全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2008, 34(6): 1042−1050 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

基金项目: 国家自然科学基金项目(30370862)
作者简介: 郑洪兵(1980–), 吉林白城人, 研究实习员, 主要从事作物栽培生理研究。E-mail: zhenghongbingsu@163.com
*
通讯作者(Corresponding author): 徐克章, 教授, 博士生导师, 研究方向: 植物光合作用与物质生产。Tel: 0431-85953766; E-mail:
kzx0708@yahoo.com.cn
Received(收稿日期): 2007-10-08; Accepted(接受日期): 2007-12-21.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2008.01042
吉林省大豆品种遗传改良过程中主要农艺性状的变化
郑洪兵 1,2 徐克章 1,* 赵洪祥 2 李大勇 1 杨光宇 2 刘武仁 2 陆静梅 3
(1吉林农业大学农学院, 吉林长春 130118; 2吉林省农业科学院农业环境与资源中心, 吉林长春 130124; 3东北师范大学生命科学院,
吉林长春 130024)
摘 要: 以吉林省 1923—2005年间育成的 30个大豆品种为材料, 两年的研究结果表明, 大豆种子产量随育成年代呈
线性增加, 根据回归方程计算, 产量从 1923 年的 1 197.80 kg hm−2到 2005 年的 2 305.54 kg hm−2, 82 年来增加了
1 107.73 kg hm−2, 平均每年增加 14.60 kg hm−2。随着产量的提高, 株高降低, 主茎直径增加, 节数增多, 节间缩短, 分
枝减少。相关和通径分析表明, 产量与单株荚数、单株粒数、单株叶面积、叶面积指数和单株复叶数目呈显著正相
关(P<0.05), 单株荚数和单株粒数对于产量的提高贡献最大 ; 产量与株高、单株分枝数和倒伏指数呈显著负相关
(P<0.05), 表明大豆产量的遗传改良过程中, 植株抗倒伏能力提高, 库容量增加, 源器官叶片的同化能力增强。
关键词: 大豆; 遗传改良; 农艺性状; 产量
Changes of Main Agronomic Traits with Genetic Improvement of Soybean
[Glycine max (L.) Merr.] Cultivars in Jilin Province, China
ZHENG Hong-Bing1,2, XU Ke-Zhang1,*, ZHAO Hong-Xiang2, LI Da-Yong 1, YANG Guang-Yu2, LIU Wu-Ren2,
and LU Jing-Mei 3
(1 College of Agronomy, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, Jilin; 2 Research Center of Agricultural Environment and Resources, Jilin
Academy of Agricultural Sciences, Changchun 130124, Jilin; 3 College of Life Sciences, Northeast Normal University, Changchun 130024, Jilin, China)
Abstract: Soybean yield in Jilin Province has increased approximately 1.12% per year since early 1920. Our objective was to
investigate the changes in agronomic traits associated with yield increase in the selection of historical cultivars using 30 soybean
cultivars cultivated and genetically improved from 1923 to 2005. The experiments were performed with randomized complete
block design with at least three replicates in Changchun (43.53°N, 125.10°E), Jilin Province in 2005–2006. The results indicated
that according to the regression equation, soybean yield exhibited a linear increase with genetic improvement, from 1 197.80 kg
ha−1 in 1923 to 2 305.54 kg ha−1 in 2005, with average increase of 14.60 kg ha−1(1.12%) per year. With the increasing of soybean
yield, plant height and branches shortened; stem diameter and number of pods and seeds increased. Yield was positively correlated
with number of pods and seeds per plant, stem diameter, leaf area per plant, leaf area index (LAI), and the number of leaves
(P<0.05) while negatively correlated with plant height, number of branches, and lodging index (P<0.05). This study demonstrated
that genetic improvement enhances the resistance to lodging, the sink capability and the assimilation ability which results in a
consecutive yield increase in soybean.
Keywords: Soybean [Glycine max (L.) Merr.]; Genetic improvement; Agronomic trait; Yield
近百年来, 由于品种的遗传改良和栽培技术的提
高, 大豆[Glycine max (L.) Merr.]产量有了大幅度的提
高, 其中遗传改良使大豆产量每年增加 0.5%~1.0%[1-4]。
早在 1972年, Buttery等[5]用跨度 30年的新老大豆品种
研究表明, 由于遗传改良和品种选育, 产量随着育成年
代的增加而增加。Wilcox 等[6]通过对跨越 50 年不同熟
期的 10 个大豆品种比较研究表明, 新品种产量比老品
种增加了 25%。Ustun等[7]通过对跨越 30年的同一祖先
6个不同年代育成的大豆品种研究指出, 第 5代品种的
产量比亲本和第 1 代提高 16.6%。关于产量增加原因
第 6期 郑洪兵等: 吉林省大豆品种遗传改良过程中主要农艺性状的变化 1043


的报道较多, Frederick 等[8]研究指出主要由于新品种
具有较多的荚数和生物产量, 杨加银等[9]研究认为提
高粒茎比和收获指数是重要途径。Luedder[10]对跨跃
50 年的 21 个大豆品种的研究发现, 植株抗倒伏能力
增强使产量每年提高 1.0%。Morrison 等[11]对不同年
代大豆品种的研究表明, 遗传改良使大豆产量每年
增加 0.7%, 收获指数每年增加 0.47%。Jones 等[12]研
究表明, 叶面积和叶片功能持续期直接影响干物质
的积累和各器官的生育, 进而影响籽粒产量。杨秀红
等[13]对不同年代大豆根系的演变研究表明, 大豆品
种根系的演化向根重增加、根体积扩大、根表面积增
加和侧根长度增加的方向发展, 均与产量呈正相关。
Specht等[14]研究认为, 1924—1997年大豆产量每年增
加 22.6 kg hm−2, 但 1972—1997 年增长速度加快了
40%, 平均每年增加 31.42 kg hm−2, 其中 20世纪 70年
代后株型改良是大豆产量快速提高的一个重要原因。
在大豆遗传改良过程中, 改善株型是提高产量
的关键因素[15]。我们对大豆新老品种研究表明, 老
品种的冠层呈伞型而新品种的冠层呈宝塔型 [16]。
Voldeng等[17]在田间条件下对跨越 58年的 41个品种
株型特性研究也得到类似的结果。但由于农艺性状
指标较多, 还不能确切了解哪个指标是影响产量的
关键因素。本文旨在通过对农艺性状及产量构成因
素等 10余个指标的相关和通径分析, 探讨其与产量
的关系, 从中筛选关键性的农艺指标, 期望为大豆
的高产和高光效育种提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
选用吉林省 1923—2005 年间育成生产上主推
的 30个栽培大豆品种, 由吉林省农业科学院大豆研
究所品种资源室提供(表 1)。

表 1 试验材料名称、育成年代、成熟期、结荚习性及来源
Table 1 Name, year of release, maturity days, habits type, and origin of 30 soybean cultivars
品种
Cultivar
育成年代
Year of release
成熟期
Maturity(d)
结荚习性
Habit type
来源
Origin
黄宝珠 Huangbaozhu 1923 140 无限 Indeterminate 吉林省农业科学院 JAAS
满仓金 Mancangjin 1929 135 无限 Indeterminate 吉林省农业科学院 JAAS
元宝金 Yuanbaojin 1929 131 无限 Indeterminate 吉林省农业科学院 JAAS
金元 1号 Jinyuan 1 1941 133 无限 Indeterminate 吉林省农业科学院 JAAS
集体 5号 Jiti 5 1956 134 无限 Indeterminate 吉林省农业科学院 JAAS
吉林 1号 Jilin 1 1963 140 无限 Indeterminate 吉林省农业科学院 JAAS
吉林 5号 Jilin 5 1963 145 亚有限 Semi-determinate 吉林省农业科学院 JAAS
吉林 6号 Jilin 6 1963 140 亚有限 Semi-determinate 吉林省农业科学院 JAAS
吉林 8号 Jilin 8 1971 134 无限 Indeterminate 吉林省农业科学院 JAAS
吉林 9号 Jilin 9 1971 135 无限 Indeterminate 吉林省农业科学院 JAAS
吉林 16 Jilin 16 1978 142 无限 Indeterminate 吉林省农业科学院 JAAS
吉林 20 Jilin 20 1984 123 亚有限 Semi-determinate 吉林省农业科学院 JAAS
吉林 26 Jilin 26 1991 118 无限 Indeterminate 吉林省农业科学院 JAAS
吉农 4号 Jinong 4 1992 128 亚有限 Semi-determinate 吉林农业大学 JLAU
吉林 30 Jilin 30 1995 132 亚有限 Semi-determinate 吉林省农业科学院 JAAS
吉林 35 Jilin 35 1995 126 亚有限 Semi-determinate 吉林省农业科学院 JAAS
九农 21 Jiunong 21 1995 129 亚有限 Semi-determinate 吉林农业大学 JLAU
吉林 36 Jilin 36 1996 131 亚有限 Semi-determinate 吉林省农业科学院 JAAS
吉林 38 Jilin 38 1998 135 亚有限 Semi-determinate 吉林省农业科学院 JAAS
吉林 43 Jilin 43 1998 116 亚有限 Semi-determinate 吉林省农业科学院 JAAS
吉林 47 Jilin 47 1999 115 亚有限 Semi-determinate 吉林省农业科学院 JAAS
吉农 7号 Jinong 7 1999 129 亚有限 Semi-determinate 吉林农业大学 JLAU
吉林 45 Jilin 45 2000 128 亚有限 Semi-determinate 吉林省农业科学院 JAAS
吉林 55 Jilin 55 2001 119 亚有限 Semi-determinate 吉林省农业科学院 JAAS
吉林 58 Jilin 58 2001 115 亚有限 Semi-determinate 吉林省农业科学院 JAAS
吉农 11 Jinong 11 2002 133 亚有限 Semi-determinate 吉林农业大学 JLAU
吉农 12 Jinong 12 2002 130 亚有限 Semi-determinate 吉林农业大学 JLAU
吉育 66 Jiyu 66 2002 125 亚有限 Semi-determinate 吉林省农业科学院 JAAS
吉农 15 Jinong 15 2004 127 亚有限 Semi-determinate 吉林农业大学 JLAU
吉农 16 Jinong 16 2005 132 亚有限 Semi-determinate 吉林农业学校 JLAS
JAAS: Jilin Academy of Agricultural Sciences; JLAU: Jilin Agricultural University; JLAS: Jilin Agricultural School.
1044 作 物 学 报 第 34卷

1.2 方法
试验于 2005—2006年在长春(43.53˚N, 125.10˚E)
吉林农业大学试验田进行, ≥10℃的有效积温为 2
860℃, 年平均降雨量为 567 mm, 无霜期 140 d 左
右。试验地土壤为黑壤土。前茬作物是玉米, 每个
大豆品种种植 5行, 行距 0.65 m, 行长 5 m, 密度 20
万株 hm−2, 随机区组设计, 3 次重复。2005 年 4 月
28日和 2006年 4月 29日条播各品种, 于苗期(出苗
后两周)定苗, 正常田间管理, 分别在 2005年 9月 27
日和 2006年 10月 3日收获。
两年分别在 V4(苗期)、R2(盛花期)和 R4(盛荚期)
用 CI-203 叶面积仪测量单株的叶面积, 每个品种测
3 株全株叶面积 , 取平均值。叶面积指数采用
LI-2000型叶面积指数仪在田间直接测定, 仪器设定
每一处理重复 4次, 每处理测两点。从 R5 (鼓粒初期)
到 R6 (鼓粒盛期)调查倒伏指数(分为 5级)和分枝数,
主茎节数, 在 R8(成熟期)随机选取 10株用直尺测量
株高, 茎直径用游标卡尺测定。每个小区实收中间 3
行(9.75 m2)计产, 然后将其折算成 kg hm−2, 同时每
个小区随机选取 10 株考种, 计数单株荚数, 风干脱
粒, 计数单株粒数, 用电子天平测量百粒重。
1.3 数据统计分析
用唐启义开发的 DPS 数据处理系统分析数据,
使用作图软件 SigmaPlot作图。
2 结果与分析
2.1 不同年代育成大豆品种主要农艺性状间的
差异变化
表 2表明, 品种间种子产量差异显著; 百粒重、单
株荚数、单株粒数、株高、单株分枝数、倒伏指数、茎
直径、主茎节数、单株叶面积、叶面积指数、小叶面积、
单株复叶数和长宽比等农艺性状品种间也差异显著。
2.2 不同年代育成大豆品种产量及产量构成因
素的变化
对 2005—2006 年两年结果的平均值进行相关
分析表明 ,不同年代育成的大豆品种间产量差异显
著(表 2, 图 1-a)。根据回归方程计算, 产量从 1923
年的 1 197.80 kg hm−2增加到 2005年的 2 305.54 kg
hm−2, 增加了92.48%, 这是单株荚数(图1-b)和粒数(图
1-c)显著增加的结果, 82 年来它们分别增加了 62.11%
和 81.04%, 百粒重与育成年代呈正相关但不显著
(图 1-d, 表 2)。

图 1 产量(a)﹑单株荚数(b)﹑单株粒数(c)和百粒重(d)随品种育成年代的变化
Fig. 1 Changes of yield(a), number of pods(b), number of seeds(c), and 100-seed weight(d) with year of released cultivars
*和**分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。数据为 2005和 2006年平均值。
* and ** denote significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. The data are the mean of 2005 and 2006.
第 6期 郑洪兵等: 吉林省大豆品种遗传改良过程中主要农艺性状的变化 1045


表 2 不同年代育成大豆品种产量和主要农艺性状的平均值、变异系数、平均数的标准误和方差分析
Table 2 Mean, standard errors, and analysis of variance of yield and agronomic traits of 30 soybean cultivars
品种 Cultivar X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X14
黄宝珠 Huangbaozhu 1439.10 13.39 24.13 52.77 116.50 2.60 3.71 0.78 21.40 2407.35 3.58 69.860 12.50 1.32
满仓金 Mancangjin 1433.74 13.94 39.14 27.95 140.20 3.20 3.76 0.67 17.80 1696.88 4.02 58.580 10.50 1.34
元宝金 Yuanbaojin 1072.43 14.66 40.78 31.20 93.62 5.56 3.85 1.03 17.80 1266.72 3.88 52.985 10.50 1.72
金元 1号 Jinyuan 1 1092.95 16.73 57.62 33.43 129.45 4.25 4.05 1.11 20.50 2345.69 3.84 76.750 13.50 1.17
集体 5号 Jiti 5 1368.11 16.02 47.83 33.11 140.08 3.71 4.06 0.95 19.86 1544.54 3.88 47.285 11.50 1.62
吉林 1号 Jilin 1 1992.16 15.45 79.73 63.43 112.48 3.20 3.80 1.29 23.40 1159.37 2.14 38.405 12.50 2.11
吉林 5号 Jilin 5 1713.68 14.17 42.68 30.68 122.58 3.71 3.45 0.73 20.00 1563.89 3.26 45.150 13.50 1.91
吉林 6号 Jilin 6 1737.60 12.80 78.36 72.94 84.36 4.40 3.80 0.98 18.60 1576.16 4.52 47.275 13.50 2.14
吉林 8号 Jilin 8 1839.69 14.71 46.32 26.35 110.16 2.75 3.00 0.96 21.75 1621.88 3.23 54.305 11.00 2.36
吉林 9号 Jilin 9 1996.58 14.97 64.06 42.99 114.25 5.40 3.40 1.04 17.80 1969.12 4.86 70.355 9.50 1.36
吉林 16 Jilin 16 2008.12 14.37 51.05 34.63 116.66 3.00 3.20 1.18 21.80 1335.88 3.67 64.425 24.50 1.87
吉林 20 Jilin 20 2169.86 13.15 76.18 51.68 90.38 1.80 2.80 1.02 20.60 1582.85 3.57 38.685 14.00 1.94
吉林 26 Jilin 26 1848.37 14.96 65.59 44.31 104.82 1.60 2.40 1.10 21.40 1673.20 2.81 44.645 13.00 1.77
吉农 4号 Jinong 4 1881.62 13.31 38.20 30.07 98.62 0.85 1.80 0.89 19.00 1589.60 4.35 44.380 11.50 2.96
吉林 30 Jilin 30 2259.77 14.03 69.00 56.13 102.38 3.20 3.00 1.03 21.80 1833.84 4.34 53.060 13.50 2.00
吉林 35 Jilin 35 2205.13 13.33 62.80 40.65 101.62 1.42 2.30 1.13 18.60 1846.41 3.86 33.580 25.50 1.21
九农 21 Jiunong 21 2375.78 13.87 67.80 52.66 107.28 2.95 1.80 1.16 21.60 3588.44 5.54 15.400 36.00 1.91
吉林 36 Jilin 36 2408.75 13.40 71.43 61.33 104.09 4.00 2.20 1.01 19.00 2992.44 4.53 44.060 27.50 2.09
吉林 38 Jilin 38 2534.65 17.99 41.41 24.75 102.72 0.40 2.10 0.99 20.20 2059.11 4.42 49.520 15.50 2.08
吉林 43 Jilin 43 2421.35 15.27 50.52 86.35 86.98 0.72 1.56 0.90 20.08 2067.86 4.60 52.750 17.50 1.92
吉林 47 Jilin 47 2026.66 16.33 80.33 58.96 85.77 1.00 1.10 0.94 31.00 2449.87 4.38 45.845 19.50 1.49
吉农 7号 Jinong 7 2232.91 14.18 74.48 49.73 94.63 0.54 1.70 1.11 21.63 2210.25 4.09 58.520 16.50 1.48
吉林 45 Jilin 45 2201.12 18.48 44.32 80.12 105.38 0.00 2.40 1.02 20.60 2619.47 4.88 66.070 18.00 1.38
吉林 55 Jilin 55 1875.75 16.42 57.95 68.54 106.02 1.96 2.35 1.11 22.38 2281.55 4.10 48.305 22.00 2.23
吉林 58 Jilin 58 1932.83 12.24 52.60 59.07 89.48 1.60 2.23 0.91 28.00 2427.99 4.12 36.295 27.00 2.81
吉农 11 Jinong 11 2222.22 17.20 61.40 72.14 106.00 2.80 3.00 1.18 22.60 2195.59 4.45 79.460 16.00 2.79
吉农 12 Jinong 12 1952.14 15.12 61.00 44.18 109.20 0.60 2.70 1.87 20.40 1679.63 3.94 47.730 19.50 1.60
吉育 66 Jiyu 66 2252.13 16.04 52.60 75.36 109.20 2.40 4.00 1.78 28.00 3319.23 5.55 29.240 32.00 3.20
吉农 15 Jinong 15 2548.72 16.62 104.36 69.36 94.40 0.40 1.40 1.56 26.00 1756.05 5.62 39.990 19.50 1.60
吉农 16 Jinong 16 2429.49 17.27 82.80 46.31 82.00 3.60 2.65 1.15 20.20 1939.62 5.33 38.940 22.00 1.78
Mean 1982.44 15.01 59.54 50.70 105.37 2.45 2.78 1.08 21.46 2020.01 4.17 49.720 17.63 1.90
CV(%) 19.97 10.70 28.76 34.62 14.06 61.98 31.32 24.12 14.61 28.52 18.85 28.380 38.52 27.26
SE 6.83 0.08 0.22 0.25 0.60 0.01 0.02 0.01 0.12 25.72 0.10 0.090 0.26 0.01
LSD0.05 19.33 0.23 0.63 0.70 1.70 0.05 0.07 0.04 0.35 72.77 0.29 0.260 0.74 0.03
LSD0.01 25.72 0.30 0.84 0.94 2.27 0.06 0.09 0.05 0.46 96.78 0.38 0.350 0.99 0.04
X1: 产量; X2: 百粒重; X3: 单株荚数; X4: 单株粒数; X5: 株高; X6: 单株分枝数; X7: 倒伏指数; X8: 茎直径; X9: 主茎节数; X10: 单
株叶面积; X11: 叶面积指数; X12: 小叶面积; X13: 单株复叶数; X14: 长宽比。*和**分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。
X1: yield; X2: 100-seeds weight; X3: number of pods; X4: number of seeds; X5: plant height; X6: number of branches; X7: lodging index;
X8: stem diameter; X9: number of main stem nodes; X10: leaf area per plant; X11: leaf area index; X12: leaflet area; X13: number of leaf; X14:
length/width. * and ** denote significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.

2.3 不同年代育成大豆品种植株生长特性的变化
株高(图 2-a)、分枝数(图 2-b)和倒伏指数(图 2-c)
随育成年代的增加而降低 , 呈显著负相关(P<0.01),
根据线性回归方程计算, 82年来分别降低了 21.55%、
65.61%和 49.98%(表 3)。从表 3可以看出, 2005年和
2006年均达极显著水平(P<0.01)。主茎直径(图 2-d)随
着品种育成年代而显著增加(P<0.05), 82 年来增加了
47.65%。
1046 作 物 学 报 第 34卷


图 2 株高(a)﹑分枝数(b)﹑倒伏指数(c)和茎直径(d)随品种育成年代的变化
Fig. 2 Changes of plant height(a), number of branches(b), lodging index(c), and stem diameter(d) with years of released cultivars
*和**分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。数据为 2005和 2006年平均值。
* and ** denote significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. The data are the mean of 2005 and 2006.

表 3 30个大豆品种随育成年代演替某些农艺性状的回归方程,相关系数及(平均每年)增长的百分率
Table 3 The regression equation, correlation coefficient, and increased percentage of 30 soybean cultivars with years of released
回归方程
Regression equation

相关系数
Correlation
coefficient

82年增长的百分率
Increased percentage within 82
years

特征
Trait
2005 2006 2005 2006 2005 2006
产量 Yield (kg) 13.5330x−24852 13.8440x−25007 0.80** 0.83** 94.34(1.10) 94.62(1.15)
单株荚数 Number of pods 0.3119x−558.22 0.3138x−562.23 0.46* 0.45* 62.44(0.76) 61.53(0.75)
单株粒数 Number of seeds 0.3004x−544.26 0.3365x−616.24 0.42* 0.48** 73.73(0.89) 89.44(1.09)
百粒重 100-seed weight(g) 0.0096x−3.8068 0.0238x−32.1440 0.15 0.34 5.37(0.06) 14.32(0.17)
株高 Plant height(cm) −0.3324x+763.51 −0.3221x+743.80 −0.59** −0.49** −21.92(−0.26) −21.23(−0.25)
茎直径 Stem diameter(mm) 0.0054x−9.6431 0.0038x−6.4654 0.42* 0.44* 59.74(0.72) 37.00(0.45)
倒伏指数 Lodging index −0.0248x+51.875 −0.0259x+54.147 −0.72** −0.71** −48.59(−0.59) −48.92(−0.59)
单株分枝数 Number of branches −0.0374x+76.573 −0.0362x+74.156 −0.59** −0.61** −65.91(−0.80) −65.33(−0.79)
主茎节数 Number of nodes 0.0472x−72.093 0.0552x−87.929 0.36* 0.44* 20.72(0.25) 24.84(0.30)
单株叶面积 Leaf area per plant (cm2) 8.3252x−14473 10.4280x−18591 0.37* 0.45* 44.43(0.54) 58.48(0.71)
小叶面积 Leaflet area(cm2) −0.2135x+472.83 −0.2044x+544.63 −0.38* −0.36* −28.11(−0.34) −11.05(−0.13)
叶面积指数 LAI 0.0227x−40.584 0.0246x−44.078 0.50** 0.55* 60.66(0.73) 62.49(0.76)
单株复叶数 Number of leaves 0.1737x−325.92 0.1410x−262.38 0.65** 0.49** 175.73(2.14) 131.94(1.60)
长宽比 Length/width 0.0066x−11.183 0.0090x−16.030 0.31 0.43* 35.86(0.43) 57.79(0.70)
*和**分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。
* and ** denote significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.
第 6期 郑洪兵等: 吉林省大豆品种遗传改良过程中主要农艺性状的变化 1047


2.4 不同年代育成大豆品种叶形态特征与叶面
积的变化
对不同年代育成大豆品种 V4期、R2期和 R4期
大豆叶片性状指标的平均值研究表明(图 3): 单株叶
面积(图 3-a), 叶面积指数(图 3-b)和叶片数目(图 3-c)
从 20 世纪 70 年代以后增加的速度较快, 达到显著
水平, 这可能是 70 年代以后株型改良的结果; 长宽
比(图 3-d)也随育成年代而增加并达显著水平(P﹤0.05),
根据线性回归方程计算 82年来分别增加了 45.92%(表
3), 而小叶面积(图 3-e)与品种的育成年代呈极显著
负相关(P﹤0.01), 随育成年代增加而降低, 82 年来
降低了 27.06%。从图 3-f 可以看出, 主茎节数与育
成年代呈正相关, 说明在遗传改良过程中叶片数目
增多与节数的增加有密切的关系。

图 3 单株叶面积(a)﹑叶面积指数(b)﹑单株叶片数(c)﹑长宽比(d)﹑小叶面积(e)和主茎节数(f)随育成年代的变化
Fig. 3 Changes of leaf area per plant(a), leaf area index(b), number of leaves (c), length/width(d), leaflet area(e), and number of
nodes(f) with years of released cultivars
*和**分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。数据为 2005年和 2006年平均值。
* and ** denote significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. The data are the mean of 2005 and 2006.


1048 作 物 学 报 第 34卷

2.5 不同年代育成大豆品种产量与主要农艺性
状的关系
相关分析表明(表 4), 产量与单株荚数、单株粒数、
茎直径、主茎节数、单株叶面积、叶面积指数和单株叶
片数目均呈显著正相关(P<0.05), 与百粒重呈正相关但
不显著; 产量与株高、倒伏指数、单株分枝数和小叶面
积呈显著负相关。百粒重增加的同时, 单株荚数和粒数
也在增加; 倒伏指数与株高呈显著正相关; 主茎节数和
主茎直径随着分枝数的减少而增加。主要农艺性状对产
量的通径分析表明(表 5), 单株荚数(0.4856)和单株粒数
(0.4170)对于产量的提高产生的直接效应较大, 说明增
加单株荚数和单株粒数对于提高产量有重要意义。

表 4 30个大豆品种的主要农艺性状间的相关系数
Table 4 Correlation coefficient among main agronomic traits in 30 soybean cultivars
X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13
X2 0.19
X3 0.49** 0.08
X4 0.46** 0.17 0.39*
X5 −0.52** 0.07 −0.47** −0.45*
X6 −0.51** −0.22 −0.06 −0.26 0.32
X7 −0.66** −0.07 −0.35 −0.25 0.59** 0.71**
X8 0.33 0.30 0.43* 0.28 −0.12 −0.21 −0.02
X9 0.26 0.18 0.31 0.41* −0.27 　0.38* −0.38* 0.32
X10 0.34 0.12 0.01 0.42* −0.07 −0.15 −0.15 0.15 0.35
X11 0.49** 0.27 0.24 0.38* −0.31 −0.11 −0.11 0.27 0.15 0.60**
X12 −0.37* 0.27 −0.34 −0.09 0.32 0.17 0.17 −0.26 −0.26 −0.21 −0.18
X13 0.52** −0.04 0.23 0.36* −0.24 −0.21 −0.21 0.42* 0.42* 0.70** 0.50** −0.57**
X14 0.25 −0.11 −0.09 0.23 −0.25 −0.06 −0.06 0.17 0.17 0.16 0.12 −0.30 0.26
X1: 产量; X2: 百粒重; X3: 单株荚数; X4: 单株粒数; X5: 株高; X6: 单株分枝数; X7: 倒伏指数; X8: 茎直径; X9: 主茎节数; X10: 单
株叶面积; X11: 叶面积指数; X12: 小叶面积; X13: 单株复叶数; X14: 长宽比。*和**分别表示在 0.05和 0.01水平上差异显著。
X1: yield; X2: 100-seed weight; X3: number of pods; X4: number of seeds; X5: plant height; X6: number of branches; X7: lodging index; X8:
stem diameter; X9: number of main stem nodes; X10: leaf area per plant; X11: leaf area index; X12: leaflet area; X13: number of leaves; X14:
length/width. * and ** denote significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.

表 5 30个大豆品种主要农艺性状对产量的通径分析
Table 5 Path-coefficient analysis of main agronomic traits and yield in 30 soybean cultivars
→X1 →X2 →X3 →X4 →X5 →X6 →X7 →X8 →X9 →X10 →X11 →X12 →X13
X1 0.1566 0.0411 0.0070 −0.0004 0.0839 0.0099 −0.0378 −0.0615 −0.0000 0.0258 0.0162 −0.0139 −0.0344
X2 0.0133 0.4856 0.0161 0.0025 0.0236 0.0518 −0.0545 −0.1063 −0.0000 0.0236 −0.0200 0.0830 −0.0278
X3 0.0262 0.1881 0. 4170 0.0024 0.1016 0.0372 −0.0364 −0.1383 −0.0001 0.0369 −0.0054 0.1291 0.0739
X4 0.0115 −0.2274 −0.0187 −0.0054 −0.1228 −0.0876 0.0149 0.0910 0.0000 −0.0304 0.0191 −0.0852 −0.0783
X5 −0.0340 −0.0297 −0.0110 −0.0017 −0.3864 −0.1055 0.0274 0.1279 0.0000 −0.0108 0.0104 −0.0756 −0.0205
X6 −0.0105 −0.1699 −0.0105 −0.0032 −0.2754 −0.1480 0.0031 0.1059 0.0001 −0.0326 0.0182 −0.1293 −0.0076
X7 0.0462 0.2066 0.0118 0.0006 0.0827 0.0036 −0.1280 −0.1098 −0.0000 0.0264 −0.0154 0.1496 0.0537
X8 0.0284 0.1521 0.0170 0.0014 0.1457 0.0462 −0.0414 −0.3392 −0.0001 0.0149 −0.0156 0.1468 0.1053
X9 0.0188 0.0036 0.0175 0.0004 0.0561 0.0413 −0.0190 −0.1201 −0.0003 0.0580 −0.0124 0.2500 0.0500
X10 0.0417 0.1183 0.0159 0.0017 0.0431 0.0498 −0.0348 −0.0523 −0.0002 0.0970 −0.0108 0.1790 0.0378
X11 0.0426 −0.1634 −0.0038 −0.0017 −0.0674 −0.0452 0.0331 0.0890 0.0001 −0.0176 0.0595 −0.2019 −0.0936
X12 −0.0061 0.1136 0.0152 0.0013 0.0824 0.0539 −0.0540 −0.1404 −0.0002 0.0489 −0.0339 0.3547 0.0833
X13 −0.0170 −0.0425 0.0097 0.0013 0.0250 0.0036 −0.0217 −0.1127 −0.0000 0.0116 −0.0176 0.0931 0.3172
X1: 产量; X2: 百粒重; X3: 单株荚数; X4: 单株粒数; X5: 株高; X6: 单株分枝数; X7: 倒伏指数; X8: 茎直径; X9: 主茎节数; X10: 单
株叶面积; X11: 叶面积指数; X12: 小叶面积; X13: 单株复叶数; X14: 长宽比。表中对角线上数据为直接通径系数。
X1: yield; X2: 100-seed weight; X3: number of pods; X4: number of seeds; X5: plant height; X6: number of branches; X7: lodging index; X8:
stem diameter; X9: number of main stem nodes; X10: leaf area per plant; X11: leaf area index; X12: leaflet area; X13: number of leaves; X14:
length/width. The diagonal line is the direct path-coefficient.
第 6期 郑洪兵等: 吉林省大豆品种遗传改良过程中主要农艺性状的变化 1049


3 讨论
许多研究表明, 由于遗传改良大豆产量每年增
加 0.5%~1.0%[18-20], 且持续增加[11]。我们对产量的
研究结果表明, 产量平均每年增加 1.12%, 增长趋
势与前人研究基本一致。产量受单株荚粒数目的影
响[5], Morrison 等[18]研究表明单株荚数和单株粒数
与产量呈显著正相关而与百粒重呈正相关但不显
著。Egli 等[21]也发现, 产量与单株的粒数相关而与
粒重不相关。Boerma等[22]认为产量的增加与荚数的
增加有关。本研究也表明, 产量与单株荚数和粒数
呈显著正相关(r=0.46**, r=0.43*), 而与百粒重相关
不显著(表 4), 从表 3 中可以看出, 单株荚数和单株
粒数平均每年增长的百分率均大于百粒重; 通径分
析表明单株荚数(0.4856)和单株粒数(0.4170)对于产
量提高产生的直接效应较大(表 5), 这说明在大豆遗
传改良过程中单株荚数和粒数比粒重对产量的提高
贡献更大。
国内外学者研究表明, 由遗传改良获得的优良
株型对产量的提高贡献最大[22-25]。建立良好的株型
是大豆品种改良的重要方向[21]。Voldening等[17]研究
表明, 随着品种选育和株型改良, 大豆株高随着育
成年代的增加而降低 , 茎直径呈逐年增加的趋势 ,
抗倒伏能力明显增强, 并且株高与倒伏指数呈线性
显著正相关。崔章林等[3]分析了中国 1923—2005年
育成的 651 个大豆品种的性状演变特点, 也指出新
品种在抗倒伏性, 丰产性等方面得到不断改良。本
文研究进一步表明, 育种工作者在提高产量的同时
也使株型发生了明显的变化, 叶片向狭长小叶趋势
变化而且单株叶片数目随年代而增加, 利于冠层内
通风透光, 株高降低, 节间缩短, 节数增加, 分枝数
减少, 抗倒伏性增强。株高与产量呈显著负相关(r =
− 0.50**), 82 年来降低了 21.55%(表 3), 但株高的降
低是有一定限度的。王金陵[15]研究认为 90年代以后
高产株型的株高应该控制在 80~90 cm。我们也认为,
大豆株高以保持在 80 cm左右为宜。
4 结论
大豆品种产量在遗传改良过程中, 单株荚数和
单株粒数的贡献最大, 可以作为大豆产量改良的关
键指标, 同时, 主茎直径增加和主茎分枝数目减少,
大豆植株的抗倒伏能力增强 ; 单株叶片数目增加 ,
叶型改良, 提高源器官的光合生产能力; 单株荚数
和单株粒数增加, 使库容量增大。所以, 提高抗倒伏
能力和扩源增库应成为未来大豆育种工作的主攻
方向。
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