北方春大豆不同品种农艺性状及产量的比较研究

李 强，赵晓宇，王雪娇，贾利敏，李银换，苏二虎

（内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古 呼和浩特 010031）

大豆［Glycine max（Linn.）Merr］是一年生豆科植物，其种子富含优质植物蛋白、油脂和多种对人体有益的生理活性物质，是人类重要的粮、油、饲兼用作物和多种加工业的重要原料来源。大豆及其制品在保障国家粮食安全及国际农产品贸易中占据重要地位[1-2]。我国是大豆的原产地，大豆种质资源丰富、栽培利用的历史悠久[3]。但近十年来，我国大豆产业出现了令人担忧的变化，供需矛盾日益突出[4]。2007年大豆进口量突破3 000 万t，达到3 082 万t；2011年大豆进口量为5 480 万t，大豆进口量增幅创下新高；2019年我国大豆种植面积为933 万hm2，总产量为1 800 万t，大豆需求量为9 741 万t，进口量达8 551 万t，进口量占需求量的83%，我国自产大豆已远远不能满足国民的需求，国际依存度过高[5-6]，使我国成为世界上最大的大豆进口国。我国大豆对外依存度越来越高，缺乏市场竞争力，主要原因是单产低、脂肪含量偏低和生产成本过高。

研究表明，我国大豆育成品种只利用了少数亲本，造成其遗传基础日趋狭窄，这是我国大豆育种难以突破的瓶颈，也限制了大豆产量和品质的改良[7-8]。因此，大豆种质资源鉴定与品种选育工作亟待加强。前人虽然已对大豆品种、种质资源的农艺性状进行了很多研究[8-10]，但因生态环境和研究材料的不同，其研究结果不尽相同，特别是在内蒙古中西部地区开展大豆品种筛选、鉴定的研究报道较少[7]。本试验在内蒙古自治区呼和浩特市开展北方春大豆中熟组大豆品种筛选试验，分析不同品种间生育时期、农艺性状及产量的差异与相互关系，选出适宜当地种植、产量稳定和综合农艺性状优良的大豆新品种，旨在为当地大豆生产提供适宜品种，并为今后的大豆育种提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2019年度在内蒙古自治区农牧业科学院试验地进行，地理位置为40°47′N、111°40′E，海拔为1 041 m，地势平坦。该地区属典型的蒙古高原大陆性气候，四季气候变化明显，年温差大，日温差也大，年平均气温7 ℃，无霜期为113～134 d，年日照时数平均为1 600 h，年平均降水量为335.0～534.6 mm。土壤以沙壤土为主，土壤有机质含量为10.58 g/kg、碱解氮含量为46.24 mg/kg、速效磷含量为9.34 mg/kg、速效钾含量为118.13 mg/kg。试验地前茬作物为谷子，地块长期进行土壤常规耕作。

1.2 试验材料与设计

参试品种共10 个（表1）。设置3 次重复，随机区组试验。6 行区，行距0.5 m，行长6.7 m，小区面积为20.1 m2，密度为30 万株/hm2。播种前机械施肥，施肥量为磷酸二铵225 kg/hm2、硫酸钾75 kg/hm2，后期随水追施尿素150 kg/hm2。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 农艺性状 田间调查生育时期，包括出苗期、始花期、营养生长期、生殖生长期、成熟期、生育日数，同时调查花色、叶型等指标；大豆成熟时，每品种分别取连续10 株有代表性植株进行考种，记录株高、底荚高度、主茎节数、有效分枝数、单株荚数、单株粒重和百粒重。

1.3.2 产量 大豆成熟时，每试验品种全区收获，进行小区实际测产，然后换算成公顷产量。

1.4 数据处理

用Microsoft Excel 2007 进行试验数据处理，并绘制图表，选用SPSS 20.0 数据处理系统进行方差分析和相关统计分析。

表1 试验品种及来源

2 结果与分析

2.1 大豆品种农艺性状的描述性统计分析

对10 个大豆品种的12 个数量性状进行均值、最小值、最大值、极差、标准差、偏度、峰度、变异系数的统计分析，其结果见表2。各品种间12 个数量性状的偏度和峰度均不大，绝对值大多接近1，说明大部分指标符合正态分布。各大豆新品种变异系数区间为1.8%～81.1%，各指标品种间变异较大；变异系数较大的性状有：有效分枝数、单株粒数、单株荚数、单株粒重和百粒重，都达到了10%以上，表明参试品种在这些性状上具有丰富的遗传变异，育种中可选择的空间较大；而生育日数、营养生长期、生殖生长期、株高、底荚高度、主茎节数和产量等性状变异系数相对较小，在10%以内。

表2 大豆品种农艺性状的描述性统计分析

2.2 不同大豆品种质量性状比较分析

由表3 可知，吉育491、龙黄1503、吉育306、吉育86 的叶形为披针形，占比40%；吉育481、中吉602、吉农28、东农豆251、吉育494、赤豆201 的叶形为圆形，占比60%。花色表现为吉育491、吉育481、中吉602、龙黄1503 为白色，占比40%；其余为紫色，占比60%。吉育481 为无限结荚习性，其余均为亚有限结荚习性，占比90%，说明目前育种单位选育的品种多数为亚有限结荚习性品种。种皮色与脐色各品种均为黄色。赤豆201 与吉育306 粒形为椭圆形，其余品种为圆形。

表3 不同大豆品种质量性状

2.3 不同大豆品种农艺性状比较分析

由表4 可知，各品种生育日数118～126 d，除吉育491 和中吉602 与对照相比差异显著（P＜0.05）外，其余品种与对照相比均差异不显著（P＞0.05），均属北方春大豆中熟组品种；各品种的营养生长期在39～42 d，与对照相比均差异不显著（P＞0.05）；各品种生殖生长期在77～83 d，与对照相比均差异不显著（P＞0.05）。各品种株高表现差异较大，赤豆201 株高最高，为98.5 cm，吉育306 株高最矮，为73.4 cm，其中，赤豆201、吉育481 极显著高于对照（P＜0.01），吉育306 极显著低于对照（P＜0.01），吉农28 显著低于对照（P＜0.05），其余品种与对照相比差异均不显著（P＞0.05）。各品种底荚高度为6.2～7.3 cm，其中，吉育494、中吉602 显著高于对照（P＜0.05），其余品种与对照差异均不显著（P＞0.05）。各品种主茎节数为12.5～15.6 个，其中，赤豆201 主茎节数为15.6 个，极显著高于对照（P＜0.01），吉育481、吉育491 显著高于对照（P＜0.05），龙黄1503、吉育306 显著低于对照（P＜0.05），其余品种与对照相比差异不显著（P＞0.05）。各品种有效分枝数为0.2～1.1 个，其中，吉育481、吉农28 极显著高于对照（P＜0.01），其余品种与对照相比差异均不显著（P＞0.05）。

表4 不同大豆品种农艺性状比较

2.4 不同大豆品种产量比较分析

不同大豆新品种产量及其构成要素差异比较结果见表5。由表5 可知，中吉602、赤豆201、东农豆251、吉育491、吉农28、吉育306 的产量均极显著高于对照（P＜0.01），吉育481 的产量显著高于对照（P＜0.05），增产幅度3.2%～10.9%；而龙黄1503 与吉育494 的产量低于对照，分别减产0.2%、2.0%。不同大豆新品种产量的变化规律为：中吉602>赤豆201>东农豆251>吉育491>吉农28>吉育306>吉育481>吉育86（CK）>龙黄1503>吉育494。不同大豆新品种单株荚数为25.6～40.3 个，除龙黄1503 与吉育306 极显著少于对照（P＜0.01）外，其余7 个品种单株荚数均高于对照，且除吉育494 差异不显著外，其余6 个品种与对照相比均差异极显著（P＜0.01），其中，中吉602 单株荚数为40.3 个，极显著高于其他品种（P＜0.01），较对照增加37.5%。各品种单株粒数为58.9～92.9 粒，其中，吉育491、中吉602、吉育481、赤豆201、吉农28 极显著高于对照（P＜0.01），吉育306 显著低于对照（P＜0.05）。各品种单株粒重为12.2～16.4 g，其中，赤豆201、中吉602、吉育491、东农豆251、吉育481 极显著高于对照（P＜0.01），龙黄1503、吉育306 极显著低于对照及其他品种（P＜0.01）。各品种百粒重为16.6～22.6 g，其中，东农豆251 极显著高于对照（P＜0.01）及其他品种（P＜0.01），吉育481、吉育491、中吉602、吉农28 极显著低于对照（P＜0.01）。

2.5 大豆品种农艺性状与产量相关分析

由表6 可知，不同大豆新品种产量与单株粒重呈极显著正相关（P＜0.01），相关系数为0.791，与单株荚数、单株粒数、百粒重呈显著正相关（P＜0.05），相关系数分别为0.639、0.663、0.493，与株高、主茎节数、有效分枝数呈负相关，但不显著；单株粒数与单株粒重、百粒重、产量均呈显著正相关（P＜0.05），与单株荚数呈极显著正相关（P＜0.01）。

表5 不同大豆品种产量及其构成因素的比较

表6 大豆农艺性状与产量的相关分析

3 讨论与结论

大豆不同性状间有着不同程度的关联性与紧密的遗传关系，大豆的生育期等农艺性状是影响大豆产量的重要因素，并且也影响其品质的表现[11-13]。无论是产量要素，还是农艺性状都不是孤立的，是相互关联的，其中一种性状的变化必然导致一个或几个性状的变化，在育种实践过程中，当某一目标性状很难进行选择与直接观察时，通常需要运用其他性状对其进行间接的选择[5，7]。因此，必须综合考察各个性状的实际情况，并做出全面分析，才能得出比较符合实际的结论。

大豆农艺性状多为复杂的数量性状，受多基因控制，同时也受外界环境影响较大[7]。大豆生育期不仅包括全生育期的长短，并且包括营养生长期、生殖生长期、营养与生殖并进期及各生育时期的组成[14-15]。在一定栽培水平下，大豆的生育期长短相对稳定，而在生育时期结构方面则存在广泛的遗传多样性。一般来讲，生殖生长期长的品种，往往单株荚数与单株粒数较多，株高也比较高；营养生长期长的品种，通常百粒重高，而产量未必会增加。研究表明，通过调整生育时期结构来协调营养生长和生殖生长的长短，协调库源关系，最终提高大豆的产量[16-18]。陈学珍等[19]进一步研究认为，百粒重与主茎分枝数、生育前期呈显著正相关，进而与大豆的产量呈正相关。笔者前期研究表明，大豆品种产量与每荚粒数呈负相关，与株高、单株荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重呈显著正相关[7]，本研究也得出了相近的结果，也就是说，在育种过程中，必须注重这些性状的综合选择。

综上所述，内蒙古中西部区主要适宜种植高度适中、单株生产力强、单株荚数和粒数多、百粒重相对较大的大豆品种。根据试验结果，中吉602、吉育491 和赤豆201 等品种综合性状表现突出，可在内蒙古中西部地区试验种植。本研究为一年试验，不可避免有一定的误差，对于这几个大豆品种的产量相关性状仍需进一步进行试验鉴定。