安徽省不同生態環境下夏大豆新品種產量與農藝性狀間的關系

胡國玉 楊勇 王雅楠 李杰坤 王大剛 吳倩 王維虎黃志平

摘要：為明確安徽省新育成大豆品種在不同生態環境下的產量及主要農藝性狀表現，分析了2016-2021年安徽省夏大豆新品種比較試驗的相關數據。結果表明：不同年份新品種比對照平均增減產-1.57%～4.10%，新品種的平均單株莢數比對照增加11.83%～23.45%，百粒重降低5.78%～10.94%，2021年新品種的平均每莢粒數比對照增加3.03%；新品種產量與單株莢數、每莢粒數及百粒重呈顯著或極顯著正相關的試驗點次分別占總試驗點次的67.74%、32.26%和16.13%，新品種產量與營養生長期天數、主莖節數及有效分枝數呈顯著或極顯著正相關的試驗點次分別占總試驗點次的38.71%、41.94%和38.71%；有5年高產新品種的單株莢數和有效分枝數顯著或極顯著大于普通新品種，有4年高產新品種的營養生長期天數、主莖節數顯著或極顯著大于普通新品種；安徽省大豆新品種產量的提高主要得益于單株莢數和每莢粒數的增加。因此，在安徽省生態環境下，增加大豆品種的單株莢數和每莢粒數，適當延長品種營養生長期，增加主莖節數和有效分枝數均有利于提高品種產量。

關鍵詞：安徽；大豆；新品種；產量；農藝性狀；相關性

The Relationship Between Yield and Agronomic Traits of New Summer Soybean Varieties under Different Ecological

Environments in Anhui Province

HU Guoyu，YANG Yong，WANG Yanan，LI Jiekun，

WANG Dagang，WU Qian，WANG Weihu，HUANG Zhiping

（Institute of Crop Research，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei 230031）

目前我國大豆進口量占消費總量的80%以上，不利于國家糧食安全[1-2]。培育高產穩產大豆品種，優化品種布局，提高單產、增加總產是維護國家糧食安全的必要途徑。安徽省大豆產區主要位于沿淮、淮北地區，屬于黃淮海夏播大豆生態區，常年種植大豆66.67萬hm2（1000多萬畝）。由于受到生態條件及生產水平限制，安徽省大豆產量一直徘徊在100kg/667m2左右，明顯低于國家大豆平均單產水平[3-4]。培育適宜安徽省大豆產區生態環境的大豆品種，提高大豆單產水平，對增加大豆總產量，維護國家糧食安全有重要意義。

作物產量及相關農藝性狀多為數量性狀，受基因型與環境互作的影響[5-7]，在不同研究中由于生態環境及研究材料的不同，大豆品種產量與主要農藝性狀的關系存在差異[8-10]。品種區域試驗及新品種多點比較試驗，是檢測品種在不同生態環境下產量及農藝性狀表現的主要方式。目前品種與生態環境間關系的研究主要集中在通過分析區域試驗或品種比較試驗中參試品種的產量、品質等性狀的遺傳和環境效益，評價具體品種的豐產性、穩定性以及適宜區域等[11-13]，對不同生態環境下大豆品種產量與主要農藝性狀之間關系的研究較少。

安徽省地處過渡性氣候地帶，大豆生長期間雨熱同季，降雨時空分布不均，氣象災害發生頻繁[14-16]，

產區內大部分為砂姜黑土，有機質含量低，理化性狀差，不利于大豆生長和產量形成[17-19]。前人研究認為，生態包括土壤、氣候生態和品種生態，品種生態必須符合土壤、氣候生態，不同生態區需要不同類型的品種[20-21]。本研究通過對安徽省夏大豆新品種比較試驗連續6年的不同生態環境下品種產量及主要農藝性狀表現的聯合分析，以期明確目前安徽省大豆新品種的產量表現及其與主要農藝性狀的關系，為安徽省夏大豆品種產量提升及生態育種提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 數據來源 試驗數據來自于2016-2021年連續6年的安徽省夏大豆新品種比較試驗。2016-2021年安徽省夏大豆新品種比較試驗由安徽省農作物新品種測試中心主持，旨在為安徽省大豆品種區域試驗篩選適宜品種，設合肥、懷遠、阜陽、濉溪、宿州、渦陽6個試驗點，覆蓋沿淮、淮北夏大豆主產區。試驗均為隨機區組設計，2次重復，6行區，小區行長6m，行距40cm，株距10cm，小區面積14.4m2，田間管理同常規大田。安徽省夏播大豆前茬作物小麥的收獲時間為5月下旬至6月上旬，大豆播種時間為6月上中旬，收獲時間為9月下旬至10月上旬。連續6年的試驗中，共計有31點次試驗數據納入本次分析，有5點次試驗未納入分析，其中2018年渦陽試點及2017年、2019-2021年的濉溪試點因受氣候、病蟲害等因素影響，未獲得有參考價值的試驗結果。

2016-2021年參試新品種數量分別為73份、97份、98份、98份、106份和130份，2016年設置了6組試驗、2017-2019年均設置了7組、2020年設置了8組，2021年設置了9組，對照品種均為中黃13。

1.2 性狀分析 用Excel整理并規范收集到的各點次試驗品種的單株莢數、每莢粒數、百粒重、小區產量數據并進行統計分析，用SPSS 20.0對不同生態環境下大豆品種產量與主要農藝性狀（包括營養生長期、生殖生長期、株高、主莖節數、有效分枝數、單株莢數、每莢粒數、百粒重）的相關性進行分析，同時將不同年份高產新品種與普通新品種的產量及主要農藝性狀進行比較分析。

2 結果與分析

2.1 不同生態環境下大豆新品種農藝性狀表現 由表1可知，2016-2021年中黃13的平均營養生長期在32.08～36.04d，新品種平均營養生長期在34.34～38.00d，新品種營養生長期與對照品種相比增加了0.16%～7.96%；中黃13的平均生殖生長期為59.83～63.17d，新品種平均生殖生長期為59.86～65.32d，新品種的生殖生長期與對照品種相比，增減幅度在-0.44%～3.59%之間；中黃13的平均株高為46.94～56.31cm，新品種平均株高為63.96～80.67cm，與對照品種相比，新品種株高的增幅在30.49%～43.26%之間；中黃13的平均主莖節數為13.51～15.14節，新品種平均主莖節數為14.03～16.40節，新品種主莖節數的增幅為3.83%～11.01%；中黃13的平均有效分枝數為0.99～1.93個，新品種平均有效分枝數為1.21～1.76個，新品種的有效分枝數增減幅度為-9.14%～29.90%。以上結果表明，新品種的營養生長期明顯長于對照品種，生殖生長期變化不明顯，株高及主莖節數明顯增加。

2.2 不同生態環境下大豆新品種產量及相關性狀表現 2016-2021年安徽省夏大豆新品種比較試驗對照品種均為中黃13。從表2可以看出，對照品種中黃13的產量與參試新品種產量在年度之間的變化趨勢具有一致性。2016-2019年中黃13每667m2平均產量在147.69～162.04kg之間，參試新品種平均產量在145.37～164.35kg之間；2020年對照和參試新品種的平均產量分別為175.46kg和177.78kg；2021年對照及參試新品種的平均產量分別為180.56kg和187.96kg。2020年和2021年對照及參試新品種的平均產量均高于2016-2019年。根據該地區大豆大田生產及對照品種中黃13的產量表現，確定2020年和2021年是氣候條件適宜大豆生長的高產年份[22]。6年中參試新品種比對照品種平均產量增減產幅度在-1.57%～4.10%之間，2021年5個試驗點比對照平均增產達到4.10%，是試驗期間平均增產幅度最高的年份，其中阜陽和合肥試驗點新品種產量比對照分別增產達8.00%和7.57%。

2016-2021年參試新品種的平均單株莢數為32.04～40.27個，均高于對照品種中黃13，增幅在11.83%～23.45%之間；參試新品種的平均每莢粒數為1.96～2.15粒，較對照品種增減幅為-3.86%～3.03%；參試新品種的平均百粒重為18.76～20.93g，均低于對照品種，降幅為5.78%～10.94%。2021年的平均產量最高，新品種和對照品種的平均百粒重均大于其他年份，但新品種的平均百粒重比對照降低幅度高于其他試驗年份，達到10.94%。與對照品種中黃13相比，近年來安徽省大豆新品種的產量有較大提高，單株莢數及每莢粒數明顯增加。

2.3 不同年份高產大豆新品種與普通新品種的主要農藝性狀比較 為進一步明確安徽省夏播大豆產區內高產大豆品種的性狀特征，將不同年份每組試驗中比對照增產較高且平均產量位于前三位的品種（高產新品種）與余下的品種（普通新品種）進行產量及相關農藝性狀的比較分析。由表3可知，6年試驗中高產新品種與普通新品種的平均營養生長期差異在-0.63～2.11d之間，其中有4年高產新品種的營養生長期天數顯著或者極顯著多于普通新品種；在2020年和2021年2個高產年份中高產新品種的平均營養生長期天數分別極顯著多于普通新品種1.88d、1.49d；2017年和2018年高產新品種的平均生殖生長期天數多于普通新品種，其他年份高產新品種的生殖生長期天數均少于普通新品種；2019年高產新品種的平均生殖生長期天數極顯著少于普通新品種。以上結果說明，在安徽省夏大豆產區環境條件下，高產新品種的營養生長期一般要長于普通新品種，高產新品種的生殖生長期與普通新品種的差異沒有明顯規律。

6年試驗中，高產新品種與普通新品種的平均株高差異在-2.49～5.80cm之間，除2017年高產新品種平均株高低于普通新品種外，其他年份高產新品種的平均株高均高于普通新品種，其中2016年差異達極顯著水平，2019年和2020年達顯著水平。高產新品種與普通新品種平均主莖節數差異為-0.45～0.87節，除2017年外，其他5年的高產新品種平均主莖節數均大于普通新品種，其中2016年、2020年和2021年分別達極顯著水平。除2017年高產新品種的平均有效分枝數低于普通新品種外，其他年份高產新品種的有效分枝數均顯著或極顯著多于普通新品種。因此，在安徽省夏大豆產區，高產大豆新品種的株高、主莖節數及有效分枝數一般大于普通新品種。

高產新品種與普通新品種的平均單株莢數差異為0.34～5.56個，所有試驗年份高產新品種的平均單株莢數均大于普通新品種，并且其中有5年差異達到極顯著水平。高產新品種與普通新品種的平均每莢粒數差異為0.01～0.03粒，所有年份高產新品種的平均每莢粒數均大于普通新品種，其中在2018年和2019年分別達到極顯著水平。高產新品種與普通新品種的平均百粒重差異為-0.78～0.29g，除2017年外，其他年份高產新品種的平均百粒重均低于普通新品種，其中2020年達顯著水平；2021年是試驗新品種產量最高的年份，高產新品種及普通新品種的平均百粒重分別為20.55g、21.02g，均大于其他年份的平均百粒重。百粒重是大豆品種產量的構成要素，在保證品種單株莢數和每莢粒數的情況下，通過改善水肥條件創造有利于提高百粒重的生態環境，有利于實現大豆品種的產量潛力。以上結果表明，在安徽省夏大豆產區生態條件下，高產新品種一般有單株莢數和每莢粒數較多，百粒重相對較低的特性。

2016-2021年參試品種高產新品種與普通新品種每667m2平均產量的差異在18.52～27.31kg之間，且每年高產品種與普通品種的產量差異均達到了極顯著水平。其中2019-2021年，連續3年高產品種每667m2產量比普通品種增產20kg以上。表明在安徽省大豆產區的生態條件下，高產品種與普通品種相比，增產效果顯著。

2.4 不同生態環境下大豆新品種產量與主要農藝性狀的關系 由表4可知，31點次試驗中有12點次試驗的產量與營養生長期呈顯著或極顯著正相關，占總試驗點次的38.71%；4點次試驗的產量與營養生長期呈顯著或極顯著負相關，占總試驗點次的12.90%；6點次試驗的產量與生殖生長期呈顯著或極顯著正相關，同時也有6點次試驗的產量與生殖生長期呈顯著或極顯著負相關，分別占總試驗點次的19.35%。在安徽省大豆產區生態環境下，大豆產量與品種營養生長期呈顯著或極顯著正相關的頻次較高，與生殖生長期呈顯著或極顯著正相關的頻次與呈顯著或極顯著負相關的頻次相近。在高產年份（2020年和2021年），10點次試驗中有7點次試驗的產量與營養生長期呈極顯著正相關，表明在安徽省大豆產區的高產年份中大豆產量與營養生長期呈顯著或極顯著正相關關系的頻次更高。

13點次試驗的產量與主莖節數呈顯著或極顯著正相關，占總點次的41.94%，3點次試驗的產量與主莖節數呈顯著或極顯著負相關，占總試驗點次的9.68%；12點次試驗的產量與有效分枝數呈顯著或極顯著正相關，占總試驗點次38.71%，1點次試驗的產量與有效分枝數呈顯著負相關。2020年和2021年（高產年份）分別有6點次試驗的產量與株高、主莖節數呈極顯著正相關，5點次試驗的產量與有效分枝數呈顯著或極顯著正相關。以上結果表明，在安徽省夏播生態條件下，大豆品種的株高、主莖節數及有效分枝數與產量呈顯著或極顯著正相關的頻次均較高，高產年份品種的株高和主莖節數與產量性狀的正相關性頻次高于其他年份。

21點次試驗的產量與單株莢數呈顯著或極顯著正相關，占總點次的67.74%；10點次試驗的產量與每莢粒數呈顯著或極顯著正相關，占總點次的32.26%，2點次試驗的產量與每莢粒數呈顯著負相關；5點次試驗的產量與百粒重呈顯著或極顯著正相關，占總點次的16.13%，2點次試驗的產量與百粒重呈顯著或極顯著負相關。在高產年份中，10點次試驗有7點次試驗的產量與單株莢數呈顯著或極顯著正相關，有4點次試驗的產量與每莢粒數呈顯著或極顯著正相關，有2點次試驗的產量與百粒重呈極顯著正相關。在安徽省生態環境下，單株莢數與產量呈顯著或極顯著正相關關系的頻次最高，其次是每莢粒數，百粒重與產量呈顯著或極顯著相關的頻次最低。在高產年份單株莢數、每莢粒數及百粒重與產量的關系與其他年份表現相似。

3 討論

試驗選用的對照品種中黃13曾經是安徽省大豆種植面積最大的品種[23]，可以在一定程度上代表安徽省過去大豆生產主推品種的產量水平及性狀特征。通過新品種與中黃13的產量及性狀比較可以了解新品種的遺傳改良情況。2021年5個參與分析的試驗點中有4個試驗點的參試新品種的平均產量比對照增產超4.00%，其中阜陽點增產達到了8.00%，說明安徽省大豆新育品種整體產量水平有了較大幅度的提高。研究表明，伴隨大豆品種產量的提高，品種的單株莢數、單株粒數及百粒重等產量構成因素的變化趨勢不是完全相同的。胡國玉等[10]通過對安徽省1983-2019年育成大豆品種的主要性狀演變趨勢研究發現，在1983-1990年及1991-2000年，大豆品種單株莢數和百粒重均有較大程度的增加，產量提高較快。孫星邈等[24]研究表明，東北春大豆區審定大豆品種的平均百粒重在20世紀90年代最高，之后呈下降趨勢。楊文英等[25]研究發現，2011-2022年四川省審定的春、夏大豆品種的單株有效莢數及單株粒數均隨年份變化呈線性下降趨勢，而百粒重隨年份變化呈線性上升趨勢。白智媛等[26]研究發現，美國近30年大豆區域試驗品種（系）的百粒重呈下降趨勢。郭小紅等[27]研究發現，與相同年代育成的遼寧品種相比，俄亥俄品種單株莢數、單株粒數、收獲指數以及產量明顯增加。本研究結果表明，2016-2021年參試新品種的平均單株莢數比對照增加了11.83%～23.45%，百粒重比對照降低了5.78%～10.94%，2021年參試新品種的每莢粒數比對照增加3.03%。品種產量提升但產量構成因素變化趨勢不同的現象可能是由于品種選育過程中的生態環境、育種者的主觀選擇及種質資源利用等多方面因素不同而造成的。因為大豆產量由田間植株密度、單株莢數、每莢粒數及百粒重構成，而本試驗的植株密度是固定的，因此單株莢數、單莢粒數及百粒重共同構成了品種產量。本研究結果表明，2016-2020年安徽省新品種與對照品種相比，單株莢數明顯增加，2021年新品種的單株莢數及每莢粒數均明顯增加，同時，試驗期間新品種的百粒重與對照品種比均明顯降低，因此本研究認為，試驗中安徽省大豆新品種產量的提升，主要來自于品種單株莢數及每莢粒數的增加。

2019-2021年參試新品種的單株莢數與產量呈顯著或極顯著正相關的試驗點次最多（67.74%），其次是每莢粒數（32.26%），百粒重與產量呈顯著或極顯著正相關的試驗點次較少（16.13%），在安徽省大豆產區生態環境下，單株莢數及每莢粒數與產量的正相關性關系穩定，通過增加單株莢數與每莢粒數可以提高產量。大豆品種產量與主莖節數、有效分枝數分別呈顯著或極顯著正相關的試驗點次分別占41.94%和38.71%，表明在安徽省生態環境下，增加大豆品種主莖節數和有效分枝數，也有利于大豆品種產量的提高。大豆品種產量與營養生長期天數呈顯著或極顯著正相關的試驗點次較高（38.71%），因此增加品種的營養生長期也有利于提高品種產量。前人研究表明，大豆光周期對大豆產量等性狀的影響因品種的生態類型而異[28]。韓天富等[29]研究認為，在生育期相近的南方春、夏大豆品種中，營養生長期較長者單株粒數和單株產量較高，生殖生長期較長者百粒重較高。本研究結果與其結果相似，這可能是因為安徽省大豆產區地處黃淮夏播大豆生態區南部，大豆生長期間的氣候條件與南方大豆有一定的相似性，同時夏播大豆是一年兩熟制，生長時間較短，安徽省大豆產區大部分為黏重的砂姜黑土，不利于大豆根系生長，因此大豆需要足夠的營養生長時間積累足夠的物質能量，建立一定規模的根系系統，才能保證后期大豆生殖生長以及產量積累所需要的物質吸收。

4 結論

目前安徽省大豆新品種的產量已經有了一定的突破，新品種產量的提高主要得益于單株莢數及每莢粒數的增加。在安徽省大豆產區生態環境下，大豆品種產量與單株莢數呈顯著或極顯著正相關的頻次最高，其次是每莢粒數；大豆品種營養生長期、主莖節數及有效分枝數與產量呈顯著或極顯著正相關的頻次均較高；不同年份中高產新品種的營養生長期、主莖節數、有效分枝數、單株莢數顯著或極顯著大于普通新品種。綜上所述，在安徽省生態環境下選育單株莢數與每莢粒數多，同時營養生長期長、主莖節數和有效分枝數多的品種更有可能獲得高產。

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（收稿日期：2024-04-10）