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(nóng)業(yè)科學(xué)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(shù)和外界條件有關(guān)[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(guān)聯(lián)，但結(jié)論卻存在較大差異，這可能與不同地區(qū)的生態(tài)環(huán)境、不同試驗品種有關(guān)。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(jìn)一步提高大豆雜交成活率、減輕人工勞動強(qiáng)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(nóng)業(yè)科學(xué)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(nóng)業(yè)科學(xué)研究所的旱作試驗田進(jìn)行。

播種期設(shè)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(diǎn)播，在三葉期間苗；父本按株距10 cm單粒點(diǎn)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(xiàn)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(biāo)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(jié)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(rèn)成活莢數(shù)和有效莢數(shù)。

1.3 調(diào)查統(tǒng)計項目

統(tǒng)計在一定時間內(nèi)2個組合所做雜交的總雜交花數(shù)、成活莢數(shù)、秕莢數(shù)和有效莢數(shù)，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(xì)記錄雜交授粉時間段（即8：00—10：00）的溫度、空氣相對濕度、當(dāng)日最高氣溫、最低氣溫以及當(dāng)日降水量與日照時數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

用Microsoft Excel軟件與DPS數(shù)據(jù)處理軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析。

2 結(jié)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(shù)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(shù)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(nèi)，隨著溫度的升高、空氣相對濕度的下降與日照時數(shù)的增長，雜交成活率出現(xiàn)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(shù)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(xiàn)的毛毛細(xì)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(guān)聯(lián)分析將不同日期的雜交成活率及相關(guān)氣象數(shù)據(jù)視為1個灰色系統(tǒng)，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(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)結(jié)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(shù)據(jù)和雜交成活率

表3 原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果

主要?dú)庀笠蜃訉﹄s交成活率影響的灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果見表4，6個氣象因子與雜交成活率的關(guān)聯(lián)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?dú)庀笠蜃优c雜交成活率的關(guān)聯(lián)度大小依次為8：00—10：00空氣相對濕度＞降水量＞日照時數(shù)＞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(guān)聯(lián)度及排序

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)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(jié)果一致，相對濕度與大豆雜交成功率的關(guān)系很大，濕度高時效果好，濕度低時則效果差；范榘[4]也認(rèn)為，相對濕度在71%～95%時雜交效果較好，當(dāng)相對濕度為57%～70%時，雜交成功率很低；但宗春美等[5]則認(rèn)為，低濕、無降雨的天氣進(jìn)行雜交時效果好。筆者的試驗結(jié)果則是，當(dāng)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(jìn)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(yán)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(qiáng)日照，則授粉成功率降低，導(dǎo)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(huán)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(guān)聯(lián)度分析結(jié)果是溫度對雜交成活率的影響較小，但該試驗結(jié)果也表明，在氣溫為20～25℃時進(jìn)行雜交授粉較適宜，因為授粉期遇持續(xù)高溫干旱（日平均氣溫在32℃以上或日最高氣溫達(dá)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(fā)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(jìn)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(jìn)行大豆雜交授粉的較好時期；而在7月至8月常出現(xiàn)持續(xù)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(jìn)行大豆雜交授粉。