不同播种期的气象因子对南方春大豆杂交成活率的影响

王宗尧，张小玲，刘建华，郭龙平，阙 勇，喻吉生，刘玉凌

（1. 吉安市农业科学研究所 江西 吉安 343103；2. 吉安市植保局 江西 吉安 343000）

大豆的杂交成活率低，人工去雄、授粉难度大，一直是困扰大豆育种工作者的难题。因此，如何提高杂交成活率是育种工作者长期以来面临的问题。大豆杂交成活率与杂交技术和外界条件有关[1]。多项研究表明，大豆杂交成活率与温度、空气湿度、降雨等气象因子有较大关联，但结论却存在较大差异，这可能与不同地区的生态环境、不同试验品种有关。笔者利用南方春大豆品种做父、母本，研究不同播期大豆杂交时气象因子对大豆杂交成活率的影响，以期进一步提高大豆杂交成活率、减轻人工劳动强度，从而提高大豆杂交育种效率。

1 材料与方法

1.1 供试材料

杂交组合1的母本为中豆40，父本为黑豆品种赣黑14-5（江西省农业科学院作物研究所供种）；杂交组合2的母本为黑豆品种赣黑14-5，父本为赣豆8号。

1.2 试验方法

试验在江西吉安市农业科学研究所的旱作试验田进行。

播种期设A（春播）、B（夏播）和C（秋播）3个处理，分别于2020年4月6日、7月7日和8月6日播种。按畦宽1.5 m整地作畦，父、母本各种4行，行距40 cm；母本按株距10 cm双粒点播，在三叶期间苗；父本按株距10 cm单粒点播，种于母本两边，以便于杂交时采粉。

杂交前3 d喷施阿维菌素，以避免昆虫传粉而出现假杂交种。授粉时在母本盛花期选择健壮植株中上部的花蕾于16：00—18：00去雄，然后在花柄上系红丝线做标记以便于授粉时识别，于翌日8：00—10：00用父本花粉授粉，授粉完后在节间下部挂牌，注明父、母本名称和授粉日期等。待授粉后1周和收获时再检查确认成活荚数和有效荚数。

1.3 调查统计项目

统计在一定时间内2个组合所做杂交的总杂交花数、成活荚数、秕荚数和有效荚数，然后按公式（1）和（2）计算杂交成活率和杂交有效荚成活率。

详细记录杂交授粉时间段（即8：00—10：00）的温度、空气相对湿度、当日最高气温、最低气温以及当日降水量与日照时数。

1.4 数据处理与分析

用Microsoft Excel软件与DPS数据处理软件对试验数据进行整理分析。

2 结果与分析

2.1 不同播种期的杂交成活率

由表 1可知，各处理的杂交成活率与有效荚成活率都是处理A（春播）＞C（秋播）＞B（夏播）；同时处理A的成活荚中秕荚较多，占成活荚数的19.6%，而处理B和C的成活荚中秕荚则相对较少，分别占成活荚数的17.6%和9.7%。

2.2 播种期的气象因子对杂交成活率的影响

2.2.1 气象因子对杂交成活率的直观影响 因不同处理间杂交授粉时期的气象因子不同，其杂交成活率也有明显差异。在一定的幅度范围内，随着温度的升高、空气相对湿度的下降与日照时数的增长，杂交成活率出现明显下降。例如处理A（春播）5月24日和25日的杂交成活率明显较高，说明在气温20℃左右、空气相对湿度90%以上、日照时数较短的天气条件下授粉的杂交成活率较高；且5月24日的阴雨天气和授粉时间段（8：00—10：00）出现的毛毛细雨并没有影响杂交成活率，反而有助于杂交成活率的提高（见表2）。

2.2.2 气象因子对杂交成活率影响的灰色关联分析将不同日期的杂交成活率及相关气象数据视为1个灰色系统，由于各个气象因子量纲不一致，因此需要对表2中的原始数据进行标准化转换，经标准化后的数据结果见表3。

表 1 各处理大豆的杂交成活率

表2 各处理杂交授粉期间的气象数据和杂交成活率

表3 原始数据标准化结果

主要气象因子对杂交成活率影响的灰色关联度分析结果见表4，6个气象因子与杂交成活率的关联度大小分别为r1=0.610 2、r2=0.577 3、r3=0.543 9、r4=0.786 2、r5=0.687 4、r6=0.641 9。主要气象因子与杂交成活率的关联度大小依次为8：00—10：00空气相对湿度＞降水量＞日照时数＞8：00—10：00气温＞日最高气温＞日最低气温。由此可知，8：00—10：00时空气相对湿度变化对大豆杂交成活率的影响最大，温度变化的影响却最小。

表4 大豆杂交成活率与各气象因子关联度及排序

3 结论与讨论

试验结果表明，空气相对湿度和降水量对大豆杂交成活率的影响较大，与郭凤霞等[2]和樊翠芹等[3]的研究结果一致，相对湿度与大豆杂交成功率的关系很大，湿度高时效果好，湿度低时则效果差；范榘[4]也认为，相对湿度在71%～95%时杂交效果较好，当相对湿度为57%～70%时，杂交成功率很低；但宗春美等[5]则认为，低湿、无降雨的天气进行杂交时效果好。笔者的试验结果则是，当空气相对湿度在85%以上时杂交效果较好，阴雨天气在不影响杂交操作的情况下更有利于大豆杂交，因此如杂交授粉时遇干旱天气，可在杂交授粉前夜进行田间灌水，除了可以提高田间小气候的空气湿度外，还可以降低温度，提高夏播和秋播的大豆杂交成活率。

因为大豆是严格的闭花授粉作物，花朵需要一定的遮荫才能更顺利地完成授粉，所以在授粉时如遇高温、强日照，则授粉成功率降低，导致成荚较难[6]。因此，为了减少日照，可以在杂交授粉期间搭建简易遮荫棚，不但晴天能够遮荫、避免日光直晒、降低小环境温度，还能够在降雨天气避雨而便于杂交授粉操作。虽然灰色关联度分析结果是温度对杂交成活率的影响较小，但该试验结果也表明，在气温为20～25℃时进行杂交授粉较适宜，因为授粉期遇持续高温干旱（日平均气温在32℃以上或日最高气温达到35℃以上）会使大豆花粉粒干瘪，影响大豆的授粉受精，造成幼荚不能发育[7]，从而大大降低杂交成活率。因此，南方春大豆在气温20～25℃，空气相对湿度85%以上的阴雨天进行授粉操作时效果较好。江西省一般5月至6月上旬雨水多，空气湿度大，早上气温多维持在20～25℃，是进行大豆杂交授粉的较好时期；而在7月至8月常出现持续高温干旱天气，不利于大豆授粉；9月天气逐渐凉爽，降水也逐渐增多，也较适宜进行大豆杂交授粉。