不同播種期的氣象因子對南方春大豆雜交成活率的影響

王宗堯，張小玲，劉建華，郭龍平，闕 勇，喻吉生，劉玉凌

（1. 吉安市農業科學研究所 江西 吉安 343103；2. 吉安市植保局 江西 吉安 343000）

大豆的雜交成活率低，人工去雄、授粉難度大，一直是困擾大豆育種工作者的難題。因此，如何提高雜交成活率是育種工作者長期以來面臨的問題。大豆雜交成活率與雜交技術和外界條件有關[1]。多項研究表明，大豆雜交成活率與溫度、空氣濕度、降雨等氣象因子有較大關聯，但結論卻存在較大差異，這可能與不同地區的生態環境、不同試驗品種有關。筆者利用南方春大豆品種做父、母本，研究不同播期大豆雜交時氣象因子對大豆雜交成活率的影響，以期進一步提高大豆雜交成活率、減輕人工勞動強度，從而提高大豆雜交育種效率。

1 材料與方法

1.1 供試材料

雜交組合1的母本為中豆40，父本為黑豆品種贛黑14-5（江西省農業科學院作物研究所供種）；雜交組合2的母本為黑豆品種贛黑14-5，父本為贛豆8號。

1.2 試驗方法

試驗在江西吉安市農業科學研究所的旱作試驗田進行。

播種期設A（春播）、B（夏播）和C（秋播）3個處理，分別于2020年4月6日、7月7日和8月6日播種。按畦寬1.5 m整地作畦，父、母本各種4行，行距40 cm；母本按株距10 cm雙粒點播，在三葉期間苗；父本按株距10 cm單粒點播，種于母本兩邊，以便于雜交時采粉。

雜交前3 d噴施阿維菌素，以避免昆蟲傳粉而出現假雜交種。授粉時在母本盛花期選擇健壯植株中上部的花蕾于16：00—18：00去雄，然后在花柄上系紅絲線做標記以便于授粉時識別，于翌日8：00—10：00用父本花粉授粉，授粉完后在節間下部掛牌，注明父、母本名稱和授粉日期等。待授粉后1周和收獲時再檢查確認成活莢數和有效莢數。

1.3 調查統計項目

統計在一定時間內2個組合所做雜交的總雜交花數、成活莢數、秕莢數和有效莢數，然后按公式（1）和（2）計算雜交成活率和雜交有效莢成活率。

詳細記錄雜交授粉時間段（即8：00—10：00）的溫度、空氣相對濕度、當日最高氣溫、最低氣溫以及當日降水量與日照時數。

1.4 數據處理與分析

用Microsoft Excel軟件與DPS數據處理軟件對試驗數據進行整理分析。

2 結果與分析

2.1 不同播種期的雜交成活率

由表 1可知，各處理的雜交成活率與有效莢成活率都是處理A（春播）＞C（秋播）＞B（夏播）；同時處理A的成活莢中秕莢較多，占成活莢數的19.6%，而處理B和C的成活莢中秕莢則相對較少，分別占成活莢數的17.6%和9.7%。

2.2 播種期的氣象因子對雜交成活率的影響

2.2.1 氣象因子對雜交成活率的直觀影響 因不同處理間雜交授粉時期的氣象因子不同，其雜交成活率也有明顯差異。在一定的幅度范圍內，隨著溫度的升高、空氣相對濕度的下降與日照時數的增長，雜交成活率出現明顯下降。例如處理A（春播）5月24日和25日的雜交成活率明顯較高，說明在氣溫20℃左右、空氣相對濕度90%以上、日照時數較短的天氣條件下授粉的雜交成活率較高；且5月24日的陰雨天氣和授粉時間段（8：00—10：00）出現的毛毛細雨并沒有影響雜交成活率，反而有助于雜交成活率的提高（見表2）。

2.2.2 氣象因子對雜交成活率影響的灰色關聯分析將不同日期的雜交成活率及相關氣象數據視為1個灰色系統，由于各個氣象因子量綱不一致，因此需要對表2中的原始數據進行標準化轉換，經標準化后的數據結果見表3。

表 1 各處理大豆的雜交成活率

表2 各處理雜交授粉期間的氣象數據和雜交成活率

表3 原始數據標準化結果

主要氣象因子對雜交成活率影響的灰色關聯度分析結果見表4，6個氣象因子與雜交成活率的關聯度大小分別為r1=0.610 2、r2=0.577 3、r3=0.543 9、r4=0.786 2、r5=0.687 4、r6=0.641 9。主要氣象因子與雜交成活率的關聯度大小依次為8：00—10：00空氣相對濕度＞降水量＞日照時數＞8：00—10：00氣溫＞日最高氣溫＞日最低氣溫。由此可知，8：00—10：00時空氣相對濕度變化對大豆雜交成活率的影響最大，溫度變化的影響卻最小。

表4 大豆雜交成活率與各氣象因子關聯度及排序

3 結論與討論

試驗結果表明，空氣相對濕度和降水量對大豆雜交成活率的影響較大，與郭鳳霞等[2]和樊翠芹等[3]的研究結果一致，相對濕度與大豆雜交成功率的關系很大，濕度高時效果好，濕度低時則效果差；范榘[4]也認為，相對濕度在71%～95%時雜交效果較好，當相對濕度為57%～70%時，雜交成功率很低；但宗春美等[5]則認為，低濕、無降雨的天氣進行雜交時效果好。筆者的試驗結果則是，當空氣相對濕度在85%以上時雜交效果較好，陰雨天氣在不影響雜交操作的情況下更有利于大豆雜交，因此如雜交授粉時遇干旱天氣，可在雜交授粉前夜進行田間灌水，除了可以提高田間小氣候的空氣濕度外，還可以降低溫度，提高夏播和秋播的大豆雜交成活率。

因為大豆是嚴格的閉花授粉作物，花朵需要一定的遮蔭才能更順利地完成授粉，所以在授粉時如遇高溫、強日照，則授粉成功率降低，導致成莢較難[6]。因此，為了減少日照，可以在雜交授粉期間搭建簡易遮蔭棚，不但晴天能夠遮蔭、避免日光直曬、降低小環境溫度，還能夠在降雨天氣避雨而便于雜交授粉操作。雖然灰色關聯度分析結果是溫度對雜交成活率的影響較小，但該試驗結果也表明，在氣溫為20～25℃時進行雜交授粉較適宜，因為授粉期遇持續高溫干旱（日平均氣溫在32℃以上或日最高氣溫達到35℃以上）會使大豆花粉粒干癟，影響大豆的授粉受精，造成幼莢不能發育[7]，從而大大降低雜交成活率。因此，南方春大豆在氣溫20～25℃，空氣相對濕度85%以上的陰雨天進行授粉操作時效果較好。江西省一般5月至6月上旬雨水多，空氣濕度大，早上氣溫多維持在20～25℃，是進行大豆雜交授粉的較好時期；而在7月至8月常出現持續高溫干旱天氣，不利于大豆授粉；9月天氣逐漸涼爽，降水也逐漸增多，也較適宜進行大豆雜交授粉。