夏大豆生育期對(duì)光周期和主要?dú)庀笠氐捻憫?yīng)

周景春　汪臘寶　殷晗　趙雪松　柏吉林　紀(jì)永民　張存嶺

摘要：對(duì)2009—2010年和2014—2018年度黃淮南片、長(zhǎng)江流域夏大豆國(guó)家區(qū)試參試種生育期及同期各承試點(diǎn)的可照時(shí)數(shù)和平均氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)3個(gè)氣象因子進(jìn)行分析。結(jié)果表明，濉科國(guó)審豆3個(gè)品種的種植地維度每南移1 °，花前期、花后期、生育期分別縮短0.41、0.64、1.06 d。夏大豆播種后（6.0±1.8）d出苗，需積溫（142.6±36.2） ℃·d;出苗至開花需積溫（965.9±73.0） ℃·d，積照（505.2±37.2） h;開花至成熟積溫（1 736.5±166.4） ℃·d?；ㄇ捌谥饕Q于花前積照、積溫、降水量，主導(dǎo)因子是光周期;花后期主要取決于花后積溫、日照時(shí)數(shù)，溫度起主導(dǎo)作用;生育期則是花前期、花后期的疊加，沒有增減效應(yīng)。廣適夏大豆花前期對(duì)環(huán)境參數(shù)回歸系數(shù)較小，花后期較大。

關(guān)鍵詞：夏大豆;生育期;光周期;氣象因子

中圖分類號(hào)：S162.5+3? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）19-0101-05

收稿日期：2020-07-17

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃 （編號(hào)：2014BAD11B01-X01）;安徽省科技攻關(guān)項(xiàng)目（編號(hào)：08010301067）。

作者簡(jiǎn)介：周景春（1971—），男，安徽淮北人，高級(jí)工程師，主要從事農(nóng)業(yè)氣象科研與應(yīng)用。E-mail：zjc12121@126.com。

通信作者：張存嶺，高級(jí)農(nóng)藝師，從事作物栽培技術(shù)研發(fā)和科學(xué)普及。E-mail：sxkxzcl@126.com。

大豆是世界上重要的油料作物和高蛋白糧飼兼用作物。大豆生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成不僅受光周期、溫度、水分、土壤養(yǎng)分狀況等多種生態(tài)因子的直接影響，還受生態(tài)因子間復(fù)合及交互作用的制約，如光溫互作與水肥耦合效應(yīng)等[1]。生育期特別是開花期是大豆光溫反應(yīng)的重要指標(biāo)，是重要的農(nóng)藝性狀和育種目標(biāo)，對(duì)大豆的產(chǎn)量、品質(zhì)和適應(yīng)性至關(guān)重要。我國(guó)大豆種植區(qū)域廣大，種植制度復(fù)雜，品種類型多樣，對(duì)品種進(jìn)行光溫反應(yīng)鑒定尤其重要。目前，關(guān)于光周期和氣象因子對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量影響的研究很多，但多采用人工控制光照和溫度試驗(yàn)，集中在分析區(qū)域氣候?qū)Υ蠖沟挠绊?，有關(guān)氣象因子對(duì)同一系列大豆品種的差異和不同大豆品種的區(qū)域適應(yīng)性研究很少。區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)是鑒定大豆品種生態(tài)適應(yīng)性、確定品種適宜種植區(qū)域的常規(guī)方法，但區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)單純分析產(chǎn)量適應(yīng)性，極少關(guān)注光溫適應(yīng)性。安徽省濉溪縣科技開發(fā)中心紀(jì)永民創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)2007年以來，有11個(gè)夏大豆新品種通過審定，其中國(guó)審品種3個(gè)，包括濉科998（國(guó)審豆2011010）、濉科8號(hào)（國(guó)審豆20180031、國(guó)審豆20190014）和濉科23。筆者選取多個(gè)濉科國(guó)審豆的區(qū)試資料，分析光周期和氣象因子對(duì)夏大豆生育期的影響，以期為廣適大豆新品種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

濉科998于2009—2010年參加國(guó)家黃淮南片夏大豆區(qū)試，2016年參加國(guó)家長(zhǎng)江流域夏大豆早中熟組區(qū)試，共33點(diǎn)次;濉科8號(hào)2014—2016年參加長(zhǎng)江流域區(qū)試，2016—2017年參加黃淮南片區(qū)試，共48點(diǎn)次;濉科23（完成區(qū)試程序、報(bào)審）2017年參加黃淮南片區(qū)試，2017—2018年參加長(zhǎng)江流域區(qū)試，共31點(diǎn)次。同期黃淮南片區(qū)試承試點(diǎn)12個(gè)，匯總點(diǎn)12個(gè)，參試品種14～16個(gè);長(zhǎng)江流域區(qū)試承試點(diǎn)7～10個(gè)，匯總點(diǎn)6～8個(gè)，參試品種12～15個(gè)。合計(jì)承試91點(diǎn)次，匯總84點(diǎn)次，參試品種130個(gè)次（表1）。

1.2 資料來源

大豆生育期資料來源于國(guó)家區(qū)試主持（匯總）單位，由濉溪縣科技開發(fā)中心提供;氣象資料來源于國(guó)家級(jí)氣象局資源共享網(wǎng)站和安徽省氣象局?？烧諘r(shí)數(shù)（晝長(zhǎng)）依據(jù)各承試點(diǎn)的經(jīng)緯度由可照時(shí)數(shù)表查詢?nèi)〉?，承試點(diǎn)經(jīng)緯度來自網(wǎng)絡(luò)（http：//www.gpsspg.com/）。輸入承試點(diǎn)所在地名稱，獲取經(jīng)緯度，取騰訊地圖和高德地圖的數(shù)據(jù)，保留2位小數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析方法

數(shù)據(jù)處理利用Excel 2007進(jìn)行，利用DPS v705進(jìn)行相關(guān)和通徑分析。以逐年各參試種的播種、出苗、開花和成熟期為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，把大豆生育期（出苗至成熟）分為花前期（出苗至開花）、花后期（開花至成熟）2個(gè)階段，測(cè)算各參試種的出苗晝長(zhǎng)（dl出苗）、開花晝長(zhǎng)（dl開花）、花前積照（DL花前，可照時(shí)數(shù)累積）和各階段的積溫（T）、降水量（P）、日照時(shí)數(shù)（S），同時(shí)測(cè)算逐年各承試點(diǎn)的平均數(shù)（環(huán)境參數(shù)）?；ㄇ胺e照和各階段的積溫、降水量、日照時(shí)數(shù)為考察期內(nèi)逐日值之和。以環(huán)境參數(shù)為基準(zhǔn)，分析夏大豆生育期對(duì)光周期和主要?dú)庀笠蜃拥囊话沩憫?yīng)。把花前期、花后期、生育期的標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)和對(duì)環(huán)境參數(shù)的回歸系數(shù)作為光溫適應(yīng)性參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)和回歸系數(shù)小，表明該品種在不同環(huán)境條件下的生育期的差異小，光溫反應(yīng)鈍感。

2 結(jié)果與分析

2.1 夏大豆生育期及其光溫水資源

通常情況下，黃淮南片夏大豆夏至前后出苗，7月下旬開花，9月下旬成熟;長(zhǎng)江流域則6月10日前后出苗，7月中旬開花，9月中下旬成熟。黃淮南片48點(diǎn)次、參試種61個(gè)次平均花前期35.2 d，花后期65.4 d，生育期100.6 d;比長(zhǎng)江流域43點(diǎn)次、69個(gè)次參試種平均分別短1.5、1.8、3.3 d。濉科998、8號(hào)和濉科23在黃淮南片，花前期36.5 d，花后期64.3 d，生育期100.8 d;與在長(zhǎng)江流域相比，花前期多了0.9 d，花后期多了1.0 d（表2）。

將2個(gè)區(qū)域的區(qū)試一起分析，夏大豆出苗至開花（35.9±2.6） d，占全生育期的（35.2±2.4）%;開花至成熟（66.3±5.1） d，生育期（102.1±5.9） d。相關(guān)分析表明，花前期與花后期長(zhǎng)短相關(guān)不顯著，生育期與花前期、花后期線性正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.491 4** 、0.8938**?；ㄇ捌诿垦娱L(zhǎng)1 d，生育期延長(zhǎng)1.095 d;花后期每延長(zhǎng)1 d，生育期延長(zhǎng)1.025 d。濉科國(guó)審豆3個(gè)品種，花前期、花后期和生育期與承試點(diǎn)緯度線性正相關(guān)（單一品種相關(guān)性不顯著），相關(guān)系數(shù)為0.266 8**、0.207 8*、0.315 4**，緯度每降低1 °，分別縮短0.41、0.64、1.06 d。

由于生育期長(zhǎng)短及其所處季節(jié)不同，2個(gè)區(qū)域夏大豆花前積照和各階段的積溫、降水量、日照時(shí)數(shù)有一定差異。黃淮南片夏大豆的花前積照、花前降水量、花后積溫、花后日照時(shí)數(shù)低于長(zhǎng)江流域，花后降水量2個(gè)區(qū)域相同，其他指標(biāo)則是黃淮南片較高（表3）。

夏大豆播種后（6.0±1.8） d出苗，需積溫（142.6±36.2） ℃·d?；ㄇ胺e照（505.2±37.2） h，花前積溫（965.9±73.0） ℃·d，花后積溫（1 736.5±166.4） ℃·d。變異系數(shù)依次為花前天數(shù)（7.34%）<花前積照（7.36%）<花前積溫（756%）<花后積溫（9.58%）。積溫學(xué)說認(rèn)為在其他條件得到滿足的前提下，溫度因子對(duì)生物的發(fā)育起著主要作用，完成某一階段的發(fā)育需要一定的積溫。由此可見，夏大豆開花不但需要一定的積溫，還需要一定的積照。

2.2 夏大豆生育期對(duì)光周期和主要?dú)庀笠蜃拥囊话沩憫?yīng)

2.2.1 相關(guān)分析 相關(guān)分析（表4）表明：夏大豆花前期與花前積照、積溫、降水量呈線性正相關(guān)，與出苗晝長(zhǎng)、花前平均氣溫呈線性負(fù)相關(guān)，與花前日照時(shí)數(shù)弱相關(guān)，出苗晝長(zhǎng)每縮短21.2 min，花前積照增加14.22 h[花前平均晝長(zhǎng)（14.09±0.12） h]，平均氣溫降低1.8 ℃，積溫增加36.9 ℃·d，降水量增加156.3 mm，日照時(shí)數(shù)增加111.1 h，開花推后1 d。花后期與開花晝長(zhǎng)和花后積溫、降水量、日照時(shí)數(shù)呈線性正相關(guān)，開花晝長(zhǎng)每延長(zhǎng)4.4 min，積溫增加41.7 ℃·d，降水量增加81.3 mm，日照時(shí)數(shù)增加51.5 h，成熟延遲1 d。生育期與開花晝長(zhǎng)、花前積照、花前積溫、花后積溫、花后降水量、花后日照時(shí)數(shù)呈線性正相關(guān)，與花前平均氣溫呈線性負(fù)相關(guān);開花晝長(zhǎng)每延長(zhǎng)4.2 min，花前積照增加12.53 h、氣溫降低1.2 ℃、積溫增加38.3 ℃·d、降水量增加 135.1 mm，花后積溫增加41.0 ℃·d、降水量增加91.7 mm、日照時(shí)數(shù)增加47.2 h，生育期延長(zhǎng)1 d（表4）。

2.2.2 逐步回歸分析 逐步回歸分析表明：花前期（D花前）與出苗、開花晝長(zhǎng)、花前積照、花前積溫、花前降水量多元相關(guān)，D花前=35.28-1.085dl出苗-1395dl開花+0.070DL花前+0.000 2T花前+0.000 1P花前，r（y，dl出苗）=-0.968**，r（y，dl開花）=-0.955**，r（y，DL花前）=0.999**，r（y，T花前）=0.169 7，r（y，P花前）=0190 2。直接作用顯著的只有花前積照，間接作用顯著的有積溫、降水量，R=

0999 7，積照效應(yīng)>積溫>降水量（表5）?；ê笃冢―花后）與花后平均氣溫、花后積溫、花后日照時(shí)數(shù)多元相關(guān)，D花后=64.60-2383t花后+0.037T花后-0.001S花后，r（y，t花后）=-0.995 8**，r（y，T花后）=0998 4**，r（y，S花后）=-0.204。正負(fù)效應(yīng)抵消后，直接作用為主顯著的為積溫，間接作用為主顯著的為日照時(shí)數(shù)，R=0.997 5，積溫效應(yīng)>日照時(shí)數(shù)（表6）。生育期（D）為花前期、花后期的疊加，沒有增減效應(yīng)。D=100.35-0.864dl出苗-1.746dl開花+0.071DL花前-2361t花后+0.037T花后-0.001S花后，r（y，dl出苗）=-0.981 9**，r（y，dl開花）=-0.976**，r（y，DL花前）=0.999 9**，r（y，t花后）=-0.995 8**，r（y，T花后）=0998 4**，r（y，S花后）=-0.204?；ê蠓e溫效應(yīng)>花前積照>開花晝長(zhǎng)>花后日照時(shí)數(shù)（表7）。

2.3 濉科國(guó)審豆光溫適應(yīng)性分析

從表8可以看出，濉科國(guó)審豆生育期的標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、回歸系數(shù)均小于對(duì)照?；ㄇ捌跇?biāo)準(zhǔn)差依次有濉科998<濉科23<濉科8號(hào)，變異系數(shù)依次有濉科998<濉科23 <濉科8號(hào)，回歸系數(shù)依次有濉科8號(hào)<濉科998<濉科23;花后期標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)濉科998<濉科23<濉科8號(hào)，回歸系數(shù)依次有濉科23<濉科998<濉科8號(hào);生育期標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)均為濉科998<濉科23<濉科8號(hào)，回歸系數(shù)依次有濉科23<濉科998<濉科8號(hào) 。濉科國(guó)審豆花前期回歸系數(shù)大小順序與產(chǎn)量適應(yīng)性一致，花后期回歸系數(shù)大小順序與產(chǎn)量適應(yīng)性相反。由此可見，廣適夏大豆花前期對(duì)環(huán)境參數(shù)回歸系數(shù)較小，花后期較大。

3 結(jié)論與討論

大豆對(duì)光周期的反應(yīng)通常影響著成熟期的長(zhǎng)短。在當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣下，長(zhǎng)江流域夏大豆的花前期、花后期比黃淮南片長(zhǎng);濉科國(guó)審豆3品種種植地緯度每南移1 °，花前期、花后期、生育期分別縮短041、0.64、1.06 d。

在植物生命循環(huán)過程中，開花是一個(gè)很重要的標(biāo)志，它標(biāo)志著植物由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的重要轉(zhuǎn)變，是在整合外界環(huán)境因子（如光、溫度）和植物本身內(nèi)源信號(hào)基礎(chǔ)上的外在表現(xiàn)[2-3]。大多數(shù)植物必須經(jīng)過一定時(shí)間的日照長(zhǎng)度后才能開花。研究表明，夏大豆出苗至開花需積溫（965.9±73.0） ℃·d，積照（505.2±37.2） h。大豆是光周期敏感的高溫短日照作物，光周期和溫度對(duì)大豆的發(fā)育存在明顯的互作[4]，自然界光照、溫度2個(gè)因素共同影響著大豆的開花[5-6]。光周期反應(yīng)不僅對(duì)大豆開花誘導(dǎo)有顯著影響，還對(duì)開花后的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)具有調(diào)控作用。即大豆的光周期反應(yīng)存在于出苗至成熟的全過程，而不局限于特定的光照階段，具有持效性和可逆性。對(duì)大豆開花結(jié)實(shí)而言，高溫有促進(jìn)作用，低溫有抑制作用。過低或過高的溫度還會(huì)對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成造成危害。研究表明，夏大豆花前期主要取決于花前積照、積溫、降水量，積照效應(yīng)>積溫>降水量，主導(dǎo)因子是光周期;花后期主要取決于花后積溫、日照時(shí)數(shù)，積溫效應(yīng)>日照時(shí)數(shù)，溫度起主導(dǎo)作用;生育期則是花前期、花后期的疊加，沒有增減效應(yīng)。

生態(tài)適應(yīng)性是大豆育種的目標(biāo)性狀之一，大豆品種生態(tài)適應(yīng)性主要取決于對(duì)光周期和溫度的反應(yīng)。當(dāng)前農(nóng)村仍然是氣象災(zāi)害防御的重點(diǎn)區(qū)域，農(nóng)業(yè)仍然是最易受氣象條件影響的脆弱行業(yè)[7]。盡管當(dāng)前大豆種植廣泛，但由于其高敏感度的光周期特征，單個(gè)大豆品種所能適應(yīng)的緯度范圍很窄[8-9]。研究表明，廣適夏大豆花前期對(duì)環(huán)境參數(shù)回歸系數(shù)較小，花后期較大。廣適性育種一直是國(guó)際上大豆育種重要的努力方向之一。廣適育種首先須篩選出光溫綜合反應(yīng)極鈍感特性的特異種質(zhì)，然后將此特性轉(zhuǎn)移到優(yōu)良背景中以擴(kuò)大品種的種植范圍。我國(guó)春豆尤其是北方春豆、黃淮海春豆、長(zhǎng)江中下游春豆，均存在開花期光溫反應(yīng)鈍感種質(zhì)，今后宜從春豆中大規(guī)模篩選更加鈍感的特異種質(zhì)，為廣適性育種提供可靠的特異鈍感基因源。

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