不同結莢習性大豆的農藝性狀與產量研究

楊貴軍　陸國政　趙晉銘　于海洋　趙曉慶，3　張曉燕

（1北京農業信息技術研究中心，北京 100097；2國家農業信息化工程技術研究中心，北京 100097；3農業部農業信息技術重點實驗室，北京 100097；4河南理工大學測繪與國土信息工程學院，焦作 454000；5南京農業大學國家大豆改良中心，南京 210095）

不同結莢習性大豆的農藝性狀與產量研究

楊貴軍1，2，3陸國政1，4趙晉銘5于海洋2趙曉慶2，3張曉燕5

（1北京農業信息技術研究中心，北京 100097；2國家農業信息化工程技術研究中心，北京 100097；3農業部農業信息技術重點實驗室，北京 100097；4河南理工大學測繪與國土信息工程學院，焦作 454000；5南京農業大學國家大豆改良中心，南京 210095）

對2種不同結莢習性的大豆品種分別進行產量與主要農藝性狀的相關分析、灰色關聯分析和主成分分析，結果表明，在亞有限型中，節粒重與產量的相關系數最大，其次是倒伏性；在有限型中，粒莖比與產量呈極顯著正相關，其次是節粒重。在培育高產優質的大豆品種時，亞有限結莢習性品種需要優先考慮節粒重，而有限結莢習性品種需要優先考慮粒莖比。

大豆；結莢習性；農藝性狀；相關分析

大豆作為我國重要的糧油兼用作物，隨著國內需求的不斷增加和種植面積的日益萎縮，供需矛盾日益突出［1］。因此，大豆產出率的提高和大豆總產量的增加對調節大豆供需矛盾具有重大作用。在大豆育種中，研究產量與主要農藝性狀之間的相關關系，找出對產量影響最大的農藝性狀，可為培育出優良大豆品種提供選擇依據。結莢習性是大豆進化的主要性狀之一，與植株的高度、分枝數、莢粒分布有重要的關系。大豆結莢習性是大豆品種的重要特征性狀，也一直是大豆科研工作者的研究對象［2］。結莢習性的不同會通過農藝性狀對產量有一定的影響，由于目前夏大豆育成的品種以有限和亞有限結莢習性為主［3］，所以本文主要研究亞有限和有限這2種結莢習性的大豆品種。通過對產量與相關農藝性狀之間的相關、灰色關聯和主成分分析，比較了2個不同結莢習性的大豆產量構成的差異，分析了主要農藝性狀對大豆產量的影響，以期為今后大豆育種提供一些理論依據。

1　材料與方法

1.1試驗材料供試材料來源于國家大豆改良中心山東圣豐試驗站大豆育種基地，分成亞有限和有限2個結莢習性類型，共161份材料（77份有限材料和84份亞有限材料）。

1.2試驗方法試驗于2015年在山東圣豐大豆育種

圃進行。育種圃地塊依隨機區組設計規劃，3次重復，每個小區行長5m，行距0.4m，株距0.11m。

1.3測定項目及方法在大豆開花-鼓粒期間鑒別大豆結莢習性，在R4期以前及R4 期，主莖頂端有明顯花序的為有限結莢；在R4 期以后至R6 期，主莖頂端有明顯花序的為亞有限結莢。生長期間田間主要考察結莢習性、倒伏性和株型等性狀。材料成熟后每個小區隨機收獲10株植株進行考種，測定株高、主莖節數、底莢高度、分枝數、單株莢數、單株重、單株粒數、株粒重、株莖重、百粒重、節粒重、粒莖比和產量等性狀。

1.4統計方法采用SPSS19.0和Excel2010軟件對不同結莢習性大豆的農藝性狀與產量進行相關性分析、灰色關聯分析和主成分分析。

2　結果與分析

2.1不同結莢習性大豆種質產量與主要農藝性狀間的相關性分析表1結果表明，在亞有限結莢習性大豆品種中，產量與分枝數、單株莢數、單株重、單株粒數、株粒重、百粒重、節粒重和粒莖比呈極顯著正相關性，與株高呈顯著正相關性。分枝數與單株莢數、單株重、單株粒數、株粒重、株莖重和節粒重呈極顯著正相關性，與百粒重和倒伏性呈負相關關系。在各農藝性狀間也存在負相關關系，表明這些性狀間會存在抑制作用。在分析農藝性狀與產量的相關性中，如圖1所示，相關系數的絕對值從大到小依次為節粒重、株粒重、單株粒數、粒莖比、單株莢數、分枝數、單株重、株高、百粒重、倒伏性、主莖節數、株莖重和底莢高度。

表2結果表明，在有限結莢習性大豆品種中，產量與單株莢數、單株重、單株粒數、株粒重、節粒重和粒莖比呈極顯著正相關性，與主莖節數、底莢高度、分枝數和株莖重呈正相關性但不顯著，與株高、百粒重和倒伏性呈負相關性但不顯著。單株莢數與單株重、單株粒數、株粒重、株莖重、節粒重和粒莖比呈極顯著正相關性，與百粒重呈極顯著負相關性，與倒伏性呈負相關性但不顯著。在各農藝性狀間也存在負相關關系，表明這些性狀間會存在抑制作用。在分析農藝性狀與產量的相關性中，如圖2所示，相關系數的絕對值從大到小依次為粒莖比、節粒重、單株粒數、單株莢數、株粒重、單株重、底莢高度、株莖重、分枝數、百粒重、主莖節數、倒伏性和株高。

表1　亞有限結莢習性大豆農藝性狀與產量的相關性

圖1　亞有限結莢習性大豆農藝性狀與產量的相關性

2.2不同結莢習性大豆種質產量與主要農藝性狀間的灰色關聯度分析灰色關聯度分析法是對系統發展動態的量化比較，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，關聯度越大，說明因素間變化的態勢越接近，相互關系越密切。

表2　有限結莢習性大豆農藝性狀與產量的相關性

圖2　有限結莢習性大豆農藝性狀與產量的相關性

對161份材料（77份有限材料和84份亞有限材料）進行灰色關聯度分析。將所有性狀看作一個灰色系統，每個性狀看作一個因素，以產量在各個材料品種上的觀測值為參考數列，其他各農藝性狀的觀測值為比較數列，以此來構成原始數據，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。采用Excel2010軟件進行灰色關聯度分析。

由表3可以看出，亞有限和有限結莢習性品種各性狀與單株產量的關聯度排序是不相同的，這說明各性狀對單株產量的影響在不同結莢類型的品種中其主次是不相同的。在亞有限結莢習性的大豆品種中，各農藝性狀與產量的關聯度從大到小的排序是：倒伏性、節粒重、粒莖比、分枝數、株粒重、主莖節數、株莖重、百粒重、底莢高度、單株莢數、單株重、株粒重和株高。倒伏性、節粒重、粒莖比、分枝數和株粒重對產量的關聯度較高。

表3　不同結莢習性大豆農藝性狀與產量的灰色關聯度

在有限結莢習性的大豆品種中，各農藝性狀與產量的關聯度從大到小的排序是：節粒重、倒伏性、分枝數、粒莖比、主莖節數、株粒重、百粒重、底莢高度、株莖重、單株莢數、單株重、株粒重和株高。節粒重、倒伏性、分枝數、粒莖比和主莖節數對產量的關聯度較高。

2.3不同結莢習性大豆種質產量與主要農藝性狀間的主成分分析對不同結莢習性大豆農藝性狀進行主成分分析，亞有限結莢習性的大豆品種各農藝性狀得到每個主成分值如表4 所示，特征值大于1的有4個主成分，累積貢獻率可解釋84個亞有限結莢習性的大豆品種間的80.874%變異。有限結莢習性的大豆品種各農藝性狀得到每個主成分值如表5所示，特征值大于1的有4個主成分，累積貢獻率可解釋77個有限結莢習性的大豆品種間的80.469%變異。若解析出的特征值貢獻率可達到80%以上，則研究對象的屬性即可用這些主成分來概括，這樣基本能夠涵蓋決定研究對象性質的主導因子，所以，本試驗中不同結莢習性大豆農藝性狀的絕大部分信息解析可以用這4個主成分來概括。

在亞有限結莢習性大豆品種中，單株莢數、單株粒數、單株重和株粒重是主成分1中向量值較大的性狀，向量值依次為0.964、0.943、0.935和0.930；粒莖比、百粒重、節粒重和產量是主成分2中向量值較大的性狀，向量值依次為0.761，0.571，0.560和0.509，主莖節數在這一成分中向量值較大，但為負值；倒伏性、底莢高度、株高和粒莖比是主成分3中向量值較大的性狀，向量值依次為0.699、0.418、0.403和0.335；百粒重、底莢高度、株莖重和單株重是主成分4中向量值較大的性狀，向量值依次為0.666、0.547、0.224和0.172。

在有限結莢習性大豆品種中，株粒重、單株粒數、單株重和單株莢數是主成分1中向量值較大的性狀，向量值依次為0.962、0.953、0.950和0.896；株高、主莖節數、倒伏性和底莢高度是主成分2中向量值較大的性狀，向量值依次為0.828、0.692、0.601和0.420，節粒重和粒莖比在這一成分中向量值較大，但為負值；百粒重、底莢高度和節粒重是主成分3中向量值較大的性狀，向量值依次為0.875、0.369和0.249，分枝數在這一成分中向量值較大，但為負值；底莢高度和產量是主成分4中向量值較大的性狀，向量值依次為0.649 和0.613，百粒重在這一成分中向量值較大，但為負值。

表5　有限結莢習性大豆農藝性狀的主成分值及主成分載荷

3　討論

通過大豆的主要農藝性狀與產量的相關分析、灰色關聯度分析和主成分分析明確了各農藝性狀間對產量的影響密切程度和主次關系。在亞有限結莢習性大豆品種中，想要培育高產優質的大豆品種需要優先考慮節粒重，其次是倒伏性，最后是單株莢數、單株粒數、單株重和株粒重等農藝性狀；在有限結莢習性大豆品種中，想要培育高產優質的大豆品種需要優先考慮粒莖比，其次是節粒重，最后是株粒重、單株粒數、單株重和單株莢數等農藝性狀。通過這次試驗，為以后不同結莢習性大豆育種提供了一定的理論基礎。

［1］雍太文，楊文鈺，任萬軍，等.發展套作大豆，促進四川大豆產業發展.作物雜志，2007（6）：5-8

［2］高鳳菊，張書良，趙同凱.大豆結莢習性的研究進展及育種展望.大豆科技，2010（4）：12-16

［3］胡國玉，李杰坤，黃志平，等.不同結莢習性夏大豆種質的農藝表現及其與產量的相關分析.植物遺傳資源學報，2014，15（2）：417-422

北京市自然科學基金項目（4141001）；北京市農林科學院科技創新能力建設項目（KJCX20140417）

陸國政

2016-05-09）