黃淮海地區夏大豆農藝性狀與產量的相關性及灰色關聯度分析

摘 要:應用相關性和灰色關聯度方法分析了黃淮海地區79份夏大豆的農藝性狀與產量的關系，結果表明:在無限生長型大豆中，產量與有效分枝數、單株粒數呈極顯著正相關;與產量關聯度較高的農藝性狀由大到小的順序依次為有效分枝數、單株粒數、單株粒重、單株莢數和生育期。在亞有限生長型大豆中，產量與單株粒重呈極顯著正相關，與莖粗呈顯著正相關;與產量關聯度較高的農藝性狀由大到小的順序依次為單株粒重、單株粒數、每莢粒數、單株莢數和莖粗。在有限生長型品種中，產量與生育期、莖粗間呈極顯著正相關，與單株粒重、百粒重間呈顯著正相關;與產量關聯度較高的農藝性狀由大到小的順序依次為生育期、莖粗、單株粒重、有效分枝數和底莢高度。以亞有限和有限生長型為主的黃淮海地區夏大豆在進行單株選擇時，應根據其不同的結莢習性而有所側重。

關鍵詞:黃淮海; 夏大豆; 相關性分析; 灰色關聯度分析

中圖分類號:S11+7;S565.1 文獻標識號:A 文章編號:1001-4942(2010)03-0020-06

大豆產量是一個受多基因控制的數量性狀，由多因素相互作用而決定，且遺傳力較低，直接選擇效果較差，如果通過遺傳力高且與產量關系密切的其它農藝性狀進行間接選擇則容易見效。前人對大豆產量及其相關性狀之間的關系進行了大量研究。從生態區域上，謝皓等(2002)[1]對北京、王秋玲等(2002)[2]對山東、張富厚等(2006)[3]對河南等黃淮海部分地區的夏大豆進行了產量與農藝性狀的灰色關聯度分析;東北春大豆區[4～6]也有大量類似詳盡的研究;姜永平等(2008)[7]則分別對春大豆和夏大豆的產量相關因素進行了對比分析。從結莢習性上，王秋玲等(2008)[2]對山東育成品種、溫學發等(2005)[8]對東北栽培品種分別進行了分析。黃淮海地區是我國主要的夏大豆主產區，產量占全國產量的30%左右，研究黃淮海地區大豆產量與其相關性狀間的關系尤為重要。

生育期是大豆育種中重要的育種目標，也是多因素共同作用的結果。大豆是光敏感作物，其生育期結構不僅與開花前后光周期敏感性密切相關[9]，也與其它產量相關性狀有緊密的聯系。研究發現，大豆生育期與開花期、底莢高度、單株莢數關聯度最高[10]。陳學珍等(2003～2004)[11～13]對夏大豆生育期結構與農藝性狀進行了深入分析，發現R1和R7期與產量構成因素間有顯著相關。目前的研究多是分析生育期與農藝性狀之間的關系，而按照不同結莢習性分類，采用灰色理論綜合生育期與農藝性狀來分析它們對產量影響的報道較少。

本試驗擬通過對產量與其相關性狀之間的相關性及灰色關聯度分析，了解影響產量的各農藝性狀之間的相關性，以及各相關性狀對產量影響的主次和依存關系，旨在為大豆新品種的選育和改良提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

依托山東省農業科學院大豆種質資源圃，選擇黃淮海地區的79個大豆常規栽培品種為供試材料。各品種結莢習性及分布見表1。

1.2 試驗設計

本試驗于2007、2008年在山東省農業科學院試驗地進行。試驗采用隨機區組設計，重復3次，每小區種3行，行距0.5 m，行長3.0 m。生長期間進行田間觀察記載，成熟后每小區取10株進行考種。測定項目有生育期(d)、株高(cm)、有效分枝數(個)、主莖節數(節)、莖粗(cm)、底莢高度(cm)、單株莢數(個)、單株粒數(粒)、每莢粒數(粒)、單株粒重(g)、百粒重(g)等，小區計產折合成666.7m2產量(kg)。數據取兩年的平均值。

1.3 分析方法

灰色關聯分析是對于一個發展變化系統發展態勢的量化比較，其基本思想是根據曲線幾何形狀的相似程度來判斷關聯程度，關聯度反映密切程度大小，關聯度大說明因素間變化的態勢越接近，其相互關系越密切。按照灰色關聯理論[14]，將大豆供試材料的產量及其11個農藝性狀因素視為一個灰色系統，將參比數列產量定義為Y1(母序列)，各性狀指標定義為Xi=[Xi (1)，Xi(2)，Xi(3)…Xi(11)]=[生育期，株高，有效分枝數，主莖節數，莖粗，底莢高度，單株莢數，單株粒數，每莢粒數，單株粒重，百粒重]，數據經標準化后，設定分辨系數為0.5，計算關聯度，根據關聯度排序位次確定各農藝性狀對產量影響的主次關系。依上述編號為準，采用DPS3.02軟件分析各農藝性狀之間的相關性。

2 結果與分析

2.1 各農藝性狀間相關性分析

如表2所示，在無限生長型大豆品種中，產量與有效分枝數、單株粒數呈極顯著正相關，與其它農藝性狀之間無顯著相關關系。有效分枝數又與生育期、單株粒數顯著相關，而單株粒數還與單株莢數極顯著正相關，卻與百粒重顯著負相關。另外，莖粗和百粒重呈極顯著正相關，單株莢數和百粒重、株高和單株粒重之間均呈顯著負相關。

在亞有限生長型大豆品種中，產量與單株粒重呈極顯著正相關，與莖粗顯著正相關。單株粒重與莖粗、單株粒數間極顯著正相關，與單株莢數顯著正相關。莖粗與株高、主莖節數極顯著正相關，與生育期顯著正相關。另外，生育期與株高、底莢高度極顯著正相關。株高與主莖節數、莖粗極顯著正相關。有效分枝數與每莢粒數、百粒重極顯著負相關，與單株莢數極顯著正相關。單株粒數與單株粒重、單株莢數與單株粒數、主莖節數與莖粗之間均極顯著正相關。

在有限生長型大豆品種中，產量與生育期、莖粗間極顯著正相關，與單株粒重、百粒重間顯著正相關。生育期與有效分枝數、莖粗、底莢高度和單株粒重顯著正相關。莖粗與單株莢數、單株粒重極顯著正相關，與單株粒數顯著相關。單株粒重與有效分枝數、莖粗、單株莢數和單株粒數極顯著正相關，與主莖節數顯著正相關。百粒重與單株莢數顯著負相關，與單株粒數極顯著負相關。另外，株高與主莖節數極顯著正相關，與莖粗、單株莢數、單株粒數間顯著正相關。有效分枝數與莖粗、單株莢數、單株粒數、單株粒重間極顯著正相關。

2.2 各農藝性狀與產量的灰色關聯度分析

如表3所示，在無限生長型大豆品種中，各農藝性狀與產量的關聯度依次為:有效分枝數>單株粒數>單株粒重>單株莢數>生育期>每莢粒數>莖粗>百粒重>主莖節數>株高>底莢高度。有效分枝數、單株粒數、單株粒重、單株莢數和生育期對產量的關聯度較高。

在亞有限生長型大豆品種中，各農藝性狀與產量的關聯度依次為:單株粒重>單株粒數>每莢粒數>單株莢數>莖粗>生育期>底莢高度>株高>主莖節數>百粒重>有效分枝數。單株粒重、單株粒數、每莢粒數、單株莢數和莖粗對產量的關聯度較高。

在有限生長型大豆品種中，各農藝性狀與產量的關聯度依次為:生育期>莖粗>單株粒重>有效分枝數>底莢高度>百粒重>株高>主莖節數>單株粒數>每莢粒數>單株莢數。生育期、莖粗、單株粒重、有效分枝數和底莢高度對產量的關聯度較高。

3 討論與結論

3.1 關于農藝性狀間的相關性

通過對不同結莢習性的夏大豆相關性分析發現，影響產量的主要農藝性狀因結莢習性的不同而有所差異。在三種類型的大豆品種中，株高與產量的相關性較小。韓秉進等(2008)[15]也認為提高大豆產量主要應增加有效莢數，而百粒重和株高增產效應較小。而張海泉(2000)[16]利用相關分析、多元線性回歸分析、偏相關分析、通徑分析等方法，對10個大豆品種的23個性狀進行統計分析表明，株高與產量關系最密切。靜廣利(2006)[17]發現，株高對產量的影響是通過生育期、分枝數等其它農藝性狀實現對產量的間接效應。姜永平等(2008)[7]認為，春大豆的單株粒數、百粒重和株高對產量的直接作用較大;而夏大豆的單株莢數、單株粒重對產量直接作用較大，且單株粒數與單株產量存在著極顯著的正相關。造成這種結果的差異可能是由于試驗采用的大豆播種類型和結莢習性的不同導致的。

本試驗數據表明，在亞有限生長型大豆品種中，產量與單株粒重呈極顯著正相關;在無限生長型大豆品種中，產量與單株粒重顯著正相關。事實上，單株粒重由單株莢數、每莢粒數和百粒重三部分構成，就單株而言，單株莢數與單株產量的相關性最高[18，19]。韓秉進等(2008)[20]也認為，育種上應加強3粒莢和4粒莢多的性狀的選擇?？梢姡邳S淮海地區亞有限生長型和無限生長型大豆品種性狀選擇上，要充分協調好單株粒重構成因素之間的平衡。

陳學珍等(2004)[12，13]發現，單株莢數與R1期極顯著正相關，單株粒數與R7顯著正相關，生育期與百粒重極顯著正相關。而本試驗數據表明，在無限生長型大豆品種中，產量不僅與生育期極顯著正相關，還與單株粒重顯著正相關，而生育期與單株粒重又顯著正相關。這說明，在無限生長型大豆品種中，生育期與單株粒重構成因素間有相互作用，在無限生長型品種選擇上，應注重生育期與單株粒重構成因素間的平衡。不同的是，我們并沒有發現生育期與百粒重之間存在顯著性相關關系。而在無限生長型和亞有限生長型大豆品種中，生育期對產量的影響較小。

宋啟建等(1996)[21]在對長江中游夏大豆研究后發現，產量和產量構成因子(莢數/株數、百粒重)關系相關程度大于產量與形態性狀(株高、節數、分枝數)及生育期。韓秉進等(2008)[20]對黑龍江3個當地品種研究與上述結論一致。而我們研究發現，在亞有限和有限生長型大豆品種中，產量與產量構成因子(單株粒重、百粒重)顯著正相關，與形態性狀(莖粗)極顯著正相關;在無限生長型大豆品種中，產量與產量構成因子(單株粒數)、形態性狀(有效分枝數)均極顯著正相關。這與馬育華等(1979)[22]對江淮下游地區夏大豆研究結果吻合。這些差異可能由于大豆生態區域、研究方法與種質群體的不同導致的。

我們發現，在亞有限和無限生長型大豆品種中，產量分別與莖粗呈顯著和極顯著正相關。國內其它研究均未發現類似結論。李殿祥(2006)[6]認為，莖稈粗壯對于抗倒伏有一定的正向作用。在黃淮海地區，亞有限和有限生長型品種占當前常規栽培品種的90%以上，莖粗與產量的顯著關系說明黃淮海地區大豆的抗倒伏性可能對產量有重要的影響。

3.2 關于農藝性狀與產量的灰色關聯度

我們研究發現，不僅構成大豆產量的各農藝性狀間的相關性因結莢習性、生態地區差異而不同，各農藝性狀與單株產量關系的密切程度即關聯度也因品種的結莢習性不同而有所不同。這與王秋玲等(2002)[2]的結論一致。

灰色關聯度分析表明，黃淮海地區亞有限生長型夏大豆產量與農藝性狀間關聯度從大到小依次為單株粒重、單株粒數、每莢粒數、單株莢數，這與前人[1～4，23]關于大豆產量與相關性狀的灰色關聯度分析結論基本一致。

大豆株高是大豆育種中選擇的重要性狀之一。王淑榮(1995)[24]發現產量與相關性狀的關聯度大小依次為株高>主莖節數>百粒重>單株莢數>單株粒數。張海燕等(2006)[25]對10個不同生態類型的大豆研究認為，大豆產量與主要數量性狀的關聯度大小依次為單株粒數、株高、單株莢數、百粒重、節數、單株粒重、分枝數。薛紅(2009)[26]對黑龍江當地品種研究發現，大豆產量構成因素大小依次順序為底莢高度>株高>主莖節數>百粒重>單株粒數>單株莢數。這說明，株高在產量相關的因素中非常重要。張富厚等(2006)[3]對河南夏大豆研究認為，株高對產量影響較大，但不是最大。我們的分析中發現，黃淮海地區夏大豆株高對產量的關聯度較小。事實上，童燕(2007)[27]和張君等(2004)[4]的研究結果均表明株高對單株產量的影響較小。大豆株高是否有一個合理的區間，即太高或太低對產量無益，抑或是不同結莢習性的大豆需要不同株高以獲得高產，這些方面仍需要進一步的研究。

我們研究發現，產量與生育期在有限生長型大豆中的關聯度最大，而在無限生長型和亞有限生長型中則關聯度較低。王淑榮(2000)[28]研究發現，大豆主要數量性狀與產量之間的關聯度依次為生育期>株高>主莖節數>單株莢數>單株粒數>百粒重。郝瑞蓮(2002)[23]也認為生育日數對產量的影響作用較大，但不是最大。這說明生育期對產量構成非常重要。而生育期與農藝性狀之間關系又非常密切[13]，與生育期關聯度較高的農藝性狀依次為開花期、底莢高度、單株莢數[10]。因此，對于黃淮海地區有限生長型大豆來說，協調好生育期與其它農藝性狀之間的平衡可能對品種選擇具有重要意義。

總之，大豆產量的形成是多個性狀互作互動的過程。通過本試驗發現，以亞有限和有限生長型為主的黃淮海地區夏大豆在進行單株選擇時，應根據其不同的結莢習性而有所側重。對于亞有限生長型大豆品種，應優先選擇單株粒重較高的單株，尤其是注重每株莢數和每莢粒數多的性狀的選擇。對于有限生長型大豆品種，應選擇生育期與單株粒重間平衡較好的單株，能充分發揮產量潛力。兩個類型的單株選擇上還應注意莖粗與株高之間的比值，既保證抗倒伏性，又維持一定的株高。

通過相關性和灰色關聯度分析，明確了各農藝性狀間及對產量影響的主次關系，可為育種提供一定的理論依據。本試驗僅考慮了包括生育期在內的大豆農藝性狀對產量的影響。事實上，還應該分別考慮全生育期中R1和R7對產量的影響;豆莢性狀還可以細分為莢長、莢寬、1～4粒莢等幾部分;且外部氣候條件、土壤、群體、試驗環境的不同等都可能造成產量主導因素的變化。這仍需要進一步的研究。

參 考 文 獻:

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