(shù)對(duì)單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)(P=0.621 1)較大。而通過百粒質(zhì)量、生育期、底莢高和單株莢數(shù)對(duì)產(chǎn)量有不同程度的負(fù)向間接效應(yīng)，總間接作用為-0.446，抵消直接作用的71.8%。以至于莢粒數(shù)與單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)較低，未達(dá)顯著水平。在夏大豆高產(chǎn)育種中，不要刻意選擇莢粒數(shù)高的雜交后代。

2.4.3百粒質(zhì)量的產(chǎn)量效應(yīng)。百粒質(zhì)量對(duì)單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)(P=0.803 6)較大。通過生育期、底莢高的正向效應(yīng)很小，而通過單株莢數(shù)、莢粒數(shù)的負(fù)向間接效應(yīng)較大，總間接作用為-1.078 3，超過直接作用。以至于百粒質(zhì)量與單株產(chǎn)量顯著負(fù)相關(guān)。百粒重與單株莢數(shù)、莢粒數(shù)極顯著負(fù)相關(guān)，百粒重的提高就意味著單株莢數(shù)、莢粒數(shù)的減少，因此在實(shí)際操作時(shí)，要根據(jù)生產(chǎn)條件和商品需要選擇適度大小粒型的品種，兼顧單株莢數(shù)和莢粒數(shù)，力爭使產(chǎn)量構(gòu)成達(dá)到最佳配置。這與王秋玲等的研究結(jié)果基本一致[6]。

2.4.4底莢高的產(chǎn)量效應(yīng)。底莢高對(duì)單株產(chǎn)量的直接作用最小(P=-0.176 5)。通過生育期、莢粒數(shù)有不同程度的正向間接效應(yīng)，通過單株莢數(shù)、百粒質(zhì)量有不同程度的負(fù)向間接效應(yīng)，總間接作用為0.094 3。底莢高度對(duì)單株產(chǎn)量有較小的負(fù)向直接作用，相關(guān)、通徑分析結(jié)果一致，但影響不大，在選擇雜交后代時(shí)，可以在適合機(jī)械化收割，又不影響其他性狀的前提下，盡量降低底莢高度。這與王秋玲等的研究結(jié)果基本一致。

2.4.5生育期的產(chǎn)量效應(yīng)。生育期對(duì)單株產(chǎn)量的直接作用較小(P=0.128 1)。通過百粒質(zhì)量為正向間接效應(yīng)，而通過底莢高、單株莢數(shù)、莢粒數(shù)有不同程度的負(fù)向間接效應(yīng)，總間接作用為-0.231 1，超過直接作用。生育期對(duì)單株產(chǎn)量有較小的負(fù)向作用，但影響不大，在雜交后代選擇時(shí)，應(yīng)盡量選擇早熟材料。

2.5 主要農(nóng)藝性狀與單株莢數(shù)的通徑分析以單株莢數(shù)為應(yīng)變量，進(jìn)行逐步回歸分析，建立多元線性回歸方程如下：X6=46.53-0.447 6X1+1.770 2X4+6.698 5X5。相關(guān)系數(shù)R=0.573 9，F(xiàn)值為8.512 2，達(dá)極顯著水平。偏相關(guān)系數(shù)依次為：主莖節(jié)數(shù)X4(r=0.454 0)>有效分枝X5(r=0.399 8)>生育期X1(r=-0.237 3，P=8.4%)。說明單株莢數(shù)與主莖節(jié)數(shù)、有效分枝多元直線相關(guān)。直接作用主莖節(jié)數(shù)>有效分枝>生育期。

相關(guān)和通徑分析表明，主莖節(jié)數(shù)、有效分枝與單株莢數(shù)顯著、極顯著正相關(guān)，且以正向直接作用為主，相關(guān)、通徑分析結(jié)果一致(表4)。主莖節(jié)數(shù)、有效分枝對(duì)單株產(chǎn)量的影響主要是通過單株莢數(shù)來間接實(shí)現(xiàn)的。選育主莖節(jié)數(shù)、分枝多的雜交后代，容易獲得單株莢數(shù)多的品系[7]。

表4 夏大豆新品系主要性狀與單株莢數(shù)的通徑系數(shù)

3 結(jié)論與討論

對(duì)2013年安徽省夏大豆聯(lián)合鑒定52份參試品種(系)8個(gè)主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量逐步回歸分析表明，單株產(chǎn)量與有效分枝、單株莢數(shù)顯著、極顯著正相關(guān)，與百粒質(zhì)量顯著負(fù)相關(guān)，直接通徑系數(shù)依次為：單株莢數(shù)>百粒重>莢粒數(shù)>生育期>底莢高；單株莢數(shù)與主莖節(jié)數(shù)、有效分枝顯著、極顯著正相關(guān)，直接作用主莖節(jié)數(shù)>有效分枝>生育期。

大豆產(chǎn)量是受多基因控制的數(shù)量性狀，由多因素相互作用而決定，且遺傳力較低，直接選擇效果較差；通過遺傳力高且與產(chǎn)量關(guān)系密切的其他農(nóng)藝性狀進(jìn)行間接選擇則容易見效。夏大豆高產(chǎn)育種，應(yīng)突出單株莢數(shù)的選擇。早期選擇莢粒數(shù)多、百粒質(zhì)量高、生育期適中的雜交后代，后期選擇主莖節(jié)數(shù)、有效分枝多，底莢高適中的品系[8]。

汪寶卿等對(duì)28份有限型大豆研究發(fā)現(xiàn)，單株粒數(shù)、生育期、莖粗和株高對(duì)產(chǎn)量的通徑系數(shù)較大[9]。郭長霞等對(duì)12個(gè)品系研究表明，生育期與產(chǎn)量極顯著正相關(guān)，且直接通徑系數(shù)最大(正向)[10]。該研究與汪寶卿等、郭長霞等的結(jié)果有差異，這是因?yàn)樵囼?yàn)環(huán)境、試驗(yàn)群體不同所致。

一些學(xué)者在進(jìn)行大豆主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)、通徑分析時(shí)，把單株莢數(shù)、單株粒數(shù)同時(shí)作為自變量。事實(shí)上，單株粒數(shù)由單株莢數(shù)、莢粒數(shù)二者構(gòu)成，且莢粒數(shù)變幅小。這樣勢必削弱單株莢數(shù)對(duì)產(chǎn)量的直接作用，隱藏莢粒數(shù)對(duì)產(chǎn)量的直接作用。

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淮北市科技攻關(guān)計(jì)劃——專用高產(chǎn)大豆新品種選育與示范(2014-2-6)。

張星(1982- )，女，安徽濉溪人，農(nóng)藝師，從事農(nóng)技推廣研究。

2015-02-28

S 565.1

A

0517-6611(2015)10-064-03