大豆花莢期生物、根瘤鮮質(zhì)量及農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的影響

摘要：為探究大豆花莢期生物鮮質(zhì)量、根瘤鮮質(zhì)量及農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的影響，對20個大豆品種（系）的大豆花莢期生物鮮質(zhì)量、根瘤鮮質(zhì)量及農(nóng)藝性狀與小區(qū)產(chǎn)量進行相關(guān)性、多元回歸和通徑分析。結(jié)果表明，小區(qū)產(chǎn)量與單株粒數(shù)（r=0668**）、單株粒質(zhì)量（r=0.662**）、莢期植株鮮質(zhì)量（r=0.593**）呈極顯著正相關(guān);與單株粒質(zhì)量（r=0670**）、莢期植株鮮質(zhì)量（r=0.721**）呈極顯著正偏相關(guān)。通徑分析顯示，莢期植株鮮質(zhì)量（0.461）和單株粒質(zhì)量（0.412）對小區(qū)產(chǎn)量的直接正向影響較大;在所有性狀中單株粒質(zhì)量、單株粒數(shù)、莢期植株鮮質(zhì)量可以解釋70.2%小區(qū)產(chǎn)量的變異，以這3個性狀建立最優(yōu)回歸方程為：y=1357.28+0.861x3+1.736x9+16.448x10。綜上分析可以看出，單株粒數(shù)、單株粒質(zhì)量、莢期植株鮮質(zhì)量對大豆小區(qū)產(chǎn)量影響較大，因此在本試驗條件下選育黑龍江省西部生態(tài)區(qū)域高產(chǎn)大豆品種（系）時，除應(yīng)注重選擇單株粒數(shù)和單株粒質(zhì)量外，還應(yīng)關(guān)注莢期植株鮮質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：大豆;花莢期;生物鮮質(zhì)量;根瘤鮮質(zhì)量;農(nóng)藝性狀;相關(guān)分析;通徑分析;回歸分析

中圖分類號：S565.103?? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）14-0099-05

大豆是我國重要的傳統(tǒng)糧油兼用作物，是人們生活中的重要植物蛋白來源，也是農(nóng)民增產(chǎn)增收的重要經(jīng)濟作物之一。大豆是一種有益于人體吸收利用的高蛋白、高脂肪和營養(yǎng)成分較全面的食物[1]，其含有的膳食纖維以及胰蛋白酶抑制劑等次要成分對人體健康具有重要影響[2-3]。大豆原產(chǎn)于我國，具有豐富的品種資源，有關(guān)大豆遺傳研究已有較多的報道，但產(chǎn)量仍是作物育種的一個重要目標性狀[4-5]，大豆產(chǎn)量除受栽培措施影響外，還受大豆植株主要農(nóng)藝性狀影響，各主要農(nóng)藝性狀也存在著不同程度的相關(guān)性[6]。汪寶卿等通過研究大豆品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系等發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量與單株粒數(shù)、生育期等性狀極顯著相關(guān)[7-10]。然而關(guān)于大豆花莢期生物、根瘤鮮質(zhì)量對產(chǎn)量影響的研究卻少見。本研究以黑龍江省西部半干旱地區(qū)大豆品種（系）為試材，對大豆花莢期生物、根瘤鮮質(zhì)量及農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的作用進行分析比較，并根據(jù)黑龍江省西部半干旱地區(qū)的生態(tài)特點對大豆的育種目標進行探討，為品種的選育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大慶分院自育的 17個優(yōu)良大豆雜交組合，代號為13-310、17-156、13-309、17-388、17-474、15-474、14-34、15-632、17-107、16-50、15-386、14-110、15-477、16-102、15-755、16-468、15-282及對照（CK）合豐50、抗線4號、黑河43，共計20個品種（系）。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于 2019年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大慶分院安達封閉育種基地進行，海拔150 m，前茬為玉米，土壤為黑鈣土，地勢平坦、排灌方便、土壤肥力中等。試驗采取隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積13 m2，4行區(qū)，行長5 m，行距0.65 cm，株距8 cm。大田常規(guī)管理且措施一致。

1.3 試驗方法

在花期（R2）、莢期（R4）分別采集5株長勢一致的相鄰大豆植株，測定花期植株鮮質(zhì)量（x1）、花期根瘤鮮質(zhì)量（x2）和莢期植株鮮質(zhì)量（x3）、莢期根瘤鮮質(zhì)量（x4）;大豆成熟時確定成熟期并計算生育期（x5）;收獲時每個小區(qū)采集連續(xù)生長的大豆5株，測定株高（x6）、節(jié)數(shù)（x7）、單株莢數(shù)（x8）、單株粒數(shù)（x9）、單株粒質(zhì)量（x10）、百粒質(zhì)量（x11）并收取中間2行測量小區(qū)產(chǎn)量（y）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)處理，利用SPSS 19.0軟件對測定數(shù)據(jù)進行方差分析、相關(guān)性分析、回歸分析和通徑分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小區(qū)產(chǎn)量的方差分析

田間各區(qū)內(nèi)大豆品種（系）均無缺苗現(xiàn)象。方差分析結(jié)果（表1）表明，20個供試大豆品種（系）的小區(qū)產(chǎn)量在1 790.3～1 948.0 g，品種（系）間產(chǎn)量差異較大，產(chǎn)量最高的為13-310，產(chǎn)量最低的為 15-282。有10個品系產(chǎn)量高于對照品種合豐50，其中排名前7位的品系與對照呈顯著差異，排名前5位的與其他大豆品種（系）（15-474、14-34、15-632除外）在產(chǎn)量上呈極顯著差異。17-156、13-309、17-388分別排名第2、第3、第4位，且與其他品種（系）（17-474、15-474除外）呈顯著差異，但與排名第1位的 13-310 之間不存在顯著差異。早熟對照黑河43產(chǎn)量排名在第18位，與前13位的品種（系）呈顯著差異。

2.2 大豆花莢期生物、根瘤鮮質(zhì)量及農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)分析

2.2.1 相關(guān)性分析 由表2可見，與小區(qū)產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)由大到小依次為單株粒數(shù)>單株粒質(zhì)量>莢期植株鮮質(zhì)量>花期植株鮮質(zhì)量>單株莢數(shù)>生育期>株高>節(jié)數(shù)>莢期根瘤鮮質(zhì)量>花期根瘤鮮質(zhì)量>百粒質(zhì)量。小區(qū)產(chǎn)量與單株粒數(shù)（r=0668**）、單株粒質(zhì)量（r=0.662**）、莢期植株鮮質(zhì)量呈極顯著正相關(guān);與花期植株鮮質(zhì)量、單株莢數(shù)、生育期均呈顯著正相關(guān);與節(jié)數(shù)、莢期根瘤鮮質(zhì)量、花期根瘤鮮質(zhì)量、百粒質(zhì)量都呈正相關(guān)，但不顯著。由此可見，單株粒數(shù)、單株粒質(zhì)量、莢期植株鮮質(zhì)量對大豆后期產(chǎn)量影響較大，其次是花期植株鮮質(zhì)量、單株莢數(shù)、生育期，雖然莢期根瘤鮮質(zhì)量、花期根瘤鮮質(zhì)量對產(chǎn)量影響較小但為正向影響。

在各性狀之間，單株粒數(shù)與單株莢數(shù)（r=0613**）呈極顯著正相關(guān)，與花期植株鮮質(zhì)量、生育期、株高、節(jié)數(shù)均呈顯著正相關(guān);單株粒質(zhì)量與花期植株鮮質(zhì)量呈顯著正相關(guān)，與節(jié)數(shù)為負相關(guān)但不顯著;莢期植株鮮質(zhì)量與株高呈顯著正相關(guān)，與單株莢數(shù)和節(jié)數(shù)呈負相關(guān)但不顯著;單株莢數(shù)與節(jié)數(shù)呈顯著正相關(guān)，與花期根瘤鮮質(zhì)量、莢期植株鮮質(zhì)量為負相關(guān)但不顯著;株高與莢期植株鮮質(zhì)量、花期植株鮮質(zhì)量呈顯著正相關(guān)。通過分析各性狀之間的關(guān)系可以看出，花期植株鮮質(zhì)量直接較大影響大豆的單株粒數(shù)、單株粒質(zhì)量這2個重要性狀。因此，在選育大豆品種時應(yīng)注重單株粒數(shù)、單株粒質(zhì)量、莢期植株鮮質(zhì)量，但同時要兼顧花期植株鮮質(zhì)量、單株莢數(shù)、生育期等性狀間的相互影響和制約。

2.2.2 偏相關(guān)分析 簡單相關(guān)系數(shù)包含了2個變量之間的直接作用以及變量通過其他變量對另一變量的間接作用[11]。為了研究2個變量間的真實效應(yīng)，為此進行了偏相關(guān)分析，結(jié)果（表2右上角）表明，小區(qū)產(chǎn)量與單株粒質(zhì)量（r=0.670**）、莢期植株鮮質(zhì)量（r=0.721**）呈顯著正偏相關(guān)，與花期植株鮮質(zhì)量、單株莢數(shù)、生育期、莢期根瘤鮮質(zhì)量、單株粒數(shù)呈不顯著的正偏相關(guān);產(chǎn)量與花期根瘤鮮質(zhì)量（r=-0.476*）呈顯著負偏相關(guān)，與株高、節(jié)數(shù)呈不顯著負偏相關(guān)。單株粒質(zhì)量除與株高、花期根瘤鮮質(zhì)量、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒質(zhì)量呈正偏相關(guān)外， 與其余性狀均呈負偏相關(guān);單株粒數(shù)與株高、節(jié)數(shù)、花期根瘤鮮質(zhì)量呈顯著正偏相關(guān)，與其他性狀相關(guān)不顯著。

上述結(jié)果表明，直接顯著影響大豆產(chǎn)量的性狀為單株粒質(zhì)量和莢期植株鮮質(zhì)量，且為正向影響。單株粒質(zhì)量、莢期植株鮮質(zhì)量的增加可以顯著提高產(chǎn)量，其他性狀均是通過單株粒質(zhì)量間接影響產(chǎn)量。在相關(guān)分析中，株高、節(jié)數(shù)、花期根瘤鮮質(zhì)量、百粒質(zhì)量與產(chǎn)量為正相關(guān)，但在偏相關(guān)分析中負偏相關(guān)。因此，探究變量間真實關(guān)系有必要進行偏相關(guān)分析。

2.3 產(chǎn)量與大豆花莢期生物、根瘤鮮質(zhì)量及農(nóng)藝性狀的回歸分析和通徑分析

回歸分析和通徑分析須要對因變量作正態(tài)性檢驗，本研究利用SPSS 19.0軟件對大豆產(chǎn)量進行正態(tài)性檢驗，對因變量小區(qū)產(chǎn)量（y）進行正態(tài)分布檢驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Shapiro-Wilk 統(tǒng)計量為0.947（P>0.05），故產(chǎn)量性狀服從正態(tài)分析，可以進行回歸分析和通徑分析。

2.3.1 產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的多元線性回歸分析 利用SPSS 19.0軟件對因變量（小區(qū)產(chǎn)量）與11個自變量進行多元線性回歸分析。由多元線性回歸模型（表3、表4）可以看出，11個農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的復(fù)相關(guān)系數(shù)R=0.943，決定系數(shù)R2=0.888，說明這11個調(diào)查項目中可以解釋大豆產(chǎn)量88.8%的變異。根據(jù)表5的回歸系數(shù)建立多元線性回歸方程為：y=1 313.01+2.257x1-52.384x2+1.156x3+19.347x4+0299x5-1.732x6-0.901x7+4.041x8+1.443x9+17.347x10-3.009x11。各回歸系數(shù)顯著性檢驗結(jié)果（表4）表明，株高、節(jié)數(shù)、花期根瘤鮮質(zhì)量、百粒質(zhì)量的回歸系數(shù)為負向，因此應(yīng)進行多元線性逐步回歸分析，建立最優(yōu)回歸方程。

2.3.2 產(chǎn)量與花莢期生物、根瘤鮮質(zhì)量及農(nóng)藝性狀的多元線性逐步回歸分析 由表6可見，以單株粒質(zhì)量1個性狀建立最優(yōu)回歸方程可以解釋40.7%小區(qū)產(chǎn)量的變異;以單株粒質(zhì)量、單株粒數(shù)這2個性狀建立最優(yōu)回歸方程可以解釋55.6%小區(qū)產(chǎn)量的變異;而單株粒質(zhì)量、單株粒數(shù)、莢期植株鮮質(zhì)量與產(chǎn)量的復(fù)相關(guān)系數(shù)R=0.838，確定系數(shù) R2=0702，說明以單株粒質(zhì)量、單株粒數(shù)、莢期植株鮮質(zhì)量建立最優(yōu)回歸方程可以解釋70.2%小區(qū)產(chǎn)量的變異。根據(jù)表7的回歸系數(shù)建立最優(yōu)回歸方程為：y= 1 357.28+0.861x3+1.736x9+16.448xx10。該方程表明，11個調(diào)查項目中單株粒質(zhì)量、單株粒數(shù)、莢期植株鮮質(zhì)量對小區(qū)產(chǎn)量直接正向影響較大。

最優(yōu)回歸方程表明，20個大豆品種（系）的單株粒質(zhì)量、單株粒數(shù)、莢期植株鮮質(zhì)量在測定值范圍內(nèi)，若單株粒數(shù)、莢期植株鮮質(zhì)量保持不變的情況下，單株粒質(zhì)量每增加1 g，小區(qū)產(chǎn)量將會增加16448 g。若單株粒質(zhì)量、單株粒數(shù)保持不變的情況下，莢期植株鮮質(zhì)量每增加1粒，小區(qū)產(chǎn)量將會增加0.861 g。若單株粒質(zhì)量、莢期植株鮮質(zhì)量保持不變的情況下，單株粒數(shù)每增加1粒，玉米產(chǎn)量將會增加1736 g。

2.3.3 產(chǎn)量的通徑分析 為明確大豆花莢期生物、根瘤鮮質(zhì)量及農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的具體作用，直接通徑系數(shù)越大，對因變量（小區(qū)產(chǎn)量）的直接影響越大。通過表8可以得出，莢期植株鮮質(zhì)量的直接通徑系數(shù)（0.461）最大，其次是單株粒質(zhì)量（0.412）、單株粒數(shù)（0.299），說明莢期植株鮮質(zhì)量、單株粒質(zhì)量是直接影響大豆產(chǎn)量的重要性狀。從間接通徑系數(shù)可知，單株粒質(zhì)量、莢期植株鮮質(zhì)量、單株粒數(shù)之間的間接通徑系數(shù)都較大，說明單株粒質(zhì)量、莢期植株鮮質(zhì)量、單株粒數(shù)對大豆產(chǎn)量產(chǎn)生較大影響。通徑分析的結(jié)果進一步印證了單株粒質(zhì)量、莢期植株鮮質(zhì)量、單株粒數(shù)是直接影響大豆產(chǎn)量的重要性狀。

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，單株粒質(zhì)量、莢期植株鮮質(zhì)量、單株粒數(shù)是直接影響大豆產(chǎn)量的重要性狀。相關(guān)分析顯示，小區(qū)產(chǎn)量與單株粒數(shù)（r=0.668**）、單株粒質(zhì)量（r=0.662**）呈極顯著正相關(guān)，與史宏認為大豆小區(qū)產(chǎn)量與單株質(zhì)量呈顯著正相關(guān)的研究結(jié)果[12]一致。小區(qū)產(chǎn)量與單株粒質(zhì)量（r=0670**）、莢期植株鮮質(zhì)量（r=0.721**）呈極顯著正偏相關(guān)。故單株粒質(zhì)量、莢期植株鮮質(zhì)量和單株粒數(shù)與產(chǎn)量關(guān)系最為密切，可作為選育高產(chǎn)大豆品種（系）的重點標志性狀，同時應(yīng)綜合考慮株高、節(jié)數(shù)等其他性狀的制約作用。在相關(guān)分析的基礎(chǔ)上為了準確判斷變量因子與產(chǎn)量之間的真實關(guān)系，因而進行了通徑分析。結(jié)果顯示，莢期植株鮮質(zhì)量和單株粒質(zhì)量對小區(qū)產(chǎn)量的直接正向作用較大，分別是0.461和0.412，表明莢期植株鮮質(zhì)量和單株粒質(zhì)量對產(chǎn)量的提高作用較大，與茍升學(xué)等認為“大豆主要農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量貢獻率較大的為單株粒質(zhì)量、單株粒數(shù)”的研究結(jié)果[13]相同。

本研究中多元線性回歸分析結(jié)果顯示，20個大豆材料的11個調(diào)查項目可以解釋88.8%的產(chǎn)量變異，其中單株粒質(zhì)量、單株粒數(shù)、莢期植株鮮質(zhì)量可以解釋70.2% 的產(chǎn)量變異，因此以上述3個性狀建立最優(yōu)回歸方程。試驗中僅研究黑龍江省西部半干旱地區(qū)種植大豆的農(nóng)藝性狀對其產(chǎn)量的影響，不同的供試材料、土壤條件、栽培措施、生態(tài)環(huán)境都可能會導(dǎo)致研究結(jié)果有所不同。綜合多重分析結(jié)果可知，在黑龍江省西部生態(tài)區(qū)選擇高產(chǎn)的大豆品種（系）時，應(yīng)注重選擇單株粒質(zhì)量、莢期植株鮮質(zhì)量、單株粒數(shù)較重的品種（系）。

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收稿日期：2020-03-06

基金項目：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系大慶綜合試驗站項目（編號：CARS-004-CES07）;大豆優(yōu)異品種創(chuàng)制及高產(chǎn)高效栽培配套技術(shù)集成（編號：HNK2019CX01）;黑龍江省百千萬工程科技重大專項（編號：2019ZX16B01）。

作者簡介：周長軍（1977—），男，黑龍江富裕人，碩士，助理研究員，主要從事作物育種工作。E-mail：andazhouchangjun@163.com。