夏播小豆生育期結構與農藝性狀的相關性分析

摘要：為促進德州地區(qū)夏播小豆新品種選育及高產栽培，選取83份夏播小豆品種（系），分成早熟、中熟、晚熟3組，研究小豆生育期結構與農藝性狀的相關性。結果表明，隨著熟期的延遲，不同生育類型小豆的出苗-分枝期天數(shù)沒有顯著變化，分枝-開花期、生育前期和生育后期天數(shù)均顯著增加，其中生育后期天數(shù)增加的幅度高于生育前期，且生育后期對全生育期的影響大于生育前期；小豆的株高、主莖節(jié)數(shù)、單株粒重、百粒重和產量隨著熟期的延遲呈增加的趨勢，在不同生育類型間株高、百粒重和產量差異顯著，分枝數(shù)和單株莢數(shù)差異不顯著；單株粒重和百粒重是影響產量的主要因素，單株粒重與全生育期呈顯著或極顯著正相關，百粒重與分枝-開花期和生育前期天數(shù)呈極顯著正相關。綜上可知，分枝-開花期、生育前期和全生育期天數(shù)是影響夏播小豆農藝性狀和產量的主要因素。

關鍵詞：夏播小豆；生育期結構；農藝性狀；產量；相關性

收稿日期：2024-02-01

基金項目：山東省農業(yè)良種工程項目農作物種質資源挖掘與精準鑒定（2021LZGC025）。

第一作者：王春雨（1995-），女，碩士，農藝師，從事大豆及食用豆類栽培育種研究。E-mail：824181971@qq.com。

通信作者：華方靜（1986-），女，碩士，高級農藝師，從事食用豆及雜糧栽培育種研究。E-mail：sdgthfj@163.com。

小豆[Vigna angularis （Willd） Ohwi amp; Ohashi]隸屬豆科（Leguminosae）蝶形花亞科（Papilionaceae）菜豆族（Phaseoleae）豇豆屬（Vigna），染色體組為2n=22^[1]。小豆具有高蛋白質、低脂肪且富含多種微量元素和氨基酸等優(yōu)點，蛋白質含量比禾谷類作物高2倍～3倍，此外還有凈化血液、通便利尿等功效，是優(yōu)秀的藥食兩用食物，有悠久的栽培歷史，在我國各地均有種植，其中華北、東北和江淮地區(qū)是主產區(qū)，占小豆種植面積的70%左右^[2-4]。小豆是我國現(xiàn)代農業(yè)種植結構調整的重要作物，在發(fā)展特色農業(yè)種植、實現(xiàn)農業(yè)供給側結構性改革和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略方面有重要作用^[5]。長期以來我國小豆以零散種植為主，基礎研究相對薄弱，缺乏優(yōu)質高產的小豆品種等問題嚴重制約我國小豆產業(yè)的發(fā)展^[6]。因此，選育高產優(yōu)質小豆品種，改良地方種質資源，因地制宜篩選適宜特定區(qū)域種植的小豆品種對促進小豆產業(yè)發(fā)展有重要作用。

作物的生育期與產量、品質密切相關，其長短決定了品種的光周期特性和適宜種植范圍^[7]。生育期性狀不僅包括全生育期長短，還包括生育期結構，即不同的發(fā)育階段^[8-10]。前人根據(jù)小豆植株外部形態(tài)特征的變化，一般把小豆的一生劃分為出苗期、分枝期、開花期、成熟期等若干個生育時期^[3]。后又以開花時期為界，將全生育期（出苗至完熟）分為生育前期（出苗至開花）和生育后期（開花至完熟）兩個階段，生育前期以營養(yǎng)生長為主，而生育后期則以生殖生長為主^[11]。白鵬等^[12]研究表明，小豆生育期的長短與株高、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)呈顯著正相關，導致農藝性狀差異較大；劉振興等^[13]研究認為，小豆的株高與生育后期天數(shù)的正相關性最大，生育后期越長，植株越高，單株莢數(shù)與生育前期天數(shù)負相關性最大，生育前期越短，單株結莢數(shù)就越多；周桂梅等^[14]通過研究小豆種質資源粒色與生育期的相關性表明，小豆籽粒顏色的亮度值（L^*）、紅度值（a^*）和艷度值（b^*）均與生育期天數(shù)呈顯著的正相關，小豆籽粒越鮮艷，生育期就越長。這些小豆生育期結構與農藝性狀關系的相關報道說明在育種、引種過程中，通過對小豆生育期結構的定向選擇，能提高小豆高產、優(yōu)質等優(yōu)良性狀的選擇效率。盡管受遺傳穩(wěn)定性的影響，小豆的生育期結構、生育期長短是相對固定的，但由于遺傳因子的表達還受環(huán)境因素、栽培條件、光周期等影響，小豆的生育期結構因種植生態(tài)區(qū)不同而有所差異，其產量及產量構成因素也有變化，因此進行不同生態(tài)區(qū)域小豆生育期結構及產量因素的相關性研究，對于指導當?shù)匦《股a與育種有重要意義。本研究以德州地區(qū)夏播小豆品種（系）為研究對象，對小豆生育期結構與農藝性狀的關系進行探討，旨在為德州地區(qū)小豆新品種選育及高產栽培提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年6月在德州市農業(yè)科學研究院現(xiàn)代農業(yè)科技園試驗基地進行，土壤為褐土，肥力中等，前茬作物為冬小麥，麥收后秸稈還田。該地區(qū)屬于暖溫帶大陸性季風氣候，小豆全生育期有效積溫2 790 ℃，累積降雨量690.2 mm，日照時數(shù)622.4 h，有效積溫和日照時數(shù)較往年差異不大，降雨量較往年增多。

1.2 材料

供試材料為德州市農業(yè)科學研究院2021年夏播小豆種質資源鑒定與評價試驗的83份小豆品種（系），分為3個生育期類型（表1）。

1.3 方法

1.3.1 試驗設計 采用隨機區(qū)組設計，3行區(qū)，行長5.0 m，行距0.5 m，株距0.2 m，3次重復，重復間設1 m走道，四周設保護行。依據(jù)當?shù)厣a管理水平進行生育期內的田間管理，各小區(qū)田間操作保持一致。

1.3.2 測定項目及方法 按照《小豆種質資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》^[3]調查記載各測定指標，生育期間調查出苗期、分枝期、開花期、成熟期，生育前期為出苗至開花的天數(shù)，生育后期為開花至成熟的天數(shù)。小豆收獲前取小區(qū)中間1行的連續(xù)10株，測定株高、主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)、單株粒重和百粒重等性狀。試驗小區(qū)全部收獲計產，脫粒后自然曬干，稱量籽粒產量折合成單位面積產量。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理 利用Excel 2007進行數(shù)據(jù)整理，利用DPS 7.05進行數(shù)據(jù)方差分析（Duncan′s新復極差法標定差異水平）和相關性分析，用Hiplot Pro分析平臺繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同生育類型小豆生育期結構分析

以生育期性狀為因變量、不同生育類型作為因素，單因素分析生育期性狀的變異^[15]。由表2可知，不同生育類型間小豆的分枝-開花期、生育前期、生育后期及全生育期天數(shù)差異顯著，出苗-分枝期和生育期結構（生育后期天數(shù)/生育前期天數(shù)）則差異不顯著。從生育期性狀來看，隨著全生育期的延長，小豆出苗-分枝期的天數(shù)無明顯差異，但分枝-開花期、生育前期、生育后期的天數(shù)均顯著增加，說明生育前期的長短主要是由分枝-開花期決定的；生育前期增加的幅度小于生育后期，則說明生育后期對全生育期的影響大于生育前期。

2.2 不同生育類型小豆農藝性狀分析

由表3可知，隨生育期延長，小豆的株高、主莖節(jié)數(shù)、單株粒重、百粒重和產量呈增加的趨勢，其中株高、百粒重、產量均顯著增加；中熟、晚熟品種的主莖節(jié)數(shù)沒有顯著差異，但晚熟品種較早熟品種顯著增加；中熟、晚熟品種的單莢粒數(shù)較早熟品種呈顯著降低趨勢，單株粒重則顯著增加；分枝數(shù)、單株莢數(shù)變異較小，在不同生育類型的小豆品種間變化不明顯。說明營養(yǎng)生長時期的延長有助于小豆株高和主莖節(jié)數(shù)的增加，而對分枝數(shù)的影響不大；生殖生長時期的延長有助于小豆單株粒重和百粒重的增加，對單株莢數(shù)的影響不大，最終表現(xiàn)為產量增高。在育種過程中不應片面追求單莢粒數(shù)的數(shù)量，單莢粒數(shù)的數(shù)量越多，庫越大，所需要干物質的量也越多，導致庫源供應關系不平衡，最終表現(xiàn)為產量下降，這一現(xiàn)象在生殖生長時期較短的早熟品種中尤為明顯，這可能是早熟品種莢粒數(shù)多，而單株粒重、百粒重、產量均低的原因。

從農藝性狀標準差的變幅來看，主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)、單莢粒數(shù)和百粒重標準差的變幅較小，株高、單株莢數(shù)、單株粒重和產量標準差的變幅較大，早熟品種的主莖節(jié)數(shù)、分枝數(shù)、單株莢數(shù)、單莢粒數(shù)、單株粒重和產量標準差的變幅均大于總體，中熟品種的株高標準差明顯高于早熟、晚熟品種。說明早熟類型不同小豆品種間的變異較中熟、晚熟品種豐富，不同中熟小豆品種間的株高表現(xiàn)差異大。

2.3 不同生育類型小豆生育期性狀與產量及構成因素的相關分析

2.3.1 產量構成因素相關性分析 由圖1可知，3種不同生育類型的小豆產量均與單株粒重和百粒重呈正相關，早熟、中熟品種的產量與單株粒重的相關系數(shù)分別為0.73和0.59，達極顯著水平；中熟、晚熟品種的產量與百粒重的相關系數(shù)均為0.56，達極顯著水平；整體來看，小豆產量與單株粒重、百粒重的相關系數(shù)分別為0.60和0.64，達極顯著水平。無論是從不同生育類型來看，還是從整體來看，小豆的單株粒重均與單株莢數(shù)呈極顯著正相關關系，說明小豆的單株粒重主要受單株莢數(shù)的影響，不受不同生育類型的影響。早熟、中熟品種的百粒重與單莢粒數(shù)呈顯著負相關，相關系數(shù)分別為-0.56和-0.40；晚熟品種的百粒重與單莢粒數(shù)呈極顯著負相關，相關系數(shù)為-0.45；整體來看，小豆的百粒重與單莢粒數(shù)呈極顯著負相關，相關系數(shù)為-0.46；說明小豆的單莢粒數(shù)越多，百粒重越小?？偟膩碚f，小豆產量主要受單株粒重和百粒重的影響，而單株莢數(shù)越多、則單株粒重越大，單莢粒數(shù)越少、則百粒重越高，因此，在小豆育種工作中，應注重選擇單株莢數(shù)多、單莢粒數(shù)少的品種，以達到高產的目的。

2.3.2 生育期性狀和產量構成因素相關性分析 由表4可知，不同生育類型小豆的單株粒重與全生育期均呈正相關，其中晚熟品種的單株粒重與全生育期的相關系數(shù)為0.368 9，達顯著水平，整體來看，二者的相關系數(shù)為0.427 8，呈極顯著正相關。不同生育類型小豆的百粒重與分枝-開花期天數(shù)和生育前期天數(shù)呈正相關關系，與生育期結構呈負相關關系，其中晚熟品種的百粒重與分枝-開花期天數(shù)呈極顯著正相關關系，相關系數(shù)為0.436 6，與生育前期天數(shù)呈顯著正相關關系，相關系數(shù)為0.390 8，與生育期結構呈顯著負相關關系，相關系數(shù)為-0.346 8。整體來看，小豆百粒重與分枝－開花期天數(shù)和生育前期天數(shù)的正相關關系均達極顯著水平，相關系數(shù)分別為0.458 1和0.400 3，與生育期結構呈負相關關系，相關系數(shù)為－0.048 9。

不同生育類型小豆的產量與出苗－分枝期天數(shù)呈負相關關系，與全生育期呈正相關關系。其中中熟品種的產量與出苗－分枝期天數(shù)的相關系數(shù)為－0.392 7，達顯著水平。整體來看，小豆產量與全生育期呈極顯著正相關關系，相關系數(shù)為0.581 9?？偟膩碚f，全生育期越長，越有利于小豆單株粒重的積累，從而有助于產量的提高。生育前期對產量及產量構成因素的影響比生育后期大，生育前期越長，小豆營養(yǎng)生長越充分，積累的干物質量越多，越有利于發(fā)揮出后期生殖生長的潛力。生育前期分為出苗－分枝期和分枝－開花期，分析結果表明出苗－分枝期較短、分枝－開花期較長的配比更有利于小豆百粒重和產量提升。

3 討論

農藝性狀是判斷作物是否適合在某一區(qū)域引種和育種的重要條件，生育期、株高、主莖分枝數(shù)及產量等指標在已有的研究中得到廣泛關注^[16-19]。前人研究認為，大豆品種間產量的變化受熟期類型影響，即適宜生育期為大豆高產的重要因素^[20]。推遲小豆的播期，導致日均溫升高、日照時數(shù)縮短，小豆的生育進程加快，會減少單株花數(shù)和單株莢數(shù)，從而造成產量降低，可見生育期能夠通過影響產量構成因素進而影響作物產量^[21]。本研究發(fā)現(xiàn)小豆株高、主莖節(jié)數(shù)、單株粒重、百粒重和產量隨著熟期的延遲呈增加的趨勢，不同生育類型間株高、百粒重和產量差異顯著，說明生育期長短對小豆植株的形態(tài)建成及產量構成具有重要作用。參試的83份小豆品種（系）的株高、主莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒重、百粒重和產量存在顯著差異，說明不同小豆品種（系）間變異類型豐富，選擇基礎較廣，具有較好的改良潛力。這一結果與王曉磊等^[22]研究結果一致，且本研究進一步明確早熟小豆品種（系）較中熟、晚熟品種的變異更為豐富。隨全生育期的延長，小豆品種（系）的出苗－分枝期天數(shù)沒有顯著變化，分枝－開花期天數(shù)呈顯著增加趨勢，生育前期和生育后期天數(shù)也均顯著延長，但生育前期增加的幅度小于生育后期，對全生育期的影響也是生育前期小于生育后期。

進一步對總體樣本進行分析發(fā)現(xiàn)，單株粒重、百粒重是影響產量的主要因素，單株粒重與單株莢數(shù)、全生育期呈顯著或極顯著正相關，百粒重與單莢粒數(shù)呈顯著或極顯著負相關，與分枝－開花期、生育前期天數(shù)呈極顯著正相關，與生育期結構呈顯著負相關，產量與出苗－分枝期天數(shù)呈顯著負相關，與全生育期呈極顯著正相關，可見生育前期和全生育期天數(shù)是影響夏播小豆農藝性狀的主要因素。王樂政等^[23]研究表明，生育前期日照時數(shù)與小豆產量呈顯著正相關，生育前期有效積溫與單位面積莢數(shù)呈極顯著正相關，而與單莢粒數(shù)呈極顯著負相關，適當增加生育前期的天數(shù)可提高單株莢數(shù)，獲得較高產量；濮紹京等^[24]利用3個雜交組合的F3世代分析了3個產量相關性狀的遺傳參數(shù)，證明小豆的單株莢數(shù)、單株產量、百粒重3個性狀的遺傳力較高；Kaga等^[25]通過對比野生小豆和栽培小豆，并對馴化的相關性狀進行分析得出， 小豆的進化包括籽?？倲?shù)與籽粒大小相權衡的過程，單株莢數(shù)減少但莢長增加， 單莢粒數(shù)減少但粒重增加，本研究結果與之類似。因此，今后的小豆育種工作中，在兼顧生育期長短和產量的基礎上，可適當選擇出苗－分枝天數(shù)較短、進入分枝－開花期較早且全生育期較長的品種，保證其營養(yǎng)生長形成較大的營養(yǎng)體、積累較多的干物質，從而有利于保證生殖生長時期有充足的營養(yǎng)供給和結莢、鼓粒時間，有目的地在育種過程中通過調整生育期結構來建立較好的源庫關系，從而獲得優(yōu)良品種。

4 結論

隨全生育期天數(shù)的增多，小豆分枝－開花期、生育前期和生育后期天數(shù)均顯著增加，其中生育后期增加的幅度高于生育前期。不同生育類型小豆的株高、百粒重、產量隨熟期的延長呈顯著增加趨勢，分枝數(shù)和單株莢數(shù)差異不顯著。單株粒重和百粒重是構成小豆產量的重要因素，與產量呈極顯著正相關關系。試驗結果表明，單株粒重與單株莢數(shù)和全生育期天數(shù)呈顯著正相關關系，百粒重與單莢粒數(shù)呈極顯著負相關關系、與分枝－開花期天數(shù)和生育前期天數(shù)呈極顯著正相關關系，產量與全生育期天數(shù)呈極顯著正相關關系。綜上可知，分枝－開花期、生育前期和全生育期天數(shù)是影響夏播小豆農藝性狀和產量的主要因素，在進行高產小豆育種工作時，可以適當篩選出苗－分枝天數(shù)較短、進入分枝－開花期較早且全生育期較長的品種。

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Correlation Analysis Among Growth Period Structure and

Agronomic Traits of Summer-Sown Adzuki Bean

WANG Chunyu¹，CAO Pengpeng¹， TIAN Yixin¹，LI Nana²， ZHU Guanxiong¹， GAO Qi¹，GAO Fengju¹， HUA Fangjing¹

（1.Dezhou Academy of Agricultural Sciences， Dezhou 253054， China；2.Institute of Crop Germplasm Resources，Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China）

Abstract：In order to promote the breeding and high-yield cultivation of new summer-sown adzuki bean varieties in Dezhou， Shandong， 83 varieties （lines） of summer-sown adzuki bean were selected and divided into three groups： early maturing， medium maturing， and late maturing. The correlation between the growth period structure of adzuki beans and their agronomic traits were studied. The results showed that， with the delay of maturity，the days of branching-flowering stages， earlier growth period and the later growth period gradually increased，the days of later growth period were higher than the earlier growth period，and the influence on whole growth period was greater than the earlier growth period，but there was no significant difference on the germinating-branching period among different growth-period types;The plant height，node number of main stem，seed-weight per plant，100-seed weight and yield all increased with the delay of maturity，the differences were significant on plant height，100-seed weight and yield，but not significant on number of branches or number of pods per plant;Seed-weight per plant and 100-seed weight were the main factors affecting yield. The seed-weight per plant was significantly or extremely significantly positively correlated with the whole growth period，and the 100-seed weight was extremely significantly positively correlated with branching-flowering stage and early growth stage. In conclusion，branching-flowering stage，early growth stage and the length of the whole growth period were the main factors affecting the agronomic traits and yield of summer-sown adzuki bean.

Keywords：summer-sown adzuki bean; growth-period structure; agronomic trait; yield; correlation analysis