全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(8): 1525−1531 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2006AA100104-9), 国家自然科学基金项目(30471054和 30490250), 农业科技成果转化项目
(2007GB23260401), 现代农业产业技术体系建设专项(nycytx-004), 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2009CB118400)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 韩天富, E-mail: hantf@mail.caas.net.cn; Tel: 010-82108784
第一作者联系方式: E-mail: wucx@mail.caas.net.cn (吴存祥) **共同第一作者
Received(收稿日期): 2009-02-17; Accepted(接受日期): 2009-03-13.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.01525
以光周期处理与分期播种试验综合鉴定大豆品种的光温反应
费志宏 1,2,3 吴存祥 2,** 孙洪波 2 侯文胜 2 张宝石 1 韩天富 2,*
1沈阳农业大学农学院, 辽宁沈阳 110161; 2中国农业科学院作物科学研究所 / 农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程, 北京
100081; 3黑龙江八一农垦大学农学院, 黑龙江大庆 163319
摘 要: 设置短日照(12 h)和长日照(16 h)两种光周期处理, 并以春播模拟低温、夏播模拟高温条件, 形成长日+低温、
长日+高温、短日+低温、短日+高温 4种光温组合。2007年对近年育成的 10个北方春大豆[Glycine max (L.) Merr.]
品种(系)和 18个黄淮海夏大豆品种(系)进行了光温反应特性鉴定。2008年对 50份材料进行了光周期反应鉴定。结果
表明, 不论在低温(春播)还是高温(夏播)条件下, 短日照均加快大豆的发育进程, 导致开花提前; 不论在长日照还是
短日照条件下, 高温均减少出苗至初花的日数。光周期和温度对大豆的发育存在明显的互作, 随着温度的升高, 短日
照促进大豆发育的效应有所加强; 随着日照的缩短, 高温加快发育的作用也有所增大。供试大豆品种生态类型在光周
期反应敏感度(PRS)、温度反应敏感度(TRS)及光温综合反应敏感度(PTCRS)等方面均存在显著差异。北方春大豆品
种的上述 3个指标均小于黄淮海夏大豆品种, 但前者在不同光照条件下的温度反应敏感度差值和在不同温度条件下
的光周期反应敏感度差值均较后者高, 说明北方春大豆品种光温互作效应较强。
关键词: 大豆; 生态类型; 光周期; 温度; 光温互作
Identification of Photothermal Responses in Soybean by Integrating Photope-
riod Treatments with Planting-Date Experiments
FEI Zhi-Hong1,2,3, WU Cun-Xiang2,**, SUN Hong-Bo2, HOU Wen-Sheng2, ZHANG Bao-Shi1, and HAN
Tian-Fu2,*
1 College of Agronomy, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China; 2 National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic
Improvement, Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China; 3 College of Agronomy, Heilongjiang
Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China
Abstract: Soybean [Glycine max (L.) Merr.] is a short-day crop that favors temperate weather. There have been a lot of studies on
the responses to photoperiod, temperature or photothermal comprehensive regimes in soybean. However, little work has been
conducted in the interactive effects of photoperiod and temperature on the development of soybean. To fully understand the pho-
tothermal responses of soybean and to identify the varietal variations in these traits, we designed two photoperiodic treatments of
12 h (short day or SD) and 16 h (long day or LD) integrated with two thermal conditions, i.e. high temperature (HT) (summer
seeding in Beijing) and low temperature (LT) (spring seeding) in the current study. In 2007, the responses to the photoperiod, tem-
perature, and photoperiod-temperature combinations of 10 spring sowing soybean varieties (lines) from the Northeast and 18
summer sowing varieties (lines) from Yellow-Huai-Hai River Valleys of China were identified in 4 photothermal regimes (LD+LT,
LD+HT, SD+LT, SD+HT). In 2008, 50 varieties (lines) were used to test the photoperiodic responses. The results showed that SD
promoted the developmental rate of soybean regardless of the temperature conditions; HT shortened the number of the days from
emergence to flowering no matter whether the photoperiod was long or short. There was significant interaction between tempera-
ture and photoperiod from emergence to flowering. With the increase of temperature, the promotive effect of SD on developmen-
tal rate of soybean was enhanced, and the HT hastening effect was strengthened by SD as well. The apparent differences in pho-
toperiod response sensitivity (PRS), temperature response sensitivity (TRS) and photothermal comprehensive response sensitivity
(PTCRS) between ecotypes were observed. The above three indices of spring sowing soybean varieties from the Northeast were
all lower than those of summer sowing varieties from Yellow-Huai-Hai River Valleys. However, the differences between TRS
1526 作 物 学 报 第 35卷

values under the two photoperiod treatments and that between PRS values under the two temperature conditions in spring sowing
soybean varieties from the Northeast were both larger than those in summer sowing varieties from the Valleys, and it indicated
that there was higher photoperiod × temperature interaction in the spring sowing varieties. The relationship between photothermal
responses of soybean varieties and their ecological adaptability was discussed, and it was proposed that, in breeding program,
emphasis should be paid not only on the identification of responses of soybean varieties to the individual photoperiod or tempera-
ture factor but also on the photothermal interaction.
Keywords: Soybean; Ecotype; Photoperiod; Temperature; Photothermal interaction
对光周期[1-2]和温度[3]的反应是决定大豆品种生
态适应性的关键因素。大豆是喜温的短日植物, 短
日照和高温分别促进大豆的生殖发育, 而长日照和
低温的作用则相反[4-9]。部分研究结果还显示, 在大
豆的生长发育过程中, 光周期和温度存在明显的互
作[10-17]。因此, 在大豆新品种推广前, 要全面了解其
对光温生态因子的反应, 以确定合适的种植区域和
播种季节。
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。但是, 区
域试验和生产试验的年限和地点数目有限, 难以涵
盖品种推广后可能出现的各种光温环境。分期播种
可创造不同的光温组合, 部分弥补区域试验的不足,
但是, 分期播种时光、温因子均发生变化, 难以分解
光照和温度的单独作用, 也不易度量光温互作效应
的大小。人工控制光照和温度试验可较准确地鉴定
大豆品种的光周期反应和温度反应特性, 但控制温
度的成本较高, 试验规模常受限制。同时, 人工设定
的恒定温度和光照条件与自然状况有相当差别。因
此以往对品种光温反应特性的鉴定不够全面, 导致
生产上常因种植区域和播种季节变化出现成熟期过
早、过晚甚至“花而不实”等现象[18-19]。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。为全面、准确鉴定
大豆品种的光温反应, 本研究采用分期播种和人工
光周期处理相结合的手段, 对近年育成的北方春大
豆与黄淮海夏大豆品种(系)进行光温反应特性的综
合鉴定, 以期为大豆广适应性育种提供新的思路。
1 材料与方法
1.1 供试材料
2007年供试大豆[Glycine max (L.) Merr.]品种共
28个, 其中北方春大豆品种(系)10个, 即华疆 4号、
绥农 25、绥 02-423、绥 03-3046、绥 03-3952、绥
05-7304、绥 05-7368、绥 05-7466、公交 97168-1和
中黄 30; 黄淮海流域夏大豆品种(系) 18个, 即中黄
24、中黄 37、中黄 39、中黄 40、中黄 41、中黄 43、
中作 00-484、中作 J4032、中作 J4133、冀豆 17、齐
黄 28、齐黄 29、齐黄 31、齐黄 32、齐黄 33、皖豆
16、皖豆 24和合豆 3号。2008年对 15份北方春大
豆(其中, 华疆 4 号和绥农 25 为 2007 年供试品种)
及 35 份黄淮海流域夏大豆材料(其中, 中黄 39 和冀
豆 17为 2007年供试品种)进行了光周期反应敏感性
鉴定。
1.2 试验设计
在中国农业科学院作物科学研究所网室进行盆
栽, 所用塑料花盆上口直径 22 cm, 下口直径 13 cm,
高 20 cm, 每盆内装过筛耕层土 5 kg, 混施磷酸氢二
铵 10 g。2007年分 5月 12日(春播, Sp)和 6月 18日
(夏播, Su)两期播种; 2008年于 5月 15日播种 1期。
试验分别设置自然光照(ND)、短日照(SD)和长日照
(LD) 3种光周期处理。每处理 3盆, 每盆播种 10粒
种子, 子叶展开后选留生长一致的幼苗 3 株, 并开
始进行光周期处理。其中, 短日照处理光照长度为
12 h (晚上 19: 00至次日早晨 7: 00置暗室, 其余时间
于自然光照下); 长日照处理光照长度为 16 h (置室
外, 凌晨 4: 00至日出前和日落前至 20: 00用白炽灯
延长光照至设定光照长度, 植株顶端人工光源光量
子通量密度为 28~50 μmol m−2 s−1)[20-21]。试验期间按
Fehr和 Carviness的大豆发育分期标准[22]记载VE(出
苗期)和 R1(初花期)出现日期; 利用澳大利亚产自动
气象站(Monitor Automatic Weather Station)进行气温
自动观测。
1.3 光温反应指标计算方法及数据统计分析
按以下公式计算各材料的光周期反应敏感度
PRS (photoperiod response sensitivity)(相当于短日开
花促进率 [23])、温度反应敏感度 TRS (temperature
response sensitivity)和光温综合反应敏感度 PTCRS
(photothermal comprehensive response sensitivity)。
PRS (%) = LD SD
LD
DTB DTB
DTB
−
×100%
TRS (%) = Sp Su
Sp
DTB DTB
DTB
−
×100%
PTCRS (%) = Sp LD Su SD
Sp LD
DTB DTB
DTB
+ +
+
−
×100%
第 8期 费志宏等: 以光周期处理与分期播种试验综合鉴定大豆品种的光温反应 1527


其中, DTBLD=在长日照条件下出苗至初花的日
数(days from emergence to beginning bloom under
long day condition); DTBSD=在短日照条件下出苗至
初花的日数(days from emergence to beginning bloom
under short day condition); DTBSp=在春播条件下出
苗至初花的日数(days from emergence to beginning
bloom under spring seeding condition); DTBSu=在夏
播条件下出苗至初花的日数(days from emergence to
beginning bloom under summer seeding condition);
DTBSp+LD=在春播、长日照条件下出苗至初花的日数
(days from emergence to beginning bloom under
spring seeding and LD condition); DTBSu+SD=在夏播、
短日照条件下出苗至初花的日数(days from emer-
gence to beginning bloom under summer seeding and
SD condition)。
采用 DPS(data processing system)[24]进行数据的
统计分析。
2 结果与分析
2.1 春播与夏播处理间的温度差异
各处理材料从出苗至初花(R1)的日数大多在 60
d以内, 因此, 本文对不同播期处理 60 d内的日均温
进行了比较。结果表明, 2007 年春播材料和夏播材
料在该时段的日均温分别为 23.6℃和 27.3℃, 夏播
处理比春播日均温平均高 3.7℃, 播期间日均温差异
达到了极显著水平(P﹤0.01)。另据统计, 两个播期
间的日均温最低值相差 7.3℃(分别出现在 5月 20日
和 6月 26日), 最高值相差 0.5℃(分别出现在 7月 3
日和 7月 26日)。可见, 通过分期播种创造了具有明
显差异的温度处理, 结合人工光周期处理, 形成长
日+低温、长日+高温、短日+低温、短日+高温 4种
光温组合, 便于对供试材料进行温度反应、光周期
反应和光温互作效应的全面分析。2008年春播材料
出苗后 60 d内的日均温为 25.2℃。
2.2 供试品种的光周期反应
根据 2007 年试验结果分别计算出供试北方春
大豆和黄淮海夏大豆品种(系)的光周期反应敏感度
(PRS)、温度反应敏感度(TRS)和光温综合反应敏感
度(PTCRS)。从表 1和表 2可以看出, 北方春大豆品
种和黄淮海夏大豆品种, 在春播(低温)和夏播(高温)
条件下, 短日照均加快大豆品种的发育速度, 导致
开花提前。不同类型品种的光周期反应有明显差别,
表现出适宜种植区域从北到南大豆品种光周期反应
敏感性逐步增强的趋势。以 2007年春播为例, 10个
北方春大豆品种的平均光周期反应敏感度(PRS)为
21.8%, 而 18 个黄淮海夏大豆品种的 PRS 平均值达
54.1%, 是前者的 2 倍多。在北方春大豆品种中, 原
产北部高寒地区品种的 PRS值明显小于适宜在东北
中部和南部地区种植的品种。其中, 绥 03-3046在春
播条件下的光周期反应敏感度仅为 0.99%, 是一个
在春播冷凉条件下对光周期不敏感的品种。相反 ,
适宜在东北南部地区种植的中黄 30 在春播条件下
的光周期反应敏感度高达 49.91%, 与黄淮海夏大豆
品种相当。这应与中黄 30在黄淮海夏播条件下育成,
且其亲本之一(中黄 14)是黄淮海夏大豆品种有关。
供试的黄淮海夏大豆品种也呈现出适宜种植区
域纬度越低、光周期反应越敏感的趋势, 但品种差
异不如北方春大豆品种明显。这与黄淮海地区南北
纬度跨度相对较小、播种期接近、生态环境差异较
小有关。在供试的黄淮海夏大豆品种中, 中黄 43、中
作 00-484 光周期反应较为钝感, 后者在不同播期下
的开花期表现比前者更为稳定。
在 2008年供试材料中, 15个北方春大豆品种的
光周期反应敏感度介于 22.73%~48.75%之间, 平均
为 33.2%(2007 年春播条件下为 21.80%); 35 个黄淮
海夏大豆品种的光周期敏感度介于 40.99%~78.35%
之间, 平均为 58.43%(2007年春播条件下为 54.10%)。
2.3 供试品种的温度反应
从表 1 和表 2 可以看出, 不论在长日照还是短
日照条件下, 高温均加速大豆的发育速度, 减少出
苗至初花的日数, 低温的作用则相反。不同地区品
种的温度反应敏感度有一定差异。在同一光照条件
下, 黄淮海地区品种的温度反应敏感性比东北春大
豆更强些。以在长日照条件下的温度反应敏感度
(TRS)为例, 黄淮海夏大豆品种平均为 17.3%, 最高
的(中黄 39)达 30.93%, 而北方春大豆品种的 TRS平
均值为 14.6%, 最高的(绥 05-7304)为 26.15%。在供
试的北方春大豆品种中, 南北变化趋势并不明显。
2.4 供试品种的光温综合反应
分析供试品种在不同温、光组合条件下出苗至
初花日数的变化及光周期反应敏感度(PRS)、温度反
应敏感度(TRS)的差异可发现, 光周期和温度(播期)
间存在明显的互作效应。从表 3可看出, 供试北方春
大豆品种在长日照和短日照条件下的 TRS平均值分
别为 14.6%和 18.3%, 在低温(春播)和高温(夏播)条
件下的 PRS 平均值分别为 21.8%和 25.0%。从总体
上看, 随着温度的升高, 短日照促进大豆生殖发育
1528 作 物 学 报 第 35卷

表 1 不同光温条件下北方春大豆品种(系)出苗至初花日数(DTB)及光温反应指数
Table 1 Days from emergence to the beginning bloom and photothermal indices of spring sowing soybeans from the northeast of
China under different photothermal conditions
出苗至初花日数 DTB (d) TRS (%) 品种(系)
Cultivar (line)
播期
Sowing season ND SD LD
PRS
(%)
ΔPRS
(%) ND SD LD ΔTRS
PTCRS
(%)

Sp 25.0±0.58 25.0±0.91 30.0±0.71 16.67华疆 4号
Huajiang 4 Su 21.7±0.33 21.0±1.00 24.3±0.33 13.58
–3.09 13.20 16.00 19.00 –3.00 30.00
Sp 28.0±1.10 24.8±1.11 31.8±1.65 22.01绥农 25
Suinong 25 Su 24.3±0.33 20.7±0.33 28.0±0.71 26.07
4.06 13.21 16.53 11.95 4.58 34.91
Sp 31.4±0.93 23.3±0.25 39.5±0.29 41.01绥 02-423
Sui 02-423 Su 25.7±1.20 21.0±1.00 29.3±0.33 28.33
–12.68 18.15 9.87 25.82 –15.95 46.84
Sp 27.0±0.55 30.0±0.89 30.3±0.48 0.99绥 03-3046
Sui 03-3046 Su 23.3±0.33 21.0±0.68 26.7±0.68 21.35
20.36 13.70 30.00 11.88 18.12 30.69
Sp 28.3±0.63 26.8±1.38 31.0±0.91 13.55绥 03-3952
Sui 03-3952 Su 23.3±0.33 21.0±0.45 26.0±0.58 19.23
5.68 17.67 21.64 16.13 5.51 32.26
Sp 25.3±1.33 27.0±0.94 32.5±1.18 16.92绥 05-7304
Sui 05-7304 Su 21.3±0.33 22.0±0.29 24.0±0.71 8.33
–8.59 15.81 18.52 26.15 –7.63 32.31
Sp 27.5±0.87 26.0±0.63 29.6±0.40 12.16绥 05-7368
Sui 05-7368 Su 22.0±0.71 22.0±0.58 25.3±0.33 13.04
0.88 20.00 15.38 14.53 0.85 25.68
Sp 27.0±0.77 27.5±1.19 31.5±0.29 12.70绥 05-7466
Sui 05-7466 Su 26.7±1.45 21.0±0.45 27.7±0.33 24.19
11.49 1.11 23.64 12.06 11.58 33.33
Sp 30.7±0.33 24.0±0.82 35.3±0.88 32.01公交 97168-1
Gongjiao 97168-1 Su 25.7±0.33 22.0±0.37 35.0±1.05 37.14
5.13 16.29 8.33 0.85 7.48 37.68
Sp 33.7±0.88 27.3±1.02 54.5±2.59 49.91中黄 30
Zhonghuang 30 Su 31.3±0.33 21.0±0.45 50.3±2.69 58.25
8.34 7.12 23.08 7.71 15.37 61.47
Sp 28.4 26.2 34.6 21.8 平均值
Average Su 24.5 21.3 29.7 25.0
3.20 13.60 18.30 14.60 3.70 36.50
ND：自然光照; SD：短日照; LD：长日照; Sp：春播; Su：夏播; PRS：光周期反应敏感度; TRS：温度反应敏感度; PTCRS：光
温综合反应敏感度。
ND: normal day; SD: short day; LD: long day; Sp: spring sowing; Su: summer sowing; PRS: photoperiod response sensitivity; TRS:
temperature response sensitivity; PTCRS: photothermal comprehensive response sensitivity; ΔPRS: PRSSu–PRSSp; ΔTRS: TRSSD–TRSLD.

的效应加强; 随着日照的缩短, 高温加快大豆发育
的作用也有所加大。在相同的光周期或温度条件下,
北方春大豆品种的温度反应敏感度(TRS)和光周期
反应敏感度(PRS)均低于黄淮海夏大豆品种, 但其在
不同光照条件下的 TRS 值和在不同温度条件下的
PRS 值差别较大, 说明其光温互作效应更加明显。
部分品种的光温互作反应与以上趋势有别, 表现出
光周期反应在低温(春播)条件下比在高温(夏播)条
件下更为敏感、温度反应在长日照条件下比在短日
照条件下更加敏感的特性。代表性材料包括北方春
大豆品种(系)华疆 4号、绥 02-423、绥 05-7304及黄
淮海夏大豆品种中黄 39、中作 00-484、冀豆 17、齐
黄 32、皖豆 24等。
本研究利用各品种在短日+高温与长日+低温条
件下的出苗至初花日数计算出其光温综合反应敏感
度(PTCRS), 该值均高于本品种高温(夏播)和低温
(春播)条件下的光周期反应敏感度(PRS), 这也从另
一个侧面说明光温互作效应的存在。
3 讨论
本试验采用人工光照处理设置不同的光周期条
件, 并分别通过春播、夏播模拟低温和高温, 进而形
成长日+高温、长日+低温、短日+高温和短日+低温
4 种光温组合环境, 便于研究光周期和温度对大豆
发育的单因子效应及交互作用。试验结果表明, 不
论在低温还是高温条件下, 短日照均加速大豆品种
的生殖发育, 缩短出苗至初花的日数, 长日照则相
反; 不论在长日照还是短日照条件下, 升高温度均
使大豆发育速度加快, 出苗至初花的日数减少。这
些结果与前人的结论一致[3-10]。在本试验条件下, 光
第 8期 费志宏等: 以光周期处理与分期播种试验综合鉴定大豆品种的光温反应 1529


表 2 不同光温条件下黄淮海夏大豆品种(系)出苗至初花日数及光温反应指数
Table 2 Days from emergence to the beginning bloom and photothermal indices of summer sowing soybeans from Yellow-Huai-Hai
River Valleys under different photothermal conditions
出苗至初花日数 DTB(d) TRS (%) 品种(系)
Cultivar (line)
播期
Sowing season ND SD LD
PRS
(%)
ΔPRS
(%) ND SD LD ΔTRS
PTCRS
(%)

Sp 43.2±0.20 25.8±0.25 62.0±0.47 58.39 中黄 24
Zhonghuang 24 Su 38.7±0.67 23.3±0.33 56.3±1.20 58.61
0.22 10.42 9.69 9.19 0.50 62.42
Sp 46.3±1.45 30.5±0.37 59.0±0.58 48.31 中黄 37
Zhonghuang 37 Su 37.0±0.71 24.7±0.67 53.7±0.33 54.00
5.69 20.09 19.02 8.98 10.04 58.14
Sp 47.3±1.26 31.8±0.85 73.4±0.75 56.68 中黄 39
Zhong huang 39 Su 43.2±0.45 25.8±0.58 62.0±0.33 52.66
–4.02 23.89 24.53 30.93 −6.40 67.30
Sp 43.0±0.86 34.0±0.57 69.0±1.13 50.72 中黄 40
Zhonghuang 40 Su 39.3±0.67 24.7±0.33 54.0±0.91 54.26
3.54 8.60 27.35 21.74 5.61 64.20
Sp 44.0±0.71 28.2±1.10 58.5±0.54 51.79 中黄 41
Zhonghuang 41 Su 39.7±0.33 24.7±0.33 51.7±1.33 52.22
0.43 9.77 12.41 11.62 0.79 57.78
Sp 41.0±0.91 37.0±0.71 59.3±0.48 37.61 中黄 43
Zhonghuang 43 Su 33.7±0.33 23.0±0.58 48.7±0.33 52.77
15.16 17.80 37.84 17.88 19.96 61.21
Sp 41.5±1.06 27.8±0.85 49.8±1.38 44.18 中作 00-484
Zhongzuo
00-484
Su 32.0±0.45 25.3±0.88 43.7±2.19 42.11
–2.07 22.89 8.99 12.25 –3.26 49.20
Sp 37.3±0.33 30.0±0.58 55.0±0.94 45.45 中作 J4032
Zhongzuo J4032 Su 31.3±0.33 22.0±0.58 50.7±0.33 56.61
11.16 16.09 26.67 7.82 18.85 60.00
Sp 44.3±0.25 35.0±0.91 65.8±1.96 46.81 中作 J4133
Zhongzuo J4133 Su 36.0±0.58 24.7±0.33 52.7±0.67 53.13
6.32 18.74 29.43 19.91 9.52 62.46
Sp 38.7±0.33 27.0±0.71 59.0±0.89 54.24 冀豆 17
Jidou 17 Su 33.7±0.33 22.0±1.00 45.7±0.33 51.86
–2.38 12.92 18.52 22.54 –4.02 62.71
Sp 47.0±1.00 27.0±0.58 63.5±2.50 57.48 齐黄 28
Qihuang 28 Su 34.3±0.33 23.0±0.71 54.0±0.58 57.41
–0.07 27.02 14.81 14.96 –0.15 63.78
Sp 44.5±0.65 25.7±0.88 65.0±1.73 60.46 齐黄 29
Qihuang 29 Su 37.0±0.57 21.3±0.33 53.7±0.33 60.34
–0.12 16.85 17.12 17.38 –0.26 67.23
Sp 41.0±1.00 29.5±0.50 68.7±1.29 57.06 齐黄 31
Qihuang 31 Su 32.7±0.33 22.3±0.21 53.3±0.33 58.16
1.10 20.24 24.41 22.42 1.99 67.54
Sp 42.5±0.65 27.5±1.55 72.0±0.91 61.81 齐黄 32
Qihuang 32 Su 34.3±0.67 23.3±0.67 54.7±0.33 57.40
–4.41 19.29 15.27 24.03 –8.76 67.64
Sp 43.0±0.82 24.7±0.33 59.8±0.37 58.70 齐黄 33
Qihuang 33 Su 31.0±0.71 21.7±0.33 54.3±0.67 60.04
1.34 27.91 12.15 9.20 2.95 63.71
Sp 47.3±1.33 27.3±0.48 68.0±3.51 59.85 皖豆 16
Wandou 16 Su 43.0±0.71 23.0±0.45 58.0±1.08 60.34
0.49 9.09 15.75 14.71 1.04 66.18
Sp 52.5±2.32 30.0±0.91 80.7±0.67 62.83 皖豆 24
Wandou 24 Su 47.7±0.33 25.0±0.45 64.3±0.33 61.12
–1.71 9.14 16.67 20.32 –3.65 69.02
Sp 45.0±0.71 29.7±0.33 78.0±1.14 61.92 合豆 3号
Hedou 3 Su 40.3±0.87 22.7±0.33 58.7±0.37 61.33
–0.59 10.44 23.57 24.74 –1.17 70.90
Sp 43.9 29.4 64.8 54.1 平均值
Average Su 36.9 23.5 53.9 55.8
1.70 16.70 19.70 17.30 2.40 63.40
缩写同表 1。Abbreviations as in Table 1.

周期和温度对大豆发育存在明显的互作, 高温有加
强短日促进作用的效应, 低温则弱化大豆品种的光
周期反应敏感性; 短日照有增强高温促进作用的效
应, 长日照则减轻高温对大豆生殖发育的促进作用。
供试大豆品种在光温反应方面存在明显的差别,
其中, 北方春大豆品种在不同温度下的光周期反应
1530 作 物 学 报 第 35卷

表 3 不同光温组合条件下供试大豆品种的平均出苗至初花日数及光温反应指数
Table 3 Average days from emergence to the beginning bloom and photothermal indices of soybean varieties (lines) tested in
different photothermal regimes
出苗至初花日数 DTB(d) 品种类型
Ecotype
光周期
Photoperiod 低温(春播) LT 高温(夏播) HT
TRS
(%)

LD 34.6 29.7 14.6
SD 26.2 21.3 18.3
北方春大豆
Spring sowing soybeans from
Northeast China
PRS (%) 21.8 25.0 ΔPRS=3.2; ΔTRS=3.7
LD 64.8 53.9 17.3
SD 29.4 23.5 19.7
黄淮海夏大豆
Summer sowing soybeans from
Yellow-Huai-Hai River Valleys
PRS (%) 54.1 55.8 ΔPRS=1.7; ΔTRS=2.4
缩写同表 1。Abbreviations as in Table 1.

敏感度(PRS)及在不同光照条件下的温度反应敏感
度(TRS)均弱于相同条件下的黄淮海夏大豆 , 说明
北方春大豆与黄淮海夏大豆品种相比, 不仅光周期
反应相对钝感, 而且温度反应也钝感。供试品种光
周期反应敏感性呈现出随原产地纬度降低而增强的
趋势, 与 2007年试验(2008年试验具体结果未列出)
及与前人的研究结果[1,16,23]相符。值得注意的是, 与
黄淮海夏大豆品种相比, 北方春大豆在不同温度条
件下的 PRS 差值(ΔPRS)及在不同光周期条件下的
TRS差值(ΔTRS)均较大, 说明其光温互作效应较强。
例如, 在高温(夏播)和低温(春播)条件下, 供试北方
春大豆的平均 PRS 相差 3.2 个百分点, 在短日和长
日照条件下的 TRS 相差 3.7 个百分点, 而在黄淮海
夏大豆品种中, 相应数据分别为 1.7个和 2.4个百分
点(表 3), 说明其光温互作效应较小, 此类品种应具
有较宽的光温适应范围。这也可能是黄淮海地区出
现跃进 5 号、诱变 30、中黄 13 等跨省市大面积推
广品种的原因所在。本试验结果说明, 在大豆育种
中, 不仅要认真评价育种材料对光、温单一因子的
敏感性, 而且要注意对其光温互作效应的鉴定。在
大豆生长发育模拟中, 应充分考虑不同生态因子间
的非线性交互作用。
了解不同类型大豆品种光温综合反应特性对认
识其生态适应性有一定帮助。北方春大豆品种特别
是适应高纬度地区种植的早熟材料通常生长在长
日、冷凉条件下, 在其生长发育期间, 相对较低的温
度弱化了其光周期反应敏感性, 减弱了高纬度地区
长日照对开花、结实的抑制作用, 这保证了这些品
种在夏至后很快开花, 在霜前正常成熟。然而, 这些
品种在温度较高的条件下, 光周期反应敏感性会有
所增强, 因此, 夏至前后异常的高温天气会加强这
些品种对长日照的反应, 导致营养生长过旺, 生殖
生长受到抑制, 出现大量落花落荚甚至“花而不实”
现象[18-19]。地膜覆盖等增温措施并不能显著提早大
豆开花期和成熟期的原因也在于此。当将北方春大
豆品种引种至低纬度地区时, 在高温的作用下, 其
对光周期的反应变得相对敏感, 在高温短日的协同
作用下, 生长发育速度加快, 营养生长期缩短, 植株
矮小, 产量偏低。除作早熟毛豆外, 北方春大豆向黄淮
海和南方地区引种鲜有成功事例的原因就在于此。
少数品种表现出独特的光温互作效应, 这些品
种的光周期反应在相对低温(春播)的条件下比在高
温(夏播)条件下更为敏感, 其温度反应在长日照条
件下也比在短日条件下更加敏感。对于在高寒地区
种植的超早熟大豆品种而言, 在低温下光周期反应
敏感性增强、在相对高温下光周期反应敏感性较弱
的特性具有特别重要的适应性意义。在这些地区 ,
秋季低温和早霜对后期鼓粒和成熟的影响很大 [25],
在低温来临时, 若光周期反应敏感性有所增强, 有
助于充分利用后期短日条件加速成熟, 减轻早霜危
害; 若温度尚高, 可减缓后期短日照对成熟的促进
作用, 延长成熟期, 达到高产优质的目的。
从本试验结果可看出 , 与人工控温试验相比 ,
分期播种不仅大幅度减少能源消耗, 降低试验成本,
而且可避免或减小因人工控温试验中温度高低及昼
夜温差等设定不当对试验结果的影响。将分期播种
所创造的不同温度和人工光照试验结合, 又可避免
单一分期播种试验难以解析光、温单一因子效应及
互作效应的不足, 有助于全面了解大豆品种在不同
光照条件下的温度反应, 为大豆新品种的适应性评
价提供简便易行的新手段。本文中提出的光温综合
反应敏感度(PTCRS)是全面评价大豆品种光温反应
特性的可靠指标, 可在育种和种质资源鉴定中加以
应用。
第 8期 费志宏等: 以光周期处理与分期播种试验综合鉴定大豆品种的光温反应 1531


4 结论
光周期和温度对大豆的发育存在明显的互作效
应, 随着温度的升高, 短日照促进大豆发育的效应
有所加强; 随着日照的缩短, 高温加快发育的作用
也有所增大。供试北方春大豆品种的光周期反应敏
感度(PRS)、温度反应敏感度(TRS)及光温综合反应
敏感度(PTCRS)均小于黄淮海夏大豆品种 , 但在不
同光照条件下的温度反应敏感度差值和在不同温度
条件下的光周期反应敏感度差值均高于黄淮海夏大
豆品种, 说明北方春大豆品种的光温互作效应较强。
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