全 文 ：第 16 卷 第 3 期
Vol. 16 No . 3
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2008 年 5 月
May 2008
播种当年苜蓿根系研究初报(简报)
王月胜1, 2, 于林清2* , 张利军2
( 1. 甘肃农业大学草业学院, 甘肃 兰州 730070; 2. 中国农业科学院草原研究所, 内蒙古 呼和浩特 010010)
关键词: 播种; 苜蓿; 根系
中图分类号: S812 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2008) 03-0313-03
Primary Study on Root System of Alfalfa in the Sowing Year
WANG Yue-sheng1, 2 , YU Lin-qing2* , ZHANG L-i jun2
( 1. Pratacul tu re Collge Gansu Agricu ltural U nivers ity, Lanzhou Gan su Pr ovin ce 730070, China;
2. Grass lan d Research Inst itute of Academ y of Agricultural Science, H ot tot Inner M on gol ia 010010, Ch ina)
Key words: Sow ing ; Alfalfa( Med icago sativa L. ) ; Root system
苜蓿(Medicago sativa )大部分栽培品种的根系
为直根型,由主根和侧根组成。在排水良好、土层深
厚、湿润的地方,第1年主根可延伸至土表下 1. 8 m,
第2年至 3. 6 m,最终可延伸至 6. 0 m 以下( Weaver,
1926)。其根系可划分为直根型、侧根型、根蘖型和根
颈型[ 1]。苜蓿近地面的根与茎连接部为根颈,由真叶
以下的胚轴发育而成。其上能形成大量的芽,可长成
地上部茎枝,亦是越冬芽着生的部位。根颈可随生长
年限的增加不断加粗和向土中深入[ 2, 3]。苜蓿根颈是
产生分枝的重要部位,直接影响苜蓿生产性能和可持
续利用[ 3] ,如再生性、耐寒性、抗旱性和抗病虫害性等
都与其密切相关。本试验对国内外 13个苜蓿品种当
年根系进行初步研究, 探讨其根系特征,为选育抗性
强、品质优的苜蓿品种奠定基础。
1 材料与方法
1. 1 试验地自然概况
田间试验在内蒙古呼和浩特市南部地区中国农
业科学院草原研究所试验田进行。其位于阴山山脉
大青山以南的黑河平原( 111b34c39d~ 111b47c06d,北纬
40b34c39d~ 40b35c41d) ,海拔 1055 m,属于半干旱大陆
性气候,干旱、寒冷、多风沙,年均气温6. 2 e , 7月份最
高温度 37. 3 e , 1 月最低- 32. 8 e , \10e 积温在
2700e 以上,无霜期 130 d,年均降水量 430~ 450 mm。
试验地属于沙质脱潜育土, ph 8. 5左右,土壤贫瘠,含
盐量 0. 03%,有机质含量 0. 6% ,含氮量 0. 035%。
1. 2 材料与播种方法
供试材料均来源于中国农业科学院草原研究所
(表 1) , 2007年 6月 9号播种,每个国内品种播 3个
小区,每个国外品种播 1 个小区,每小区播 1行, 穴
播,行距 1 m , 株距 30 cm, 随机排列, 小区面积 5
m
2
,于 2007年 9月中旬进行根系形态学特征测定。
1. 3 测定指标和方法
2007年 9- 10月测定播种后 3个月的苜蓿根颈
和根形态,用 Marquez-Ortiz法[ 4]和 Johnson法[ 5]。
1. 3. 1 根颈特征 ( 1)根颈直径, 用游标卡尺测根
颈膨大处; ( 2)根颈入土深度, 从地表到根颈上端;
( 3)根颈分枝,从根颈直接长出的分枝数。
1. 3. 2 根特征 ( 1)主根直径, 根颈以下 1 cm 处直
径; ( 2)侧根数,侧根离主根 0. 5 cm 处的 d \0. 1 cm
时,可计入, 小于 0. 1 cm 时, 不计入; ( 3)侧根直径,
靠近主根处; ( 4)侧根位置, 距根颈最近的第一个
侧根; ( 5)主根长度, 根颈以下主根一直到主根 d 0. 1 cm 处的长度。
1. 4 数据处理
采用 DPS3. 01 和 SPSS13. 0 统计软件对数据
进行处理。DPS3. 01 进行方差分析、新复极差测
验、主成分分析, SPSS13. 0进行相关性分析。
收稿日期: 2007-12-18; 修回日期: 2008-03-12
基金项目: 国家自然科学基金项目( 30671487) ; 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金
作者简介: 王月胜( 1982-) ,男,内蒙古呼和浩特人,在读硕士,研究方向为牧草种资资源与育种, E-m ail: w angys198200@ sin a. com; * 通讯
作者 Author for corr espondence, E- mail : linqing_yu@ hotmail. com
草 地 学 报 第 16卷
表 1 参试苜蓿品种
Table 1 13 alfa lfa var ieties
序号 No. 品种名称 Variet ies nam e 拉丁名 L at in name 类型 Types
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
肇东
准格尔
公农 1号
克旗黄花
直立黄花
草原 2号
草原 3号
中苜 1号
阿勒泰
润布勒
Maverick
Leg end
CUF101
M . sa ti v a L. cv. Zhaodong
M . sa ti v a L. cv. Zhun geer
M . sa ti v a L. cv. Gongnong No. 1
M . f alcate L . Keqi
M . f alcate L . Zhil i
M . var ia Mart in. cv. Caoyuan No. 2
M . var ia Mart in. cv. Caoyuan No. 3
M . sa ti v a L. cv. Zhongmu No. 1
M . var ia Mart in. cv. Aletai
M . var ia Mart in. cv. Ramber
M . sa ti v a L. cv. M averick
M . sa ti v a L. cv. L egen d
M . sa ti v a L. cv. CU F101
地方品种 Local variet ies
地方品种 Local variet ies
育成品种 Bred variet ies
地方品种 Local variet ies
地方品种 Local variet ies
育成品种 Bred variet ies
育成品种 Bred variet ies
育成品种 Bred variet ies
野生品种 Wild variet ies
引进品种 Int roduced variet ies
外国品种 Foreign variet ies
外国品种 Foreign variet ies
外国品种 Foreign variet ies
2 结果与分析
2. 1 供试苜蓿根颈特征
供试苜蓿品种间根颈特征差异明显(表 2)。当
年生苜蓿根颈直径以 Maverick 根颈直径最大, 为
0. 70 cm,其次为草原 3 号( 0. 69 cm ) , M averick 和
草原 3号根颈直径显著大于 CUF101、草原 2号、克
旗黄花、润布勒和准格尔等 5 个品种 ( P < 0. 05)。
根颈入土以 Maver ick 最深, 显著高于 CU F101、草
原 2号、润布勒、中苜 1 号、准格尔和直立黄花等 6
个品种( P< 0. 05) , 其中以直立黄花苜蓿根颈入土
最浅。不同苜蓿品种间根颈分枝数无明显差异。
2. 2 供试苜蓿根系特征
由表 3可见, 肇东苜蓿主根最长, 为 16. 5 cm,
显著高于准格尔。主根直径以 Maverick最高,显著
高于公农 1号、草原 3号、中苜 1号、草原 2号、克旗
黄花、润布勒、准格尔 7个品种( P< 0. 05)。品种间
侧根数差异明显, Maverick 侧根数最大, 明显高于
草原 3号、Legend、草原 2号 3个品种,显著高于其
他 9个品种( P< 0. 05)。品种间侧根位置以公农 1
号为最大,达 3. 9 cm ,其次为克旗黄花,公农 1 号与
克旗黄花相比不显著, 但2个品种显著高于其他11
个国内外品种( P< 0. 05)。供试品种中肇东侧根直径
最大,为 0. 33 cm,显著高于克旗黄花、草原 2号和准
格尔 3个苜蓿品种;其次为 Maverick。
2. 3 供试苜蓿根系相关性分析
由表 4可以看出,根部各指标中,除主根长度与
侧根位置外,其余各指标(根颈直径、主根直径、侧根
数、侧根直径)间均成正相关,达到显著或极显著水
平,主根长与其他指标均成正相关,但不显著,侧根位
置与根颈直径、主根长度、侧根数呈适度正相关,与主
根直径、侧根直径呈负相关。
2. 4 供试苜蓿根系主成分分析
以上分析表明,供试 13个苜蓿品种间存在丰富
的遗传变异,为了进一步探明造成这些变异的主要
原因,对测定的性状进行了主成分分析(表 5)。从
第 4主成分开始特征值都非常低(小于 1) ,而且前 3
表 2 根颈特征
T able 2 T he character of crown in different alfalfa cultiv ars
品种 Cul tivars 根颈直径( cm)
Crown diameter
入土深度( cm)
Crow n depth
根颈分枝数( cm)
Crow n b ran ch
克旗黄花 M . f alcate L. Keqi
润布勒 M. varia Mart in. cv. Ramber
草原 2号 M. var ia Mart in. cv. Caoyuan No. 2
肇东 M. sati v a L. cv. Zh aodong
公农 1号 M. sat i v a L. cv. Gongn on g No. 1
中苜 1号 M. sat i v a L. cv. Zh ongm u No. 1
草原 3号 M. var ia Mart in. cv. Caoyuan No. 3
直立黄花 M . falcate L. Zhil i
准格尔 M. sati v a L. cv. Zh ungeer
阿勒泰 M. varia Mart in. cv. Aletai
Maverick M. sa ti v a L. cv. Maverick
Legend M. sati v a L. cv. Legend
CUF101 M. sati v a L. cv. CUF101
0. 44cde
0. 40de
0. 46bcde
0. 58abcd
0. 65ab
0. 57abcd
0. 69a
0. 57abcd
0. 38e
0. 61ab
0. 70a
0. 60abc
0. 49bcde
1. 52abcd
1. 23bcde
1. 20bcde
1. 58abcd
1. 63abc
1. 13cde
1. 42abcde
0. 95e
1. 04de
1. 76ab
1. 91a
1. 72ab
1. 33bcde
1. 7
1. 9
2. 1
1. 9
3. 1
2. 1
2. 2
2. 2
1. 7
2. 5
2. 5
2. 5
3. 3
注:同表 1 Note: T he sam e as tab le 1
314
第 3期 王月胜等:播种当年苜蓿根系研究初报(简报)
表 3 根系特征
Table 3 The char acter of r oot sy stem in differ ent a lfalfa cult ivar s
品种
Cult ivars
主根 Tap root 侧根 Lateral r oot
长度 ( cm)
L ength
直径( cm )
Diameter
根数(条)
Number
位置( cm)
Posit ion
直径( cm)
Diam eter
克旗黄花 M. f alcate L. Keqi
润布勒 M. varia Mart in. cv. Ramber
草原 2号 M. varia M art in. cv. Caoyuan No. 2
肇东 M. sat iv a L. cv. Zhaod ong
公农 1号 M. sati v a L. cv. Gongnong No. 1
中苜 1号 M. sat iv a L. cv. Zhongmu No. 1
草原 3号 M. varia M art in. cv. Caoyuan No. 3
直立黄花 M. f alcate L. Zhil i
准格尔 M. sati v a L. cv. Zhungeer
阿勒泰 M. varia Mart in. cv. Aletai
M averick M. sati v a L. cv. Maverick
L egen d M. sat i va L. cv. L egen d
CU F101 M. sat iv a L. cv. CU F101
16. 2a
14. 9a
12. 8ab
16. 5a
14. 0ab
14. 5ab
15. 6a
12. 8ab
9. 0b
15. 8a
12. 5ab
12. 2ab
13. 7ab
0. 34c
0. 33c
0. 39bc
0. 48abc
0. 44bc
0. 43bc
0. 44bc
0. 55ab
0. 31c
0. 52ab
0. 63a
0. 55ab
0. 53ab
1. 8bc
1. 6bc
2. 6abc
1. 9bc
2. 3bc
2. 0bc
3. 2ab
2. 2bc
0. 7c
1. 9bc
4. 6a
3. 2ab
1. 4bc
3. 3ab
1. 1c
1. 2c
1. 6c
3. 9a
2. 3bc
2. 3bc
1. 5c
2. 3bc
2. 5bc
2. 5bc
1. 2c
1. 9b c
0. 16b
0. 17ab
0. 15b
0. 33a
0. 18ab
0. 21ab
0. 17ab
0. 22ab
0. 15b
0. 18ab
0. 24ab
0. 21ab
0. 18ab
注:表中同列平均数数标注不同字母为差异显著( P< 0. 05)
Note: Th e differ ent let ters in the sam e column indicate s ignifi can t at P < 0. 05
表 4 根系相关性分析
Table 4 The cor relat ion ana lysis o f index in ro ot system
主根长度
T ap root length
主根直径
T ap root diameter
侧根数
Lateral r oot number
侧根直径
Lateral root diameter
侧根位置
Lateral root posit ion
根颈直径 C rown diameter
主根长度 Tap root len gth
主根直径 Tap root diam eter
侧根数 Lateral root n umber
侧根直径 L ateral root diameter
0. 225 0. 744**
0. 003
0. 764**
0. 036
0. 652*
0. 634*
0. 303
0. 639*
0. 519*
0. 268
0. 177
- 0. 098
0. 011
- 0. 182
注: ** 表示在 0. 01水平上相关; * 表示在 0. 05水平上相关
Note: ** Correlation is sign ificant at the 0. 01 leve, * Correlat ion is signif icant at the 0. 05 level
表 5 根系主成分分析
Table 5 The Pr incipal component analy sis of index in r oot sy stem
指标 In dexes 特征值 Eigen valu e 贡献率 C on trib ut ion rate( % ) 累计贡献率 Cumulat ive cont ribu tion rate( % )
根颈直径 Crow n diameter
主根直径 T ap root diameter
主根长度 T ap root length
侧根直径 Lateral r oot diam eter
侧根位置 Lateral r oot posit ion
侧根数 Lateral root number
2. 7851
1. 2542
1. 0777
0. 5201
0. 2486
0. 1142
46. 4190
20. 9041
17. 9611
8. 6685
4. 1438
1. 9035
46. 4190
67. 3231
85. 2842
93. 9527
98. 0965
100
个主成分累计贡献率达到了 85. 28% ,可以近似代
替原始因子所代表的全部信息。第 1 成分(根颈直
径)的特征贡献率为 46. 42%, 是分析的主要方面。
其次为主根直径和主根长度。特征贡献率分别为
20. 90%和 17. 96%。由此可知,试验苜蓿品种根系
形态的主要变异来源于苜蓿的根颈直径指标, 其次
是主根直径和主根长度, 第 3 变异来源于侧根直径
和侧根位置及侧根数。
3 讨论与结论
3. 1 从供试苜蓿品种来看,紫花苜蓿和杂花苜蓿根
颈直径、入土深度和根颈分枝较黄花苜蓿大, 黄花苜
蓿根颈入土较浅。
3. 2 供试苜蓿品种间根系特征差异明显。综合分
析可知:黄花苜蓿主根普遍偏细, 侧根数也较少, 侧
根离主根较远,侧根也较紫花和杂花苜蓿细,杂花苜
蓿的各项指标大多在紫花和黄花之间, 有的指标与
紫花苜蓿更接近。
3. 3 本试验结论是播种后 3个月的试验结果, 并不
能代表各品种生长发育成熟时的根系形态。
参考文献
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研究进展[ J] . 中国草地, 2003, 25( 3) : 66- 71
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(责任编辑 才 杰)
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