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白羊草种子产量性状相关因素的多元分析



全 文 :*通讯作者,E-mail:dongkuanhu@126.com
收稿日期:2015-03-27;修回日期:2015-05-11
基金项目:山西省科技攻关项目(20120311011-1)资助
作者简介:刘倩(1990- ),女,山西临汾人,在读硕士研究生,主
要从事牧草种质资源研究,E-mail:liuqian900811@126.com.
文章编号:1673-5021(2015)04-0048-05
白羊草种子产量性状相关因素的多元分析
刘 倩1,贺明艳2,董宽虎1,*
(1.山西农业大学动物科技学院,山西 太谷 030801;2.山西省临汾市畜牧兽医局,山西 临汾 041000)
摘要:为了明确影响白羊草种子产量的主要因子,寻求提高种子产量的途径,采用简单相关和逐步回归的分析
方法,对山西6个居群的白羊草种子产量及其产量构成因子进行了分析。结果表明:白羊草种子产量(y)与穗轴节数
(x3)和总状花序数(x4)呈显著正相关(P<0.05),与小穗数(x5)、小花数(x6)和结实率(x9)均呈极显著正相关
(P<0.01),相关系数依次为小花数>结实率>小穗数>总状花序数>穗轴节数;种子产量的最优多元回归方程为:
y=-0.00384+0.00027x5+0.00011x6(R2=0.9961,F=380.44)。在白羊草种子生产中,增加小穗数和小花数可最
有效提高其种子产量。
关键词:白羊草;种子产量;产量性状;多元回归分析
中图分类号:S543.9   文献标识码:A
  在农业生产中,种子是最基础的生产要素,它不
仅直接关系到农民的切身利益,还影响到相关的产
业链。牧草种子生产是牧草种质资源向生产力转化
的关键[1],由于禾本科牧草的应用偏重于营养生长
并且驯化时间较短,使得其种子产量低,加上我国的
种子产业相对落后,使得生产的种子无法满足国内
的需求[2]。白羊草[Bothriochloa ischaemum (L.)
Keng]是一种丛生、具匍匐茎的多年生暖季型草本
植物,属禾本科孔颖草属,具有高产、耐牧、抗侵蚀、
适口性好、生活力强等特点[3],是一种利用价值十分
高的野生优良牧草,通常与其他牧草组成群落,形成
不同类型的放牧地。白羊草草地在我国北方大量分
布,主要在华北地区的低山丘陵与黄土高原的塬上
生长发育,并作为当地的主要放牧草场。目前,我国
已经开展了白羊草种质资源的搜集和标准化整理、
整合、鉴定以及共享等工作,在光合特性、生产性能、
抗逆性、营养特性、组织培养、遗传多样性、生态学特
性等方面有较多报道[4~8],对白羊草品种选育也有
一些研究[9~11],但对白羊草种子产量性状之间相互
关系的研究较少。本文通过对白羊草种子产量与生
殖枝数、每花序小穗数、小花数、结实率、千粒重等产
量性状之间的关系进行相关性分析和多元回归分
析,研究各产量因子对种子产量的影响以及各个综
合性状之间的内在联系,以期为获得高产优质的白
羊草种子提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地设在山西农业大学草业科学专业试验
田,位于山西省晋中市太谷县侯城乡杨家庄,属晋中
盆地,地理位置为112°23′E、37°25′N,海拔799m,属
暖温带大陆性季风气候。全年平均气温10.1℃,最
热月平均气温23.7℃,最冷月平均气温-5.6℃,全
年平均降水量520mm,初霜期在10月,终霜期在4
月,无霜期171d,土壤为石灰性褐土。
1.2 试验材料
2010年10月~2012年10月分别从山西省代
县、平鲁区、平定县、襄汾县、柳林县、太谷县采集了
6个野生居群的白羊草种子。
1.3 试验设计
2013年5月5日将从山西省不同地区分别采
集的6个自然居群的白羊草种子进行播种,小区面
积7.8m×9.0m。播种前深翻土地并耙平,人工开
沟条播,行距为35cm,播种量为10g/m2,播种深度
为2cm。播种前3d灌水1次,播种前后不施肥。入
冬前冬灌一次,翌年返青前春灌一次,田间不定期人
工除杂。
1.4 测定项目
进入生育期后,每小区随机取10株白羊草植株
测定各指标并折算相应的产量因子。分蘖数(x1):
开花期测定植株接近地面处所分生出的枝条数量,
计算平均值(个);生殖枝数(x2):开花期测定植株近
地面处所分生出的生殖枝枝条数量,计算平均值
84
第37卷 第4期
Vol.37 No.4
         
中 国 草 地 学 报
Chinese Journal of Grassland
         
2015年7月
Jul.2015
(个);穗轴节数(x3):开花期测定植株每生殖枝离
地3cm处至顶端的总节数,计算平均值(个);总状
花序数(x4):开花期测定植株每生殖枝花序轴上分
枝的单个总状花序的数量,计算平均值(个);小穗数
(x5):成熟期测定植株每生殖枝的小穗数,计算平均
值(个);小花数(x6):开花期测定植株每生殖枝的小
花数,计算平均值(个);种子数(x7):成熟期测定植
株每生殖枝的种子数,计算平均值(个);千粒重
(x8):成熟期测定1000粒种子重量,重复3次,计算
平均值(g);结实率(x9):成熟期每小区随机采集10
株植株的花序测定单株饱满种子数与小穗数,结实
率(%)=(单株饱满种子数/单株小穗数)×100%;
种子产量(y):成熟期在各小区随机刈割1m2 样方,
重复3次,风干、脱粒、清选后称重。各产量指标从
白羊草播种后第二年开始测定。
1.5 数据处理
数据采用 WPS和SAS 9.0进行简单相关和多
元逐步回归分析,研究各性状与种子产量间的关系,
以建立种子产量性状的模型。
2 结果与分析
经2014年3~10月对试验小区各个白羊草居
群生育期的观测表明,各个居群的白羊草均可在试
验地正常完成生育期。
2.1 简单相关性分析
对白羊草种子产量主要构成因子的变异程度进
行比较分析(表1),其变异系数从大到小依次为生
殖枝数(39.6%)>穗轴节数(36.82%)>种子数
(15.64%)> 小穗数 (13.87%)> 总状花序数
(13.78%)>小花数(13.59%)>千粒重(8.57%)>
分蘖数(8.13%)>结实率(3.85%)。其中,变异系
数最大的是生殖枝数,极差为35.9,平均值为34.37;
其次是穗轴节数,极差为5.96,平均值为6.98;这表
明白羊草在这两个因子上可供选择的范围较大,还
可以进一步改进。
表1 白羊草种子产量主要构成因子的变异情况
Table 1 Variation of main components of seed yield in Bothriochloa ischaemum
项目Item  x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9
代 县 204.40  27.60  3.48  11.74  28.72  57.44  15.02  0.81  0.26
平 鲁 184.70  25.60  4.48  10.40  28.58  57.16  14.88  0.67  0.26
平 定 229.60  56.10  6.54  7.86  27.76  55.52  14.62  0.69  0.26
襄 汾 206.70  31.30  8.62  10.70  22.64  45.84  11.18  0.67  0.24
柳 林 198.40  20.20  9.44  9.26  20.80  41.60  10.48  0.65  0.25
太 谷 225.80  45.40  9.32  9.28  22.94  46.28  12.04  0.70  0.26
平 均 值 208.27  34.37  6.98  9.87  25.24  50.64  13.04  0.70  0.26
最 大 值 229.60  56.10  9.44  11.74  28.72  57.44  15.02  0.81  0.26
最 小 值 184.70  20.20  3.48  7.86  20.80  41.60  10.48  0.65  0.24
标 准 偏 差 16.93  13.61  2.57  1.36  3.50  6.88  2.04  0.06  0.01
极 差 44.90  35.90  5.96  3.88  7.92  15.84  4.54  0.16  0.02
变异系数(%) 8.13  39.60  36.82  13.78  13.87  13.59  15.64  8.57  3.85
  由表2可以看出,白羊草9个产量性状中种子
产量y与产量构成因子x3(穗轴节数)和x4(总状花
序数)呈显著正相关关系(P<0.05),相关系数分别
为0.6421、0.6578;与x5(小穗数)、x6(小花数)和x9
(结实率)呈极显著正相关关系(P<0.01),相关系
数依次为0.7477、0.8835和0.8085;白羊草的9个
产量因子与种子产量的相关系数顺序为x6>x9>
x5>x4>x3>x8>x7>x1>x2。在各产量因子中,
因子x1(分蘖数)与因子x2(生殖枝数)相关显著
(P<0.05),相关系数r=0.6980;因子x3(穗轴节
数)与x5(小穗数)相关极显著(P<0.01),相关系数
为0.9988;因子x7(种子数)与x3(穗轴节数)、x5(小
穗数)极显著相关(P<0.01),相关系数分别为
0.9387、0.9322;因子x6(小花数)与x3(穗轴节数)、
x5(小穗数)、x7(种子数)呈显著(P<0.05)相关关
系,相关系数分别为0.6701、0.6723和0.5870。这
些产量构成因子之间正相关或者负相关,表明各产
量性状之间是相互促进的,又是相互制约的。在制
定高产栽培计划时,应当充分考虑性状之间的相关
性,以防在促进某一性状提高的同时抑制了其他性
状,各性状协调发展,才能达到增产目的。
94
刘 倩 贺明艳 董宽虎   白羊草种子产量性状相关因素的多元分析
表2 白羊草种子产量因子和种子产量的相关性分析
Table 2 Correlative analysis between seed yield components and seed yield in Bothriochloa ischaemum
因子
Components
x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9 y
x1 1.0000  0.6980* -0.1104 -0.4835 -0.0776  0.2683 -0.0970  0.0389  0.3540  0.4861
x2 1.0000  0.0801 -0.5609  0.1021  0.4576  0.2175 -0.0676  0.5432  0.4210
x3 1.0000  0.4822  0.9988** 0.6701* 0.9387** 0.7775  0.6666  0.6421*
x4 1.0000  0.4631  0.2000  0.2437  0.6843 -0.2706  0.6578*
x5 1.0000  0.6723* 0.9322** 0.7903  0.6926  0.7477**
x6 1.0000  0.5870* 0.6406  0.6882  0.8835**
x7 1.0000  0.5184  0.6355* 0.6200
x8 1.0000  0.3794  0.6366
x9 1.0000  0.8085**
y 1.0000
  注:*为P<0.05,**为P<0.01。
Note:*:P<0.05,**:P<0.01.
2.2 多元逐步回归分析
采用SAS 9.0逐步回归分析(表3和表4)表
明,种子产量回归模型为y=-0.00384+0.00027x5
+0.00011x6(R2=0.9961,F=380.44**)。从逐步回
归模型来看,模型中共筛选出两个因子,即小穗数
(x5)和小花数(x6),分别控制种子产量的96.9%和
2.7%;并且种子产量(y)与小穗数(x5)和小花数
(x6)有显著的线性关系,对种子产量影响效应最大
的是小穗数(x5),当其他变量固定不变时,它每增加
1个单位,y将平均增长0.00027kg/hm2。基于与
种子产量的线性关系,小穗数的提高可以大幅度地
提高种子产量。所以在生产实践过程中,改善小穗
小花分化发育期植株的营养状况对增产具有重大
意义。
表3 白羊草种子产量因子的多元逐步回归分析1
Table 3 Multivariate stepwise regression analysis of seed
yield components in Bothriochloa ischaemum
变量
Variable
参数估计
Parameter
estimate
标准误
Standard
error
F值
F value
P值
Pr>F
截 距 -0.00384000  0.00067204  32.61  0.0107
小穗数 0.00027152  0.00002907  87.26  0.0026
小花数 0.00011298  0.00002486  20.65  0.0200
表4 白羊草种子产量因子的多元逐步回归分析2
Table 4 Multivariate stepwise regression analysis of seed
yield components in Bothriochloa ischaemum
步骤
Step
引入变量
Variable entered
偏决定系数
Partial R-square
模型决定系数
Model R-square
1 x5 0.9690  0.9690
2 x6 0.0270  0.9961
3 讨论
对白羊草种子产量与各产量因子的相关分析表
明,种子产量y与x3(穗轴节数)、x4(总状花序数)、
x5(小穗数)、x6(小花数)、x9(结实率)有着极为密切
的关系,种子产量同时受到这5个产量因子的共同
影响。当其中的一个因子发生变化时,不仅会影响
到种子产量的变化,而且还会引起其它4个因子也
随之发生变化。多元逐步回归分析法能客观反映出
各个产量因子与种子产量的复杂关系以及产量因子
间的本质联系[12],并且可以比较多个相关性较大的
因子与产量的关系,结果具有预测性。为了保证每
次引入新的变量前回归方程中只有显著的变量,每
当引入一个自变量后,就依次检验已经选入的变
量[13]。种子产量是由种子产量构成因子决定的[14],
本试验与兰剑等[15]对禾本科植物种子产量与产量
性状的相关分析结果相似,产量因子小穗数对种子
产量的影响较为显著。因此,在白羊草种子生产中
应考虑通过改变播种密度、在抽穗期进行合理施肥、
增加有效分蘖等措施以确保开花期的营养,通过因
子对产量的影响达到增产目的。
本文采用简单相关和多元逐步回归的方法,从
不同角度对白羊草种子产量因子和种子产量之间的
关系进行了系统分析。其中,简单相关系数只能反
映各因子直接与间接效应的代数和,而多元回归分
析在产量因子的分析过程中被广泛使用,用以分析
各产量因子对种子产量的影响以及它们之间的相互
关系[16]。本试验中种子产量与小穗数、结实率显著
相关,这一结果与云岚等人[17]对新麦草种子的研究
结果一致,与张锦华等人[18]对老芒麦种子产量的构
成因子分析结果相似;种子产量与生殖枝数无显著
相关性,这一结果与王佺珍等人[19]对新麦草种子产
量因子的研究结果不同,其原因可能是分蘖数量较
大,而生殖枝数量占其中的比例太小,导致其与最终
05
中国草地学报 2015年 第37卷 第4期
的种子产量相关性并不是很大,并且生殖枝数的趋
势不稳定也可能有影响。从表4的R2 值可以看出,
小穗数和小花数这两个产量因子控制着种子产量的
99.6%,即对白羊草种子产量有影响的变量不仅有
以上两个方面,还有0.4%的其他因素是对种子产
量影响较小的一部分。这说明当多个性状同时影响
某一性状时,应尽可能多地研究几个性状,并采用对
应的统计分析方法,才能更清晰地分析问题。
4 结论
4.1 白羊草种子产量及其产量构成因子中,种子产
量与穗轴节数和总状花序数呈显著正相关(P<
0.05),与小穗数、小花数、结实率均呈极显著正相关
(P<0.01)。
4.2 通过多元逐步回归分析得出,白羊草单株每花
序小穗数和小花数是影响其种子产量的主要因素,
建立的种子产量回归模型为:y=-0.00384+
0.00027x5+0.00011x6(R2=0.9961,F=380.44**)。
白羊草种子生产中,在保证一定密度的前提下,增
产、丰产的关键技术措施在于增加白羊草的单株每
花序小穗数和小花数。
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Multivariate Analysis of Correlation Factors for Seed
Yield Traits of Six Different Populations of
Bothriochloa ischaemumin Shanxi
LIU Qian1,HE Ming-yan2,DONG Kuan-hu1
(1.College of Animal Science and Veterinary Medicine,Shanxi Agricultural University,
Taigu030801,China;2.Animal Husbandry and Veterinary Bureau of Linfen City in
Shanxi Province,Linfeng041000,China)
Abstract:In order to define the main factors affecting the seed yield and search the ways to increase
seed yield of B.ischaemum,seed yield components of six populations B.ischaemum were evaluated by
correlative analysis and multivariate linear regression analysis.The results showed that seed yield were
positively correlated with node number of spike stalk and compound raceme(P<0.05),and were signifi-
cantly positively correlated with spikelet number,floret number and fruiting rate(P<0.01).Correlation
coefficient was arranged orderly as folows:spikelet number>node number of spike stalk>ripening rate
>compound raceme>florets number.The optimal multivariate regression equation of seed yield was es-
tablished:y=-0.00384+0.00027x5+0.00011x6(R2=0.9961,F=380.44**).In seed production of B.
ischaemum,increasing spikelet number and florets number was the most effective way to improve the seed
yield.
Key words:Bothriochloa ischaemum;Seed yield;Seed yield traits;Multivariate linear regression
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中国草地学报 2015年 第37卷 第4期