大豆品种产量遗传改良的评价,将有助于未来产量潜力的进一步提高,为了更加准确地找出我国大豆育种与美国的差距,本研究以祖先亲本相同（均来自Williams和Amsoy）,分别在中国辽宁省和美国俄亥俄州（相同纬度）育种程序下育成的代表性大豆[Glycine max（L.）Merr.]品种为试材。通过2012年、2013年的盆栽试验和2011、2013、2014年的大田试验,比较研究了中国辽宁省和美国俄亥俄州不同年代育成大豆品种根系的形态和生理,植株冠层结构与叶片生理,干物质积累与分配,产量性状和品质,以及品种对磷酸二铵施用量的响应。旨在明确大豆在产量提高的同时,品种根系形态和活力,物质生产与分配,以及主要农艺性状的演变趋势,试图为我国未来大豆育种提供借鉴依据。结果如下:1.不同年代育成大豆品种根系形态性状和生理指标的比较随着大豆品种产量的提高,俄亥俄品种和辽宁品种的根系总长度、根系总表面积、根体积、根毛数量、根系伤流量、根系可溶性蛋白质含量、根系活力、根系活跃表面积、根干重和根冠比的改良趋势一致,均随产量的升高呈递增趋势,特别是在鼓粒中期和鼓粒末期,根系形态和活力等指标随育成年代的增加幅度较大。相同年代的品种相比,俄亥俄品种的根系总长度、根系总表面积、根毛数量、根系伤流量、根系可溶性蛋白质和可溶性糖含量、根系活力和根系活跃表面积的改良程度大于辽宁品种。中等施肥（150 mg·kg-1）条件下,根系总长度、根系总表面积、根体积、根毛数量、根瘤数量、根系可溶性蛋白质含量、根系可溶性糖含量、根系伤流量、根系活力、根系活跃表面积和根干重均得到显著增加,降低了根平均直径和根冠比。高肥（300 mg·kg-1）较中肥（150 mg·kg-1）处理,俄亥俄中期品种、辽宁中期品种和辽宁当代品种的根系总长度、根体积、根毛数量、根系可溶性蛋白质含量和根干重显著下降,而俄亥俄当代品种无显著差异;俄亥俄品种的根系可溶性糖含量和根系活力显著增加,而辽宁品种无显著差异。2.不同年代育成大豆品种植株冠层形态性状和叶片生理指标的比较随着大豆品种产量的提高,俄亥俄品种和辽宁品种的株高、植株重量平衡点均呈下降趋势。俄亥俄品种叶型指数随育成年代的推进呈递增趋势,其叶柄长度、茎叶夹角和茎粗呈下降趋势,然而辽宁品种这些性状的改良趋势与俄亥俄品种相反。经过相关分析表明,植株的重量平衡点与倒伏指数呈极显著正相关。中等施肥水平(150 kg·hm^-2)条件下,辽宁品种的茎叶夹角较不施肥(0kg·hm^-2)处理显著增加,而俄亥俄品种无显著差异。高肥(300 kg·hm^-2)条件下,俄亥俄品种的茎粗较中肥处理显著增加,而辽宁品种差异未达显著水平。随着大豆品种产量的提高,俄亥俄品种和辽宁品种的叶面积指数、叶色值和叶片净光合速率均呈增加趋势,尤其在鼓粒中期和鼓粒末期其增幅较大。相同年代的品种相比,俄亥俄品种的叶面积指数、叶色值和净光合速率的改良程度大于辽宁品种。俄亥俄品种不同冠层叶片的叶色值随育成年代的推进均呈递增趋势,而辽宁品种仅下层叶片的叶色值增加。与中肥(150 kg·hm^-2)处理相比,共同亲本和辽宁中期品种的叶面积指数在高肥(300kg·hm^-2)条件下显著下降,而俄亥俄品种和辽宁当代品种无显著变化;俄亥俄当代品种叶色值增加,而辽宁当代品种显著下降。3.不同年代育成大豆品种干物质积累与分配的比较俄亥俄品种和辽宁品种的单株生物量随产量的提高均呈增加趋势,尤其在鼓粒中期和鼓粒末期。将大豆不同器官的干物质积累动态进行Logistic曲线模拟,结果表明:随着大豆品种产量的提高,俄亥俄品种和辽宁品种茎秆、籽粒和单株生物量的最大积累速率呈增加趋势,且茎秆、叶片和单株生物量的最大积累速率出现时间在不断提前。相同年代的品种相比,俄亥俄品种叶片和单株生物量最大积累速率,以及叶片、籽粒和单株生物量的平均积累速率均显著大于辽宁品种。随着大豆品种产量的增加,俄亥俄品种和辽宁品种干物质在籽粒中的分配率呈递增趋势;苗期至开花期干物质在叶片中分配率呈下降趋势,而鼓粒末期在叶片中的分配率不断增加。俄亥俄品种干物质在茎秆中分配率随育成年代呈增加趋势,在荚皮中的分配率呈下降趋势,而辽宁品种的改良趋势与之相反。施用适量的磷酸二铵会显著增加植株的最大干物质积累速率、生物积累量,以及干物质在茎秆中的分配率,而降低干物质在荚皮中的分配率。与中等施肥水平(150kg·hm^-2)相比,高肥(300kg·hm^-2)处理下俄亥俄品种的生物积累量保持稳定,而辽宁品种显著下降;高肥(300kg·hm^-2)条件下,辽宁当代品种干物质在荚皮和籽粒中的分配率较低肥(0kg·hm^-2)处理显著降低,而俄亥俄当代品种无显著差异。4.不同年代育成大豆品种主要农艺性状、产量及品质的比较随着大豆品种产量的提高,俄亥俄品种和辽宁品种的株高降低、节间长度缩短、倒伏指数下降、收获指数增加;俄亥俄品种的分枝数和结荚高度升高,而辽宁品种则下降。单株粒数的改良是俄亥俄品种产量增加的主要原因;而辽宁品种增产的主要原因是百粒重的增加。在品种选育进程中,俄亥俄品种的籽粒蛋白质含量下降,脂肪含量升高;辽宁品种的蛋白质含量增加,脂肪含量无显著变化。与相同年代育成的辽宁品种相比,俄亥俄品种株高矮,节间长度短,抗倒伏能力强;单株荚数、单株粒数、收获指数以及产量明显增加;蛋白质含量极显著降低,而脂肪含量极显著升高。随着施肥水平的增加,俄亥俄品种的株高、节间长度和倒伏指数无显著变化,而辽宁品种的增幅较大。俄亥俄品种的籽粒产量随施肥水平的增加而增加,辽宁品种则在中肥(150 kg·hm^-2)条件下表现最佳。通径分析表明,大豆籽粒产量与株高、节间长度和倒伏指数呈极显著负相关;与单株荚数、单株粒数和收获指数呈极显著正相关,其中株高、单株荚数、单株粒数和收获指数对产量的直接作用较大;在产量构成因素中,单株荚数对产量的贡献率最高。5.现阶段我国大豆品种遗传改良的策略综合上述的比较研究结果,为了缩短我国大豆育种与美国的差距,今后我国大豆育种的遗传改良重点应该注意以下方面:一方面要注重株高、节间长度和抗倒伏能力的改良,另一方面要注意单株荚数、百粒重和收获指数的选择,最终实现品种产量潜力的提高。