安徽省不同生态环境下夏大豆新品种产量与农艺性状间的关系

胡国玉 杨勇 王雅楠 李杰坤 王大刚 吴倩 王维虎黄志平

摘要：为明确安徽省新育成大豆品种在不同生态环境下的产量及主要农艺性状表现，分析了2016-2021年安徽省夏大豆新品种比较试验的相关数据。结果表明：不同年份新品种比对照平均增减产-1.57%～4.10%，新品种的平均单株荚数比对照增加11.83%～23.45%，百粒重降低5.78%～10.94%，2021年新品种的平均每荚粒数比对照增加3.03%；新品种产量与单株荚数、每荚粒数及百粒重呈显著或极显著正相关的试验点次分别占总试验点次的67.74%、32.26%和16.13%，新品种产量与营养生长期天数、主茎节数及有效分枝数呈显著或极显著正相关的试验点次分别占总试验点次的38.71%、41.94%和38.71%；有5年高产新品种的单株荚数和有效分枝数显著或极显著大于普通新品种，有4年高产新品种的营养生长期天数、主茎节数显著或极显著大于普通新品种；安徽省大豆新品种产量的提高主要得益于单株荚数和每荚粒数的增加。因此，在安徽省生态环境下，增加大豆品种的单株荚数和每荚粒数，适当延长品种营养生长期，增加主茎节数和有效分枝数均有利于提高品种产量。

关键词：安徽；大豆；新品种；产量；农艺性状；相关性

The Relationship Between Yield and Agronomic Traits of New Summer Soybean Varieties under Different Ecological

Environments in Anhui Province

HU Guoyu，YANG Yong，WANG Yanan，LI Jiekun，

WANG Dagang，WU Qian，WANG Weihu，HUANG Zhiping

（Institute of Crop Research，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei 230031）

目前我国大豆进口量占消费总量的80%以上，不利于国家粮食安全[1-2]。培育高产稳产大豆品种，优化品种布局，提高单产、增加总产是维护国家粮食安全的必要途径。安徽省大豆产区主要位于沿淮、淮北地区，属于黄淮海夏播大豆生态区，常年种植大豆66.67万hm2（1000多万亩）。由于受到生态条件及生产水平限制，安徽省大豆产量一直徘徊在100kg/667m2左右，明显低于国家大豆平均单产水平[3-4]。培育适宜安徽省大豆产区生态环境的大豆品种，提高大豆单产水平，对增加大豆总产量，维护国家粮食安全有重要意义。

作物产量及相关农艺性状多为数量性状，受基因型与环境互作的影响[5-7]，在不同研究中由于生态环境及研究材料的不同，大豆品种产量与主要农艺性状的关系存在差异[8-10]。品种区域试验及新品种多点比较试验，是检测品种在不同生态环境下产量及农艺性状表现的主要方式。目前品种与生态环境间关系的研究主要集中在通过分析区域试验或品种比较试验中参试品种的产量、品质等性状的遗传和环境效益，评价具体品种的丰产性、稳定性以及适宜区域等[11-13]，对不同生态环境下大豆品种产量与主要农艺性状之间关系的研究较少。

安徽省地处过渡性气候地带，大豆生长期间雨热同季，降雨时空分布不均，气象灾害发生频繁[14-16]，

产区内大部分为砂姜黑土，有机质含量低，理化性状差，不利于大豆生长和产量形成[17-19]。前人研究认为，生态包括土壤、气候生态和品种生态，品种生态必须符合土壤、气候生态，不同生态区需要不同类型的品种[20-21]。本研究通过对安徽省夏大豆新品种比较试验连续6年的不同生态环境下品种产量及主要农艺性状表现的联合分析，以期明确目前安徽省大豆新品种的产量表现及其与主要农艺性状的关系，为安徽省夏大豆品种产量提升及生态育种提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 数据来源 试验数据来自于2016-2021年连续6年的安徽省夏大豆新品种比较试验。2016-2021年安徽省夏大豆新品种比较试验由安徽省农作物新品种测试中心主持，旨在为安徽省大豆品种区域试验筛选适宜品种，设合肥、怀远、阜阳、濉溪、宿州、涡阳6个试验点，覆盖沿淮、淮北夏大豆主产区。试验均为随机区组设计，2次重复，6行区，小区行长6m，行距40cm，株距10cm，小区面积14.4m2，田间管理同常规大田。安徽省夏播大豆前茬作物小麦的收获时间为5月下旬至6月上旬，大豆播种时间为6月上中旬，收获时间为9月下旬至10月上旬。连续6年的试验中，共计有31点次试验数据纳入本次分析，有5点次试验未纳入分析，其中2018年涡阳试点及2017年、2019-2021年的濉溪试点因受气候、病虫害等因素影响，未获得有参考价值的试验结果。

2016-2021年参试新品种数量分别为73份、97份、98份、98份、106份和130份，2016年设置了6组试验、2017-2019年均设置了7组、2020年设置了8组，2021年设置了9组，对照品种均为中黄13。

1.2 性状分析 用Excel整理并规范收集到的各点次试验品种的单株荚数、每荚粒数、百粒重、小区产量数据并进行统计分析，用SPSS 20.0对不同生态环境下大豆品种产量与主要农艺性状（包括营养生长期、生殖生长期、株高、主茎节数、有效分枝数、单株荚数、每荚粒数、百粒重）的相关性进行分析，同时将不同年份高产新品种与普通新品种的产量及主要农艺性状进行比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同生态环境下大豆新品种农艺性状表现 由表1可知，2016-2021年中黄13的平均营养生长期在32.08～36.04d，新品种平均营养生长期在34.34～38.00d，新品种营养生长期与对照品种相比增加了0.16%～7.96%；中黄13的平均生殖生长期为59.83～63.17d，新品种平均生殖生长期为59.86～65.32d，新品种的生殖生长期与对照品种相比，增减幅度在-0.44%～3.59%之间；中黄13的平均株高为46.94～56.31cm，新品种平均株高为63.96～80.67cm，与对照品种相比，新品种株高的增幅在30.49%～43.26%之间；中黄13的平均主茎节数为13.51～15.14节，新品种平均主茎节数为14.03～16.40节，新品种主茎节数的增幅为3.83%～11.01%；中黄13的平均有效分枝数为0.99～1.93个，新品种平均有效分枝数为1.21～1.76个，新品种的有效分枝数增减幅度为-9.14%～29.90%。以上结果表明，新品种的营养生长期明显长于对照品种，生殖生长期变化不明显，株高及主茎节数明显增加。

2.2 不同生态环境下大豆新品种产量及相关性状表现 2016-2021年安徽省夏大豆新品种比较试验对照品种均为中黄13。从表2可以看出，对照品种中黄13的产量与参试新品种产量在年度之间的变化趋势具有一致性。2016-2019年中黄13每667m2平均产量在147.69～162.04kg之间，参试新品种平均产量在145.37～164.35kg之间；2020年对照和参试新品种的平均产量分别为175.46kg和177.78kg；2021年对照及参试新品种的平均产量分别为180.56kg和187.96kg。2020年和2021年对照及参试新品种的平均产量均高于2016-2019年。根据该地区大豆大田生产及对照品种中黄13的产量表现，确定2020年和2021年是气候条件适宜大豆生长的高产年份[22]。6年中参试新品种比对照品种平均产量增减产幅度在-1.57%～4.10%之间，2021年5个试验点比对照平均增产达到4.10%，是试验期间平均增产幅度最高的年份，其中阜阳和合肥试验点新品种产量比对照分别增产达8.00%和7.57%。

2016-2021年参试新品种的平均单株荚数为32.04～40.27个，均高于对照品种中黄13，增幅在11.83%～23.45%之间；参试新品种的平均每荚粒数为1.96～2.15粒，较对照品种增减幅为-3.86%～3.03%；参试新品种的平均百粒重为18.76～20.93g，均低于对照品种，降幅为5.78%～10.94%。2021年的平均产量最高，新品种和对照品种的平均百粒重均大于其他年份，但新品种的平均百粒重比对照降低幅度高于其他试验年份，达到10.94%。与对照品种中黄13相比，近年来安徽省大豆新品种的产量有较大提高，单株荚数及每荚粒数明显增加。

2.3 不同年份高产大豆新品种与普通新品种的主要农艺性状比较 为进一步明确安徽省夏播大豆产区内高产大豆品种的性状特征，将不同年份每组试验中比对照增产较高且平均产量位于前三位的品种（高产新品种）与余下的品种（普通新品种）进行产量及相关农艺性状的比较分析。由表3可知，6年试验中高产新品种与普通新品种的平均营养生长期差异在-0.63～2.11d之间，其中有4年高产新品种的营养生长期天数显著或者极显著多于普通新品种；在2020年和2021年2个高产年份中高产新品种的平均营养生长期天数分别极显著多于普通新品种1.88d、1.49d；2017年和2018年高产新品种的平均生殖生长期天数多于普通新品种，其他年份高产新品种的生殖生长期天数均少于普通新品种；2019年高产新品种的平均生殖生长期天数极显著少于普通新品种。以上结果说明，在安徽省夏大豆产区环境条件下，高产新品种的营养生长期一般要长于普通新品种，高产新品种的生殖生长期与普通新品种的差异没有明显规律。

6年试验中，高产新品种与普通新品种的平均株高差异在-2.49～5.80cm之间，除2017年高产新品种平均株高低于普通新品种外，其他年份高产新品种的平均株高均高于普通新品种，其中2016年差异达极显著水平，2019年和2020年达显著水平。高产新品种与普通新品种平均主茎节数差异为-0.45～0.87节，除2017年外，其他5年的高产新品种平均主茎节数均大于普通新品种，其中2016年、2020年和2021年分别达极显著水平。除2017年高产新品种的平均有效分枝数低于普通新品种外，其他年份高产新品种的有效分枝数均显著或极显著多于普通新品种。因此，在安徽省夏大豆产区，高产大豆新品种的株高、主茎节数及有效分枝数一般大于普通新品种。

高产新品种与普通新品种的平均单株荚数差异为0.34～5.56个，所有试验年份高产新品种的平均单株荚数均大于普通新品种，并且其中有5年差异达到极显著水平。高产新品种与普通新品种的平均每荚粒数差异为0.01～0.03粒，所有年份高产新品种的平均每荚粒数均大于普通新品种，其中在2018年和2019年分别达到极显著水平。高产新品种与普通新品种的平均百粒重差异为-0.78～0.29g，除2017年外，其他年份高产新品种的平均百粒重均低于普通新品种，其中2020年达显著水平；2021年是试验新品种产量最高的年份，高产新品种及普通新品种的平均百粒重分别为20.55g、21.02g，均大于其他年份的平均百粒重。百粒重是大豆品种产量的构成要素，在保证品种单株荚数和每荚粒数的情况下，通过改善水肥条件创造有利于提高百粒重的生态环境，有利于实现大豆品种的产量潜力。以上结果表明，在安徽省夏大豆产区生态条件下，高产新品种一般有单株荚数和每荚粒数较多，百粒重相对较低的特性。

2016-2021年参试品种高产新品种与普通新品种每667m2平均产量的差异在18.52～27.31kg之间，且每年高产品种与普通品种的产量差异均达到了极显著水平。其中2019-2021年，连续3年高产品种每667m2产量比普通品种增产20kg以上。表明在安徽省大豆产区的生态条件下，高产品种与普通品种相比，增产效果显著。

2.4 不同生态环境下大豆新品种产量与主要农艺性状的关系 由表4可知，31点次试验中有12点次试验的产量与营养生长期呈显著或极显著正相关，占总试验点次的38.71%；4点次试验的产量与营养生长期呈显著或极显著负相关，占总试验点次的12.90%；6点次试验的产量与生殖生长期呈显著或极显著正相关，同时也有6点次试验的产量与生殖生长期呈显著或极显著负相关，分别占总试验点次的19.35%。在安徽省大豆产区生态环境下，大豆产量与品种营养生长期呈显著或极显著正相关的频次较高，与生殖生长期呈显著或极显著正相关的频次与呈显著或极显著负相关的频次相近。在高产年份（2020年和2021年），10点次试验中有7点次试验的产量与营养生长期呈极显著正相关，表明在安徽省大豆产区的高产年份中大豆产量与营养生长期呈显著或极显著正相关关系的频次更高。

13点次试验的产量与主茎节数呈显著或极显著正相关，占总点次的41.94%，3点次试验的产量与主茎节数呈显著或极显著负相关，占总试验点次的9.68%；12点次试验的产量与有效分枝数呈显著或极显著正相关，占总试验点次38.71%，1点次试验的产量与有效分枝数呈显著负相关。2020年和2021年（高产年份）分别有6点次试验的产量与株高、主茎节数呈极显著正相关，5点次试验的产量与有效分枝数呈显著或极显著正相关。以上结果表明，在安徽省夏播生态条件下，大豆品种的株高、主茎节数及有效分枝数与产量呈显著或极显著正相关的频次均较高，高产年份品种的株高和主茎节数与产量性状的正相关性频次高于其他年份。

21点次试验的产量与单株荚数呈显著或极显著正相关，占总点次的67.74%；10点次试验的产量与每荚粒数呈显著或极显著正相关，占总点次的32.26%，2点次试验的产量与每荚粒数呈显著负相关；5点次试验的产量与百粒重呈显著或极显著正相关，占总点次的16.13%，2点次试验的产量与百粒重呈显著或极显著负相关。在高产年份中，10点次试验有7点次试验的产量与单株荚数呈显著或极显著正相关，有4点次试验的产量与每荚粒数呈显著或极显著正相关，有2点次试验的产量与百粒重呈极显著正相关。在安徽省生态环境下，单株荚数与产量呈显著或极显著正相关关系的频次最高，其次是每荚粒数，百粒重与产量呈显著或极显著相关的频次最低。在高产年份单株荚数、每荚粒数及百粒重与产量的关系与其他年份表现相似。

3 讨论

试验选用的对照品种中黄13曾经是安徽省大豆种植面积最大的品种[23]，可以在一定程度上代表安徽省过去大豆生产主推品种的产量水平及性状特征。通过新品种与中黄13的产量及性状比较可以了解新品种的遗传改良情况。2021年5个参与分析的试验点中有4个试验点的参试新品种的平均产量比对照增产超4.00%，其中阜阳点增产达到了8.00%，说明安徽省大豆新育品种整体产量水平有了较大幅度的提高。研究表明，伴随大豆品种产量的提高，品种的单株荚数、单株粒数及百粒重等产量构成因素的变化趋势不是完全相同的。胡国玉等[10]通过对安徽省1983-2019年育成大豆品种的主要性状演变趋势研究发现，在1983-1990年及1991-2000年，大豆品种单株荚数和百粒重均有较大程度的增加，产量提高较快。孙星邈等[24]研究表明，东北春大豆区审定大豆品种的平均百粒重在20世纪90年代最高，之后呈下降趋势。杨文英等[25]研究发现，2011-2022年四川省审定的春、夏大豆品种的单株有效荚数及单株粒数均随年份变化呈线性下降趋势，而百粒重随年份变化呈线性上升趋势。白智媛等[26]研究发现，美国近30年大豆区域试验品种（系）的百粒重呈下降趋势。郭小红等[27]研究发现，与相同年代育成的辽宁品种相比，俄亥俄品种单株荚数、单株粒数、收获指数以及产量明显增加。本研究结果表明，2016-2021年参试新品种的平均单株荚数比对照增加了11.83%～23.45%，百粒重比对照降低了5.78%～10.94%，2021年参试新品种的每荚粒数比对照增加3.03%。品种产量提升但产量构成因素变化趋势不同的现象可能是由于品种选育过程中的生态环境、育种者的主观选择及种质资源利用等多方面因素不同而造成的。因为大豆产量由田间植株密度、单株荚数、每荚粒数及百粒重构成，而本试验的植株密度是固定的，因此单株荚数、单荚粒数及百粒重共同构成了品种产量。本研究结果表明，2016-2020年安徽省新品种与对照品种相比，单株荚数明显增加，2021年新品种的单株荚数及每荚粒数均明显增加，同时，试验期间新品种的百粒重与对照品种比均明显降低，因此本研究认为，试验中安徽省大豆新品种产量的提升，主要来自于品种单株荚数及每荚粒数的增加。

2019-2021年参试新品种的单株荚数与产量呈显著或极显著正相关的试验点次最多（67.74%），其次是每荚粒数（32.26%），百粒重与产量呈显著或极显著正相关的试验点次较少（16.13%），在安徽省大豆产区生态环境下，单株荚数及每荚粒数与产量的正相关性关系稳定，通过增加单株荚数与每荚粒数可以提高产量。大豆品种产量与主茎节数、有效分枝数分别呈显著或极显著正相关的试验点次分别占41.94%和38.71%，表明在安徽省生态环境下，增加大豆品种主茎节数和有效分枝数，也有利于大豆品种产量的提高。大豆品种产量与营养生长期天数呈显著或极显著正相关的试验点次较高（38.71%），因此增加品种的营养生长期也有利于提高品种产量。前人研究表明，大豆光周期对大豆产量等性状的影响因品种的生态类型而异[28]。韩天富等[29]研究认为，在生育期相近的南方春、夏大豆品种中，营养生长期较长者单株粒数和单株产量较高，生殖生长期较长者百粒重较高。本研究结果与其结果相似，这可能是因为安徽省大豆产区地处黄淮夏播大豆生态区南部，大豆生长期间的气候条件与南方大豆有一定的相似性，同时夏播大豆是一年两熟制，生长时间较短，安徽省大豆产区大部分为黏重的砂姜黑土，不利于大豆根系生长，因此大豆需要足够的营养生长时间积累足够的物质能量，建立一定规模的根系系统，才能保证后期大豆生殖生长以及产量积累所需要的物质吸收。

4 结论

目前安徽省大豆新品种的产量已经有了一定的突破，新品种产量的提高主要得益于单株荚数及每荚粒数的增加。在安徽省大豆产区生态环境下，大豆品种产量与单株荚数呈显著或极显著正相关的频次最高，其次是每荚粒数；大豆品种营养生长期、主茎节数及有效分枝数与产量呈显著或极显著正相关的频次均较高；不同年份中高产新品种的营养生长期、主茎节数、有效分枝数、单株荚数显著或极显著大于普通新品种。综上所述，在安徽省生态环境下选育单株荚数与每荚粒数多，同时营养生长期长、主茎节数和有效分枝数多的品种更有可能获得高产。

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（收稿日期：2024-04-10）