廣西喀斯特地區(qū)不同大豆品種性狀評(píng)價(jià)與品種篩選

黃小英，謝慧敏，黎敦涌*，梁 琨，韋貴劍，侯青光，梁仁敏，潘繪新

（1.河池市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院河池分院，廣西 宜州 546306；2.廣西大學(xué)，南寧 530004）

大豆，在中國(guó)是栽種面積最大的豆類作物，其栽培歷史長(zhǎng)達(dá)2 000多年[1]。由于經(jīng)濟(jì)水平的逐步提高，大豆等產(chǎn)物的需求量也隨之增加。但是，國(guó)內(nèi)黃豆生產(chǎn)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，需要通過(guò)大量進(jìn)口才能填補(bǔ)這一缺口，同時(shí)，中國(guó)也成為了主要的大豆進(jìn)口國(guó)之一[2-3]。作物栽培容易受到生態(tài)環(huán)境的影響，有地域性和季節(jié)性，它們能在一定程度上影響大豆的產(chǎn)量、熟制以及生育期（曹衛(wèi)星，2011；王鶴齡，2017）。廣西河池市屬于典型的喀斯特地貌，地處亞熱帶，陽(yáng)光豐富，雨量充足，適宜大豆種植，常年種植面積維持在10萬(wàn)hm2左右，年大豆自產(chǎn)量大約15萬(wàn)t，但仍然產(chǎn)能不足[4]。當(dāng)前，廣西河池市主栽的黃豆品種以桂夏1號(hào)、桂夏2號(hào)、桂夏3號(hào)、桂夏4號(hào)以及自留種為主[5]。這些品種育成時(shí)間較長(zhǎng)，在當(dāng)?shù)胤N植多年，更新?lián)Q代緩慢，很多品種的優(yōu)良性狀逐漸退化，出現(xiàn)產(chǎn)量減少，抗病性變差等問(wèn)題。為解決大豆種質(zhì)資源不豐富的困境，在河池市進(jìn)行大豆新品種栽培區(qū)域試驗(yàn)，評(píng)選出豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生態(tài)適應(yīng)性好的夏播大豆品種，以滿足本地區(qū)大豆品種更新替代的需求。因此，對(duì)桂夏1701、桂夏1702、桂夏1703、華夏17號(hào)、粵夏2016-3、粵夏2016-5、桂夏豆117、桂夏豆118、桂夏豆119、金百夏1號(hào)和金百夏2號(hào)的產(chǎn)量及相關(guān)農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析，并綜合評(píng)價(jià)各項(xiàng)指標(biāo)，有利于推進(jìn)河池市新品種替代舊品種，推動(dòng)大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展。近年來(lái)，湯復(fù)躍等總結(jié)分析了廣西大豆產(chǎn)業(yè)現(xiàn)階段的需求和優(yōu)勢(shì)，以及近40年來(lái)廣西豆類育種研究的進(jìn)展，得出獲得審定證書(shū)的豆類品種有39個(gè)，包括28個(gè)春大豆品種和11個(gè)夏大豆品種，育種成果斐然。韋清源等總結(jié)了桂夏7號(hào)的選育及栽培技術(shù)要點(diǎn)，桂夏七號(hào)2015年取得廣西農(nóng)作物品種審定證書(shū)，2018年通過(guò)國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定。韋清源等評(píng)選出高產(chǎn)、優(yōu)良、抗病性強(qiáng)、適宜性好的夏大豆品種，得出桂1303、桂14-2、粵夏2013-1和粵夏2013-2綜合性狀優(yōu)良，可供廣西各地栽種、示范和推行。竇士樹(shù)等通過(guò)灰色系統(tǒng)理論，將參試品種的產(chǎn)量和主要農(nóng)藝特性進(jìn)行綜合比較，避免了只將產(chǎn)量這一性狀特征作為硬性指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)的片面做法。又有李發(fā)橋等采用系統(tǒng)聚類分析法對(duì)廣西主栽稻谷品種耐低肥能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與歸類，依據(jù)聚類分析結(jié)果，將參試的48個(gè)品種分為3類，為篩選出適宜的品種提供了直觀簡(jiǎn)潔的方法。前人對(duì)大豆品種的篩選多是從產(chǎn)量這一單一性狀進(jìn)行考慮，針對(duì)產(chǎn)量和主要農(nóng)藝性狀的綜合評(píng)價(jià)尚未見(jiàn)詳細(xì)的研究報(bào)道。針對(duì)在河池市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)場(chǎng)地開(kāi)展的夏播大豆新品種區(qū)域試驗(yàn)，本研究采用灰色系統(tǒng)分析方法，綜合評(píng)價(jià)多個(gè)農(nóng)藝性狀對(duì)大豆產(chǎn)量表現(xiàn)的影響。以11個(gè)不同品種為材料，于夏季進(jìn)行大田栽培試驗(yàn)，探究夏播新品種大豆在廣西河池市的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)，確定適宜的品種基因型，充分利用本地區(qū)的水土資源，為該區(qū)域大豆的引進(jìn)和大面積推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試大豆品種共11份，其品種名稱和來(lái)源見(jiàn)表1。

表1 供試大豆品種、供種單位

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2018—2020年在宜州試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)地位于東經(jīng)108°48′30″、北緯24°29′26″，海拔148.0 m。土質(zhì)為砂壤土，土壤pH為5.5；有機(jī)炭含量22.9 g/kg；全氮含量1.90 g/kg；有效磷含量63.0 mg/kg；速效鉀含量272 mg/kg。

小區(qū)面積11 m2，行距0.5 m，穴距0.2 m，栽植密度1.32萬(wàn)株/667m2。在灌溉、施肥與病蟲(chóng)防治等方面，保持所有品種基本一致的生長(zhǎng)條件。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

生育期調(diào)查：從出苗期到成熟期的總天數(shù)。品種成熟收割前，統(tǒng)計(jì)各試驗(yàn)小區(qū)的大豆株數(shù)，隨機(jī)選擇連續(xù)10株生長(zhǎng)勻稱的植株進(jìn)行考種，測(cè)定株高、底莢高、主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)、單株有效莢數(shù)，單株粒數(shù)、百粒重和考察籽粒性狀。對(duì)各小區(qū)的中間三行進(jìn)行收割、曬干脫殼、測(cè)產(chǎn)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2019進(jìn)行計(jì)算和整理，以DPS v18.01進(jìn)行方差分析、聚類分析、相關(guān)性分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析，Graphad Prism 5.01制圖。設(shè)大豆產(chǎn)量性狀為參考數(shù)列X0，農(nóng)藝性狀單株有效莢（X1）、單株粒數(shù)（X2）、百粒重（X3）、主莖節(jié)數(shù)（X4）、株高（X5）、分枝數(shù)（X7）、底莢高（X8）為比較數(shù)列，分辨系數(shù)取0.1，對(duì)原始數(shù)據(jù)采用均值化變換計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 夏播大豆的特征特性

由表2可知，參試的大豆品種葉形基本可分為卵圓和橢圓兩種，其中桂夏1702為橢圓形，其余皆為卵圓形葉；花色除桂夏1702為白花，其余品種均為紫花；茸毛色有棕色和灰色，除桂夏豆119和對(duì)照品種桂夏1號(hào)為灰色外，其他均為棕色；參試品種的結(jié)莢習(xí)性可分為三類，有亞有限型5個(gè)，有限型5個(gè)，無(wú)限型2個(gè)；株型皆為收斂型；落葉性中等；各品種均呈不抗倒伏習(xí)性。

表2 各品種的主要特征特性

2.2 夏播大豆的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)

由表3可知，生育期最長(zhǎng)的是桂夏豆118，為118 d，最短的是華夏17號(hào)，為97 d；株高最高的是桂夏豆118，為133.5 cm，最矮的是華夏17號(hào)，為45.9 cm；主莖節(jié)數(shù)最多的是桂夏豆118，為22.0節(jié)，最少的是華夏17號(hào)，為10.5節(jié)；底莢最高的是桂夏豆118，為28.9 cm，最短的是桂夏1702，為9.2 cm；分枝數(shù)最多的是粵夏2016-3，為5.2個(gè)，最少的是桂夏1702，為2.2個(gè)。不同品種之間的各農(nóng)藝性狀均存在極顯著差異。

表3 夏播大豆主要農(nóng)藝性狀

單株有效莢最多的是粵夏2016-3，為66.3莢，最少的是華夏17號(hào)，為36.3莢；單株粒數(shù)最多的是粵夏2016-5，為138.2粒，最少的是華夏17號(hào)，為65.3粒，但各品種間無(wú)顯著性差異；單株粒重最重的是粵夏2016-5，為23.0 g，最輕的是桂夏豆117，為16.1 g；百粒重最重的是華夏17號(hào)，為34.2 g，最輕的是桂夏豆1703，為15.3 g，各品種的百粒重存在顯著性差異。完全粒率低于90%的有，桂夏1702、粵夏2016-3、桂夏1號(hào)。

2.3 夏播大豆的3年平均產(chǎn)量表現(xiàn)

由圖1可知，夏播大豆的各個(gè)品種間的產(chǎn)量無(wú)顯著性差異。產(chǎn)量由高到低分別是粵夏2016-3（3 345 kg/hm2）>粵夏 2016-5（3 241 kg/hm2）>桂夏1703（3 059.25 kg/hm2）>桂夏豆 119（2 975.5 kg/hm2）>金百夏2號(hào)（2 942.25 kg/hm2）>桂夏豆118（2 854.5 kg/hm2）>金百夏1號(hào)（2 803 kg/hm2）>桂夏1702（2 769.5 kg/hm2）>桂夏1號(hào)（2 754 kg/hm2）>桂夏 1701（2 719.5 kg/hm2）>桂夏豆 117（2 601.75 kg/hm2）>華夏17號(hào)（2 511.5 kg/hm2）。產(chǎn)量范圍在3 345～2 511.5 kg/hm2之間。

圖1 各品種的三年平均產(chǎn)量表現(xiàn)

2.4 夏播大豆的主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析

由表4可知，通過(guò)相關(guān)分析，產(chǎn)量與分枝數(shù)、單株有效莢、單株粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與百粒重呈顯著負(fù)相關(guān)；生育期與株高、主莖節(jié)數(shù)、底莢高呈極顯著正相關(guān)；株高與主莖節(jié)數(shù)、底莢高呈極顯著正相關(guān)，與百粒重呈顯著負(fù)相關(guān)；主莖節(jié)數(shù)與底莢高呈極顯著正相關(guān)，與百粒重呈極顯著負(fù)相關(guān)；分枝數(shù)與單株有效莢、單株粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與單株粒重呈顯著正相關(guān)；單株有效莢與單株粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與百粒重呈極顯著負(fù)相關(guān)；單株粒數(shù)與百粒重呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表4 各品種的主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

由表5可知，通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度分析，大豆品種的單株有效莢、單株粒數(shù)、單株粒重、主莖節(jié)數(shù)、百粒重的關(guān)聯(lián)系數(shù)均大于0.5。而株高、分枝數(shù)、底莢高關(guān)聯(lián)度較小。

表5 各品種的主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度分析

2.5 夏播大豆品種綜合能力評(píng)價(jià)及分類

以Euclidean距離為度量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)參試大豆品種的產(chǎn)量、單株粒數(shù)、單株有效莢數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)聚類，結(jié)果表明（見(jiàn)圖2），將參試大豆品種綜合表現(xiàn)能力分為5類，第一類有3個(gè)品種，桂夏1701、桂夏1702、桂夏豆117；第二類有2個(gè)品種，分別為桂夏1703、桂夏豆119；第三類有1個(gè)品種，華夏17號(hào)；第四類有2個(gè)品種，粵夏2016-5和粵夏2016-3；第五類有4個(gè)品種，桂夏豆118、金百夏1號(hào)、金百夏2號(hào)、桂夏1號(hào)（CK）。

圖2 參試大豆品種聚類分析結(jié)果

3 討論

適宜的生態(tài)環(huán)境和良好的種植技術(shù)是確保大豆生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成的前提條件[11]。農(nóng)藝性狀是構(gòu)成大豆產(chǎn)量的基礎(chǔ)，各個(gè)性狀之間互相影響，共同作用[9]?；疑到y(tǒng)理論是近年來(lái)在農(nóng)作物新品種綜合評(píng)估中應(yīng)用比較多的一項(xiàng)分析方法，能很好的評(píng)價(jià)多個(gè)性狀與產(chǎn)量的關(guān)系[12]。大豆產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀關(guān)聯(lián)度由高到低排序?yàn)閱沃炅Ｖ?單株粒數(shù)>每莢粒數(shù)>單株莢數(shù)>莖粗，單株粒重對(duì)產(chǎn)量的影響最大[13]。張君等對(duì)20個(gè)大豆品種的產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)單株粒數(shù)是對(duì)產(chǎn)量影響最大的性狀因子，其次是單株有效莢和單株節(jié)數(shù)，而分枝數(shù)和株高影響不大[14]。苗任重等研究表明，采用灰色關(guān)聯(lián)分析與大豆產(chǎn)量關(guān)系最密切的農(nóng)藝性狀，得出單株粒重、株高、主莖節(jié)數(shù)關(guān)聯(lián)度最大[15]。封亮等對(duì)大豆農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析，也發(fā)現(xiàn)單株粒重是對(duì)產(chǎn)量影響最大的性狀因子，選擇單株粒重較大的品種，能提高大豆產(chǎn)量[16]。也有研究認(rèn)為，大豆的株高和生長(zhǎng)速率影響產(chǎn)量的構(gòu)成，株高在65～80 cm范圍內(nèi)有利于豐產(chǎn)增收[17]。張桂茹等認(rèn)為，籽粒較大的品種，其植株生長(zhǎng)較小粒型的繁茂旺盛，喜肥水的大粒型品種產(chǎn)量會(huì)比小粒品種的高[18]。在本研究中，通過(guò)相關(guān)分析，產(chǎn)量與分枝數(shù)、單株有效莢、單株粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，單株有效莢、單株粒數(shù)、單株粒重這三個(gè)性狀因子與大豆產(chǎn)量關(guān)系密切。通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度分析，得出單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最高。結(jié)合相關(guān)性分析與灰色關(guān)聯(lián)度分析，可以得出，單株有效莢數(shù)和單株粒數(shù)是大豆產(chǎn)量形成的主要影響因素。再通過(guò)聚類分析，可以將參試的11個(gè)夏播大豆品種分為5類，綜合表現(xiàn)較好的是粵夏2016-5和粵夏2016-3，其次是金百夏1號(hào)、桂夏豆118、金百夏2號(hào)；然后到桂夏1703和桂夏豆119；表現(xiàn)一般的是桂夏1701、桂夏1702、桂夏豆117；較差的是華夏17號(hào)。

4 結(jié)論

單株有效莢數(shù)和單株粒數(shù)是影響產(chǎn)量的主要因素，提高單株有效莢數(shù)和單株粒數(shù)有助于產(chǎn)量提高。綜合表現(xiàn)較好的品種是粵夏2016-5和粵夏2016-3，其次是金百夏1號(hào)、桂夏豆118、金百夏2號(hào)；最后是桂夏1703和桂夏豆119，以上品種適宜在河池市栽培。桂夏1701、桂夏1702、桂夏豆117和華夏17號(hào)在本地區(qū)表現(xiàn)欠佳。