張軍艦

（濉溪縣劉橋鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)站，安徽 濉溪 235159）

大豆是世界上重要的油料作物和高蛋白糧飼兼用作物。大豆生長發(fā)育和產(chǎn)量形成不僅受光周期、溫度、水分、土壤養(yǎng)分狀況等多種生態(tài)因子的直接影響，而且受生態(tài)因子間復(fù)合及交互作用的制約，如光溫互作與水肥耦合效應(yīng)等[1]。生育期特別是開花期是大豆光溫反應(yīng)的重要指標，是重要的農(nóng)藝性狀和育種目標，對大豆的產(chǎn)量、品質(zhì)和適應(yīng)性至關(guān)重要。中國大豆種植區(qū)域廣大，種植制度復(fù)雜，品種類型多樣，對品種進行光溫反應(yīng)鑒定尤其重要。目前，關(guān)于光周期和氣象因子對大豆生長發(fā)育和產(chǎn)量影響的研究很多，但多采用人工控制光照和溫度試驗，集中在分析區(qū)域氣候?qū)Υ蠖沟挠绊?，有關(guān)氣象因子對同一系列大豆品種的差異和不同品種的區(qū)域適應(yīng)性研究很少。區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗是鑒定大豆品種生態(tài)適應(yīng)性、確定品種適宜種植區(qū)域的常規(guī)方法，但區(qū)試和生試單純分析產(chǎn)量適應(yīng)性，極少關(guān)注生育期光溫適應(yīng)性。2010年以來，濉溪縣科技開發(fā)中心紀永民創(chuàng)新團隊3個品種通過國審。其中，濉科998（國審豆2011010）適宜黃淮南片、濉科23（國審豆20200045）適宜長江流域夏播種植，濉科8號（國審豆20180031、國審豆20190014）適宜黃淮南片、長江流域雙區(qū)夏播種植。筆者選取多個濉科國審豆的區(qū)試資料，分析光周期和氣象因子對夏大豆生育期的影響，以期為廣適大豆新品種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

濉科998參試33點次，2009—2010年參加國家黃淮南片夏大豆區(qū)試，2016年參加國家長江流域夏大豆早中熟組區(qū)試；濉科8號2014—2016年參加長江流域區(qū)試，2016—2017年參加黃淮南片區(qū)試，共48點次；濉科23參試31點次，2017年參加黃淮南片區(qū)試，2017—2018年參加長江流域區(qū)試。同期黃淮南片區(qū)試承試點12個，匯總點12個，參試品種14～16個；長江流域區(qū)試承試點7～10個，匯總點6～8個，參試品種12～15個。合計承試91點次，匯總84點次，參試品種130個次（見表1）。

表1 濉科國審豆國家區(qū)試參試情況

1.2 資料來源

大豆生育期資料來源于國家區(qū)試主持（匯總）單位，由濉溪縣科技開發(fā)中心提供；氣象資料來源于國家級氣象局資源共享網(wǎng)站和安徽省氣象局。可照時數(shù)（晝長）依據(jù)各承試點的經(jīng)緯度由可照時數(shù)表查詢?nèi)〉?，承試點經(jīng)緯度來自網(wǎng)絡(luò)（http://www.gpsspg.com/）。輸入承試點所在地名稱，獲取經(jīng)緯度，取騰訊高德地圖的數(shù)據(jù)，保留2位小數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析方法

數(shù)據(jù)處理利用EXCEL2007進行，利用DPS v7.05進行相關(guān)和通徑分析。以逐年各參試種的播種、出苗、開花和成熟期為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，把大豆生育期（出苗-成熟）分為花前期（出苗-開花）、花后期（開花-成熟）兩個階段，測算各參試種的出苗晝長（dl出苗）、開花晝長（dl開花）、平均晝長（dl平均）、花前積照（DL花前）和各階段的平均氣溫（均溫/t）、日最高氣溫平均（高平/ht）、日最低氣溫平均（低平/lt）、積溫（T）、降水量（P）、日照時數(shù)（S），同時測算逐年各承試點的平均數(shù)（環(huán)境參數(shù)）?；ㄇ胺e照和各階段的積溫、降水量、日照時數(shù)為考察期內(nèi)逐日值之和。以環(huán)境參數(shù)為基準，分析夏大豆生育期對光周期和主要氣象因子的一般響應(yīng)?？紤]到某地一定階段可照時數(shù)年際間沒有變化，氣象因子和生育期年際間變化較大，為消除年際間生育期差異給分析帶來的影響，這里以相對生育期作為應(yīng)變量進行相關(guān)和逐步回歸分析。

相對生育期=實際生育期÷同期逐點平均×多年多點平均

把花前期、花后期、生育期的標準差、變異系數(shù)、對環(huán)境參數(shù)的回歸系數(shù)作為光溫適應(yīng)性參數(shù)。標準差、變異系數(shù)和回歸系數(shù)小，則該品種在不同環(huán)境條件下的生育期的差異小，光溫反應(yīng)鈍感。

2 結(jié)果與分析

2.1 夏大豆生育期及其光溫水資源

通常情況下，黃淮南片夏大豆夏至前后出苗，7月下旬開花，9月下旬成熟；長江流域則6月10日前后出苗，7月中旬開花，9月中下旬成熟。黃淮南片48點次、參試種61個次平均：花前期35.2 d，花后期65.4 d，生育期100.6 d；比長江流域43點次、69個次參試品種平均分別短1.5、1.8、3.3 d。濉科998、8號和濉科23在黃淮南片，花前期36.5 d，花后期64.3 d，生育期100.8 d；與在長江流域相比，花前期長0.9 d，花后期長1.0 d（見表2）。

兩區(qū)域試驗結(jié)果在一起分析，夏大豆出苗-開花35.9±2.6 d，占全生育期的35.2%±2.4%；開花—成熟66.3±5.1 d，生育期102.1±5.9 d。相關(guān)分析表明：花前期與花后期長短相關(guān)不顯著，生育期與花前期、花后期直線正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.491 4**、0.893 8**。花前期每延長1 d，生育期延長1.095 d；花后期每延長1 d，生育期延長1.025 d。濉科國審豆3品種，花前期、花后期和生育期與承試點緯度直線正相關(guān)（單一品種相關(guān)性不顯著），相關(guān)系數(shù)為：0.266 8**、0.207 8*、0.315 4**，緯度每降低1度，分別縮短0.41、0.64和1.06 d。

表2 夏大豆生育期

由于生育期長短及其所處季節(jié)不同，兩區(qū)域夏大豆花前積照和各階段的積溫、降水量、日照時數(shù)有一定差異。黃淮南片花前積照、降水量和花后積溫、日照時數(shù)低于長江流域，其他指標則較高（見表3）。夏大豆播種后6.0±1.8 d出苗，需積溫142.6±36.2℃/d?；ㄇ胺e照505.2±37.2 h，花前積溫965.9±73.0℃/d，花后積溫1 736.5±166.4℃/d。變異系數(shù)花前天數(shù)（7.34）＜花前積照（7.36）＜花前積溫（7.56）＜花后積溫（9.58）。積溫學(xué)說認為：在其他條件得到滿足的前提下，溫度因子對生物的發(fā)育起著主要作用，完成某一階段的發(fā)育需要一定的積溫。由此可見，夏大豆開花不但需要一定的積溫，還需要一定的積照。

2.2 夏大豆生育期對光周期和主要氣象因子的一般響應(yīng)

2.2.1 相關(guān)分析

相關(guān)分析表明：夏大豆花前期花前期與花前平均晝長、積照和積溫、降水量、日照時數(shù)顯著正相關(guān)，與花前低平負弱相關(guān)（見表4～5）；平均晝長縮短13.79 min、或花前積照減少18.87 h、低平升高2.4℃、積溫減少42.0℃/d、降水量減少250.0 mm、日照時數(shù)減少64.5 h，花前期縮短1 d。花后期與開花、平均晝長和積溫、日照時數(shù)顯著正相關(guān)，與花后高平負相關(guān)，開花晝長縮短4.58 min、或平均晝長縮短5.17 min、花后高平升高1.8℃、積溫減少59.9℃/d、日照時數(shù)減少66.7 h，花后期縮短1 d。生育期與開花晝長、平均晝長、花前積照和花前、花后積溫、日照時數(shù)正相關(guān)，與花后高平負相關(guān)，開花晝長縮短3.72 min、或平均晝長縮短3.71 min、花前積照減少14.62 h、花前積溫減少33.2℃/d、花前日照時數(shù)減少34.01 h、花后高平升高1.5℃、花后積溫減少58.1℃/d、花后日照時數(shù)減少62.5 h，生育期縮短1 d。

2.2.2 逐步回歸分析

逐步回歸分析表明：花前期（D花前）與開花、平均晝長和花前積照、日照時數(shù)多元相關(guān)，D花前=-13.92-3.724dl開花+5.251dl平均+0.052DL花前+0.002 5S花前，r（y，dl開花）=-0.276**，r（y，dl平均）=0.331**，r（y，DL花前）=0.899**，r（y，S花前）=0.105。平均晝長、花前積照以直接作用為主，花前積照＞平均晝長（見表6）；開花晝長、日照時數(shù)以間接作用為主，開花晝長＞日照時數(shù)，R=0.814 4**。花后期（D花后）與平均晝長、花前降水量和花后均溫、低平、積溫、降水量、日照時數(shù)多元相關(guān)，D花后=2.69+5.078dl平均+0.002P花前-1.616t花后-0.774lt花后+0.027T花后-0.005P花后+0.011S花后，r（y，dl平均）=0.281**，r（y，P花前）=0.180，r（y，t花后）=-0.4123**，r（y，lt花后）=-0.205*，r（y，T花后）=0.878**，r（y，P花后）=-0.305**，r（y，S花后）=-0.298*?；ê髿鉁?、日照時數(shù)以直接作用為主，降水量以間接作用為主（見表7），R=0.9288**。D=-44.34+0.701dl出苗+0.067DL花前+0.240ht花前-1.414t花后-0.512lt花后+0.029T花后-0.003P花后+0.010S花后，r（y，dl出苗）=0.465**，r（y，DL花前）=0.844**，r（y，ht花前）=0.167，r（y，t花后）=-0.399**，r（y，lt花后）=-0.150，r（y，T花后）=0.914**，r（y，P花后）=-0.290**，r（y，S花后）=0.305**?？烧諘r數(shù)、溫度和日照時數(shù)以直接作用為主，降水量以間接作用為主，主要受花后積溫、花前積照的影響（見表8），R=0.919 2**。

2.3 濉科國審豆光溫適應(yīng)性分析

結(jié)果見表9。

表3 夏大豆生長期光溫水資源

表4 夏大豆生育期與光周期的相關(guān)系數(shù)

表5 夏大豆生育期與主要氣象因子的相關(guān)系數(shù)

表6 光周期和主要氣象因子對夏大豆出苗-開花的通徑系數(shù)

表7 光周期和主要氣象因子對夏大豆開花-成熟的通徑系數(shù)

表8 光周期和主要氣象因子對夏大豆出苗-成熟的通徑系數(shù)

表9 濉科國審豆生育期適應(yīng)性參數(shù)

從表9可以看出：濉科國審豆生育期的標準差、變異系數(shù)、回歸系數(shù)均小于對照?；ㄇ捌跇藴什铄】?98＜濉科23＜濉科8號，變異系數(shù)濉科23＜濉科998＜濉科8號，回歸系數(shù)濉科8號＜濉科998＜濉科23；花后期標準差和變異系數(shù)濉科998＜濉科23＜濉科8號，回歸系數(shù)濉科23＜濉科998＜濉科8號；生育期標準差和變異系數(shù)濉科998＜濉科23＜濉科8號，回歸系數(shù)濉科998＜濉科8號＜濉科23。濉科國審豆花前期回歸系數(shù)大小順序與產(chǎn)量適應(yīng)性一致，花后期回歸系數(shù)大小順序與產(chǎn)量適應(yīng)性相反。由此可見，廣適夏大豆花前期對環(huán)境參數(shù)回歸系數(shù)較小，花后期較大。

3 結(jié)論與討論

大豆對光周期的反應(yīng)通常影響著成熟期的長短。在當?shù)胤N植習(xí)慣下，花前期、花后期長江流域夏大豆比黃淮南片長；濉科國審豆3品種種植地每南移1緯度，花前期、花后期和生育期分別縮短0.41、0.64和1.06 d。

在植物生命循環(huán)過程中，開花是一個很重要的標志，它標志著植物由營養(yǎng)生長向生殖生長的重要轉(zhuǎn)變，是在整合外界環(huán)境因子（如光、溫度）和植物本身內(nèi)源信號基礎(chǔ)上的外在表現(xiàn)[2]。大多數(shù)植物必須經(jīng)過一定時間的日照長度后才能開花。研究表明：夏大豆出苗-開花需積溫965.9±73.0℃/d，積照505.2±37.2 h。

大豆是光周期敏感的高溫短日照作物，光周期和溫度對大豆的發(fā)育存在明顯的互作[3]，自然界光照、溫度二因素共同影響著大豆的開花[4]。光周期反應(yīng)不僅對大豆開花誘導(dǎo)有顯著影響，還對開花后的營養(yǎng)生長和生殖生長具有調(diào)控作用。即大豆的光周期反應(yīng)存在于出苗至成熟的全過程，而不局限于特定的光照階段，具有持效性和可逆性。對大豆開花結(jié)實而言，高溫有促進作用，低溫有抑制作用。過低或過高的溫度還會對大豆生長發(fā)育和產(chǎn)量形成造成危害。研究表明：夏大豆花前期主要取決于花前積照、平均晝長，積照效應(yīng)＞平均晝長；花后期主要取決于花后積溫、日照時數(shù)，積溫效應(yīng)＞日照時數(shù)；生育期則主要取決于花前積照和花后積溫，花后積溫效應(yīng)＞花前積照。大豆對光溫綜合條件反應(yīng)花前期主導(dǎo)因子是光照[5]，花后期溫度起主導(dǎo)作用。

生態(tài)適應(yīng)性是大豆育種的目標性狀之一，大豆品種生態(tài)適應(yīng)性主要取決于對光周期和溫度的反應(yīng)。當前農(nóng)村仍然是氣象災(zāi)害防御的重點區(qū)域，農(nóng)業(yè)仍然是最易受氣象條件影響的脆弱行業(yè)[6]。盡管當前大豆種植廣泛，但由于其高敏感度的光周期特征，單個大豆品種所能適應(yīng)的緯度范圍很窄[7-8]。研究表明：廣適夏大豆花前期對環(huán)境參數(shù)回歸系數(shù)較小，花后期較大。廣適性育種一直是國際上大豆育種重要的努力方向之一。廣適育種首先須篩選出光溫綜合反應(yīng)極鈍感特性的特異種質(zhì)，然后將此特性轉(zhuǎn)移到優(yōu)良背景中以擴大品種的種植范圍。我國春豆尤其是北方春豆、黃淮海春豆、長江中下游春豆中，均存在開花期光溫反應(yīng)鈍感種質(zhì)，今后宜從春豆中大規(guī)模篩選更加鈍感的特異種質(zhì)，為廣適性育種提供可靠的特異鈍感基因源。