馬 兵 翟群社 馬 雯 宋文亮 羅 貞
(1陜西省種子工作總站楊凌試驗站,楊凌 712100;2陜西省寶雞市農業科學研究院,岐山 722400;3陜西省寶雞市種子工作站,寶雞 721000;4陜西國瑞農業科技有限公司,楊凌 712100)
大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)起源于中國,已有5000多年的栽培歷史,現已在世界各地廣泛栽培[1]。大豆是重要的油、糧、食兼用作物,也是重要的高蛋白飼料作物和工業原料。近10年來,隨著需求量不斷攀升與大豆種植效益下降,我國大豆嚴重依賴進口,2019年我國大豆進口達到8851萬t[2]。振興中國大豆產業,培育大豆新品種尤為重要。
大豆品種區域試驗是鑒選大豆新品種的重要試驗環節,通過區域試驗可以有效評價大豆新品種(系)的豐產性、穩產性、適應性和抗逆性,為大豆新品種審定和推廣提供重要參考[2-4]。國家黃淮海夏大豆品種區域試驗自北向南依次設有北組、中組、南片A組、南片B組4個試驗組。楊凌試驗站地處關中平原西部,屬國家黃淮海夏大豆區域試驗中組,多年來一直承擔國家和省級的大豆試驗,擁有較好的試驗設施條件及經驗豐富的試驗人員,為更好完成黃淮海區域試驗提供了保障。
1.1 參試品種(系)及試驗區特點參試品種12個,對照品種2個,共14個品種(表1)。

表1 參試品種(系)及供種單位
試驗地位于陜西省關中平原西部楊凌示范區大寨鎮杜寨村——陜西省農作物新品種引進示范園。該示范園海拔530m,屬暖溫帶半濕潤季風氣候,年均氣溫12.9℃,年降水量630mm,多集中在7-10月間,無霜期221d,地下水位深110m,在關中西部具有典型代表性。試驗園土壤肥力均勻,前茬為冬小麥,上年未種大豆。
1.2 試驗方法試驗采取隨機區組設計,3次重復,小區長6m,寬2.8m,面積16.8m2;每小區種植7行,行距0.4m,株距13.3cm,每667m2留苗12500株。
2019年6月15日結合旋耕整地每667m2施復合肥50kg(N、P、K比為18∶5∶22)。6月16日播種,人工帶尺定距穴播,每穴3粒。6月23日出苗后及時進行查苗、補苗。適時除草、噴灌,同一組試驗當天完成,保證試驗條件的一致性[5]。
試驗嚴格按照國家大豆區域試驗要求記載生育期和各項農藝性狀,完熟期取樣考種,分小區收獲計產。
1.3 統計分析方法試驗考種資料采用灰色關聯分析[4-5]。首先按照需要構造參考數列(計算產量與其他性狀的關聯度是以畝產量為參考數列,而在品種綜合評價時按照育種目標構造理想品種參考數列),然后對數據進行無量綱化處理,計算各數列的絕對離差,然后按照如下公式依次計算關聯系數和關聯度:
(1)計算關聯系數。
式中X0(k)為參考數列;Xi(k)比較數列;ρ為分辨率,ρ=0.5。
(2)計算關聯度。產量與其他性狀的關聯度用平均關聯系數計算。與理想品種的關聯度計算中,采用加權算法,相關性狀的權重參考產量與相關性狀的關聯度進行折算。
以上計算過程均在Excel中進行。
2.1 參試品種(系)田間生長特性分析由表2可知,多數參試品種(系)的熟期與對照品種相當,其中石936成熟最早,而祥豐3號和皖宿1015成熟最晚,但也在對照成熟1周內可收獲,表明各參試品種(系)可以滿足黃淮海夏大豆實際生產中對熟期的要求。抗倒性較好的是祥豐3號、山寧30、邯13-99和濮豆561,其他品種(系)倒伏比較嚴重,說明這4個新品種(系)在雨水充沛的年份更利于機械化收割。所有參試品種(系)的落葉性和田間花葉病抗性都比較好。

表2 參試品種(系)的田間生長特性
2.2 主要農藝性狀與單株粒重的關聯分析在考種數據(表3)的基礎上進行灰色關聯分析。8個考種性狀與小區產量折算的畝產量之間的關聯度顯示(表4):百粒重、單株粒重、主莖節數與產量的關聯度比較高(0.73~0.77);單株粒數和底莢高度與產量的關聯度較低(0.57左右)。根據各考種性狀與產量的關聯度,計算產量權重,用于后續品種的灰色關聯度綜合評價。
2.3 參試品種(系)的綜合表現分析從考種性狀計算的關聯度(等權或加權)高低評判,排名前5位的品種(系)為中黃311、齊黃39、晉豆50號、洛1304、祥豐3號(表5),說明利用關聯分析時采用等權或加權算法計算的關聯度篩選優良品種的差異不大。而單獨利用產量進行評價,篩選的高產品種為石936、祥豐3號、邯13-99、山寧30和中黃311。2種篩選方法得出的優良品種有2個品種(系)相同(中黃311、祥豐3號),其他3個品種(系)的順序差異較大,尤以齊黃39為最,說明基于考種性狀進行的評價與田間產量綜合評價的出入比較大。應該分析相關品種的一致性,重新檢討田間取樣的代表性。兩種評價結果相抵觸時,應該以產量作為首要的評價依據。

表3 參試品種(系)的考種性狀及產量原始數據

表4 大豆產量與其他考種性狀的關聯度及權重分配
基于產量數據,祥豐3號、邯13-99、濮豆561、洛1304、中黃311、山寧30、石936、晉豆50號等品系可繼續參試,而圣豆8、齊黃39、皖宿1015和中黃207建議退出。
黃淮海夏大豆區是一年兩熟區,對大豆生育期有嚴格的要求。各參試品系的生育期基本符合與對照生育期差異不超過1周的要求,但祥豐3號和皖宿1015相對晚熟。從機械化收獲角度看,所有參試品種(系)落黃及時、落葉暢、綜合抗病性較好。
本研究對大豆考種性狀與產量進行灰色關聯分析,結果顯示,8個考種性狀的關聯度排序為百粒重>單株粒重>主莖節數>單株有效莢數>株高>有效分枝>底莢高度>單株粒數。本區域的大豆品種應重點關注百粒重、主莖節數和單株有效莢數,單株粒數對產量的貢獻似乎不是很重要,說明參試品種(系)的粒重變幅較小,其重要性在相對下降。

表5 不同品種(系)關聯度評價和產量比較
基于考種數據對參試品種(系)進行灰色關聯分析結果與單一采用產量的評價結果有較大出入。這與育種家們認為考種不可靠的感性認識相吻合。從中反映出考種取樣的代表性可能存在問題。從實際操作看,實驗人員一般會在田間選擇正常成熟的代表性植株作為考種株,這本身沒有什么問題。但如果個別品種多癥青植株,就會導致考種結果與小區產量嚴重不符的情況出現。因此在區域試驗中做好相關記載,統計有效株數可能是正確解析數據的必要前提。如果考種數據與產量結果不一致時,采用產量數據作為品種篩選的首要指標,這也是區域試驗的基本要求。畢竟高產是通過群體實現的,而不是個別高產植株。建議繼續參試的品種(系)有祥豐3號、邯13-99、濮豆561、洛1304、中黃311、山寧30、石936、晉豆50號。
本次試驗采用了雙對照,其中邯豆5號和齊黃34的產量水平相當,分別為176.5kg/667m2和174.5kg/667m2。從生產應用角度出發,采用大面積主栽品種作為區試對照是一貫的做法,這有利于篩選更好的新品種用于實際生產。因此,今后采用齊黃34以替代邯豆5號不會有風險,而且是生產的實際需要。