全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2014465 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
周青平,颜红波,梁国玲,贾志峰,刘文辉,田莉华,陈有军,陈仕勇.不同燕麦品种饲草和籽粒生产性能分析.草业学报,2015,24(10):120130.
ZHOUQingPing,YANHongBo,LIANGGuoLing,JIAZhiFeng,LIUWenHui,TIANLiHua,CHENYouJun,CHENShiYong.Analysisof
theforageandgrainproductivityofoatcultivars.ActaPrataculturaeSinica,2015,24(10):120130.
不同燕麦品种饲草和籽粒生产性能分析
周青平1,颜红波2,梁国玲2,贾志峰2,刘文辉2,田莉华1,陈有军1,陈仕勇3
(1.西南民族大学青藏高原研究院,四川 成都610041;2.青海省畜牧兽医科学院,青海 西宁810016;
3.西南民族大学生命科学与技术学院,四川 成都610041)
摘要:为探明不同燕麦品种饲草和籽粒生产性能的差异及其原因,本研究以青海省普遍种植的8份燕麦品种为试
验材料,通过聚类分析、相关分析和多元逐步回归分析,明确了高产燕麦的性状特征。研究得到以下主要结果:1)
不同燕麦品种的饲草和籽粒生产性能存在差异,青燕1号和林纳的饲草和籽粒产量最高,草莜1号和青莜2号饲
草和籽粒产量最低;2)聚类分析可将8种燕麦分为两大类:第一类为综合表现较差的加燕2号、青引2号、草莜1
号和青莜2号,第二类为综合表现较好的林纳、青燕1号、尼央和青永久887,其饲草和籽粒产量较第一类燕麦可分
别提高12.8%和14.2%;3)两类燕麦的饲草产量均与株高显著正相关,与茎直径显著负相关;籽粒产量与株高、千
粒重、带稃种子长度和宽度显著正相关,与茎直径、穗粒数、空铃数、籽粒容重显著负相关,说明不同燕麦的饲草产
量同其性状的相关关系相对比较稳定;4)多元逐步回归分析表明,茎直径对两类燕麦品种的饲草产量的贡献显著
且系数较大,茎直径和带稃种子宽度对籽粒产量的贡献显著且系数较大。与第一类燕麦品种相比较,茎直径对第
二类燕麦饲草和籽粒产量的负向作用系数较小,而种子宽度的正向作用系数较大,是其高产的内在原因。因此,茎
直径和种子宽度可作为燕麦选育的重要参考指标。
关键词:性状;聚类分析;相关分析;多元逐步回归
犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳狋犺犲犳狅狉犪犵犲犪狀犱犵狉犪犻狀狆狉狅犱狌犮狋犻狏犻狋狔狅犳狅犪狋犮狌犾狋犻狏犪狉狊
ZHOUQingPing1,YAN HongBo2,LIANGGuoLing2,JIAZhiFeng2,LIU WenHui2,TIANLiHua1,
CHENYouJun1,CHENShiYong3
1.犆狅犾犾犲犵犲狅犳犙犻狀犵犜犻犫犲狋犪狀犘犾犪狋犲犪狌,犛狅狌狋犺狑犲狊狋犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔犳狅狉犖犪狋犻狅狀犪犾犻狋犻犲狊,犆犺犲狀犵犱狌610041,犆犺犻狀犪;2.犙犻狀犵犺犪犻犃犮犪犱犲犿狔狅犳犃狀
犻犿犪犾犪狀犱犞犲狋犲狉犻狀犪狉狔犛犮犻犲狀犮犲,犡犻狀犻狀犵810016,犆犺犻狀犪;3.犆狅犾犾犲犵犲狅犳犔犻犳犲犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔,犛狅狌狋犺狑犲狊狋犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔犳狅狉犖犪
狋犻狅狀犪犾犻狋犻犲狊,犆犺犲狀犵犱狌610041,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Inordertoexplainreasonforforageandgrainyielddifferenceofoatcultivars,eightoatcultivars
widelyplantedinQinghaiprovincewereusedinthisstudy.Specialtraitsofthehighyieldoatwasfound
throughclusteranalysis,correlationanalysisandmultiplestepwiseregression.Themainresultsasbelow.1)
Theforageandgrainyieldproductivitywasdifferentamongcultivars,theforageandthegrainyieldofQingyan
1andLinnawashighest,andthatoftheCaoyou1andQingyou2waslowest.2)Eightoatcultivarscouldbe
groupedintotwoclustersaccordingtotheclusteranalysis.Cluster1includedJiayan2,Qingyin2,Caoyou1
andQingyou2,theyhaverelativelypoorperformance.Cluster2includedLinna,Qingyan1,Neonand
Qingyongjiu887,theyhaverelativelybetterperformance,with12.8%and14.2% higherforageandgrain
第24卷 第10期
Vol.24,No.10
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
2015年10月
Oct,2015
收稿日期:20141113;改回日期:20150318
基金项目:西南民族大学引进人才项目“青藏高原植物种质资源挖掘保护与利用 ”(2013RC04),科技部科技支撑项目“青海地区优质牧草选育及
生产利用技术集成与示范”(2011BAD17B055)和青海省青藏高原优良牧草种质资源利用重点实验室(2014zy12)资助。
作者简介:周青平(1962),男,甘肃宁县人,教授,博士。Email:qpingzh@aliyun.com
通讯作者Correspondingauthor.Email:qpingzh@aliyun.com
yieldthanthatofcultivarsincluster1.3)Theforageyieldofbothtwoclusterswaspositivelycorrelatedtothe
stemdiameter,andnegativelycorrelatedtotheplantheight.Alsothegrainyieldofbothtwoclusterswere
positivelycorrelatedtotheplantheight,grainweightperspike,kernelweight,thelengthandthewidthofthe
seedwithrafter,indicatingthattherelationshipbetweenforageyieldandtraitsofoatsarerelativelystable.4)
Themultiplestepwiseregressionresultsshowedthatthecontributionrateofthestemdiametertotheforage
yieldwashighandsignificant,andthesameforthecontributionrateofthestemdiameterandseedwidthtothe
grainyieldforbothtwoclusters.Comparedwiththefirstcluster,thesmalernegativecoefficientvalueofstem
diameterandthelargerpositivecoefficientoftheseedwidthintheregressionequationbetweentraitsandyield
istheinnerhighyieldingreasonforthesecondcluster.Thus,thestemdiameterandtheseedwidthcouldbe
usedasanimportantindexintheselectionandbreedingofoat.
犓犲狔狑狅狉犱狊:traits;clusteranalysis;correlationanalysis;multiplestepwiseregression
燕麦(犃狏犲狀犪狊犪狋犻狏犪)是我国高寒牧区人工草地普遍种植的一年生粮饲兼用作物,不仅产草量高,饲用价值优
良,而且具有抗旱、抗寒和耐贫瘠的优良品性,是重要的籽实饲料作物和圈窝种植牧草,在缓解家畜“冬瘦春乏”、
防雪抗灾、维系高寒牧区草地畜牧业可持续发展中发挥了重要作用[1]。人工燕麦种植栽培历史悠久,但由于受自
然条件和机械化操作困难等问题的限制,燕麦的研究及发展都相对滞后。适于高寒牧区栽培的燕麦品种良莠不
齐,优质高产燕麦品种仍比较缺乏[2],如何选育抗寒、高产、优质燕麦品种,对促进高寒草食畜牧业发展,实现农牧
民增产增收具有重要实践意义。
现阶段,有关燕麦的研究多集中在不同农艺措施[3]对其植物学性状和产量[45]的影响,不同添加剂对燕麦青
贮发酵质量的影响[68],以及引种品比、杂交选育、遗传力等相关性研究[9],但多数研究仅比较了不同燕麦品种的
生产性能,并没有深入探讨不同燕麦品种饲草产量存在差异的内在原因,以及不同生长环境下燕麦植物学性状与
饲草产量的关系,对燕麦选育工作的指导意义尚不充分。不同燕麦品种的植物学性状间存在较大差异,且饲草及
籽粒产量同其性状间具明显的相关性。已有研究表明,燕麦的饲草产量同绿叶数和茎节数显著相关[10],而籽粒
产量同穗粒数和穗粒重呈正相关关系[11]。另一方面,燕麦草产量的形成和营养物质的积累不仅取决于自身的基
因特性,亦会受到栽培措施和环境条件的影响,不同水肥条件下植物学性状同产量的相关关系并不一致[12]。因
此,综合分析各燕麦品种在不同生长条件下各植物学性状同生产性能的相关关系,明确燕麦高产的性状特征,对
于选育高产优质燕麦具有重要意义。本研究以青海省广泛种植的8份燕麦为材料,在青海省东部5个试验点开
展了持续2年的定点研究,依据16种植物学性状、饲草和籽粒产量对不同燕麦品种进行了聚类分析、相关性分析
和多元逐步回归分析,明确了高产燕麦的关键性状特征,可为燕麦良种繁育提供理论指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料为青海省畜牧兽医科学院提供的4
个裸燕麦品种(草莜1号、青莜2号、青永久887
和尼央)和4个皮燕麦品种(青引2号、加燕2号、
青燕1号和林纳),为比较各个品种在不同条件下
的综合生产性能,分别在青海省湟中县、大通县、
平安县、民和县和互助县的5个试验点分别开展
生产试验。各试验点地理位置及气候情况见
表1。
1.2 试验方法
于2009年和2010年4月下旬在各试验点实
施播种。播前土层耕翻25cm,一次性基施磷酸
表1 各试验点地理位置及气候条件基本情况
犜犪犫犾犲1 犜犺犲犫犪狊犻犮犻狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀狅犳狋犺犲犾狅犮犪狋犻狅狀犪狀犱狋犺犲
狑犲犪狋犺犲狉犮狅狀犱犻狋犻狅狀狅犳犲犪犮犺狋狉犻犪犾狊犻狋犲狊
试验地点
Trialsite
地理位置
Location
海拔
Altitude
(m)
年均温Annual
averaged
temperature
(℃)
年降雨量
Annual
rainfal
(mm)
湟中 HuangzhongE101°37′,N36°28′ 2670 3.0 600
大通Datong E101°40′,N36°57′ 2483 3.9 532
平安Ping’an E101°52′,N36°27′ 2913 3.2 420
民和 Minhe E102°53′,N36°19′ 1745 8.2 395
互助 Huzhu E102°01′,N36°51′ 2610 3.4 534
121第10期 周青平 等:不同燕麦品种饲草和籽粒生产性能分析
二胺150kg/hm2 和尿素75kg/hm2。精选优质种源,人工开沟后条播,行距25cm,播深3~4cm,播量180
kg/hm2。小区布局采用完全随机区组设计,小区面积12m2(3m×4m),小区间距为1m,每个品种各设3次重
复。
1.3 测定指标
在每个品种达到盛花期时分别进行取样,每个试验小区内选取具有代表性的1m样段,齐地刈割后称重,测
定鲜草产量,之后随机选取10株燕麦,用卷尺测定株高和旗叶叶长,用螺旋测微仪测定旗叶叶宽和茎直径,之后
将植株进行茎叶穗分离,分别称重,计算茎叶比。待每个品种达到完熟期时分别进行取样,齐地面刈割长势均匀
的1m样段,记录样段内有效分蘖数,随机选取10株燕麦记录单序粒数、小穗数、轮层数和空铃数,用卷尺测定穗
长、带稃种子长度,用螺旋测微仪测定带稃种子宽度,样品风干后脱粒、清选,测定各品种的籽粒产量、穗粒重、穗
粒数、千粒重及籽粒容重。
1.4 数据分析
用Excel2003软件进行数据的输入,计算均值、标准差和变异系数,用SPSS16.0数据分析软件对燕麦品种
进行聚类分析,结合相关性分析明确影响不同燕麦品种生产性能的主要植物学性状,通过多元逐步回归分析得到
不同燕麦类型饲草及籽粒产量的最优回归方程。
2 结果与分析
2.1 不同燕麦品种各试验点饲草和籽粒产量
不同燕麦品种的饲草和籽粒生产能力存在差异,整体而言,青燕1号和林纳在各地区饲草和籽粒产量显著高
于草莜1号和青莜2号(犘<0.05)。对比不同品种在各试验点的产量均值发现,饲草产量表现为:青燕1号>林
纳>青永久887>尼央>青引2号>加燕2号>草莜1号>青莜2号。与饲草产量的变化规律不同,籽粒产量表
现为青燕1号>林纳>青引2号>加燕2号>青永久887>尼央>草莜1号>青莜2号(表2)。
表2 8个燕麦品种在各试验点的饲草和籽粒产量
犜犪犫犾犲2 犜犺犲犳狅狉犪犵犲犪狀犱犵狉犪犻狀狔犻犲犾犱狅犳犲犻犵犺狋狅犪狋犮狌犾狋犻狏犪狉狊犪狋犲犪犮犺狋狉犻犪犾狊犻狋犲狊
品种
Cultivar
草莜1号
Caoyou1
青莜2号
Qingyou2
青永久887
Qingyoujiu887
尼央
Neon
青引2号
Qingyin2
加燕2号
Jiayan2
青燕1号
Qingyan1
林纳
Linna
饲草产量Forageyield(t/hm2)
湟中Huangzhong 53.4±1.3b 54.5±1.6b 55.4±1.3b 74.1±8.2a 47.0±1.0c 48.1±0.6c 53.2±1.4b 53.6±1.3b
大通Datong 29.2±2.9b 29.3±2.1b 33.2±0.8b 35.0±0.6b 38.4±1.5ab 42.9±1.8a 46.9±0.3a 45.1±2.1a
平安Ping’an 51.6±4.4b 51.4±3.6b 56.6±4.7ab 56.3±4.2ab 61.0±4.6a 61.7±5.4a 67.0±4.0a 63.9±3.6a
民和 Minghe 47.7±1.3a 43.1±0.2b 49.8±1.0a 48.4±1.2a 43.4±2.1b 43.8±1.4b 46.9±1.6a 48.0±1.7a
互助Huzhu 41.1±2.0b 41.2±1.4b 54.5±5.9a 44.9±1.8ab 46.3±5.8a 40.4±2.3b 50.1±5.1a 49.7±4.4a
均值 Means 44.6±2.0b 43.9±1.9b 49.9±2.2a 51.7±3.1a 47.2±2.1ab 47.4±1.9ab52.8±1.9a 52.1±1.8a
变异系数CV(%) 24.4 23.2 24.2 32.3 24.4 21.7 20.1 18.4
籽粒产量 Grainyield(t/hm2)
湟中Huangzhong 2.90±0.06b3.09±0.08b3.52±0.12ab3.36±0.05b 3.77±0.12a 3.89±0.17a 4.43±0.26a 4.29±0.09a
大通Datong 2.97±0.17b3.10±0.22b3.31±0.21ab3.45±0.26b 3.32±0.11ab3.46±0.14ab3.71±0.09a 4.13±0.14a
平安Ping’an 3.04±0.13b3.21±0.15b3.48±0.18ab3.52±0.16ab3.99±0.19ab4.05±0.21a 4.89±0.42a 4.49±0.10ab
民和 Minghe 2.07±0.19c 2.23±0.19bc2.46±0.25b 2.65±0.10b 3.11±0.06ab3.39±0.13ab3.71±0.13a 4.07±0.32a
互助Huzhu 2.83±0.14b2.88±0.23b3.33±0.32ab3.27±0.25ab3.81±0.33a 3.78±0.30a 4.19±0.32a 4.41±0.17a
均值 Means 2.76±0.09b2.90±0.10b3.22±0.12ab3.25±0.10ab3.60±0.10a 3.71±0.10a 4.18±0.15a 4.28±0.09a
变异系数CV(%) 18.1 19.8 21.0 16.8 15.7 15.0 19.2 11.1
注:表中数值为均值±SE。同行小写字母表示不同品种在0.05水平差异显著。下同。
Note:DataintheTableismeans±SE.Thelowcaselettersinthesamelinemeanssignificantdiferenceat0.05levelbetweencultivars.Thesamebelow.
221 草 业 学 报 第24卷
不同燕麦品种在各试验点的饲草和籽粒产量存在变异,变异程度有所不同,且各品种饲草产量的变异系数明
显大于其籽粒产量的变异系数。其中,饲草产量变异程度最小的品种为林纳和青燕1号,其次为草莜1号、青莜
2号、青永久887和青引2号,CV均在23.2%~24.4%之间,变异幅度最大的为尼央,CV高达32.3%。籽粒产
量变异程度最小仍为林纳(11.1%),青引2号和加燕2号次之,CV最大的为青永久887(21%)。对比8个品种
在5个试验点的饲草产量发现,各品种在湟中县和平安县的饲草产量最高,民和县和互助县次之,而大通县的饲
草产量最低。同饲草产量的变化趋势不同,8个燕麦品种湟中县、大通县和平安县的籽粒产量较高,而民和县和
互助县的籽粒产量较低(表2)。
2.2 不同燕麦品种的平均性状表现及稳定性
对比8种燕麦的植物学性状发现,株高较高的为青引2号、加燕2号和青燕1号,较矮的为青永久887和尼
央,叶长较长的为草莜1号、青永久887,叶长较短的为尼央和林纳;茎直径较大的为草莜1号和青永久887,茎直
径较小的为加燕2号和青燕1号。就产量性状而言,尼央和林纳的有效分蘖数较多,青引2号和加燕2号有效分
蘖较少;青燕1号和林纳的穗粒重最高,青永久887和加燕2号的穗粒重最低;青引2号和加燕2号的千粒重最
大,而青永久887和尼央的千粒重最小,加燕2号和青燕1号的种子宽度较大,青永久887和尼央的种子宽度较
小(表3)。
比较不同燕麦品种各性状的差异性发现,16个性状表现中,变异潜力较大、系数高达50%以上的为茎叶比、
空铃数和种子长,其中,茎叶比最高的为青莜2号,最低的为青永久887;空铃数最多的草莜1号,最少的为加燕2
号;种子长度最大的为青燕1号,最小的为青莜2号。变异系数在30%~50%之间的有小穗数、千粒重和容重,
小穗数最多的为青永久887,最少的为加燕2号;千粒重最大的为青引2号,最小的为尼央;容重最大的为青莜2
号,最小的为林纳。叶宽和轮层数的变异系数在13%以下,说明该性状比较稳定(表3)。
2.3 不同燕麦品种植物学性状、饲草及籽粒生产能力的聚类分析
对参试的8个燕麦品种的16个植物学性状、鲜草和籽粒产量进行系统聚类(离差平方和法),在欧氏距离为
8.5时,可将燕麦分为2类(图1),第一类为加燕2号、青引2号、草莜1号和青莜2号,饲草和籽粒产量相对较
低,为综合表现较差的一类,第二类为林纳、青燕1号、尼央和青永久887,饲草和籽粒产量相对较高,2类型的植
物学性状均值及变异系数见表4。从表4可以看出,第二类燕麦品种的饲草和籽粒分别较第一类高产12.8%和
14.2%,其产量构成要素有效分蘖数、穗粒重、穗粒数、小穗数较第一类分别高出12.5%,8.9%,18.0%和
14.9%,除茎直径和种子长度同第一类较为接近,其余各测定指标均不同程度低于第一类。尽管两类燕麦类型的
饲草和籽粒产量变异系数较为近似,但第二类燕麦类型各形状的变异系数相对较小,其有效分蘖、叶宽、茎直径、
小穗数、单序粒数和轮层数的变异系数均小于第一类,说明第二类的植物学性状相对比较稳定。
2.4 不同燕麦类型主要植物学性状间的相关性
第一类燕麦各性状指标中,鲜草产量与株高极显著正相关,与叶宽和茎叶比显著负相关。可见株高、叶宽和
茎叶比是影响此类燕麦花期饲草产量的主要因素,株高较高、叶宽较小,但叶比重较大的此类燕麦品种更易高产。
与此同时,鲜草产量与种子宽度显著正相关,与穗粒重显著负相关,说明花期生物量一定程度上决定了收获期籽
粒的大小及穗粒重。成熟期籽粒产量与株高、穗粒重、千粒重、带稃种子长度和宽度显著正相关,与茎直径、穗粒
数、空铃数和籽粒容重显著负相关,说明此类燕麦的产量与籽粒大小、粒重和穗粒重密切相关(表5)。
就各性状间的相关关系而言,株高与叶长和茎叶比,叶长与空铃数和籽粒容重,茎直径与有效分蘖、穗粒数和
籽粒容重,茎叶比与籽粒容重均显著正相关,而株高与有效分蘖、穗粒重、穗粒数和千粒重,茎直径与千粒重、种子
长和种子宽,茎叶比与有效分蘖、穗粒重、千粒重、种子长负相关,说明株高、叶长、茎叶比等指标的增加有利于饲
草高产,但不利于籽粒高产,有减小籽粒大小及重量的趋势。就产量构成间的相关性而言,有效分蘖与穗粒数和
籽粒容重呈显著正相关,同种子长度和宽度呈显著负相关,而穗粒重与穗粒数和千粒重显著正相关,与千粒重、种
子长度和宽度显著负相关,籽粒容重与种子长度和宽度负相关(表5)。
321第10期 周青平 等:不同燕麦品种饲草和籽粒生产性能分析
对于第二类燕麦而言,花期饲草产量与株高、茎叶
图1 8种燕麦品种植物学性状、饲草及籽粒产量的系统聚类分析
犉犻犵.1 犆犾狌狊狋犲狉犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳狋犺犲犫狅狋犪狀犻犮犪犾犮犺犪狉犪犮狋犲狉狊,狋犺犲
狔犻犲犾犱狅犳犳狅狉犪犵犲犪狀犱犵狉犪犻狀狅犳犲犻犵犺狋狅犪狋犮狌犾狋犻狏犪狉狊
比极显著正相关,与茎直径、有效分蘖数显著负相关,
说明株高、茎叶比、茎直径和有效分蘖数是影响此类燕
麦饲草产量的关键性状,株高较高、茎直径较小但茎比
重较大的此类燕麦品种更易高产。鲜草产量与穗粒
重、千粒重和种子宽度显著正相关,说明花期生物量积
累一定程度上决定了收获期籽粒的穗粒重、籽粒大小
和重量。成熟期籽粒产量与株高、穗粒重、千粒重、种
子长度和宽度显著正相关,与茎直径、空铃数、籽粒容
重显著负相关,说明此类燕麦的产量同籽粒大小、重量
及穗粒重的变化趋势相一致(表6)。
就各性状间的相关关系而言,株高与叶长、叶宽和种子长度和宽度,叶长与叶宽和空铃数,叶宽与茎直径和空
铃数,茎直径与有效分蘖和籽粒容重,茎叶比与种子宽度显著正相关,而株高与有效分蘖数、穗粒数和籽粒容重,
叶长与有效分蘖,叶宽与茎叶比和千粒重,茎直径与穗粒重、千粒重、种子长度和宽度均显著负相关,说明株高、叶
长、茎叶比的增加会提高此类燕麦营养部位生物量的积累,但不利于籽粒的形成,导致籽粒大小及重量的减小及
穗粒数的增加,同第一类各性状与籽粒产量的相关关系近似。就产量构成间的相关性而言,有效分蘖数同空铃数
和种子宽度显著负相关,穗粒重同千粒重、种子长度和宽度呈显著正相关,同籽粒容重显著负相关,千粒重同种子
长度和宽度正相关,同空铃数负相关(表6)。
表4 不同类型燕麦品种的植物学性状、饲草和籽粒产量均值及变异系数
犜犪犫犾犲4 犜犺犲犿犲犪狀狊犪狀犱犱犲狏犻犪狋犻狅狀狅犳狋犺犲犫狅狋犪狀犻犮犪犾犮犺犪狉犪犮狋犲狉狊,狋犺犲犳狅狉犪犵犲犪狀犱犵狉犪犻狀狔犻犲犾犱狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狅犪狋犮犾狌狊狋犲狉狊
性状Traits
第一类Thefirstcluster
平均值
Means
变异系数CV
Standarddeviation(%)
第二类Thesecondcluster
平均值
Means
变异系数CV
Standarddeviation(%)
株高Plantheight(cm) 135±2 13.7 124±2 15.3
叶长Leaflength(cm) 30.5±0.6 20.9 28.4±0.5 20.9
叶宽Leafwidth(cm) 1.44±0.03 24.8 1.45±0.03 21.3
茎直径Plantdiameter(cm) 0.43±0.01 24.9 0.44±0.01 20.0
茎叶比Stemleafratio 0.70±0.04 61.0 0.67±0.04 66.1
有效分蘖Effectivetilers(No.) 2.16±0.07 38.0 2.43±0.07 33.7
穗粒重Grainweightperspike(g/穗Spike) 2.20±0.05 22.5 2.40±0.05 21.2
穗粒数Grainnumberperspike(No.) 74.9±1.7 24.5 88.3±1.7 20.8
小穗数Spikeletnumber(No.) 35.0±1.0 31.5 40.2±1.0 26.5
空铃数Emptyfloretnumber(No.) 5.50±0.36 71.7 5.31±0.39 81.4
千粒重Kernelweight(g) 27.6±0.5 18.1 25.9±0.5 20.8
容重Testweight(g/L) 563±9 16.4 553±9 17.7
轮层数Roundlayers(No.) 6.10±0.06 10.8 6.15±0.05 8.9
穗长Spikelength(cm) 21.2±0.3 13.6 19.6±0.3 13.9
种子长Seedlength(cm) 1.04±0.03 26.8 1.05±0.02 25.7
种子宽Seedwidth(cm) 0.28±0 12.1 0.26±0 12.1
饲草产量forageyield(t/hm2) 45.8±1.0 23.7 51.6±1.2 24.4
籽粒产量Grainyield(t/hm2) 3.24±0.06 21.3 3.73±0.07 21.7
421 草 业 学 报 第24卷
书书书
表
3
8
个
燕
麦
品
种
的
主
要
性
状
表
现
犜犪
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狅犪
狋
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表
5
第
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521第10期 周青平 等:不同燕麦品种饲草和籽粒生产性能分析
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续
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621 草 业 学 报 第24卷
2.5 不同燕麦品种饲草及籽粒产量的多元逐步回归分析
因为各性状间存在相互的制约关系,简单的相关关系并不能完全反应各性状对饲草或籽粒产量的贡献,有必
要在相关关系基础上进行多元逐步回归分析,明确各性状对产量的贡献作用的大小。对两类燕麦的株高、叶长、
叶宽、茎直径、茎叶比同鲜草产量分别进行多元逐步回归分析,以复相关系数最大化为标准,得到如下最优回归方
程:
第一类:犢1=44.108-35.456犡1+0.224犡2-9.198犡3(相关系数狉=0.441,犉=14.157>犉0.05,显著性水平
犘<0.05);
第二类:犢2=39.942-33.333犡1+0.156犡2+10.617犡4(方程相关系数狉=0.505,犉=14.157>犉0.05,显著
性水平犘<0.05)。其中,犡1、犡2、犡3 和犡4 分别为茎直径、株高、叶宽和茎叶比。
由于偏回归系数受性状不同计量单位的干扰,并不能真正说明各性状对产量作用的大小,将标准化回归系数
后发现,对第一类燕麦饲草产量的贡献较大的性状依次为株高、茎直径和叶宽,对第二类饲草产量贡献较大的性
状依次为茎叶比、茎直径和株高。对比2种类型的燕麦饲草产量回归方程发现,对两类燕麦饲草产量贡献显著的
性状为茎直径和株高。由于两类燕麦的茎直径均值间无显著差异(表3),且茎直径对第二类燕麦饲草产量的作
用系数较小,则茎直径(其他性状一定时)每增加1个单位,第二类燕麦饲草产量较第一类可高产2.123t/hm2。
尽管第一类的平均株高显著高于第二类(表3),但其作用系数较小,株高的增产效应并不显著,故第二类燕麦的
饲草产量较高。
对两类燕麦花期的株高、叶长、叶宽、茎直径、茎叶比以及成熟期主要的植物学性状同籽粒产量进行多元逐步
回归分析,以复相关系数最大化为标准,得到如下最优回归方程:
第一类:犢1=0.257-1.704犡1+4.433犡5+0.454犡6+0.343犡7-0.060犡8+0.010犡9+0.010犡2(方程相关
系数狉=0.848,犉=35.444>犉0.05,显著性水平犘<0.05);
第二类:犢2=1.537-1.630犡1+0.612犡3+10.488犡5-0.064犡8+0.017犡10-0.022犡11-0.001犡12(方程相
关系数狉=0.803,犉=23.584>犉0.05,显著性水平犘<0.05)。其中,犡1、犡2、犡3、犡5、犡6、犡7、犡8、犡9、犡10、犡11和
犡12分别为茎直径、株高、叶宽、种子宽、种子长、穗粒重、空铃数、千粒重、鲜草产量、叶长和籽粒容重。
将标准化回归系数后发现,对第一类燕麦籽粒产量的贡献较大的主要性状依次为穗粒重、空铃数、株高、种子
宽和茎直径,对第二类籽粒产量贡献较大的性状依次为空铃数、穗粒重、种子宽、穗粒数和茎直径。对比两类燕麦
籽粒产量的回归方程发现,对两类燕麦的籽粒产量贡献显著,且作用系数较大的性状为空铃数、穗粒重、茎直径和
种子宽。两类燕麦平均穗粒重和空铃数的差异较小,且对籽粒产量的作用系数较小,其对产量的效应可以抵消。
由于两类燕麦的平均茎直径和种子宽度间无显著差异(表3),且第二类茎直径对籽粒产量的作用系数较小而种
子宽的作用系数较大,则茎直径(其他性状一定时)每增加1个单位,第二类燕麦产量较第一类可高产0.074t/
hm2,种子宽度(其他性状一定时)每增加1个单位,第二类燕麦产量较第一类籽粒可高产6.055t/hm2,故第二
类燕麦的籽粒产量相对较高。
3 讨论
不同燕麦品种不仅存在明显的基因型差异,其饲草和籽粒产量还受试验区环境因子的限制。本研究中,不同
燕麦品种在同一试验点的饲草和籽粒产量差异较大。青燕1号和林纳的饲草和籽粒产量在海拔不同、温度不同
的各个试验点均相对较高,变异系数相对较小,而草莜1号和青莜2号的饲草和籽粒产量相对较低,变异系数相
对较大,可见青燕1号和林纳的综合生产性能相对较高且较稳定。此外,同一燕麦品种在不同试验点的产量差异
较大,饲草产量以湟中县和平安县为最高,大通县的饲草产量最低。湟中县、大通县和平安县的籽粒产量较高,民
和县和互助县的籽粒产量较低,各地区的饲草和籽粒产量同各试验点的海拔、温度及降雨量并未呈现一致的变化
趋势,说明燕麦最后的产量是各内在和外在多种因素综合作用的结果。我国各地区的燕麦产量亦具有明显的地
带性,云南、贵州和四川地区产量偏低,其他地区则相对较高[11]。一般而言,燕麦对温度的要求较低且对低温敏
感,气温往往是燕麦生长发育的主要限制因子,降雨的影响次之[13]。本研究中,湟中县和平安县可兼顾饲草和籽
721第10期 周青平 等:不同燕麦品种饲草和籽粒生产性能分析
粒的高产,而大通县最适宜进行饲草生产,可能原因是湟中县和平安县的环境条件有利于燕麦进行营养生长和生
殖生长,大通县的环境条件则更利于燕麦进行营养生长。由此可见,不同燕麦品种在不同地区的生产性能差异较
大,通过进一步研究以阐明燕麦生长规律与环境因子的相关关系,对指导燕麦因地制宜种植与栽培管理,依据不
同的生产地区、不同生产目的而选择用于生产的恰当品种具有重要指导意义。
聚类分析可将供试的8个燕麦品种分为两类,第一类的饲草和籽粒产量相对较低,第二类饲草和籽粒产量相
对较高,其产量构成要素有效分蘖数、穗粒重、穗粒数、小穗数亦相对较高,各性状变异系数相对较小,说明第二类
的综合生产性状较佳,性状较稳定,在试验地点具有较高的推广价值。分析两类燕麦各植物学性状同饲草产量的
相关性发现,两类燕麦的花期鲜草产量与株高极显著正相关[12],但与茎叶比的相关性则呈相反趋势,第一类饲草
产量与茎叶比负相关,其高产主要通过提高叶的综合性状来实现,第二类与茎叶比正相关,其饲草高产主要通过
提高茎的综合性状来实现。通径分析表明,对燕麦饲草产量正向作用较大的形状依次为叶片长度、单株叶片数和
株高[14],再次说明了叶片形状和株高对燕麦饲草的重要性。因此,牧草选育中应依据不同燕麦类型的产草特性,
有针对性、有区别的开展相应的选育工作。两类燕麦成熟期籽粒产量与株高、穗粒重、千粒重、带稃种子长度和宽
度显著正相关,与茎直径、空铃数、籽粒容重显著负相关,说明两类燕麦籽粒产量同各性状的相关性比较一致,前
期研究亦表明燕麦的单株粒重与单株地上生物量和单株粒数极显著正相关[15],可能与燕麦自身的生长特性有
关[12],燕麦饲草产量的提高可通过提高株高、穗粒重、千粒重、带稃种子长度和宽度等性状来实现。研究表明,燕
麦和大麦的籽粒产量同干物质量、旗叶的长度和宽度、及植株高度显著正相关[16]。可见,依据不同作物或品种的
生长规律,筛选具特定生理特性的品系,具增加燕麦籽粒产量的潜在可能性。
本研究中,茎直径同饲草和籽粒产量负相关,然而多数研究表明茎直径同作物的籽粒产量正相关[1718],尽管
燕麦的相关分析发现茎直径同饲草的相关性并不显著,逐步回归分析结果却表明茎直径对饲草的贡献显著[8]。
研究亦发现,随着燕麦及玉米(犣犲犪犿犪狔狊)播种密度的增加,茎直径的数值降低,单株地上干物质积累下降,但群
体地上部干物质积累量却呈增加的趋势[1920]。水分条件充足条件下,玉米的籽粒产量亦与株高正相关[21],同本
研究的结果一致。因此,高密度播种条件下,降低茎直径是实现燕麦饲草高产的可行途径之一。然而,茎直径的
逐渐减小往往伴随着抗倒伏能力的下降[2223],如何实现燕麦饲草高产,同时有效克服易倒伏问题将是后续研究的
重要内容之一。
逐步回归分析表明,茎直径对两类燕麦饲草产量贡献显著且作用系数较大,茎直径和带稃种子宽度对两类燕
麦籽粒产量贡献显著且作用系数较大。甘肃天祝开展的相似研究表明,供试的26份燕麦品种,其绿叶数、有效分
蘖数、茎粗和单株茎重4个指标对燕麦青草产量贡献显著[24],燕麦及玉米的单株产量亦同茎粗显著正相关[18,25],
可见茎直径对作物饲草产量的贡献作用并不受地域和品种的影响,特定生长条件下,植物学性状与产量的相关性
主要由作物自身的生长特性决定。另一方面,由于两类燕麦的平均茎直径和种子宽度差异不显著(表3),而第二
类燕麦茎直径对饲草和籽粒产量的负向作用系数较小,而种子宽度对籽粒产量的正向作用系数较大,导致第二类
明显高产。可见,为选育得到高产的燕麦品种,播种密度较大时,应优先选育茎直径负向作用系数较小的产草用
品种,及茎直径负向作用系数较小而种子宽度正向作用系数较大的产籽用品种。
4 结论
不同燕麦品种的饲草和籽粒生产性能存在差异,聚类分析可将供试的8种燕麦分为两类,分别为综合表现较
差的有加燕2号、青引2号、草莜1号、青莜2号(第一类),综合表现较好的为林纳、青燕1号、尼央和青永久887
(第二类),第二类燕麦品种的饲草和籽粒产量较第一类分别提高12.8%和14.2%。各植物学性状中,除第二类
的茎直径和种子长度同第一类较为接近,其余各指标均不同程度低于第一类。多元逐步回归分析表明,对两类燕
麦饲草产量贡献显著且作用系数较大的性状为茎直径,对籽粒产量贡献显著且作用系数较大的性状为茎直径和
种子宽。两类燕麦的平均茎直径和种子宽均值间无显著差异,第二类燕麦茎直径对其饲草和籽粒的负向作用系
数较小,而种子长对其籽粒的正向作用系数较大,是其饲草和籽粒高产的内在原因。因此,茎直径和种子宽度可
作为燕麦选育的重要参考指标。
821 草 业 学 报 第24卷
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
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