全 文 ：收稿日期:2005-04-11;修回日期:2005-07-01
基金项目:“十五 ”国家科技攻关项目(2002BA518A13);农
牧交错区奶业现代化生产技术集成与产业化示范课题资助
作者简介:李治国(1978-),男 ,内蒙古包头人 ,硕士研究
生 ,研究方向为牧草产业化.
紫花苜蓿与无芒雀麦混播草地产量因子的主成分分析
李治国 ,王建光 ,姚贵平
(内蒙古农业大学生态环境学院 ,内蒙古　呼和浩特　010019)
　　摘要:对苜蓿与无芒雀麦以不同比例 、不同方式的混播草地 ,运用主成分分析法分析 ,结果表明:
混播方式对混播草地的产量有不同的影响 ,两种牧草在各个处理中除遗传因素影响外 ,还可以通过
栽培管理措施对产量进行干预 ,并进行调整。
　　关键词:紫花苜蓿;无芒雀麦;混播;主成分分析
　　中图分类号:S11　　文献标识码:B　　文章编号:1000-6311(2005)05-0079-03
　　许多研究者认为 ,简单的苜蓿与禾本科
牧草混播比复杂混播优越。近些年国外在应
用研究(Sato, 1988;Brereton, 1988)和基础研
究(Tony, 1992)方面均有大量报导 , 国内对
相关方面也开展了许多工作 ,但对于紫花苜
蓿与无芒雀麦混播的研究却很少;对于混播
的数学模型主要运用一些常规的生物统计方
法 ,计算机语言以及相关的建模方法却少见;对
于牧草种子产量的预报预测有一些报道 ,但就
牧草混播而言 ,其牧草产量的预报预测以及产
量的主导构成因子的报导却是一个空白。
本试验采用紫花苜蓿与无芒雀麦以不同
方式 、不同比例进行混播 ,通过对田间数据的
累积 ,建立主成分分析模型 ,为混播人工草地
的合理利用及科学管理提供一定的指导。
1　材料与方法
1.1　试验区自然概况
本试验于 2003年 5月 14日 ～ 2004年 9
月于内蒙古呼和浩特市太平庄乡辛庄子村进
行 ,地理位置为东经 111°41′、北纬 40°49′,海
拔高度 1063m。典型大陆性气候 ,常年平均
气温 5.4℃, 7月份极端高温可达 36.9℃, 1
月份极端低温可达 -32.8℃。年降水量为
400mm左右 ,多集中在 7、8、 9三个月 ,冬季
积雪不多 ,年总蒸发量 2200mm,湿润度 0.3 ,
无霜期 130 ～ 140d。试验地土壤为栗钙土 ,
肥力中等偏高 , pH值在 7.5 ～ 8.5之间 。
1.2　试验材料
本试验选用的材料为紫花苜蓿(Medicago
sativacv.Emperor)(产地美国 , 2002年)、无芒
雀麦(Bromusinnermiscv.Careton)(产地美国 ,
2002年),发芽率分别为 93.44%和 85.63%,千
粒重分别为 1.78g和 3.22g。
1.3　试验设计
采用单播(条播)、间行混播和同行混播
三种方式进行播种 ,试验小区面积为 19m×
7.3m,行距 30cm,紫花苜蓿和无芒雀麦分别
以 1∶1、1∶2和 2∶1的比例进行混播 , 3次
重复 ,单播为对照。前茬作物为玉米 , 2003
年 5月 14日土壤墒情较好的情况下同期播
种 ,播种组合及播种量见表 1。
—79—
第 27卷　第 5期　　　　　　　　　　　　中　国　草　地　　　　　　　　　　　　2005年 9月
Vol.27　No.5　 　　　　　　　　　　　GrasslandofChina　　　　　　　　 　　　　Sept.2005
表 1　混播方式 、比例及其播量
序号 播种方式 混播比例 播种量(g/m2)
CK1 Z单播 — 1.8
CK2 W单播 — 3.0
A Z+W(间行) 1∶1 0.9+1.5
B Z+W(间行) 1∶2 0.6+2.0
C Z+W(间行) 2∶1 1.2+1.0
a Z+W(同行) 1∶1 0.9+1.5
b Z+W(同行) 1∶2 0.6+2.0
c Z+W(同行) 2∶1 1.2+1.0
　　注:“Z”代表紫花苜蓿 , “W”代表无芒雀麦。
1.4　试验方法
在牧草现蕾期进行刈割 ,并测定其地上
生物量 , 2003年度共刈割 2次 , 2004年度刈
割 3次;同时每个处理随机选取 3株 ,测定各
项与产量有关的因子的数据 。苜蓿测单叶重
x2(第一侧枝的第一片叶)、侧枝长 x3(第一
侧枝)、叶片数 x4 (全株)、侧枝重 x5、分枝数
x6、根蘖数 x7 、节间数 x8 、根颈粗度 x9 、生长速
率 x10(两次刈割期间隔 cm/d)等;无芒雀麦
测叶长 x2、叶宽 x3、叶片数 x4 、单叶重 x5 、分
蘖数 x6 、生长速率 x7。数据处理利用统计方
法和 SAS进行分析 。
2　结果与分析
2.1　紫花苜蓿
综合 2003 ～ 2004年 5次测定记录的分
析结果可知 ,前三个主成分的累积贡献率已
经达到了 80%以上 ,若主成分用 y1 , y2 , …y10
表示 ,结合样本协差阵的特征向量 ,有以下主
成分表达式来表示第一 、第二及第三主成分:
y1 =0.301x1 +0.212x2 -0.474x3 +
0.458x4 +0.226x5 +0.369x6 +0.352x7 +
0.235x8 +0.25x9 -0.022x10;
y2 =-0.391x1 +0.102x2 +0.503x3 -
0.372x4 +0.472x5 -0.243x6 +0.021x7 +
0.394x8 +0.087x9 +0.056x10;
y3 =0.086x1 +0.295x2 -0.013x3 +
0.219x4 -0.257x5 +0.16x6 + 0.49x7 -
0.389x8 +0.532x9 +0.302x10。
第一主成分 y1中 x4的系数最大 ,即叶
片数的系数最大 ,因此 y1主要代表由叶片数
反映的性状;第二主成分 y2中侧枝长 x3的
系数 0.503最大 , 其次为侧枝重 x5 、节间数
x8 ,这说明第二主成分 y2主要反映了混播植
株的枝条性状;第三主成分 y3中根蘖数 x7
和根颈粗度 x9的系数明显大于其它因子的
系数 ,这表明第三主成分主要反映的性状是
混播植株的根部性状 。
由各个混播处理的样本相关阵出发求得紫
花苜蓿的第一 、第二 、第三主成分值见表 2。
表 2　不同混播处理紫花苜蓿的主成分值
CK1 A B C a b c
第一主成分 y1 1.954 -1.597 -3.275 -0.305 1.536 0.669 1.017
第二主成分 y2 0.152 1.141 1.595 -2.441 1.228 -0.096 -1.579
第三主成分 y3 -0.839 -0.605 -1.982 1.404 0.686 0.563 0.772
　　由表 2可知 ,不同混播处理紫花苜蓿有
不同的主成分 ,其具体结果有:
CK1:y1;A:y2;B:y2;C:y3;a:y1 、y2;b:
y1、y3;c:y1。
即处理 CK1和同行混播的三个处理 a、
b、c的诸因子中紫花苜蓿 “叶片数 ”为影响
产量的主因子 ,处理 A、B、a以苜蓿枝条性状
为主因子 ,根蘖数与根颈粗度对处理 C和 b
的产量有一定的影响 。
2.2　无芒雀麦
同紫花苜蓿一样 ,无芒雀麦各因子的前
三个主成分的累积贡献率已经达到了 80%
—80—
中国草地　2005年　第 27卷　第 5期
以上 ,第一 、第二及第三主成分表达式为:
y1 =0.31x1 +0.368x2 +0.592x3 -
0.339x4 +0.551x5 -0.685x6 +0.382x7;
y2 =0.287x1 +0.541x2 +0.025x3 -
0.276x4 +0.327x5 -0.068x6 +0.206x7;
y3 =-0.132x1 +0.456x2 -0.159x3 +
0.818x4 -0.424x5 +0.196x6 +0.199x7。
由上述主成分表达式可知 ,第一主成分
y1中 x3 、x5的系数最大 ,因此 y1主要代表由
叶宽和单叶重反映的性状;第二主成分 y2的
叶片长 x2的系数最大 ,这说明 y2代表了混
播植株由叶长反映的性状;第三主成分 y3中
叶片数 x4的系数明显大于其它因子的系数 ,
这表明第三主成分主要代表由叶宽和单叶重
反映的性状 。
由各个混播处理的样本相关阵求得无芒
雀麦的第一 、第二 、第三主成分值见表 3。
　　由表 3可知 ,不同混播处理无芒雀麦有
不同的主成分 ,其具体结果有:
CK2:y2;A:y2;B:y1;C:y3;a:y2;b:y1;c:
y1。
即处理 B、b和 c中无芒雀麦的 “叶片重
量 ”和 “叶片宽度 ”为诸因子中的主成分 ,处
理 CK2、A和 a的主成分为 “叶片长度”,而处
理 C的 “叶片数量”为影响产量的主因子 。
由两种牧草的分析结果可知 ,无论在单
表 3　不同混播处理无芒雀麦的主成分值
CK2 A B C a b c
第一主成分(y1) -2.189 -0.529 2.678 -0.158 -0.279 1.114 0.953
第二主成分(y2) 1.61 1.209 -1.353 -0.562 0.508 -1.03 -0.67
第三主成分(y3) 0.347 -0.935 -0.483 1.958 0.217 -0.583 -0.522
播处理还是混播处理中 ,无芒雀麦主要受叶
片的数量及重量的影响 ,而受其它因子的影
响较小;间行混播的各个处理(A、B、C)主要
受再生性因素(侧枝和根蘖数)的影响;同行
混播的各个处理(a、b、c)主要受叶片因素
(叶片数量 、重量等)的影响。由此表明 ,不
同混播方式对于混播草地的产量影响不同 。
3　小结与讨论
不同混播方式对混播草地的产量有不同
的影响 ,各个因子在不同处理的产量组成方
面起着不同的作用。当苜蓿单播时可以通过
引用多叶型苜蓿品种以及增加侧枝总量来提
高产量;无芒雀麦单播时 ,可以通过一定的栽
培管理手段促进其快速生长和增加分蘖数
(如通过施肥 、灌溉等措施),同时无芒雀麦
的品种(遗传因素)对产量也有一定的影响 。
当两种牧草以不同比例 、不同方式混播
后 ,影响产量的因子会发生一定的变化 ,对各
个处理产量影响较为一致的是遗传因素 ,即
选用多叶型苜蓿品种以及分蘖数较少的 、单
叶较重的无芒雀麦品种进行混播有利于提高
产量;两种牧草在各个处理中所起的作用与
混播比例及混播方式无关 ,除遗传因素影响
外 ,可以通过栽培管理措施对产量进行干预 ,
并进行调整 。
参考文献:
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