绿豆(Vigna radiate)是豇豆属(Vigna)亚洲豇豆亚属(Ceratotropis)的主要栽培豆种,在我国具有悠久的栽培历史,也是我国传统的出口农产品,在农业生产和人民生活中具有独特的作用。绿豆富含蛋白质、维生素、矿质元素等营养物质,且具有药用价值,是广受欢迎的医食两用作物。吉林省是我国绿豆主产省份之一,以白城市(洮南、通榆、镇赉)和松原市(前郭、乾安、长岭)等干旱盐碱地区种植面积最大。近年来,随着国家对绿豆等食用豆类科研资助力度的不断加强,吉林省绿豆育种单位选育了一批优良品种,并在生产中发挥着积极作用。为进一步明确吉林省绿豆育种新目标,研究了吉林省绿豆品种农艺性状遗传多样性,开展了吉林省近年来育成绿豆品种重要农艺性状的变化研究,以大面积推广的“吉绿3号”为研究对象开展了绿豆不同种植密度效应研究,分析了盛花期、结荚盛期及鼓粒盛期高、中、低产绿豆品种各器官干物质积累及部分光合性能的变化,为吉林省绿豆高产育种和指导栽培实践提供了理论依据。同时,开展了绿豆抗旱性早期鉴定方法研究,为开展绿豆抗旱育种奠定了基础。主要研究结果和结论如下：1、对吉林省21个绿豆品种的16个形态性状进行了分析,结果表明所有绿豆品种的生长习性、荚色、粒色无多样性,生长习性均为半蔓生,荚色均为褐色,粒色均为绿色。单株产量的多样性指数最高为1.520,荚形的多样性指数最低为0.736。应适当选育直立生长习性的绿豆品种,以满足机械化收获的需要。仅有2个绿豆品种的百粒重超过6.8g,因此还应加大对大粒型绿豆品种的选育。吉林省绿豆品种亲缘关系较近,从目前吉林省育成绿豆品种的亲本来看,以大鹦哥绿系列为主,群体遗传基础狭窄,应拓展亲本来源,改善群体结构。2、依据吸水后24h的发芽率对25个绿豆种质材料进行抗旱性分级,继而在萌发期、营养生长期和生殖生长期进行盆栽控水试验,根据抗旱等级验证绿豆植株的抗旱性。结果表明,绿豆品种间抗旱性存在显著差异。种子吸水量与抗旱性无关,幼苗侧根数、幼苗主根长度与抗旱性达到极显著正相关,根干重与抗旱性达到显著正相关。对萌发后幼苗供水24h后,随即停水24h,反复干旱处理,抗旱品种存活率显著高于普通品种。在营养生长期对盆栽植株进行暂时萎蔫(土壤含水量为9%-11%)的水分胁迫处理,发现停水后普通品种叶片首先发生萎蔫,且株高、茎直径及叶面积下降的程度均高于抗旱品种。水分胁迫下,抗旱品种株高、茎直径和叶片面积均显著高于普通品种,其中茎直径和叶片面积达到极显著差异水平。在结荚期暂时萎蔫的水分胁迫下,抗旱品种根的生物量和分枝的生物量显著高于普通品种。鼓粒期普通品种发生永久萎蔫、植株死亡,而抗旱品种仍能保持生长能力。因此,绿豆种子24h发芽率可作为绿豆品种抗旱性的鉴定和筛选方法,鼓粒期绿豆对水分胁迫最敏感。3、以吉林省1986年至2011年育成的23个绿豆品种为试验材料,研究了绿豆产量及与产量相关农艺性状的变化。结果表明,吉林省绿豆产量从1986年到2011年间的品种改良过程中提高了22.99%,单株荚数、单荚粒数和单株产量都显著增加,说明随着育成年代的推进,新育成绿豆品种的库容在扩大。单株荚数、单荚粒数、单株产量、荚长与产量呈显著正相关,其中单株荚数与产量呈极显著正相关,表明单株荚数是决定产量的主要因素,因此吉林省绿豆品种改良过程中库容的扩大是产量增加的主要原因。叶片长与叶片宽随育成年代的推移变化不显著,但叶片宽与产量呈显著正相关。株高、主茎节数和分枝数随育成年代的推移而显著降低,其中主茎节数呈极显著相关,且株高和主茎节数与产量呈显著负相关,分枝数与产量呈不显著正相关。上述结果表明,吉林省绿豆品种在遗传改良过程中,叶片长和叶片宽没有发生明显的变化,但叶片宽度的增加有利于产量的提高,即吉林省绿豆品种的“源”没有明显变化。因此,吉林省绿豆高产育种目标应放在增“源”扩“库”上,在适当增加百粒重的基础上,选择荚多、荚长的新品种,同时注重株型的改善。4、为明确种植密度对绿豆产量等性状的影响,于2007年和2008年分别设置5个密度水平(10.5万株/公顷、11.8万株/公顷、13.8万株/公顷、16.7万株/公顷、20万株/公顷),在吉林省农业科学院作物育种研究所试验田进行田间试验。结果表明,株高、主茎节数、产量性状在两年内不同密度条件下均无显著性差异,百粒重在2007年不同密度条件下达到了极显著差异,但在2008年差异不显著。分枝数、单株荚数和单株产量在两年内都达到了显著或极显著差异。2007年在16.7万株/公顷密度条件下产量达到最大值,2008年在13.8万株/公顷密度条件下产量达到最大值,说明吉绿3号在中、高密度条件下产量较高。通径分析表明,在不同密度条件下,对产量影响较大的直接作用因子不同,应根据绿豆品种自身性状特点选取合适种植密度范围,达到绿豆高产目标。5、探讨了高产、中产及低产绿豆品种在开花盛期、结荚盛期、鼓粒盛期部分光合性能及各器官干物质的变化及与产量的关系。结果表明,(1)高、中产绿豆品种光合速率在结荚盛期有所下降,在鼓粒盛期有所上升,而低产品种在鼓粒盛期有所下降,降幅为6.93%。在盛花期、结荚盛期高、中、低产品种光合速率的差异不明显,而鼓粒盛期高、中产品种的光合速率分别极显著、显著高于低产品种。因此,绿豆品种间光合速率的差异主要存在于生育后期,说明高产绿豆品种在生育后期仍能保持较高的光合速率。盛花期、鼓粒盛期光合速率与产量分别呈极显著、显著正相关,而在结荚盛期光合速率与产量呈不显著正相关。在生产上应选育叶片衰老较慢、光合速率较高的绿豆品种,并采用外源物质,结合水肥管理等有效调控措施延缓叶片衰老和维持高光合性能,以提高籽粒产量。(2)不同产量绿豆品种总干物质的积累在3个生育时期均呈现先升高后略有下降的变化趋势。结荚盛期,根干重大幅度降低(降幅范围为50%-54%),茎干重大幅度增加(增幅范围为75%-107%),叶片干重有所增加(增幅范围为18%-30%)。鼓粒盛期,茎干重与叶片干重有较大幅度的降低(降幅分别为31%-41%,4%-28%),荚干重有较大幅度的增加(增幅为36%-47%)。上述结果表明,绿豆植株干物质在各器官的分配比例是随生长中心的转变而变化的。鼓粒盛期,高产品种荚干重增加46.92%,中、低产品种分别增加36.48%、38.35%,说明高产品种在籽粒生产部位光合产物的积累速率远大于中、低产品种；(3)相关分析与通径分析表明,在盛花期,茎干重对绿豆产量有着密切的直接和间接正向效应(直接通径系数P=0.61781,相关系数r=0.734),叶柄干重对产量的直接和间接负效应较大(直接通径系数P=-0.35515)。在结荚盛期,叶片干重对绿豆产量有着直接和间接正向效应(直接通径系数P=0.41421,相关系数r=0.371),茎干重对产量的直接和间接负效应较大(直接通径系数P=-0.15817)。在鼓粒盛期,荚干重对绿豆产量有着密切的直接和间接正向效应(直接通径系数P=0.31494,相关系数r=0.518),叶柄干重对产量的直接负效应较大(直接通径系数P=-0.12406)。因此,绿豆籽粒产量的形成过程实际上是植株干物质积累与分配的过程,在一定时间内分配到生殖器官籽粒中的干物质越多,产量就越高。绿豆开花期、结荚期、鼓粒期是籽粒产量形成的关键时期,但由于茎、叶、叶柄、花荚之间存在着激烈的竞争,因此协调好源库关系,促进干物质向库器官分配是提高产量的关键。