关于不同年代大豆品种农艺性状和生理性状变化的研究已有许多报道,近几年也开展了不同年代大豆品种根系伤流液重量和部分物质含量的变化及其与光合和产量关系的研究,但是关于不同年代大豆品种根伤流液中矿质元素和内源激素含量变化的研究尚未见报道,根系伤流液中矿质元素(Ca2+、K+和Na+)和内源激素(ZT和ABA)与产量、植株生物量、光合作用及根系活力的关系仍不十分清楚。本研究通过对吉林省1923年-2009年育成的主推大豆品种的根系伤流液中矿质元素和内源激素的演化特征,并通过分析根系伤流液中矿质元素和内源激素与产量、植株生物量、叶片净光合速率及根系活力的关系,试图阐明吉林省大豆遗传改良过程中根系伤流液中矿质元素和内源激素的演化规律,并揭示根系伤流液中矿质元素和内源激素对产量、植株生物量、光合作用及根系活力的营养和调控作用,为吉林省大豆品种改良提供可参考的理论依据。在2012年和2013年,选择1923年至2009年间吉林省育成的30个大豆品种进行研究,在盛花期(R2期)、结荚盛期(R4期)、鼓粒盛期(R6期)和成熟期(R7期),测定不同年代育成大豆品种根系伤流液中矿质元素(Ca2+、K+和Na+)和内源激素(ZT和ABA)的含量,同时测定了产量、叶片净光合速率、植株生物量和根系活力等指标,并进一步分析其之间的关系,研究结果表明:1、随着大豆品种的遗传改良和产量提高,4个生育时期大豆品种根系伤流液中钙离子含量均呈增加趋势,在R4期,根系伤流液中钙离子含量与育成年代呈显著正相关,其余3个时期两者相关不显著。1950s以前、1960s-1980s和1990s-2000s三个时期育成大豆品种根系伤流液中钙离子含量随生育期的推进均呈单峰曲线变化,在R4期达到最大值。在R2期,大豆品种籽粒产量、地上部干物重与根系伤流液中钙离子含量呈显著正相关;在R4期,大豆品种籽粒产量、地上部干物重、根系干物重、叶片净光合速率和根系活力与根系伤流液中钙离子含量均呈极显著或显著正相关;在R6期,大豆品种叶片净光合速率和根系活力与根系伤流液中钙离子含量呈显著正相关;在R7期,大豆品种籽粒产量和叶片净光合速率与根系伤流液中钙离子含量呈显著正相关;各指标与根系伤流液中钙离子含量的相关均以R4期最为密切。2、随着大豆品种的遗传改良和产量提高,在4个生育时期大豆品种根系伤流液中钾离子含量也明显上升,除R2期,两者相关不显著外,R4期、R6期和R7期,根系伤流液中钾离子含量与育成年代具有极显著或显著正相关。1950s以前、1960s-1980s和1990s-2000s三个时期育成大豆品种根系伤流液中钾离子含量均随生育期的推进均呈单峰曲线变化,在r4期达到最大值。在r2期,各指标与根系伤流液中钾离子含量均呈不显著正相关;在r4期和r6期,大豆品种籽粒产量、地上部干物重、叶片净光合速率和根系活力与根系伤流液中钾离子含量均呈显著正相关;在r7期,大豆品种籽粒产量和根系活力与根系伤流液中钾离子含量呈显著正相关;除根系活力与根系伤流液中钾离子含量在r4期相关最为密切外,其余指标与根系伤流液中钾离子含量均在r6期相关最为密切。3、在r2期和r7期,大豆品种根系伤流液中钠离子含量与育成年代呈负相关变化,在r2期两者达到极显著水平,r7期两者相关不显著;在r4期和r6期,大豆品种根系伤流液中钠离子含量与育成年代呈正相关,在r6期两者相关达显著水平,r4期两者相关不显著。1950s以前和1990s-2000s育成的大豆品种根系伤流液中钠离子含量随生育期的推进持续增加,在r7期达到最高;1960s-1980s育成的大豆品种根系伤流液中钠离子含量随生育期的推进呈先增加后下降再升高的变化。在r2期,大豆品种籽粒产量与根系伤流液中钠离子含量呈显著负相关;在r4期和r6期,大豆品种籽粒产量、地上部干物重与根系伤流液中钠含量呈显著正相关,以r6期相关最为密切。4、随着大豆品种的遗传改良和产量提高,大豆品种根系伤流液中细胞分裂素含量均明显增加,在r2期、r4期和r7期两者相关达显著水平,在r6期,两者相关不显著。1950s以前、1960s-1980s和1990s-2000s三个时期育成大豆品种根系伤流液中细胞分裂素含量随生育期的推进均呈单峰曲线变化,在r4期达到最大值。在r2期和r4期,大豆品种籽粒产量、叶片净光合速率和根系活力与根系伤流液中细胞分裂素含量呈显著正相关;在r6期大豆品种籽粒产量和根系活力与根系伤流液中细胞分裂素含量呈显著正相关;根系活力与根系伤流液中细胞分裂素含量在r2期相关最为密切,籽粒产量和叶片净光合速率与根系伤流液中细胞分裂素含量均在r4期相关最为密切。5、随着大豆品种的遗传改良和产量提高,大豆品种根系伤流液中脱落酸含量呈下降趋势,在r2期和r7期两者相关达显著水平,在r4期和r6期两者呈不显著负相关。1950s以前、1960s-1980s和1990s-2000s三个时期育成大豆品种根系伤流液中脱落酸含量随生育期的推进呈不断增加的变化趋势,在r7期达到最高值。在r2期,籽粒产量和地上部干物重与根系伤流液中脱落酸含量呈显著负相关;在r6期,叶片净光合速率与根系伤流液中脱落酸含量呈显著负相关;r7期籽粒产量、地上部干物重、根系干物重和根系活力与根系伤流液中脱落酸含量均呈显著负相关,且相关最为密切。综上所述,大豆品种的遗传改良明显提高了R2期根系伤流液中细胞分裂素含量,R6期根系伤流液中钙离子、钾离子和钠离子含量,R4期和R7期根伤流液中钾离子和细胞分裂素含量;明显降低了R2期根系伤流液中钠离子和脱落酸含量,R7期根系伤流液中脱落酸含量。说明,大豆的遗传改良改变了植株根系的生理性状,促进矿质元素的钙钾的吸收和植物生长激素(ZT)的合成,使其在生育前期就能迅速达到较高含量,并在生殖生长关键期(R4期-R6期)保持含量稳定,提高了向地上部植株的转运能力,有助于大豆生长发育和籽粒形成,提高了抗衰老能力,延缓现代品种脱落酸的合成速率,延迟了植株的衰老进程。生产实践上,在R2期到R4期,应注重提高根系的生长,提升根系干物质积累,增加对钙、钾离子的吸收和细胞分裂素的合成能力,减少钠离子的供给;在R4期-R6期保持植株较高的钙、钾和钠离子供给和根系细胞分裂素的合成,及向地上部的转运能力;在R7期,保持较高的钾离子供给,维持较强的根系活力;抑制和延缓R6期和R7期根系伤流液脱落酸合成;这些对提高大豆叶片光合性能,延缓植株衰老,促进大豆地上部干物质的积累并向籽粒转移,增加产量具有重要作用。