全 文 ：草原 3号杂花苜蓿无性系生产性能
与农艺性状的相关性研究
云 岚 ,云锦凤 ,郭淑晶
(内蒙古农业大学 生态环境学院 ,内蒙古 呼和浩特 010019)
摘要:以草原 3号杂花苜蓿通过茎段扦插建立的 6个无性系群体为材料 ,比较了这些无性系在株
高 、再生速度及变异系数上的差异 ,分析了单株产量及相关农艺性状的变异性 、相关性及多元线性回归
关系 ,结果表明 ,综合性状以黑紫色 、黄绿色和白黄色 3个无性系较优;较多的分枝 、较小的叶型 、绝对高
度大且茎叶比也较大的植株 ,预示有较高的头茬草产量 。
关键词:草原 3号杂花苜蓿;无性系;农艺性状;相关性分析
中图分类号:S 54 文献标识码:A 文章编号:1009-5500(2006)04-0063-04
随着苜蓿在畜牧业发展 、种植业结构调整以及生
态建设等方面发挥的重要作用 ,近年来国内苜蓿属
(Medicago)牧草的育种和研究工作发展比较迅速 ,但
主要集中在引种栽培区划及少量品种选育方面 ,对苜
蓿遗传多样性及育种基础研究比较缺乏[ 1] ,因此 ,需要
加强国内苜蓿育种基础理论方面的研究 。而从与产量
相关的生物学性状及其他农艺性状入手 ,探讨不同农
艺性状与产量的关系 ,对于制定合理有效的苜蓿种质
资源利用和苜蓿育种策略具有重要意义 。牧草的生产
性能可以用不同的指标来衡量 ,许多学者用不同分析
评价方法研究了紫花苜蓿生长特性及不同产量性
状[ 2 ～ 4] ,但不同品种甚至同一个品种在不同的指标评
价中生产性能表现差异很大 ,从而影响了其对生产的
指导意义[ 5] 。
草原 3号(Medicago varia cv.Caoyuan No .3)是
由内蒙古农业大学选育的杂花苜蓿新品种 ,具有抗旱 ,
耐寒和产量高等特点 ,适于在我国北方干旱及半干旱
地区种植 ,其群体内杂种优势显著[ 6] 。草原3号苜蓿
收稿日期:2005-09-27;修回日期:2006-03-24
基金项目:内蒙古科技厅农业科技成果转化项目“优质抗
逆草原 3 号杂花苜蓿新品种中试与示范”
(2004EA640031)。
作者简介:云岚(1970-),女 , 蒙古族 , 内蒙古呼和浩特人 ,
在读博士 ,从事牧草遗传育种研究工作。
群体内有黄紫色 、褐蓝色 、淡蓝色 、淡黄色 、黄绿色和黑
紫色等多种花色类型 ,通过考察其产量与相关农艺性
状的关系 ,旨在为今后的育种工作和苜蓿生产提供理
论参考。
1 材料和方法
1.1 试验地自然概况
试验地位于内蒙古农业大学科技园区牧草实验
站 , E 111°41′,N 40°49′,海拔 1 063 m 。属典型的温带
大陆季风气候 ,年平均气温 5.4 ℃,极端最低气温
-32.8 ℃,年均降水量 400 mm ,多集中在 7 , 8 和 9
月 ,无霜期 130 ～ 140 d ,试验地土壤为砂质栗钙土 ,肥
力中等 , pH 值为 7.0 ～ 7.5。
1.2 试验材料与方法
1.2.1 无性系的建立
采用茎段扦插方法[ 7] ,选取草原 3号杂花苜蓿 3
年生群体中黄紫色 、褐蓝色 、淡蓝色 、白黄色 、黄绿色和
黑紫色 6个花色的健壮植株 ,于 2003年 5月 16日(现
蕾前期)扦插于平整苗床 ,定时灌水并覆膜保湿 , 40 d
后调查成活率。建立以上花色植株无性系 6个小区
(A ～ F 小区),字母 A 黄紫色 、B褐蓝色 、C 淡蓝色 、D
白黄色 、E黄绿色和 F 黑紫色无性系 ,株间距 0.6 m ,
小区面积 3.5 m×4 m 。
1.2.2 干草产量及相关农艺性状测定[ 8] 每小区选
10株 ,于次年盛花期测每株分枝数 、植株自然高度和
63草原与草坪 2006年 第 4期 总第 117期
绝对高度;取距地 20 cm 处着生三出复叶的中央小叶 ,
测量其长度和宽度之和代表相对小叶面积 ,取 10次测
量平均值;于 2004年 7月 7 日和 8月 26日 2次刈割
测定单株鲜草 、干草产量 ,同时测量茎叶比;于 2004年
7月 7日 ～ 8月 19 日 ,每隔 5 d 测量自然高度和绝对
高度(即伸展状态下主枝条长度),计算再生速度。
测量数据用 SAS 统计软件进行差异显著性分析 ,
相关分析和多元线性回归分析[ 9] 。
2 结果与分析
2.1 扦插成活率
茎段扦插后每日观察 ,于第 18 d 观察到茎段下部
生出白色根须;于扦插后 40 d 统计各小区扦插茎段成
活率(表 1),扦插平均成活率达到 53.3%。
表 1 6 个无性系茎段扦插成活率
Table 1 Survival rate of 6 clones by cuttage %
小区 A B C D E F 平均
成活率 52.08 48.5 36.72 75.6 60 47.06 53.3
2.2 直立性与再生速度
表 2数据表明 ,无性系植株生长第 2年盛花期 , D
小区植株自然高度和绝对高度均显著高于其他小区 ,
而自然高度与绝对高度之差可以反映出植株的直立
性 ,这一数值 F 小区显著低于其他小区 ,表明其直立性
较强;B 、C 小区显著高于其他小区 ,表明其直立性相对
较差 。刈割后再生速度为 A 、B 、C 、D小区显著高于 E
和 F 小区 , 表明 A 、B 、C 、D 小区在再生速度上更有
优势 。
表 2 植株高度 、再生速度及差异显著性
Table 2 Height and regrowth speed of clones plants
小区 A B C D E F
自然高度/cm 87.5bc 75.3c 75.7c 103.8a 87.7bc 92.0b
绝对高度/cm 116.0b 116.0b129.0ab 140.9a 126.2b 116.3b
高度差/cm 28.5b 40.7ab 53.3a 38.1b 38.5b 24.3c
再生速度/cm· d 2.29a 2.21a 2.30a 2.21a 1.87b 1.95b
注:小写字母表示在 F=0.05 水平上差异显著
2.3 农艺性状及无性系变异分析
对分枝数 、相对小叶面积 、茎叶比 、绝对株高 、头
茬产量 、2茬产量及单株总产量 7 个农艺性状进行了
考察 ,所得数据经简单统计分析得出 7 个性状的变异
系数及相关参数(表 3),变异系数是标准差与均值的
比值 ,表示了各性状的变异程度。由此可见 ,各性状间
以 2茬草产量和分枝数变异最大 ,头茬产量和单株总
产也存在较大的表型变异 ,株高 、相对小叶面积和茎叶
比在各无性系间虽有一定变异 ,但相对较小 ,表明这 3
个性状较为稳定 ,说明在草原 3号群体内产量的提高
仍具有一定潜力 ,而且对分枝数的选择可能更有效果 。
表 3 相关农艺性状变异分析
Table 3 Descriptive statistics of Agronomic Characters
项目 平均 标准差
最小
值
最大
值
变异系
数/ %
分枝数 17.567 7.482 6.0 38.0 42.59
相对小叶面积/ cm -2 2.823 0.622 1.90 4.5 22.02
茎叶比 1.657 0.271 1.22 2.1 16.32
株高/ cm 121.1 14.485 90.00 1.6 11.96
头茬产量/ kg 3.749 1.129 1.80 6.3 30.11
二茬产量/ kg 1.054 0.442 0.44 2.0 41.95
单株总产/ kg 4.803 1.359 2.62 7.3 28.28
考察 6 个无性系在单株总产上表现出的总体变
异 ,A 、B 、C 、D小区各性状总体变异系数较大 , F 小区
最小 ,E小区其次(表 4)。每一无性系遗传背景相同 ,
其变异主要表现出对环境作用的敏感性 ,因此 ,具有较
小变异系数的 E 和 F 小区表现出最高的稳定性。
表 4 无性系单株产量变异分析
Table 4 Descriptive statistics of yield between clones
无性系 均值/ kg 标准差 最小值 最大值 变异系数/ %
A 4.697 1.621 3.05 7.60 34.510
B 5.061 1.476 2.90 7.45 29.161
C 4.422 1.051 2.80 5.85 23.768
D 4.592 1.309 3.00 6.50 28.498
E 3.433 0.637 2.58 4.54 18.554
F 6.220 0.763 5.35 7.30 12.260
2.4 农艺性状相关性分析
根据 SAS 软件计算得出 7 个性状的任意 2 个之
间相关系数(表 5)。除自相关以外 ,有 12个相关系数
为正值 ,达到显著水平的有 5个 ,分别是分枝数与头茬
产量和总产量;株高与头茬产量和 2茬产量;头茬产量
与 2茬产量。其中株高与头茬产量和 2茬产量 、头茬
产量与2茬产量之间的相关系数达到极显著水平 ,说
64 Grassland and Turf (Bimonthly) 2006 No.4 (Sum No.117)
表 5 各无性系农艺性状间相关系数
Table 5 Spearman correlation coefficients between characters of clones
项目 分枝数 相对小叶面积 茎叶比 株高 头茬产量 2 茬产量 总产量
分枝数 -0.107 72 -0.179 32 0.202 84 0.368 13＊ 0.303 53 0.439 53 ＊
相对小叶面积 -0.003 24 -0.066 94 -0.402 89 ＊ -0.177 84 0.026 30
茎叶比 -0.362 14 ＊ -0.270 36 -0.381 94＊ 0.119 53
株高 0.555 28 ＊＊ 0.940 39＊＊ 0.194 01
头茬产量 0.748 44＊＊ 0.233 74
2 茬产量 0.227 38
注:＊＊表示显著性水平为 1%
明以上性状之间存在显著的正相关性。分枝数和株高
2个性状可作为草产量的预测指标 ,头茬产量与 2茬
草之间的显著相关表明二者均是植株生产潜力的体
现 ,具有必然的内在联系;另有 9个相关系数为负值 ,
其中相对小叶面积与头茬草产量 、茎叶比与株高和 2
茬草产量的负相关系数达到显著水平 ,表明对于草原
3号无性系来说 ,较大叶型的植株可能具有较低的头
茬草产量 ,茎叶比与株高和 2茬草产量的负相关表明 ,
随着植株高度增加 ,叶量相对于茎量增加得更多;而且
具有较大茎叶比的植株 2茬草产量低于茎叶比小的植
株。其他相关系数未达到显著水平 ,说明在考察范围
内 ,这些性状之间未表现出明确的相互作用及影响 。
2.5 农艺性状对产量的多元线性回归分析
用 SAS 软件进行多元线性回归分析 ,以单株总产
量为因变量Y ,自变量为 X 1分枝数 、X 2相对小叶面积 、
X 3茎叶比 、X 4株高 、X 5头茬产量及 X 6 2 茬产量 ,考察
各农艺性状对单株总产量的影响作用 ,得到以下线性
回归方程:
Y =-0.006 77+0.000 027 7 X 1 +0.001 6 X 2
-0.000 724 X 3 +0.000 021 2 X 4 +1.000 5 X5 +
0.998 3 X6
经方差分析方法检验 ,该模型 6个自变量总体回
归效果显著 ,显著性水平达到 0.01 ,说明 6个性状与
因变量单株总产之间具有确切的线性关系。方程中
X 5和 X6回归系数在 0.01水平下显著 ,即头茬产量和
2茬产量对总产量的贡献最为重要。
由于头茬草产量是总产量最主要的构成因素(回
归系数达 1.000 5),因此需要考察分枝数 X1 、相对小
叶面积 X 2 、茎叶比 X 3和株高 X 4这 4个农艺性状与头
茬草产量Y 之间的多元回归模型 ,以反映它们之间的
相互作用 ,经多元线性回归分析 ,得到线性模型为:
Y =3.168 19+0.123 38X 1 -0.565 92X 2 +0.505 86X 3
-0.007 8X 4
该模型在 0.01水平显著 ,即总体回归效果显著 ,
且经回归系数显著性检验 X 1和 X 2的回归系数达到 0.
01极显著水平 ,说明分枝数和相对小叶面积与头茬产
量有紧密联系 ,分别具有重要的正面作用和负作用 ,也
就是在此无性系群体内对头茬产量贡献最大的是具有
密集的分枝 ,而叶型较小的植株。虽然回归系数未达
到显著水平 ,茎叶比对头茬草产量的正作用也不容忽
视(回归系数达 0.505 86),但对较大茎叶比的选择预
示着粗纤维含量的增加和牧草品质的下降 ,这一性状
不宜作为提高草产量的选择性状。
以 2 茬草产量为因变量Y ,分枝数 X 1 、相对小叶
面积 X 2 、茎叶比 X3和株高 X 4为自变量的多元线性回
归分析 ,回归方程为:
Y =0.460 08 +0.034 62X 1 +0.3428 4 X 2
-0.333 92X 3 -0.003 58X 4
模型在 0.01水平总体回归效果显著 ,回归系数显
著性检验 X 1 、X2回归系数达到 0.01极显著水平 , X3 、
X 4回归系数达到 0.05显著水平 。回归方程中自变量
X 2相对小叶面积和 X3茎叶比的回归系数较大 ,表明相
对小叶面积对 2茬草产量具有重要的正作用;茎叶比
则对 2茬产量具有明显的负作用 ,而分枝数对 2 茬草
产量并不重要 。这与以上性状与头茬草产量的函数关
系很不一致 ,叶型大而叶量丰富的植株类型相应具有
较高的 2茬草产量 ,可能由于这样的植株光和同化物
积累较多 ,更有利于刈割后植株再生。
3 讨论与结论
试验中以茎段扦插的方法建立草原 3号杂花苜蓿
65草原与草坪 2006年 第 4期 总第 117期
无性系 ,平均扦插成活率达 53.3%。以其 3年生群体
中黄紫色 、褐蓝色 、淡蓝色 、白黄色 、黄绿色和黑紫色植
株建立的 6个无性系小区为材料 ,进行了自然高度 、绝
对高度及再生速度的比较 ,结果表明白黄色无性系植
株在自然高度和绝对高度上均具有显著优势;黑紫色
无性系小区自然高度与绝对高度之差较小 ,直立性较
强;刈割后再生速度为黄紫色 、褐蓝色 、淡蓝色和白黄
色 4个无性系小区较快。考察的农艺性状中分枝数变
异最大 ,黑紫色和黄绿色无性系在单株总产上的变异
最小 , 即产量稳定性较高 , 基因与环境相互作用较
小[ 10] 。 综合性状以黑紫色 、黄绿色和白黄色 3个无
性系较优 。
相关性分析结果表明分枝数和株高 2个性状与草
产量相关性很高 ,可作为草产量的预测指标 。结合变
异分析结果 ,若在草原 3号群体中进行选择 ,则应以分
枝数为主要选择性状 。头茬产量与 2茬产量之间的显
著相关表明二者均是植株生产潜力的体现 ,主要是由
其遗传性决定的。而在所考察的 6个无性系范围内 ,
相关性分析和多元线性回归分析均显示 ,较多的分枝 、
较小的叶型 、绝对高度大且茎叶比也较大的植株 ,预示
有较高的头茬草产量;而较大的叶型和较小的茎叶比
与较高的 2茬草产量显著相关 ,分枝数对 2 茬草产量
并不重要 。以上说明构成头茬产量与构成 2茬产量的
主要因素显然不同。这预示随着年刈割次数的不同 ,
各性状因素对总产量的贡献也不一样 ,但对苜蓿再生
性的研究普遍认为 ,年刈割多次草产量以头茬最高 ,达
到年总产的 50%～ 60%[ 11] ,总体来说头茬草产量对年
总产贡献最大 ,群体内选择时应以对头茬产量有较大
贡献的性状为重点。针对草原 3号杂花苜蓿群体 ,年
刈割 1次地区应以分枝多 、植株高和叶型较小性状为
选择重点;年刈割多次地区则不可忽视对叶型较大且
叶量丰富等性状的选择 。
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Correlation research of yield with relevant agronomic characters
in Medicago varia cv.Caoyuan N o.3
YUN Lan , YUN Jin-feng ,GUO Shu-jing
(Collegeo f Ecolog y and Env ironmental Science , Inner Mongolia Agricultural Universi ty , Hohhot 010019)
Abstract:Six clones f rom Med icago varia cv.Caoyuan No.3 we re established by cuttage.T hese clones w as
used to compared the height , grow th speed and to tal coef ficient o f variation.The varia tion analysis , correlation a-
nalysis and REG analy sis betw een yield and characters w ere conducted.Result indicate that the dark-purple
clone , yellow-g reen clone and light-yellow clone w ere good in synthetical characters.
Key words:Medicago varia cv.Caoyuan No.3;clone;ag ronomic character;correlation analy sis
66 Grassland and Turf (Bimonthly) 2006 No.4 (Sum No.117)