夏大豆生育期对光周期和主要气象要素的响应

周景春　汪腊宝　殷晗　赵雪松　柏吉林　纪永民　张存岭

摘要：对2009—2010年和2014—2018年度黄淮南片、长江流域夏大豆国家区试参试种生育期及同期各承试点的可照时数和平均气温、降水量、日照时数3个气象因子进行分析。结果表明，濉科国审豆3个品种的种植地维度每南移1 °，花前期、花后期、生育期分别缩短0.41、0.64、1.06 d。夏大豆播种后（6.0±1.8）d出苗，需积温（142.6±36.2） ℃·d;出苗至开花需积温（965.9±73.0） ℃·d，积照（505.2±37.2） h;开花至成熟积温（1 736.5±166.4） ℃·d。花前期主要取决于花前积照、积温、降水量，主导因子是光周期;花后期主要取决于花后积温、日照时数，温度起主导作用;生育期则是花前期、花后期的叠加，没有增减效应。广适夏大豆花前期对环境参数回归系数较小，花后期较大。

关键词：夏大豆;生育期;光周期;气象因子

中图分类号：S162.5+3  文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2020）19-0101-05

收稿日期：2020-07-17

基金项目：国家科技支撑计划 （编号：2014BAD11B01-X01）;安徽省科技攻关项目（编号：08010301067）。

作者简介：周景春（1971—），男，安徽淮北人，高级工程师，主要从事农业气象科研与应用。E-mail：zjc12121@126.com。

通信作者：张存岭，高级农艺师，从事作物栽培技术研发和科学普及。E-mail：sxkxzcl@126.com。

大豆是世界上重要的油料作物和高蛋白粮饲兼用作物。大豆生长发育和产量形成不仅受光周期、温度、水分、土壤养分状况等多种生态因子的直接影响，还受生态因子间复合及交互作用的制约，如光温互作与水肥耦合效应等[1]。生育期特别是开花期是大豆光温反应的重要指标，是重要的农艺性状和育种目标，对大豆的产量、品质和适应性至关重要。我国大豆种植区域广大，种植制度复杂，品种类型多样，对品种进行光温反应鉴定尤其重要。目前，关于光周期和气象因子对大豆生长发育和产量影响的研究很多，但多采用人工控制光照和温度试验，集中在分析区域气候对大豆的影响，有关气象因子对同一系列大豆品种的差异和不同大豆品种的区域适应性研究很少。区域试验和生产试验是鉴定大豆品种生态适应性、确定品种适宜种植区域的常规方法，但区域试验和生产试验单纯分析产量适应性，极少关注光温适应性。安徽省濉溪县科技开发中心纪永民创新团队2007年以来，有11个夏大豆新品种通过审定，其中国审品种3个，包括濉科998（国审豆2011010）、濉科8号（国审豆20180031、国审豆20190014）和濉科23。笔者选取多个濉科国审豆的区试资料，分析光周期和气象因子对夏大豆生育期的影响，以期为广适大豆新品种选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

濉科998于2009—2010年参加国家黄淮南片夏大豆区试，2016年参加国家长江流域夏大豆早中熟组区试，共33点次;濉科8号2014—2016年参加长江流域区试，2016—2017年参加黄淮南片区试，共48点次;濉科23（完成区试程序、报审）2017年参加黄淮南片区试，2017—2018年参加长江流域区试，共31点次。同期黄淮南片区试承试点12个，汇总点12个，参试品种14～16个;长江流域区试承試点7～10个，汇总点6～8个，参试品种12～15个。合计承试91点次，汇总84点次，参试品种130个次（表1）。

1.2 资料来源

大豆生育期资料来源于国家区试主持（汇总）单位，由濉溪县科技开发中心提供;气象资料来源于国家级气象局资源共享网站和安徽省气象局。可照时数（昼长）依据各承试点的经纬度由可照时数表查询取得，承试点经纬度来自网络（http：//www.gpsspg.com/）。输入承试点所在地名称，获取经纬度，取腾讯地图和高德地图的数据，保留2位小数。

1.3 数据处理与分析方法

数据处理利用Excel 2007进行，利用DPS v705进行相关和通径分析。以逐年各参试种的播种、出苗、开花和成熟期为基础数据，把大豆生育期（出苗至成熟）分为花前期（出苗至开花）、花后期（开花至成熟）2个阶段，测算各参试种的出苗昼长（dl出苗）、开花昼长（dl开花）、花前积照（DL花前，可照时数累积）和各阶段的积温（T）、降水量（P）、日照时数（S），同时测算逐年各承试点的平均数（环境参数）。花前积照和各阶段的积温、降水量、日照时数为考察期内逐日值之和。以环境参数为基准，分析夏大豆生育期对光周期和主要气象因子的一般响应。把花前期、花后期、生育期的标准差、变异系数和对环境参数的回归系数作为光温适应性参数。标准差、变异系数和回归系数小，表明该品种在不同环境条件下的生育期的差异小，光温反应钝感。

2 结果与分析

2.1 夏大豆生育期及其光温水资源

通常情况下，黄淮南片夏大豆夏至前后出苗，7月下旬开花，9月下旬成熟;长江流域则6月10日前后出苗，7月中旬开花，9月中下旬成熟。黄淮南片48点次、参试种61个次平均花前期35.2 d，花后期65.4 d，生育期100.6 d;比长江流域43点次、69个次参试种平均分别短1.5、1.8、3.3 d。濉科998、8号和濉科23在黄淮南片，花前期36.5 d，花后期64.3 d，生育期100.8 d;与在长江流域相比，花前期多了0.9 d，花后期多了1.0 d（表2）。

将2个区域的区试一起分析，夏大豆出苗至开花（35.9±2.6） d，占全生育期的（35.2±2.4）%;开花至成熟（66.3±5.1） d，生育期（102.1±5.9） d。相关分析表明，花前期与花后期长短相关不显著，生育期与花前期、花后期线性正相关，相关系数为0.491 4** 、0.8938**。花前期每延长1 d，生育期延长1.095 d;花后期每延长1 d，生育期延长1.025 d。濉科国审豆3个品种，花前期、花后期和生育期与承试点纬度线性正相关（单一品种相关性不显著），相关系数为0.266 8**、0.207 8*、0.315 4**，纬度每降低1 °，分别缩短0.41、0.64、1.06 d。

由于生育期长短及其所处季节不同，2个区域夏大豆花前积照和各阶段的积温、降水量、日照时数有一定差异。黄淮南片夏大豆的花前积照、花前降水量、花后积温、花后日照时数低于长江流域，花后降水量2个区域相同，其他指标则是黄淮南片较高（表3）。

夏大豆播种后（6.0±1.8） d出苗，需积温（142.6±36.2） ℃·d。花前积照（505.2±37.2） h，花前积温（965.9±73.0） ℃·d，花后积温（1 736.5±166.4） ℃·d。变异系数依次为花前天数（7.34%）<花前积照（7.36%）<花前积温（756%）<花后积温（9.58%）。积温学说认为在其他条件得到满足的前提下，温度因子对生物的发育起着主要作用，完成某一阶段的发育需要一定的积温。由此可见，夏大豆开花不但需要一定的积温，还需要一定的积照。

2.2 夏大豆生育期对光周期和主要气象因子的一般响应

2.2.1 相关分析 相关分析（表4）表明：夏大豆花前期与花前积照、积温、降水量呈线性正相关，与出苗昼长、花前平均气温呈线性负相关，与花前日照时数弱相关，出苗昼长每缩短21.2 min，花前积照增加14.22 h[花前平均昼长（14.09±0.12） h]，平均气温降低1.8 ℃，积温增加36.9 ℃·d，降水量增加156.3 mm，日照时数增加111.1 h，开花推后1 d。花后期与开花昼长和花后积温、降水量、日照时数呈线性正相关，开花昼长每延长4.4 min，积温增加41.7 ℃·d，降水量增加81.3 mm，日照时数增加51.5 h，成熟延迟1 d。生育期与开花昼长、花前积照、花前积温、花后积温、花后降水量、花后日照时数呈线性正相关，与花前平均气温呈线性负相关;开花昼长每延长4.2 min，花前积照增加12.53 h、气温降低1.2 ℃、积温增加38.3 ℃·d、降水量增加 135.1 mm，花后积温增加41.0 ℃·d、降水量增加91.7 mm、日照时数增加47.2 h，生育期延长1 d（表4）。

2.2.2 逐步回归分析 逐步回归分析表明：花前期（D花前）与出苗、开花昼长、花前积照、花前积温、花前降水量多元相关，D花前=35.28-1.085dl出苗-1395dl开花+0.070DL花前+0.000 2T花前+0.000 1P花前，r（y，dl出苗）=-0.968**，r（y，dl开花）=-0.955**，r（y，DL花前）=0.999**，r（y，T花前）=0.169 7，r（y，P花前）=0190 2。直接作用显著的只有花前积照，间接作用显著的有积温、降水量，R=

0999 7，积照效应>积温>降水量（表5）。花后期（D花后）与花后平均气温、花后积温、花后日照时数多元相关，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。正负效应抵消后，直接作用为主显著的为积温，间接作用为主显著的为日照时数，R=0.997 5，积温效应>日照时数（表6）。生育期（D）为花前期、花后期的叠加，没有增减效应。D=100.35-0.864dl出苗-1.746dl开花+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开花）=-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。花后积温效应>花前积照>开花昼长>花后日照时数（表7）。

2.3 濉科国审豆光温适应性分析

从表8可以看出，濉科国审豆生育期的标准差、变异系数、回归系数均小于对照。花前期标准差依次有濉科998<濉科23<濉科8号，变异系数依次有濉科998<濉科23 <濉科8号，回归系数依次有濉科8号<濉科998<濉科23;花后期标准差和变异系数濉科998<濉科23<濉科8号，回归系数依次有濉科23<濉科998<濉科8号;生育期标准差和变异系数均为濉科998<濉科23<濉科8號，回归系数依次有濉科23<濉科998<濉科8号 。濉科国审豆花前期回归系数大小顺序与产量适应性一致，花后期回归系数大小顺序与产量适应性相反。由此可见，广适夏大豆花前期对环境参数回归系数较小，花后期较大。

3 结论与讨论

大豆对光周期的反应通常影响着成熟期的长短。在当地种植习惯下，长江流域夏大豆的花前期、花后期比黄淮南片长;濉科国审豆3品种种植地纬度每南移1 °，花前期、花后期、生育期分别缩短041、0.64、1.06 d。

在植物生命循环过程中，开花是一个很重要的标志，它标志着植物由营养生长向生殖生长的重要转变，是在整合外界环境因子（如光、温度）和植物本身内源信号基础上的外在表现[2-3]。大多数植物必须经过一定时间的日照长度后才能开花。研究表明，夏大豆出苗至开花需积温（965.9±73.0） ℃·d，积照（505.2±37.2） h。大豆是光周期敏感的高温短日照作物，光周期和温度对大豆的发育存在明显的互作[4]，自然界光照、温度2个因素共同影响着大豆的开花[5-6]。光周期反应不仅对大豆开花诱导有显著影响，还对开花后的营养生长和生殖生长具有调控作用。即大豆的光周期反应存在于出苗至成熟的全过程，而不局限于特定的光照阶段，具有持效性和可逆性。对大豆开花结实而言，高温有促进作用，低温有抑制作用。过低或过高的温度还会对大豆生长发育和产量形成造成危害。研究表明，夏大豆花前期主要取决于花前积照、积温、降水量，积照效应>积温>降水量，主导因子是光周期;花后期主要取决于花后积温、日照时数，积温效应>日照时数，温度起主导作用;生育期则是花前期、花后期的叠加，没有增减效应。

生态适应性是大豆育种的目标性状之一，大豆品种生态适应性主要取决于对光周期和温度的反应。当前农村仍然是气象灾害防御的重点区域，农业仍然是最易受气象条件影响的脆弱行业[7]。尽管当前大豆种植广泛，但由于其高敏感度的光周期特征，单个大豆品种所能适应的纬度范围很窄[8-9]。研究表明，广适夏大豆花前期对环境参数回归系数较小，花后期较大。广适性育种一直是国际上大豆育种重要的努力方向之一。广适育种首先须筛选出光温综合反应极钝感特性的特异种质，然后将此特性转移到优良背景中以扩大品种的种植范围。我国春豆尤其是北方春豆、黄淮海春豆、长江中下游春豆，均存在开花期光温反应钝感种质，今后宜从春豆中大规模筛选更加钝感的特异种质，为广适性育种提供可靠的特异钝感基因源。

参考文献：

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