广西喀斯特地区不同大豆品种性状评价与品种筛选

黄小英，谢慧敏，黎敦涌*，梁 琨，韦贵剑，侯青光，梁仁敏，潘绘新

（1.河池市农业科学研究所/广西农业科学院河池分院，广西 宜州 546306；2.广西大学，南宁 530004）

大豆，在中国是栽种面积最大的豆类作物，其栽培历史长达2 000多年[1]。由于经济水平的逐步提高，大豆等产物的需求量也随之增加。但是，国内黄豆生产量却远远不足，需要通过大量进口才能填补这一缺口，同时，中国也成为了主要的大豆进口国之一[2-3]。作物栽培容易受到生态环境的影响，有地域性和季节性，它们能在一定程度上影响大豆的产量、熟制以及生育期（曹卫星，2011；王鹤龄，2017）。广西河池市属于典型的喀斯特地貌，地处亚热带，阳光丰富，雨量充足，适宜大豆种植，常年种植面积维持在10万hm2左右，年大豆自产量大约15万t，但仍然产能不足[4]。当前，广西河池市主栽的黄豆品种以桂夏1号、桂夏2号、桂夏3号、桂夏4号以及自留种为主[5]。这些品种育成时间较长，在当地种植多年，更新换代缓慢，很多品种的优良性状逐渐退化，出现产量减少，抗病性变差等问题。为解决大豆种质资源不丰富的困境，在河池市进行大豆新品种栽培区域试验，评选出丰产稳产、生态适应性好的夏播大豆品种，以满足本地区大豆品种更新替代的需求。因此，对桂夏1701、桂夏1702、桂夏1703、华夏17号、粤夏2016-3、粤夏2016-5、桂夏豆117、桂夏豆118、桂夏豆119、金百夏1号和金百夏2号的产量及相关农艺性状进行分析，并综合评价各项指标，有利于推进河池市新品种替代旧品种，推动大豆产业发展。近年来，汤复跃等总结分析了广西大豆产业现阶段的需求和优势，以及近40年来广西豆类育种研究的进展，得出获得审定证书的豆类品种有39个，包括28个春大豆品种和11个夏大豆品种，育种成果斐然。韦清源等总结了桂夏7号的选育及栽培技术要点，桂夏七号2015年取得广西农作物品种审定证书，2018年通过国家农作物品种审定委员会审定。韦清源等评选出高产、优良、抗病性强、适宜性好的夏大豆品种，得出桂1303、桂14-2、粤夏2013-1和粤夏2013-2综合性状优良，可供广西各地栽种、示范和推行。窦士树等通过灰色系统理论，将参试品种的产量和主要农艺特性进行综合比较，避免了只将产量这一性状特征作为硬性指标进行评价的片面做法。又有李发桥等采用系统聚类分析法对广西主栽稻谷品种耐低肥能力进行综合评价与归类，依据聚类分析结果，将参试的48个品种分为3类，为筛选出适宜的品种提供了直观简洁的方法。前人对大豆品种的筛选多是从产量这一单一性状进行考虑，针对产量和主要农艺性状的综合评价尚未见详细的研究报道。针对在河池市农业科学研究所试验场地开展的夏播大豆新品种区域试验，本研究采用灰色系统分析方法，综合评价多个农艺性状对大豆产量表现的影响。以11个不同品种为材料，于夏季进行大田栽培试验，探究夏播新品种大豆在广西河池市的生长发育、产量及农艺性状的表现，确定适宜的品种基因型，充分利用本地区的水土资源，为该区域大豆的引进和大面积推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试大豆品种共11份，其品种名称和来源见表1。

表1 供试大豆品种、供种单位

1.2 试验方法

试验于2018—2020年在宜州试验基地进行，试验地位于东经108°48′30″、北纬24°29′26″，海拔148.0 m。土质为砂壤土，土壤pH为5.5；有机炭含量22.9 g/kg；全氮含量1.90 g/kg；有效磷含量63.0 mg/kg；速效钾含量272 mg/kg。

小区面积11 m2，行距0.5 m，穴距0.2 m，栽植密度1.32万株/667m2。在灌溉、施肥与病虫防治等方面，保持所有品种基本一致的生长条件。

1.3 测定项目及方法

生育期调查：从出苗期到成熟期的总天数。品种成熟收割前，统计各试验小区的大豆株数，随机选择连续10株生长匀称的植株进行考种，测定株高、底荚高、主茎节数、分枝数、单株有效荚数，单株粒数、百粒重和考察籽粒性状。对各小区的中间三行进行收割、晒干脱壳、测产。

1.4 统计分析

试验数据采用Excel 2019进行计算和整理，以DPS v18.01进行方差分析、聚类分析、相关性分析和灰色关联度分析，Graphad Prism 5.01制图。设大豆产量性状为参考数列X0，农艺性状单株有效荚（X1）、单株粒数（X2）、百粒重（X3）、主茎节数（X4）、株高（X5）、分枝数（X7）、底荚高（X8）为比较数列，分辨系数取0.1，对原始数据采用均值化变换计算关联系数。

2 结果与分析

2.1 夏播大豆的特征特性

由表2可知，参试的大豆品种叶形基本可分为卵圆和椭圆两种，其中桂夏1702为椭圆形，其余皆为卵圆形叶；花色除桂夏1702为白花，其余品种均为紫花；茸毛色有棕色和灰色，除桂夏豆119和对照品种桂夏1号为灰色外，其他均为棕色；参试品种的结荚习性可分为三类，有亚有限型5个，有限型5个，无限型2个；株型皆为收敛型；落叶性中等；各品种均呈不抗倒伏习性。

表2 各品种的主要特征特性

2.2 夏播大豆的农艺性状表现

由表3可知，生育期最长的是桂夏豆118，为118 d，最短的是华夏17号，为97 d；株高最高的是桂夏豆118，为133.5 cm，最矮的是华夏17号，为45.9 cm；主茎节数最多的是桂夏豆118，为22.0节，最少的是华夏17号，为10.5节；底荚最高的是桂夏豆118，为28.9 cm，最短的是桂夏1702，为9.2 cm；分枝数最多的是粤夏2016-3，为5.2个，最少的是桂夏1702，为2.2个。不同品种之间的各农艺性状均存在极显著差异。

表3 夏播大豆主要农艺性状

单株有效荚最多的是粤夏2016-3，为66.3荚，最少的是华夏17号，为36.3荚；单株粒数最多的是粤夏2016-5，为138.2粒，最少的是华夏17号，为65.3粒，但各品种间无显著性差异；单株粒重最重的是粤夏2016-5，为23.0 g，最轻的是桂夏豆117，为16.1 g；百粒重最重的是华夏17号，为34.2 g，最轻的是桂夏豆1703，为15.3 g，各品种的百粒重存在显著性差异。完全粒率低于90%的有，桂夏1702、粤夏2016-3、桂夏1号。

2.3 夏播大豆的3年平均产量表现

由图1可知，夏播大豆的各个品种间的产量无显著性差异。产量由高到低分别是粤夏2016-3（3 345 kg/hm2）>粤夏 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号（2 942.25 kg/hm2）>桂夏豆118（2 854.5 kg/hm2）>金百夏1号（2 803 kg/hm2）>桂夏1702（2 769.5 kg/hm2）>桂夏1号（2 754 kg/hm2）>桂夏 1701（2 719.5 kg/hm2）>桂夏豆 117（2 601.75 kg/hm2）>华夏17号（2 511.5 kg/hm2）。产量范围在3 345～2 511.5 kg/hm2之间。

图1 各品种的三年平均产量表现

2.4 夏播大豆的主要农艺性状与产量的相关性分析和灰色关联度分析

由表4可知，通过相关分析，产量与分枝数、单株有效荚、单株粒数呈极显著正相关，与百粒重呈显著负相关；生育期与株高、主茎节数、底荚高呈极显著正相关；株高与主茎节数、底荚高呈极显著正相关，与百粒重呈显著负相关；主茎节数与底荚高呈极显著正相关，与百粒重呈极显著负相关；分枝数与单株有效荚、单株粒数呈极显著正相关，与单株粒重呈显著正相关；单株有效荚与单株粒数呈极显著正相关，与百粒重呈极显著负相关；单株粒数与百粒重呈极显著负相关。

表4 各品种的主要农艺性状与产量的相关性分析

由表5可知，通过灰色关联度分析，大豆品种的单株有效荚、单株粒数、单株粒重、主茎节数、百粒重的关联系数均大于0.5。而株高、分枝数、底荚高关联度较小。

表5 各品种的主要农艺性状与产量的灰色关联度分析

2.5 夏播大豆品种综合能力评价及分类

以Euclidean距离为度量标准对参试大豆品种的产量、单株粒数、单株有效荚数进行系统聚类，结果表明（见图2），将参试大豆品种综合表现能力分为5类，第一类有3个品种，桂夏1701、桂夏1702、桂夏豆117；第二类有2个品种，分别为桂夏1703、桂夏豆119；第三类有1个品种，华夏17号；第四类有2个品种，粤夏2016-5和粤夏2016-3；第五类有4个品种，桂夏豆118、金百夏1号、金百夏2号、桂夏1号（CK）。

图2 参试大豆品种聚类分析结果

3 讨论

适宜的生态环境和良好的种植技术是确保大豆生长和产量形成的前提条件[11]。农艺性状是构成大豆产量的基础，各个性状之间互相影响，共同作用[9]。灰色系统理论是近年来在农作物新品种综合评估中应用比较多的一项分析方法，能很好的评价多个性状与产量的关系[12]。大豆产量与农艺性状关联度由高到低排序为单株粒重>单株粒数>每荚粒数>单株荚数>茎粗，单株粒重对产量的影响最大[13]。张君等对20个大豆品种的产量与主要农艺性状进行灰色关联度分析，结果发现单株粒数是对产量影响最大的性状因子，其次是单株有效荚和单株节数，而分枝数和株高影响不大[14]。苗任重等研究表明，采用灰色关联分析与大豆产量关系最密切的农艺性状，得出单株粒重、株高、主茎节数关联度最大[15]。封亮等对大豆农艺性状与产量进行灰色关联度分析，也发现单株粒重是对产量影响最大的性状因子，选择单株粒重较大的品种，能提高大豆产量[16]。也有研究认为，大豆的株高和生长速率影响产量的构成，株高在65～80 cm范围内有利于丰产增收[17]。张桂茹等认为，籽粒较大的品种，其植株生长较小粒型的繁茂旺盛，喜肥水的大粒型品种产量会比小粒品种的高[18]。在本研究中，通过相关分析，产量与分枝数、单株有效荚、单株粒数呈极显著正相关，单株有效荚、单株粒数、单株粒重这三个性状因子与大豆产量关系密切。通过灰色关联度分析，得出单株有效荚数、单株粒数、单株粒重与产量关联度最高。结合相关性分析与灰色关联度分析，可以得出，单株有效荚数和单株粒数是大豆产量形成的主要影响因素。再通过聚类分析，可以将参试的11个夏播大豆品种分为5类，综合表现较好的是粤夏2016-5和粤夏2016-3，其次是金百夏1号、桂夏豆118、金百夏2号；然后到桂夏1703和桂夏豆119；表现一般的是桂夏1701、桂夏1702、桂夏豆117；较差的是华夏17号。

4 结论

单株有效荚数和单株粒数是影响产量的主要因素，提高单株有效荚数和单株粒数有助于产量提高。综合表现较好的品种是粤夏2016-5和粤夏2016-3，其次是金百夏1号、桂夏豆118、金百夏2号；最后是桂夏1703和桂夏豆119，以上品种适宜在河池市栽培。桂夏1701、桂夏1702、桂夏豆117和华夏17号在本地区表现欠佳。