干旱胁迫对超高产大豆品种产量形成的影响

现代农业科技２０１５年第２期　农艺学　干旱胁迫对超高产大豆品种产量形成的影响　董友魁　赵洋　杨爱寻　刘德恒　韩艳红　唐红丽　（，辽宁省铁岭市农业科学院，辽宁铁岭１１２６１６；　铁岭市农业技术推广总站）　摘要　盆栽试验条件下，以超高产大豆品种新大豆１号、中黄３５号、铁丰３ｌ号、普通大豆品种铁丰３３号为试验品种，分别在Ｒ１－Ｒ２、　Ｒ３一Ｒ４、Ｒ５一Ｒ６期进行干旱胁迫处理．并测定不同生育时期干旱胁迫条件下各品种的根系活力、根系干重、节数、单株荚数、单株粒数、百粒　重及产量等。结果表明：不同生育时期干旱胁迫处理都会降低超高产大豆品种的根系活力和根系干重，干旱胁迫对铁丰３１号超高产大豆　品种的根系活力和干重影响最小，对普通品种铁丰３３号的影响最大，各品种根系活力和干重均在Ｒ４期迭到最大值后开始下降，普通品种　铁丰３３号下降的速度最快；不同生育时期干旱胁迫对超高产大豆品种产量形成的影响有所不同，全生育期均表现抗旱的超高产品种为铁　丰３１号，而各超高产大豆品种在不同生育时期对干旱胁迫的响应有所不同，超高产大豆品种的抗旱能力强于普通大豆品种。　关键词超高产大豆；干旱胁迫；产量性状　中图分类号￥５６５．１　文献标识码Ａ　文章编号１００７—５７３９（２０１５）０２—０００９—０２　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｄｒｏｕｇｈｔ　Ｓｔｒｅｓｓ　ｏｎ　Ｙｉｅｌｄ　Ｃｏｍｐｏｔｅｎｔｓ　ｏｆ　Ｓｕｐｅｒ－Ｈｉｇｈ－Ｙｉｅｌｄ　Ｓｏｙｂｅａｎ　ＤｏＮＧ　Ｙｏｕ－ｋｕｉ　ＺＨＡ０　Ｙａｎｇ　ＹＡＮＧ　Ａｉ—ｘｕｎ　ＬＩＵ　Ｄｅ－ｈｅｎｇ　ＨＡＮ　Ｙａｎ－ｈｏｎｇ　ＴＡＮＧ　Ｈｏｎｇ－ｌｉ　（　ＴｉｅｌｉｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＡ　ｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓｉｎＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，ＴｉｅｌｉｎｇＬｉａｏｎｉｎｇ　１１２６１６；　ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｘｔｅｎｓｉｏｎＳｔａｔｉｏｎｏｆＴｉｅｌｉｎｇＣｉｔｙ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｔｔｅｄ　ｐｌａｎｔ．ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｗｅｒｅ　ｔｈｅ　ｓｕｐｅｒ—ｈｉｇｈ—ｙｉｅｌｄ　ｓｏｙｂｅａｎ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｓｏｙｂｅａｎ　Ｎｏ．１，　Ｚｈｏｎｇｈｕａｎｇ３５．Ｔｉｅｆｅｎｇ３１　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｒｄｉｎａｒｙ　ｓｏｙｂｅａｎ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　Ｔｉｅｆｅｎｇ３３．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｅｒｉｏｄ　ｏｆ　Ｒ１－Ｒ２，Ｒ３一Ｒ４　ａｎｄ　Ｒ５一　Ｒ６　ｔｏ　ｍｅｎｓｔｒｕａｔｅ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｈｅ　ｒｏｏｔ　ａｃｔｉｖｉｔｙ，ｔｈｅ　ｄｒｙ　ｗｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ｒｏｏｔ，ｔｈｅ　ｎｏｄｅｓ　ｆ　ｏｍａｉｎ　ｓｔｅｍ，ｔｈｅ　ｐｏｄ　ｎｕｍｂｅｒ　ｐｅｒ　ｐｌａｎｔ，ｔｈｅ　ｓｅｅｄ　ｎｕｍｂｅｒ　ｐｅｒ　ｐｌａｎｔ，　ｔｈｅ　ｈｕｎｄｒｅｄ　ｇｒａｉｎ　ｗｅｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｐｅｒｉｏｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｃｏｕｌｄ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｒｏｏｔ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｄｒｙ　ｗｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ｒｏｏｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｐｅｒ—ｈｉｇｈ—ｙｉｅｌｄ　ｓｏｙｂｅａｎ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｌｏｗｅｓｔ　ｔｏ　ｅｆｆｅｃｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒｏｏｔ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｄｒｙ　ｗｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ｒｏｏｔ　ｏｆ　Ｔｉｅｆｅｎｇ３　１　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｓｔｒｅｓｓ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｍａｘｉｍａｌ　ｔｏ　ｅｆｆｅｃｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｔｉｅｆｅｎｇ３３　ｉｎ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｐｅｒｉｏｄ．Ａｆｔｅｒ　ａｌｌ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｏｔ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｄｒｙ　ｗｅｉｇｈｔ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｍａｘｉｍａｌ　ｖａｌｕｅ　ｉｎ　ｐｅｒｉｏｄ　ｏｆＲ４，ｔｈｅｙ　ｓｔａｒｔ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ，ｔｈｅ　ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ　ｏｆｔｈｅ　Ｔｉｅｆｅｎｇ　３３　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｆａｓｔｅｓｔ；Ｔｈｅ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｐｅｒｉｏｄ　ｗｈａｔ　ｗｅｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｐｅｒ－ｈｉｇｈ—ｙｉｅｌｄ　ｓｏｙｂｅａｎ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ．ｔｈｅ　Ｔｉｅｆｅｎｇ３１　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｔｏｌｅｒａｎｔ　ｓｕｐｅｒ—ｈｉｇｈ—ｙｉｅｌｄ　ｓｏｙｂｅａｎ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｉｎ　ｅｖｅｒｙ　ｇｒｏｗｔｈ　ｐｅｒｉｏｄ，ｏｔｈｅｒ　ｓｕｐｅｒ－ｈｉｇｈ－ｙｉｅｌｄ　ｓｏｙｂｅａｎ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｒｅｓｐｏｎｄ　ｄｉｆｅｒｅｎｔｌｙ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｐｅｒｉｏｄ，　ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｓｕｐｅｒ—ｈｉｇｈ—ｙｉｅｌｄ　ｓｏｙｂｅａｎ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｗａｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｏｒｄｉｎａｒｙ　ｓｏｙｂｅａｎ　ｖａｒｉｅｔｉｅｓ　ｏｎ　ｄｒｏｕｇｈｔ—ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ａｂｉｌｉｔｙ．　Ｋｅｖ　ｗｏｒｄｓ　ｓｕｐｅｒ—ｈｉｇｈ—ｙｉｅｌｄ　ｓｏｙｂｃａｎ：ｄｒｏｕｇｈｔ　ｓｔｒｅｓｓ：ｙｉｅｌｄ　ｃｏｍｐｏｔｅｎｔｓ　近年来，东北地区干旱年份频繁，干旱造成的大豆减产　日渐突出。大豆是我国重要的经济作物之一，是人类植物蛋　白和食用油脂的主要来源，但大豆在豆类作物中对水分的　亏缺最敏感Ⅲ，不同生育时期缺水对大豆产量构成因素直接　含水量为１７％￣１８％，适时测定土壤水分，补充含水量到设　定值。３次重复，随机区组排列，每盆留苗４株。在不同水分　胁迫时期结束后测定根系活力、干重。成熟期测定农艺性状　及产量性状。　１．３测定项目与方法　产生负面影响。大豆抗旱性是受多基因控制的数量性状，与　抗旱性有关的生理、农艺、产量等性状对大豆的抗旱性都起　到了微效作用Ｉ２１。众多关于抗旱指标筛选及抗旱性评价的研　究［３－瑚，为揭示大豆抗旱性在不同生育时期的表达，提供了丰　富的数据。该试验旨在研究干旱胁迫在不同生育时期对超高　产大豆品种产量相关性状的影响，通过超高产大豆抗旱指标　根系活力：采用Ｔｒｃ法测定；根系干重：清水浸泡冲洗　根部，８Ｏ℃恒温下烘干至恒重；农艺性状及产量性状：采用　常规方法测定节数、单株荚数、单株粒数、百粒重。　２结果与分析　２．１干旱胁迫对超高产大豆根系的影响　筛选与鉴定评价，为大豆超高产及抗旱育种提供理论依据。　１材料与方法　１．１试验材料　２．１．１根系活力。大豆根系是重要的吸收器官和合成器官。　根的生长情况和活力水平直接影响地上部的生长和营养状　况及产量水平。通过根系活力的分析，可以客观反映不同大　供试大豆品种共４份，分别为超高产大豆品种新大豆１　号、中黄３５号、铁丰３１号，常规品种铁丰３３号。　１．２试验设计　豆品种生命活动的生理指标。由图１可以看出，大豆根系活　力从初花期到鼓粒期是呈波峰变化的，到Ｒ４期大豆根系活　试验在人工遮雨棚中进行，塑料桶高２８　ａｍ，上口直径　３１．５　ａｍ，下口直径２１　ｃｍ，每盆装土ｌ５　ｋｇ。盆栽试验分别在　力最强，随之开始减弱。超高产大豆品种的根系活力在各生　育时期普遍高于普通大豆品种，根系活力的增强和减弱速　率也均较普通大豆品种小，只有新大豆１号根系活力的减　弱速率高于普通大豆品种铁丰３３号。在干旱胁迫条件下．　铁丰３３号根系活力增强和减弱的速率变化最大．新大豆１　花期（Ｒｌ—Ｒ２）、结荚期（Ｒ３一Ｒ４）、鼓粒期（Ｒ５一Ｒ６）进行干旱　胁迫处理，时间为连续１０ｄ，以各对应时期正常水分处理为　对照，干旱胁迫处理土壤含水量为８％～９％，对照处理土壤　基金项目　辽宁省科技厅科技攻关项目（２０１４２０１００７）；农业部国家现　代农业产业技术体系项目（ＣＡＲＳ一０４一ＣＥＳＩＯ）；科技部国家　科技支撑计划项目（２０１１ＢＡＤ３５Ｂ０６）。　号根系活力减弱的速率明显大于其他超高产品种，这与新　大豆Ｉ号超高产大豆品种的生育期短关系密切。　２．１．２根系干重。大豆根系干重与地上部分株高、茎粗、冠　干重等性状呈正相关关系，大豆根系发育受阻直接影响大豆　产量形成。由图２可以看出，根系的干重在盛荚期达到最大　９　作者简介收稿日期董友魁（１９７６一），男，山东梁山人，副研究员，从事大豆育种　工作。　２０１４—１２—２５　农艺学　ｉ｝　现代农业科技口新大豆１号　２０１５年第２期　∞踮∞∞∞∞∞∞∞加　口中黄３５号　－铁丰３１号　＿铁丰３３号　羹　懈　堪　品种／生　时期　图２不同生育时期干旱胁迫对超高产大豆品种根系　干重的影响　２．２干旱胁迫对超高产大豆农艺性状及产量性状的影响　由表１看出，干旱胁迫对不同的大豆品种的影响各有　差异，各生育时期干旱胁迫对铁丰３１号产量影响均最小．　说明了超高产大豆品种铁丰３１号抗旱能力强最强，这与其　根系发育良好有直接关系；超高产大豆品种新大豆１号、中　黄３５号较普通品种铁丰３３号在不同生育时期对干旱胁迫　的表现各有所不同，鼓粒期干旱胁迫对中黄３５产量影响小　于铁丰３３号，这与铁丰３３号在该时期百粒重降幅较大有　表１不同生育时期干旱胁迫对超高产大豆品种农艺性状及产量的影响　关系；花荚期干旱胁迫对新大豆１号和铁丰３３号产量影响　相当，新大豆１号的抗旱优势不明显，这与其生育期短有　干旱胁迫对产量的影响显著；结荚期干旱，大豆株高、单株　荚数、单株粒数、百粒重降低，降低幅度为单株荚数＞单株粒　数＞百粒重＞株高，此时期干旱胁迫对产量的影响极显著：鼓　关系。总体看来。超高产大豆品种在不同生育时期的抗旱能　力强于普通大豆品种。　３讨论　粒期干旱，大豆单株荚数、单株粒数、百粒重降低，降低幅度　单株粒数＞单株荚数＞百粒重，此时期干旱胁迫对产量影响　极显著。花荚期、鼓粒期大豆植株遇到干旱胁迫，大豆单株　从不同生育时期干旱胁迫对超高产大豆品种产量形成　影响来看，超高产大豆品种抗旱能力强于普通大豆品种，　产量均降低。降低幅度结荚期＞鼓粒期＞花期。　而每个超高产大豆品种在不同生育时期对干旱胁迫的响　应不同，全生育期均表现抗旱的超高产品种少。超高产大豆　品种抗旱性强与其根系活力高、根发育良好有直接关系，强　壮的根系对土壤营养元素吸收与运输、合成、氧化和还原能　干旱胁迫在花荚期、鼓粒期对产量构成主要因素大豆　荚数产生影响，进而荚粒数、单株粒数、百粒重降低，导致大　豆植株产量降低。花期受到干旱胁迫时，大豆单株荚数、荚　粒数明显降低；结荚期受到干旱胁迫时，成荚率降低，瘪荚　数增多，单株粒数减少；鼓粒期受到干旱胁迫时，瘪荚数增　多，百粒重明显下降。由此看来，超高产大豆品种获得高产，　（下转第１２页）　力均较强，对地上部分养分供应动力强劲，进而促成高产。　花期干旱，大豆株高、单株荚数、单株粒数、百粒重均降　低．降低幅度为节数＞单株荚数＞单株粒数＞百粒重，此时期　１０　ｋｇ／ｈｍ　，其他处理产量依次为处理Ｅ＞处理Ｄ＞处理Ｃ＞处理　Ａ。由此充分说明，微量元素肥料对玉米的产量有很大的影　经进行ＬＳＤ比较（表５），标准误差Ｓｘ　＿ｘ２＝０．１８。当自由度　ＤＦ＝１０时，ｔ０仿＝２．２３，ｔｏ０ｌ＝３．１７，ＬＳＤ０仿＝０．４０（ｋｇ），ＬＳＤ０　０ｌ＝０．５７　．响，从试验结果看，硫酸亚铁和硫酸锌对玉米产量影响最为　突出和显著。经方差分析（表４），处理间Ｆ＝５０．６８＞Ｆｏｏ。，说明　．（ｋｇ）。可以看出，处理Ｂ与处理Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ之间差异极显著．　处理Ａ与处理Ｄ、Ｅ之间差异显著；处理Ｃ与处理Ｄ、Ｅ之间　无显著差异。　处理间差异达极显著水平。　表３不同处理玉米产量　表４产量方差分析　微量元素对玉米产量影响最为明显，具有显著的增产效果，　说明赤水地区土壤中普遍缺铁和缺锌。在赤水地区玉米生　产中可以大面积推广使用硫酸亚铁和硫酸锌，以提高玉米　产量。　表５对各处理平均数与对照进行比较（ＬＳＤ法）　４参考文献　［１】张治钧，刘怫翔．复合微肥研制与施用技术研究ｆＪｊ＿辽宁农业科学，　１９９６（３）：２８—３２．　［２】锌对玉米的增产效果及使用技术【ＪＪ＿辽宁农业科学，１９８３（３）：３２—　３７．　【３】代东明．玉米合理施用微量元素肥料初探［Ｊ１．内蒙古农业科技，２０１０　（６）：８６—８９．　３结论　［４］林电，程宁宁，赵回丞，等．超甜玉米不同生育期各部位微量元素分配　中国农学通报，２００７（５）：４５０—４５５．　ｆ５】吴晓明，王海生．春玉米高产生育规律和营养特性的研究『Ｊ】．浙江农　业学报，１９９５，７（３）：１９０～１９５．　【６］张保烈，雷永振．玉米营养积累特性及钾肥效果Ⅲ．辽宁农业科学，　１９９４（２）：３—８．　在玉米生产中开展微量元素肥料施用试验，用量分别为　硫酸亚铁３０．０　ｋｇ／ｌｌｍ　、硫酸锰１５．０　ｋｇ／ｌｌｍ２，硫酸铜７．５　ｋｇ，ｈｍ　、　硫酸锌１５．０　ｋｇ／ｈｍ２ｏ试验结果表明，硫酸亚铁和硫酸锌２种　（上接第ｌ０页）　一方面与其品种的根系发育关系密切，不同生育期内水分　调节对产量有直接影响。　４参考文献　【１】杨帆，苗灵凤，胥晓，等．植物对干旱胁迫的响应研究进展［Ｊ】．应用与　环境生物学报，２００７（４）：５８６—５９１．　ｆ２Ｊ张海燕，焦碧婵，李贵全．大豆抗旱性鉴定指标评价的研究［Ｊ】．大豆科　学，２００５，２４（３）：１８３—１８８．　【６］杨鹏辉，李贵全，郭丽，等．干旱胁迫对不同抗旱大豆品种花荚期质膜　透性的影响［Ｊ］．干旱地区农业研究，２００３，２１（３）：１２７—１１２９．　【７】任冬莲，陆贵和，刘学义．大豆成苗期抗旱性与根系生长的关系［Ｊ］．中　国油料，１９９３（１）：３７—３９．　［８］刘学义，任冬莲，李晋明，等．大豆成苗期根毛与抗旱性关系研究叫．　山西农业科学，１９９６（１２）：１８—１９．　『９］９李玉梅，李建英，王根林，等．水分胁迫对大豆幼苗叶片内源激素的影　响ｆＪ１．大豆科学，２００７，２６（４）：６２７—６２９．　［１０］谢甫绨，董钻，孙艳环，等．不同生育期干旱对大豆生长和产量的影　【３］梁建秋，张明荣，吴海英．大豆抗旱性研究进展　大豆科学，２０１０，２９　（２、：３４１－３４６．　ＰＮ３］．沈阳农业大学学报，１９９４，２５（１）：１８３—１８８．　【１１】刘华玲，马欣荣．植物抗旱分子机理研究进展『Ｊ］．世界科技研究与进　展，２００６，２８（６）：３３—４０．　［４】林汉明，常汝镇，邵桂花，等．中国大豆耐逆研究［Ｍ】．北京：中国农业　出版社，２００９：２－３，８—９，１４—１５，２７．　［５］董钻，潘海春，李德全．大豆产量生理［Ｍ】．北京：中国农业出版社，　２０００：４６—４９．　１２　［１２】唐益苗，赵昌平，高世庆，等．植物抗旱相关基因研究进展『Ｊ］．麦类作　物学报。２００９，２９（１）：１６６—１７３．　【ｌ３］李贵全，杜维俊，孔照胜，等．不同大豆品种抗旱生理生态研究［Ｊ］．山　西农业大学学报，２０００（３）：１９７＿２ｏｏ．