廣西喀斯特地區不同大豆品種性狀評價與品種篩選

黃小英，謝慧敏，黎敦涌*，梁 琨，韋貴劍，侯青光，梁仁敏，潘繪新

（1.河池市農業科學研究所/廣西農業科學院河池分院，廣西 宜州 546306；2.廣西大學，南寧 530004）

大豆，在中國是栽種面積最大的豆類作物，其栽培歷史長達2 000多年[1]。由于經濟水平的逐步提高，大豆等產物的需求量也隨之增加。但是，國內黃豆生產量卻遠遠不足，需要通過大量進口才能填補這一缺口，同時，中國也成為了主要的大豆進口國之一[2-3]。作物栽培容易受到生態環境的影響，有地域性和季節性，它們能在一定程度上影響大豆的產量、熟制以及生育期（曹衛星，2011；王鶴齡，2017）。廣西河池市屬于典型的喀斯特地貌，地處亞熱帶，陽光豐富，雨量充足，適宜大豆種植，常年種植面積維持在10萬hm2左右，年大豆自產量大約15萬t，但仍然產能不足[4]。當前，廣西河池市主栽的黃豆品種以桂夏1號、桂夏2號、桂夏3號、桂夏4號以及自留種為主[5]。這些品種育成時間較長，在當地種植多年，更新換代緩慢，很多品種的優良性狀逐漸退化，出現產量減少，抗病性變差等問題。為解決大豆種質資源不豐富的困境，在河池市進行大豆新品種栽培區域試驗，評選出豐產穩產、生態適應性好的夏播大豆品種，以滿足本地區大豆品種更新替代的需求。因此，對桂夏1701、桂夏1702、桂夏1703、華夏17號、粵夏2016-3、粵夏2016-5、桂夏豆117、桂夏豆118、桂夏豆119、金百夏1號和金百夏2號的產量及相關農藝性狀進行分析，并綜合評價各項指標，有利于推進河池市新品種替代舊品種，推動大豆產業發展。近年來，湯復躍等總結分析了廣西大豆產業現階段的需求和優勢，以及近40年來廣西豆類育種研究的進展，得出獲得審定證書的豆類品種有39個，包括28個春大豆品種和11個夏大豆品種，育種成果斐然。韋清源等總結了桂夏7號的選育及栽培技術要點，桂夏七號2015年取得廣西農作物品種審定證書，2018年通過國家農作物品種審定委員會審定。韋清源等評選出高產、優良、抗病性強、適宜性好的夏大豆品種，得出桂1303、桂14-2、粵夏2013-1和粵夏2013-2綜合性狀優良，可供廣西各地栽種、示范和推行。竇士樹等通過灰色系統理論，將參試品種的產量和主要農藝特性進行綜合比較，避免了只將產量這一性狀特征作為硬性指標進行評價的片面做法。又有李發橋等采用系統聚類分析法對廣西主栽稻谷品種耐低肥能力進行綜合評價與歸類，依據聚類分析結果，將參試的48個品種分為3類，為篩選出適宜的品種提供了直觀簡潔的方法。前人對大豆品種的篩選多是從產量這一單一性狀進行考慮，針對產量和主要農藝性狀的綜合評價尚未見詳細的研究報道。針對在河池市農業科學研究所試驗場地開展的夏播大豆新品種區域試驗，本研究采用灰色系統分析方法，綜合評價多個農藝性狀對大豆產量表現的影響。以11個不同品種為材料，于夏季進行大田栽培試驗，探究夏播新品種大豆在廣西河池市的生長發育、產量及農藝性狀的表現，確定適宜的品種基因型，充分利用本地區的水土資源，為該區域大豆的引進和大面積推廣應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試大豆品種共11份，其品種名稱和來源見表1。

表1 供試大豆品種、供種單位

1.2 試驗方法

試驗于2018—2020年在宜州試驗基地進行，試驗地位于東經108°48′30″、北緯24°29′26″，海拔148.0 m。土質為砂壤土，土壤pH為5.5；有機炭含量22.9 g/kg；全氮含量1.90 g/kg；有效磷含量63.0 mg/kg；速效鉀含量272 mg/kg。

小區面積11 m2，行距0.5 m，穴距0.2 m，栽植密度1.32萬株/667m2。在灌溉、施肥與病蟲防治等方面，保持所有品種基本一致的生長條件。

1.3 測定項目及方法

生育期調查：從出苗期到成熟期的總天數。品種成熟收割前，統計各試驗小區的大豆株數，隨機選擇連續10株生長勻稱的植株進行考種，測定株高、底莢高、主莖節數、分枝數、單株有效莢數，單株粒數、百粒重和考察籽粒性狀。對各小區的中間三行進行收割、曬干脫殼、測產。

1.4 統計分析

試驗數據采用Excel 2019進行計算和整理，以DPS v18.01進行方差分析、聚類分析、相關性分析和灰色關聯度分析，Graphad Prism 5.01制圖。設大豆產量性狀為參考數列X0，農藝性狀單株有效莢（X1）、單株粒數（X2）、百粒重（X3）、主莖節數（X4）、株高（X5）、分枝數（X7）、底莢高（X8）為比較數列，分辨系數取0.1，對原始數據采用均值化變換計算關聯系數。

2 結果與分析

2.1 夏播大豆的特征特性

由表2可知，參試的大豆品種葉形基本可分為卵圓和橢圓兩種，其中桂夏1702為橢圓形，其余皆為卵圓形葉；花色除桂夏1702為白花，其余品種均為紫花；茸毛色有棕色和灰色，除桂夏豆119和對照品種桂夏1號為灰色外，其他均為棕色；參試品種的結莢習性可分為三類，有亞有限型5個，有限型5個，無限型2個；株型皆為收斂型；落葉性中等；各品種均呈不抗倒伏習性。

表2 各品種的主要特征特性

2.2 夏播大豆的農藝性狀表現

由表3可知，生育期最長的是桂夏豆118，為118 d，最短的是華夏17號，為97 d；株高最高的是桂夏豆118，為133.5 cm，最矮的是華夏17號，為45.9 cm；主莖節數最多的是桂夏豆118，為22.0節，最少的是華夏17號，為10.5節；底莢最高的是桂夏豆118，為28.9 cm，最短的是桂夏1702，為9.2 cm；分枝數最多的是粵夏2016-3，為5.2個，最少的是桂夏1702，為2.2個。不同品種之間的各農藝性狀均存在極顯著差異。

表3 夏播大豆主要農藝性狀

單株有效莢最多的是粵夏2016-3，為66.3莢，最少的是華夏17號，為36.3莢；單株粒數最多的是粵夏2016-5，為138.2粒，最少的是華夏17號，為65.3粒，但各品種間無顯著性差異；單株粒重最重的是粵夏2016-5，為23.0 g，最輕的是桂夏豆117，為16.1 g；百粒重最重的是華夏17號，為34.2 g，最輕的是桂夏豆1703，為15.3 g，各品種的百粒重存在顯著性差異。完全粒率低于90%的有，桂夏1702、粵夏2016-3、桂夏1號。

2.3 夏播大豆的3年平均產量表現

由圖1可知，夏播大豆的各個品種間的產量無顯著性差異。產量由高到低分別是粵夏2016-3（3 345 kg/hm2）>粵夏 2016-5（3 241 kg/hm2）>桂夏1703（3 059.25 kg/hm2）>桂夏豆 119（2 975.5 kg/hm2）>金百夏2號（2 942.25 kg/hm2）>桂夏豆118（2 854.5 kg/hm2）>金百夏1號（2 803 kg/hm2）>桂夏1702（2 769.5 kg/hm2）>桂夏1號（2 754 kg/hm2）>桂夏 1701（2 719.5 kg/hm2）>桂夏豆 117（2 601.75 kg/hm2）>華夏17號（2 511.5 kg/hm2）。產量范圍在3 345～2 511.5 kg/hm2之間。

圖1 各品種的三年平均產量表現

2.4 夏播大豆的主要農藝性狀與產量的相關性分析和灰色關聯度分析

由表4可知，通過相關分析，產量與分枝數、單株有效莢、單株粒數呈極顯著正相關，與百粒重呈顯著負相關；生育期與株高、主莖節數、底莢高呈極顯著正相關；株高與主莖節數、底莢高呈極顯著正相關，與百粒重呈顯著負相關；主莖節數與底莢高呈極顯著正相關，與百粒重呈極顯著負相關；分枝數與單株有效莢、單株粒數呈極顯著正相關，與單株粒重呈顯著正相關；單株有效莢與單株粒數呈極顯著正相關，與百粒重呈極顯著負相關；單株粒數與百粒重呈極顯著負相關。

表4 各品種的主要農藝性狀與產量的相關性分析

由表5可知，通過灰色關聯度分析，大豆品種的單株有效莢、單株粒數、單株粒重、主莖節數、百粒重的關聯系數均大于0.5。而株高、分枝數、底莢高關聯度較小。

表5 各品種的主要農藝性狀與產量的灰色關聯度分析

2.5 夏播大豆品種綜合能力評價及分類

以Euclidean距離為度量標準對參試大豆品種的產量、單株粒數、單株有效莢數進行系統聚類，結果表明（見圖2），將參試大豆品種綜合表現能力分為5類，第一類有3個品種，桂夏1701、桂夏1702、桂夏豆117；第二類有2個品種，分別為桂夏1703、桂夏豆119；第三類有1個品種，華夏17號；第四類有2個品種，粵夏2016-5和粵夏2016-3；第五類有4個品種，桂夏豆118、金百夏1號、金百夏2號、桂夏1號（CK）。

圖2 參試大豆品種聚類分析結果

3 討論

適宜的生態環境和良好的種植技術是確保大豆生長和產量形成的前提條件[11]。農藝性狀是構成大豆產量的基礎，各個性狀之間互相影響，共同作用[9]。灰色系統理論是近年來在農作物新品種綜合評估中應用比較多的一項分析方法，能很好的評價多個性狀與產量的關系[12]。大豆產量與農藝性狀關聯度由高到低排序為單株粒重>單株粒數>每莢粒數>單株莢數>莖粗，單株粒重對產量的影響最大[13]。張君等對20個大豆品種的產量與主要農藝性狀進行灰色關聯度分析，結果發現單株粒數是對產量影響最大的性狀因子，其次是單株有效莢和單株節數，而分枝數和株高影響不大[14]。苗任重等研究表明，采用灰色關聯分析與大豆產量關系最密切的農藝性狀，得出單株粒重、株高、主莖節數關聯度最大[15]。封亮等對大豆農藝性狀與產量進行灰色關聯度分析，也發現單株粒重是對產量影響最大的性狀因子，選擇單株粒重較大的品種，能提高大豆產量[16]。也有研究認為，大豆的株高和生長速率影響產量的構成，株高在65～80 cm范圍內有利于豐產增收[17]。張桂茹等認為，籽粒較大的品種，其植株生長較小粒型的繁茂旺盛，喜肥水的大粒型品種產量會比小粒品種的高[18]。在本研究中，通過相關分析，產量與分枝數、單株有效莢、單株粒數呈極顯著正相關，單株有效莢、單株粒數、單株粒重這三個性狀因子與大豆產量關系密切。通過灰色關聯度分析，得出單株有效莢數、單株粒數、單株粒重與產量關聯度最高。結合相關性分析與灰色關聯度分析，可以得出，單株有效莢數和單株粒數是大豆產量形成的主要影響因素。再通過聚類分析，可以將參試的11個夏播大豆品種分為5類，綜合表現較好的是粵夏2016-5和粵夏2016-3，其次是金百夏1號、桂夏豆118、金百夏2號；然后到桂夏1703和桂夏豆119；表現一般的是桂夏1701、桂夏1702、桂夏豆117；較差的是華夏17號。

4 結論

單株有效莢數和單株粒數是影響產量的主要因素，提高單株有效莢數和單株粒數有助于產量提高。綜合表現較好的品種是粵夏2016-5和粵夏2016-3，其次是金百夏1號、桂夏豆118、金百夏2號；最后是桂夏1703和桂夏豆119，以上品種適宜在河池市栽培。桂夏1701、桂夏1702、桂夏豆117和華夏17號在本地區表現欠佳。