摘 要:應用相關(guān)性和灰色關(guān)聯(lián)度方法分析了黃淮海地區(qū)79份夏大豆的農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)系，結(jié)果表明:在無限生長型大豆中，產(chǎn)量與有效分枝數(shù)、單株粒數(shù)呈極顯著正相關(guān);與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度較高的農(nóng)藝性狀由大到小的順序依次為有效分枝數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、單株莢數(shù)和生育期。在亞有限生長型大豆中，產(chǎn)量與單株粒重呈極顯著正相關(guān)，與莖粗呈顯著正相關(guān);與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度較高的農(nóng)藝性狀由大到小的順序依次為單株粒重、單株粒數(shù)、每莢粒數(shù)、單株莢數(shù)和莖粗。在有限生長型品種中，產(chǎn)量與生育期、莖粗間呈極顯著正相關(guān)，與單株粒重、百粒重間呈顯著正相關(guān);與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度較高的農(nóng)藝性狀由大到小的順序依次為生育期、莖粗、單株粒重、有效分枝數(shù)和底莢高度。以亞有限和有限生長型為主的黃淮海地區(qū)夏大豆在進行單株選擇時，應根據(jù)其不同的結(jié)莢習性而有所側(cè)重。

關(guān)鍵詞:黃淮海; 夏大豆; 相關(guān)性分析; 灰色關(guān)聯(lián)度分析

中圖分類號:S11+7;S565.1 文獻標識號:A 文章編號:1001-4942(2010)03-0020-06

大豆產(chǎn)量是一個受多基因控制的數(shù)量性狀，由多因素相互作用而決定，且遺傳力較低，直接選擇效果較差，如果通過遺傳力高且與產(chǎn)量關(guān)系密切的其它農(nóng)藝性狀進行間接選擇則容易見效。前人對大豆產(chǎn)量及其相關(guān)性狀之間的關(guān)系進行了大量研究。從生態(tài)區(qū)域上，謝皓等(2002)[1]對北京、王秋玲等(2002)[2]對山東、張富厚等(2006)[3]對河南等黃淮海部分地區(qū)的夏大豆進行了產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析;東北春大豆區(qū)[4～6]也有大量類似詳盡的研究;姜永平等(2008)[7]則分別對春大豆和夏大豆的產(chǎn)量相關(guān)因素進行了對比分析。從結(jié)莢習性上，王秋玲等(2008)[2]對山東育成品種、溫學發(fā)等(2005)[8]對東北栽培品種分別進行了分析。黃淮海地區(qū)是我國主要的夏大豆主產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)量占全國產(chǎn)量的30%左右，研究黃淮海地區(qū)大豆產(chǎn)量與其相關(guān)性狀間的關(guān)系尤為重要。

生育期是大豆育種中重要的育種目標，也是多因素共同作用的結(jié)果。大豆是光敏感作物，其生育期結(jié)構(gòu)不僅與開花前后光周期敏感性密切相關(guān)[9]，也與其它產(chǎn)量相關(guān)性狀有緊密的聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)，大豆生育期與開花期、底莢高度、單株莢數(shù)關(guān)聯(lián)度最高[10]。陳學珍等(2003～2004)[11～13]對夏大豆生育期結(jié)構(gòu)與農(nóng)藝性狀進行了深入分析，發(fā)現(xiàn)R1和R7期與產(chǎn)量構(gòu)成因素間有顯著相關(guān)。目前的研究多是分析生育期與農(nóng)藝性狀之間的關(guān)系，而按照不同結(jié)莢習性分類，采用灰色理論綜合生育期與農(nóng)藝性狀來分析它們對產(chǎn)量影響的報道較少。

本試驗擬通過對產(chǎn)量與其相關(guān)性狀之間的相關(guān)性及灰色關(guān)聯(lián)度分析，了解影響產(chǎn)量的各農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)性，以及各相關(guān)性狀對產(chǎn)量影響的主次和依存關(guān)系，旨在為大豆新品種的選育和改良提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

依托山東省農(nóng)業(yè)科學院大豆種質(zhì)資源圃，選擇黃淮海地區(qū)的79個大豆常規(guī)栽培品種為供試材料。各品種結(jié)莢習性及分布見表1。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗于2007、2008年在山東省農(nóng)業(yè)科學院試驗地進行。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，重復3次，每小區(qū)種3行，行距0.5 m，行長3.0 m。生長期間進行田間觀察記載，成熟后每小區(qū)取10株進行考種。測定項目有生育期(d)、株高(cm)、有效分枝數(shù)(個)、主莖節(jié)數(shù)(節(jié))、莖粗(cm)、底莢高度(cm)、單株莢數(shù)(個)、單株粒數(shù)(粒)、每莢粒數(shù)(粒)、單株粒重(g)、百粒重(g)等，小區(qū)計產(chǎn)折合成666.7m2產(chǎn)量(kg)。數(shù)據(jù)取兩年的平均值。

1.3 分析方法

灰色關(guān)聯(lián)分析是對于一個發(fā)展變化系統(tǒng)發(fā)展態(tài)勢的量化比較，其基本思想是根據(jù)曲線幾何形狀的相似程度來判斷關(guān)聯(lián)程度，關(guān)聯(lián)度反映密切程度大小，關(guān)聯(lián)度大說明因素間變化的態(tài)勢越接近，其相互關(guān)系越密切。按照灰色關(guān)聯(lián)理論[14]，將大豆供試材料的產(chǎn)量及其11個農(nóng)藝性狀因素視為一個灰色系統(tǒng)，將參比數(shù)列產(chǎn)量定義為Y1(母序列)，各性狀指標定義為Xi=[Xi (1)，Xi(2)，Xi(3)…Xi(11)]=[生育期，株高，有效分枝數(shù)，主莖節(jié)數(shù)，莖粗，底莢高度，單株莢數(shù)，單株粒數(shù)，每莢粒數(shù)，單株粒重，百粒重]，數(shù)據(jù)經(jīng)標準化后，設(shè)定分辨系數(shù)為0.5，計算關(guān)聯(lián)度，根據(jù)關(guān)聯(lián)度排序位次確定各農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量影響的主次關(guān)系。依上述編號為準，采用DPS3.02軟件分析各農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 各農(nóng)藝性狀間相關(guān)性分析

如表2所示，在無限生長型大豆品種中，產(chǎn)量與有效分枝數(shù)、單株粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與其它農(nóng)藝性狀之間無顯著相關(guān)關(guān)系。有效分枝數(shù)又與生育期、單株粒數(shù)顯著相關(guān)，而單株粒數(shù)還與單株莢數(shù)極顯著正相關(guān)，卻與百粒重顯著負相關(guān)。另外，莖粗和百粒重呈極顯著正相關(guān)，單株莢數(shù)和百粒重、株高和單株粒重之間均呈顯著負相關(guān)。

在亞有限生長型大豆品種中，產(chǎn)量與單株粒重呈極顯著正相關(guān)，與莖粗顯著正相關(guān)。單株粒重與莖粗、單株粒數(shù)間極顯著正相關(guān)，與單株莢數(shù)顯著正相關(guān)。莖粗與株高、主莖節(jié)數(shù)極顯著正相關(guān)，與生育期顯著正相關(guān)。另外，生育期與株高、底莢高度極顯著正相關(guān)。株高與主莖節(jié)數(shù)、莖粗極顯著正相關(guān)。有效分枝數(shù)與每莢粒數(shù)、百粒重極顯著負相關(guān)，與單株莢數(shù)極顯著正相關(guān)。單株粒數(shù)與單株粒重、單株莢數(shù)與單株粒數(shù)、主莖節(jié)數(shù)與莖粗之間均極顯著正相關(guān)。

在有限生長型大豆品種中，產(chǎn)量與生育期、莖粗間極顯著正相關(guān)，與單株粒重、百粒重間顯著正相關(guān)。生育期與有效分枝數(shù)、莖粗、底莢高度和單株粒重顯著正相關(guān)。莖粗與單株莢數(shù)、單株粒重極顯著正相關(guān)，與單株粒數(shù)顯著相關(guān)。單株粒重與有效分枝數(shù)、莖粗、單株莢數(shù)和單株粒數(shù)極顯著正相關(guān)，與主莖節(jié)數(shù)顯著正相關(guān)。百粒重與單株莢數(shù)顯著負相關(guān)，與單株粒數(shù)極顯著負相關(guān)。另外，株高與主莖節(jié)數(shù)極顯著正相關(guān)，與莖粗、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)間顯著正相關(guān)。有效分枝數(shù)與莖粗、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重間極顯著正相關(guān)。

2.2 各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度分析

如表3所示，在無限生長型大豆品種中，各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度依次為:有效分枝數(shù)>單株粒數(shù)>單株粒重>單株莢數(shù)>生育期>每莢粒數(shù)>莖粗>百粒重>主莖節(jié)數(shù)>株高>底莢高度。有效分枝數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、單株莢數(shù)和生育期對產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度較高。

在亞有限生長型大豆品種中，各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度依次為:單株粒重>單株粒數(shù)>每莢粒數(shù)>單株莢數(shù)>莖粗>生育期>底莢高度>株高>主莖節(jié)數(shù)>百粒重>有效分枝數(shù)。單株粒重、單株粒數(shù)、每莢粒數(shù)、單株莢數(shù)和莖粗對產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度較高。

在有限生長型大豆品種中，各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度依次為:生育期>莖粗>單株粒重>有效分枝數(shù)>底莢高度>百粒重>株高>主莖節(jié)數(shù)>單株粒數(shù)>每莢粒數(shù)>單株莢數(shù)。生育期、莖粗、單株粒重、有效分枝數(shù)和底莢高度對產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度較高。

3 討論與結(jié)論

3.1 關(guān)于農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性

通過對不同結(jié)莢習性的夏大豆相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，影響產(chǎn)量的主要農(nóng)藝性狀因結(jié)莢習性的不同而有所差異。在三種類型的大豆品種中，株高與產(chǎn)量的相關(guān)性較小。韓秉進等(2008)[15]也認為提高大豆產(chǎn)量主要應增加有效莢數(shù)，而百粒重和株高增產(chǎn)效應較小。而張海泉(2000)[16]利用相關(guān)分析、多元線性回歸分析、偏相關(guān)分析、通徑分析等方法，對10個大豆品種的23個性狀進行統(tǒng)計分析表明，株高與產(chǎn)量關(guān)系最密切。靜廣利(2006)[17]發(fā)現(xiàn)，株高對產(chǎn)量的影響是通過生育期、分枝數(shù)等其它農(nóng)藝性狀實現(xiàn)對產(chǎn)量的間接效應。姜永平等(2008)[7]認為，春大豆的單株粒數(shù)、百粒重和株高對產(chǎn)量的直接作用較大;而夏大豆的單株莢數(shù)、單株粒重對產(chǎn)量直接作用較大，且單株粒數(shù)與單株產(chǎn)量存在著極顯著的正相關(guān)。造成這種結(jié)果的差異可能是由于試驗采用的大豆播種類型和結(jié)莢習性的不同導致的。

本試驗數(shù)據(jù)表明，在亞有限生長型大豆品種中，產(chǎn)量與單株粒重呈極顯著正相關(guān);在無限生長型大豆品種中，產(chǎn)量與單株粒重顯著正相關(guān)。事實上，單株粒重由單株莢數(shù)、每莢粒數(shù)和百粒重三部分構(gòu)成，就單株而言，單株莢數(shù)與單株產(chǎn)量的相關(guān)性最高[18，19]。韓秉進等(2008)[20]也認為，育種上應加強3粒莢和4粒莢多的性狀的選擇?？梢姡邳S淮海地區(qū)亞有限生長型和無限生長型大豆品種性狀選擇上，要充分協(xié)調(diào)好單株粒重構(gòu)成因素之間的平衡。

陳學珍等(2004)[12，13]發(fā)現(xiàn)，單株莢數(shù)與R1期極顯著正相關(guān)，單株粒數(shù)與R7顯著正相關(guān)，生育期與百粒重極顯著正相關(guān)。而本試驗數(shù)據(jù)表明，在無限生長型大豆品種中，產(chǎn)量不僅與生育期極顯著正相關(guān)，還與單株粒重顯著正相關(guān)，而生育期與單株粒重又顯著正相關(guān)。這說明，在無限生長型大豆品種中，生育期與單株粒重構(gòu)成因素間有相互作用，在無限生長型品種選擇上，應注重生育期與單株粒重構(gòu)成因素間的平衡。不同的是，我們并沒有發(fā)現(xiàn)生育期與百粒重之間存在顯著性相關(guān)關(guān)系。而在無限生長型和亞有限生長型大豆品種中，生育期對產(chǎn)量的影響較小。

宋啟建等(1996)[21]在對長江中游夏大豆研究后發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因子(莢數(shù)/株數(shù)、百粒重)關(guān)系相關(guān)程度大于產(chǎn)量與形態(tài)性狀(株高、節(jié)數(shù)、分枝數(shù))及生育期。韓秉進等(2008)[20]對黑龍江3個當?shù)仄贩N研究與上述結(jié)論一致。而我們研究發(fā)現(xiàn)，在亞有限和有限生長型大豆品種中，產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子(單株粒重、百粒重)顯著正相關(guān)，與形態(tài)性狀(莖粗)極顯著正相關(guān);在無限生長型大豆品種中，產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因子(單株粒數(shù))、形態(tài)性狀(有效分枝數(shù))均極顯著正相關(guān)。這與馬育華等(1979)[22]對江淮下游地區(qū)夏大豆研究結(jié)果吻合。這些差異可能由于大豆生態(tài)區(qū)域、研究方法與種質(zhì)群體的不同導致的。

我們發(fā)現(xiàn)，在亞有限和無限生長型大豆品種中，產(chǎn)量分別與莖粗呈顯著和極顯著正相關(guān)。國內(nèi)其它研究均未發(fā)現(xiàn)類似結(jié)論。李殿祥(2006)[6]認為，莖稈粗壯對于抗倒伏有一定的正向作用。在黃淮海地區(qū)，亞有限和有限生長型品種占當前常規(guī)栽培品種的90%以上，莖粗與產(chǎn)量的顯著關(guān)系說明黃淮海地區(qū)大豆的抗倒伏性可能對產(chǎn)量有重要的影響。

3.2 關(guān)于農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度

我們研究發(fā)現(xiàn)，不僅構(gòu)成大豆產(chǎn)量的各農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性因結(jié)莢習性、生態(tài)地區(qū)差異而不同，各農(nóng)藝性狀與單株產(chǎn)量關(guān)系的密切程度即關(guān)聯(lián)度也因品種的結(jié)莢習性不同而有所不同。這與王秋玲等(2002)[2]的結(jié)論一致。

灰色關(guān)聯(lián)度分析表明，黃淮海地區(qū)亞有限生長型夏大豆產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀間關(guān)聯(lián)度從大到小依次為單株粒重、單株粒數(shù)、每莢粒數(shù)、單株莢數(shù)，這與前人[1～4，23]關(guān)于大豆產(chǎn)量與相關(guān)性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)論基本一致。

大豆株高是大豆育種中選擇的重要性狀之一。王淑榮(1995)[24]發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量與相關(guān)性狀的關(guān)聯(lián)度大小依次為株高>主莖節(jié)數(shù)>百粒重>單株莢數(shù)>單株粒數(shù)。張海燕等(2006)[25]對10個不同生態(tài)類型的大豆研究認為，大豆產(chǎn)量與主要數(shù)量性狀的關(guān)聯(lián)度大小依次為單株粒數(shù)、株高、單株莢數(shù)、百粒重、節(jié)數(shù)、單株粒重、分枝數(shù)。薛紅(2009)[26]對黑龍江當?shù)仄贩N研究發(fā)現(xiàn)，大豆產(chǎn)量構(gòu)成因素大小依次順序為底莢高度>株高>主莖節(jié)數(shù)>百粒重>單株粒數(shù)>單株莢數(shù)。這說明，株高在產(chǎn)量相關(guān)的因素中非常重要。張富厚等(2006)[3]對河南夏大豆研究認為，株高對產(chǎn)量影響較大，但不是最大。我們的分析中發(fā)現(xiàn)，黃淮海地區(qū)夏大豆株高對產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度較小。事實上，童燕(2007)[27]和張君等(2004)[4]的研究結(jié)果均表明株高對單株產(chǎn)量的影響較小。大豆株高是否有一個合理的區(qū)間，即太高或太低對產(chǎn)量無益，抑或是不同結(jié)莢習性的大豆需要不同株高以獲得高產(chǎn)，這些方面仍需要進一步的研究。

我們研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量與生育期在有限生長型大豆中的關(guān)聯(lián)度最大，而在無限生長型和亞有限生長型中則關(guān)聯(lián)度較低。王淑榮(2000)[28]研究發(fā)現(xiàn)，大豆主要數(shù)量性狀與產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)度依次為生育期>株高>主莖節(jié)數(shù)>單株莢數(shù)>單株粒數(shù)>百粒重。郝瑞蓮(2002)[23]也認為生育日數(shù)對產(chǎn)量的影響作用較大，但不是最大。這說明生育期對產(chǎn)量構(gòu)成非常重要。而生育期與農(nóng)藝性狀之間關(guān)系又非常密切[13]，與生育期關(guān)聯(lián)度較高的農(nóng)藝性狀依次為開花期、底莢高度、單株莢數(shù)[10]。因此，對于黃淮海地區(qū)有限生長型大豆來說，協(xié)調(diào)好生育期與其它農(nóng)藝性狀之間的平衡可能對品種選擇具有重要意義。

總之，大豆產(chǎn)量的形成是多個性狀互作互動的過程。通過本試驗發(fā)現(xiàn)，以亞有限和有限生長型為主的黃淮海地區(qū)夏大豆在進行單株選擇時，應根據(jù)其不同的結(jié)莢習性而有所側(cè)重。對于亞有限生長型大豆品種，應優(yōu)先選擇單株粒重較高的單株，尤其是注重每株莢數(shù)和每莢粒數(shù)多的性狀的選擇。對于有限生長型大豆品種，應選擇生育期與單株粒重間平衡較好的單株，能充分發(fā)揮產(chǎn)量潛力。兩個類型的單株選擇上還應注意莖粗與株高之間的比值，既保證抗倒伏性，又維持一定的株高。

通過相關(guān)性和灰色關(guān)聯(lián)度分析，明確了各農(nóng)藝性狀間及對產(chǎn)量影響的主次關(guān)系，可為育種提供一定的理論依據(jù)。本試驗僅考慮了包括生育期在內(nèi)的大豆農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的影響。事實上，還應該分別考慮全生育期中R1和R7對產(chǎn)量的影響;豆莢性狀還可以細分為莢長、莢寬、1～4粒莢等幾部分;且外部氣候條件、土壤、群體、試驗環(huán)境的不同等都可能造成產(chǎn)量主導因素的變化。這仍需要進一步的研究。

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