杂交大豆高产的根系特性及其生理基础

杂交大豆被认为是大幅度提高大豆产量最有希望的途径之一。吉林省农科院的研究使其取得了突破性进展，现已育成5个杂交大豆品种，10余个品系参加区域试验。近些年的高产示范研究表明，杂交大豆比筛选的常规高产大豆增产10％以上。本课题对选育的杂交大豆研究发现，根系干重、植株生物量、产量及产量构成优势显著。说明，杂交大豆源、库、流特性发生显著变化。因此，本研究采用盆栽与田间试验及室内分析相结合的方法，通过对杂交大豆和常规大豆不同时期根系干重、总长、体积、表面积及根系活力，叶片的叶绿素含量、光合及相关指标，群体叶面积指数、消光系数、干物质积累、器官平衡等发育动态，不同器官氮、磷、钾元素积累和分配，产量及产量构成等源、库、流的特性进行比较。明确杂交大豆增产机制，指导今后大豆株型改良，同时分析杂交大豆生理特性，为大豆杂种优势利用与株型育种相结合提供理论基础。

杂交大豆是提高大豆单产的有效途径。本项目以吉林省审定的杂交豆1号、杂交豆2号两个杂交大豆品种和同熟期常规品种吉育72和吉林30为材料，旨在探讨杂交大豆高产源库特征。. 本研究表明，杂交大豆比对照品种分别增产10%以上。杂交大豆R6期以后叶片叶绿素含量，R2~R7期光合速率和R2~R4期叶面积指数均显著高于常规品种，叶片气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率均表现相同正向优势，杂交豆1号和杂交豆2号最大叶面积指数分别为8.09和8.30，远高于常规大豆最大适宜叶面积指数，且生育后期叶面积指数没有陡然下降。杂交大豆R2~R7期根系干重、体积和根系活力均显著高于常规大豆品种，具有生殖生长前期发育快，后期根系衰老速度慢，根瘤活跃期根瘤数量多，深层次根量大的特点。杂交大豆品种R2~R7期生物产量均显著或极显著高于常规品种，生物产量平均积累速度和最大积累速度分别比常规品种高0.06 g•d-1和0.2 g•d-1，干物质积累速率加快时间和积累速率开始减缓的时间分别比常规品种提前3.09 d和5.85d，干物质积累早发优势显著。杂交大豆百粒重、主茎荚、粒重与常规大豆差异不显著，但分枝荚、粒重极显著增加。而杂交大豆R7期籽粒占生物产量比例和粒茎比与常规品种差异不显著。说明，杂交大豆强大的冠层生理和根系机能优势是其高产的生物学基础。. 依据冠层生理的研究，杂交大豆机能优势显著，导致地上干物质积累较快，叶面积指数快速增加，为明确是否存在冠层郁闭问题，通过化控剂的使用，分析了化控对杂交大豆产量和生理调控效果。结果表明，化控调节剂叶面喷施对杂交大豆有显著增产效果。化控剂主要通过均衡杂交大豆生殖生长前期冠层发育，减少冠层郁弊性，并降低株高，缩短节间，增加茎粗，提高抗倒能力，最终进一步提高了杂交大豆产量潜力。