夏大豆高產(chǎn)育種的農(nóng)藝性狀選擇

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(淮北市農(nóng)業(yè)技術推廣站，安徽淮北 235000)

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夏大豆高產(chǎn)育種的農(nóng)藝性狀選擇

張 星， 張?zhí)炝?/p>

(淮北市農(nóng)業(yè)技術推廣站，安徽淮北 235000)

對安徽省2013年夏大豆聯(lián)合鑒定52個品種(系)逐步回歸分析表明,有效分枝、底莢高、單株莢數(shù)和株高變異系數(shù)較大。單株產(chǎn)量與有效分枝、單株莢數(shù)正相關，與百粒質(zhì)量負相關，與生育期、底莢高、單株莢數(shù)、莢粒數(shù)和百粒質(zhì)量多元直線相關。選擇高產(chǎn)新品系，應突出單株莢數(shù)的選擇，早期選擇莢粒數(shù)多、百粒質(zhì)量高、生育期適中的株系，后期選擇主莖節(jié)數(shù)、有效分枝多，底莢高適中的品系。

夏大豆；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量；相關分析；通徑分析

大豆是人類攝取植物蛋白的主要來源，具有強健身體、延緩衰老的保健作用。單產(chǎn)偏低一直是影響大豆生產(chǎn)的主要因素，高產(chǎn)一直是大豆育種的首要目標。大豆單株生產(chǎn)力是多基因控制的數(shù)量性狀，各農(nóng)藝性狀對單株產(chǎn)量的作用大小不同，而且各農(nóng)藝性狀間又存在不同程度的相互影響。前人應用多元統(tǒng)計分別從生態(tài)區(qū)域、播種類型和結莢習性等多角度研究了大豆農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量之間的關系，但由于試驗環(huán)境、試驗群體大小不同，其結論不完全一致。筆者利用安徽省夏大豆品種聯(lián)合鑒定52個品種(系)8個主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量的表現(xiàn)型資料，進行逐步回歸分析，旨在明確影響夏大豆產(chǎn)量農(nóng)藝性狀的主次關系，為雜交后代選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料試驗數(shù)據(jù)來自2013年安徽省夏大豆品種聯(lián)合鑒定總結。參試品系52份，其中有限結莢習性的47份，亞限的5份。育種單位為安徽省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所、阜陽市農(nóng)業(yè)科學院、宿州市農(nóng)業(yè)科學院和濉溪縣科技開發(fā)中心、山東圣豐種業(yè)等22家，以安徽省的為主。以中黃13為對照，分4組進行，每組參試品種(系)14份(含對照)。

1.2 試驗方法試點設在阜陽、龍亢、合肥和濉溪，地力中等或偏上。隨機區(qū)組排列，2次重復，行長6.0 m，行距0.4 m，6行區(qū)，小區(qū)面積14.4 m2，每行定苗54株，種植密度22.5萬株/hm2。

各試點試驗地較平坦，前茬均為小麥；各試點旋耕后播種；合肥、阜陽試點沒有施肥，其余各試點施肥1次；6月16～26日播種，開溝條播或點播；間定苗1～2次，中耕除草2～4次，防治病蟲2～4次，濉溪點全生育期沒有排灌水，其余試點排灌水1～2次。

生育期間調(diào)查出苗期、開花期、成熟期。收獲前每小區(qū)連續(xù)取10棵正常生長的植株進行考種，考查株高、底莢高、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝、單株莢數(shù)、莢粒數(shù)、單株產(chǎn)量。全區(qū)收獲計產(chǎn)，稱取小區(qū)產(chǎn)量、百粒質(zhì)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析數(shù)據(jù)采用各組參試品種(系)的平均值，運用Excel 2003和DPS v7.05軟件進行數(shù)據(jù)處理，計算變異系數(shù)、相關系數(shù)和通徑系數(shù)。分析時，以單株產(chǎn)量為應變量，記作Y，其他各性狀為自變量，即生育期(播種～成熟，X1)、株高(X2)、底莢高(X3)、主莖節(jié)數(shù)(X4)、有效分枝(X5)、單株莢數(shù)(X6)、莢粒數(shù)(X7)、百粒質(zhì)量(X8)。

2 結果與分析

2.1 主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量表現(xiàn)遺傳變異系數(shù)大的性狀從群體中選優(yōu)的機率較大。遺傳性變異與表現(xiàn)型變異基本一致，對遺傳變異系數(shù)大的性狀從表現(xiàn)型上選擇有效[1]。主要農(nóng)藝性狀變異系數(shù)由大到小依次為：有效分枝>底莢高>單株莢數(shù)>株高>百粒質(zhì)量>主莖節(jié)數(shù)>單株粒重>莢粒數(shù)>生育期(表1)。有效分枝、底莢高、單株莢數(shù)和株高變異系數(shù)>15%，從表現(xiàn)型上選擇效果較好。而百粒質(zhì)量、主莖節(jié)數(shù)和莢粒數(shù)變異系數(shù)小，遺傳力相對較高，可以進行早期選擇。

表1 夏大豆新品系主要性狀的變異系數(shù)

4組平均，中黃13(CK)產(chǎn)量2 628.5 kg/hm2。4組中有15個品系產(chǎn)量比對照增產(chǎn)5%以上，為高產(chǎn)品系；24個品系產(chǎn)量低于對照，為低產(chǎn)品系。高產(chǎn)品系(平均)較低產(chǎn)品系，產(chǎn)量提高16.7%，百粒質(zhì)量降低1.8 g，生育期縮短1.3 d，其他農(nóng)藝性狀提高0.5%～14.9%。有效分枝和單株莢數(shù)與產(chǎn)量提高幅度相近，應作為高產(chǎn)育種重視的性狀[2]。

2.2 農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關性相關分析是了解各性狀間是否相關及相關的性質(zhì)(正或負相關)、密切程度。分析表明，單株產(chǎn)量與有效分枝、單株莢數(shù)呈顯著、極顯著正相關，與百粒質(zhì)量顯著負相關[3]。農(nóng)藝性狀間的相關程度為：生育期與株高極顯著正相關，與底莢高、主莖節(jié)數(shù)顯著正相關，與百粒質(zhì)量弱正相關，與莢粒數(shù)顯著負相關，與有效分枝弱負相關；株高與底莢高、主莖節(jié)數(shù)極顯著正相關，與有效分枝顯著負相關；底莢高與主莖節(jié)數(shù)、莢粒數(shù)極顯著正相關，與有效分枝極顯著負相關；主莖節(jié)數(shù)與單株莢數(shù)顯著正相關，與百粒質(zhì)量顯著負相關，與莢粒數(shù)弱正相關；有效分枝與單株莢數(shù)極顯著正相關；單株莢數(shù)與莢粒數(shù)、百粒質(zhì)量極顯著負相關；莢粒數(shù)與百粒質(zhì)量極顯著負相關(表2)。性狀間的相互作用關系復雜，既有相輔相成的，也有相互制約的，某一性狀的加強常伴隨一些性狀作用的加強和另一些性狀作用的削弱。夏大豆高產(chǎn)育種，雜交后代選擇要兼顧有效分枝、單株莢數(shù)、莢粒數(shù)與百粒質(zhì)量，生育期、單株莢數(shù)與莢粒數(shù)和株高、底莢高與有效分枝互相制約的關系。

表2 夏大豆新品系主要性狀間的相關系數(shù)

注：r0.1=0.230 9，r0.05=0.273 2，r0.01=0.354 1；*表示5%顯著水平，**表示1%顯著水平。

2.3 多元回歸方程的建立以單株產(chǎn)量為應變量，進行逐步回歸分析，建立多元線性回歸方程如下：Y=-13.77+0.045 96X1-0.047 0X3+0.210 4X6+5.240 2X7+0.281 2X8。相關系數(shù)R=0.782 1，F(xiàn)值為15.747 9，達極顯著水平，說明建立的回歸方程是可靠的。與相關分析比較顯示，有效分枝被踢出多元相關序列，而生育期、底莢高和莢粒數(shù)則被引入方程。偏相關系數(shù)依次為：單株莢數(shù)X6(r=0.752 1)>百粒質(zhì)量X8(r=0.574 0)>莢粒數(shù)X7(r=0.564 5)>底莢高X3(r=-0.220 9)>生育期X1(r=0.163 8)。

2.4 主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的通徑分析通徑分析將相關系數(shù)分解為直接作用和間接作用，揭示各個因素對因變量的相對重要性。夏大豆主要性狀對單株產(chǎn)量的通徑系數(shù)見表3。決定系數(shù)為0.611 6，剩余通徑系數(shù)為0.623 2。

表3 夏大豆新品系主要性狀與單株產(chǎn)量的通徑系數(shù)

2.4.1單株莢數(shù)的產(chǎn)量效應。單株莢數(shù)對單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)最大(P=1.199 6)。通過底莢高對產(chǎn)量的正向間接效應不足0.02，負向間接效應主要通過百粒質(zhì)量，總間接作用為-0.597 4，抵消直接作用的49.8%。單株莢數(shù)與單株產(chǎn)量極顯著正相關，在很大程度上決定著產(chǎn)量表現(xiàn)，這與劉金剛等的研究結果一致[4]。選擇高產(chǎn)新品系，應突出單株莢數(shù)的選擇[5]。單株莢數(shù)對籽粒質(zhì)量的正效應來自本身，直接選擇效果較好。

2.4.2莢粒數(shù)的產(chǎn)量效應。莢粒數(shù)對單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)(P=0.621 1)較大。而通過百粒質(zhì)量、生育期、底莢高和單株莢數(shù)對產(chǎn)量有不同程度的負向間接效應，總間接作用為-0.446，抵消直接作用的71.8%。以至于莢粒數(shù)與單株產(chǎn)量的相關系數(shù)較低，未達顯著水平。在夏大豆高產(chǎn)育種中，不要刻意選擇莢粒數(shù)高的雜交后代。

2.4.3百粒質(zhì)量的產(chǎn)量效應。百粒質(zhì)量對單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)(P=0.803 6)較大。通過生育期、底莢高的正向效應很小，而通過單株莢數(shù)、莢粒數(shù)的負向間接效應較大，總間接作用為-1.078 3，超過直接作用。以至于百粒質(zhì)量與單株產(chǎn)量顯著負相關。百粒重與單株莢數(shù)、莢粒數(shù)極顯著負相關，百粒重的提高就意味著單株莢數(shù)、莢粒數(shù)的減少，因此在實際操作時，要根據(jù)生產(chǎn)條件和商品需要選擇適度大小粒型的品種，兼顧單株莢數(shù)和莢粒數(shù)，力爭使產(chǎn)量構成達到最佳配置。這與王秋玲等的研究結果基本一致[6]。

2.4.4底莢高的產(chǎn)量效應。底莢高對單株產(chǎn)量的直接作用最小(P=-0.176 5)。通過生育期、莢粒數(shù)有不同程度的正向間接效應，通過單株莢數(shù)、百粒質(zhì)量有不同程度的負向間接效應，總間接作用為0.094 3。底莢高度對單株產(chǎn)量有較小的負向直接作用，相關、通徑分析結果一致，但影響不大，在選擇雜交后代時，可以在適合機械化收割，又不影響其他性狀的前提下，盡量降低底莢高度。這與王秋玲等的研究結果基本一致。

2.4.5生育期的產(chǎn)量效應。生育期對單株產(chǎn)量的直接作用較小(P=0.128 1)。通過百粒質(zhì)量為正向間接效應，而通過底莢高、單株莢數(shù)、莢粒數(shù)有不同程度的負向間接效應，總間接作用為-0.231 1，超過直接作用。生育期對單株產(chǎn)量有較小的負向作用，但影響不大，在雜交后代選擇時，應盡量選擇早熟材料。

2.5 主要農(nóng)藝性狀與單株莢數(shù)的通徑分析以單株莢數(shù)為應變量，進行逐步回歸分析，建立多元線性回歸方程如下：X6=46.53-0.447 6X1+1.770 2X4+6.698 5X5。相關系數(shù)R=0.573 9，F(xiàn)值為8.512 2，達極顯著水平。偏相關系數(shù)依次為：主莖節(jié)數(shù)X4(r=0.454 0)>有效分枝X5(r=0.399 8)>生育期X1(r=-0.237 3，P=8.4%)。說明單株莢數(shù)與主莖節(jié)數(shù)、有效分枝多元直線相關。直接作用主莖節(jié)數(shù)>有效分枝>生育期。

相關和通徑分析表明，主莖節(jié)數(shù)、有效分枝與單株莢數(shù)顯著、極顯著正相關，且以正向直接作用為主，相關、通徑分析結果一致(表4)。主莖節(jié)數(shù)、有效分枝對單株產(chǎn)量的影響主要是通過單株莢數(shù)來間接實現(xiàn)的。選育主莖節(jié)數(shù)、分枝多的雜交后代，容易獲得單株莢數(shù)多的品系[7]。

表4 夏大豆新品系主要性狀與單株莢數(shù)的通徑系數(shù)

3 結論與討論

對2013年安徽省夏大豆聯(lián)合鑒定52份參試品種(系)8個主要農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量逐步回歸分析表明，單株產(chǎn)量與有效分枝、單株莢數(shù)顯著、極顯著正相關，與百粒質(zhì)量顯著負相關，直接通徑系數(shù)依次為：單株莢數(shù)>百粒重>莢粒數(shù)>生育期>底莢高；單株莢數(shù)與主莖節(jié)數(shù)、有效分枝顯著、極顯著正相關，直接作用主莖節(jié)數(shù)>有效分枝>生育期。

大豆產(chǎn)量是受多基因控制的數(shù)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；通過遺傳力高且與產(chǎn)量關系密切的其他農(nóng)藝性狀進行間接選擇則容易見效。夏大豆高產(chǎn)育種，應突出單株莢數(shù)的選擇。早期選擇莢粒數(shù)多、百粒質(zhì)量高、生育期適中的雜交后代，后期選擇主莖節(jié)數(shù)、有效分枝多，底莢高適中的品系[8]。

汪寶卿等對28份有限型大豆研究發(fā)現(xiàn)，單株粒數(shù)、生育期、莖粗和株高對產(chǎn)量的通徑系數(shù)較大[9]。郭長霞等對12個品系研究表明，生育期與產(chǎn)量極顯著正相關，且直接通徑系數(shù)最大(正向)[10]。該研究與汪寶卿等、郭長霞等的結果有差異，這是因為試驗環(huán)境、試驗群體不同所致。

一些學者在進行大豆主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關、通徑分析時，把單株莢數(shù)、單株粒數(shù)同時作為自變量。事實上，單株粒數(shù)由單株莢數(shù)、莢粒數(shù)二者構成，且莢粒數(shù)變幅小。這樣勢必削弱單株莢數(shù)對產(chǎn)量的直接作用，隱藏莢粒數(shù)對產(chǎn)量的直接作用。

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淮北市科技攻關計劃——專用高產(chǎn)大豆新品種選育與示范(2014-2-6)。

張星(1982- )，女，安徽濉溪人，農(nóng)藝師，從事農(nóng)技推廣研究。

2015-02-28

S 565.1

A

0517-6611(2015)10-064-03