全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2004) 03-0214-05
灌溉及旱作对两个豆科草种产草量构成
因素相关性的影响
海　棠
(内蒙古农业大学生态环境学院, 呼和浩特 010018)
摘要: 在灌溉区及旱作区, 对草原二号杂花苜蓿和直立型扁蓿豆的株高、茎重、叶重、分枝数、花序重等产草量构成因素
进行相关分析。结果表明:按对产草量贡献率的顺序, 在旱作区杂花苜蓿为茎重> 株高> 分枝数> 叶重> 花序重, 扁蓿豆
为分枝数> 叶重> 茎重> 株高> 花序重; 在灌溉区杂花苜蓿为分枝数> 叶重> 茎重> 株高> 花序重,扁蓿豆为株高> 茎
重> 叶重> 分枝数> 花序重。
关键词: 草原学; 牧草品种; 产草量构成因素; 相关分析; 通径分析
中图分类号: S 812; S541　　文献标识码: A
Irrigation and Non-Irrigation to the Yield of Two Legumes
HAI T ang
( Co llege o f Ecolog y and Env ir onment, Inner Mongolia Agr icult ur e
Univer sity , Huhho t, Inner M ongolia Autonom ous Region 010018, China)
Abstract: A study w as conducted on the yield o f Medicago varia cv. Caoyuan No. 2 and Melissitus ruthenica
( L ) cv . Zhilixing in irr ig ated and non-irrigated land, the tw o legumes plant height , stem w eight , leaf w eight ,
number of t iller s, and inf lorescence w eight-plant parts that determine the yield of a forage. T he result shows
that in non-irr ig ated land, the g reatest cont ributor to the y ield of M edicago var ia cv. Caoyuan No . 2 is stem
w eight , follow ed by plant height , number of t illers, leaf w eight , and the least af fecting the yield is inflorescence
w eight . For Melissitus ruthenica ( L ) cv. Zhilixing in non-irrig ated land, the sequence is number of tillers, leaf
w eight , stem w eight , plant height , and ending with inf lorescence w eight . In irrigated land, the o rder of impor-
tance to the yield of M edicago var ia cv . Caoyuan No. 2 is number of t illers, leaf w eight , stem w eight , plant
height , and inf lorescence weight , w hile the sequence of w eight to the M elissitus ruthenica ( L ) cv. Zhilixing yield
is plant height , stem w eight , leaf w eight , number o f t il lers and inf lorescence w eight .
Key words: Gr assland science; Forage variety; Yield format ion factor s; Co rrelat ion analysis; Analysis of path
coef ficient
　　Gyaf ius ( 1964)把产量构成因素及其对产量的作
用做了一个几何图, 认为产量通常是产量构成因素平
衡的结果。当一个构成因素的作用增大时, 另一个因素
就会减少,获得的最高产量就是在构成因素间实现了
最佳平衡[ 1]。
牧草产草量主要由茎重、叶重、花序重构成, 因草
种的不同,各性状对产草量的贡献率各异。此外,株高、
分蘖数(分枝数)及管理条件(灌溉、施肥等)也会影响
产草量。说明不同条件下产草量构成因素与产草量间
具有一定的相关性。
在牧草选育中,经常对产草量性状进行直接选择,
但由于产草量性状受环境的影响较大(属数量性状) ,
因此了解其构成因子间的相关性, 利用不同条件下构
成因子对产草量贡献率的大小进行选择, 或采取相应
的增产措施提高选择的效果, 从而缩短育种年限, 为
选择适应不同生境特点的牧草新品系提供依据。
收稿日期: 2003-06-12; 修回日期: 2003-11-13
基金项目:内蒙古教育厅重点研究领域项目( ZL98005, 1998- 2002)资助
作者简介:海棠( 1963-) ,女,蒙古族,硕士,副教授,从事牧草育种研究
第12卷　第3期 草　地　学　报 2004年　9月
Vo l. 12　　No. 3 ACT A AGRESTIA SIN ICA Sept. 　　　2004
　　本文的目的是在灌溉及旱作条件下对两种豆科牧
草产草量构成因素进行分析, 为进一步选择育种提供
依据[ 4, 5]。
1　材料与方法
1. 1　试验区自然概况
试验于1999年在锡盟苏尼特右旗进行,地处东经
111°03′～114°16′, 北纬 41°55′～ 43°47′。海拔897～
1672 m。属中温带亚干旱大陆性气候, 年均气温4.
4℃,无霜期135 d,年均降水量177. 2 mm ,蒸发量2500
mm ,是降水量的10余倍。土壤以棕钙土为主。
1. 2　试验材料为草原二号杂花苜蓿(M edicago varia
cv . Caoyuan N o. 2) , 直立型扁蓿豆(Melissilus rutheni-
ca( L ) . cv . Zhilix ing )。各设灌溉与旱作两个处理。
1. 3　1999年6月20日雨后播种,行距30 cm ,其中杂花
苜蓿的播量15 kg / hm2 ,扁蓿豆11. 25 kg / hm2。播前整
地,小区面积34. 8 m2 , 随机排列, 重复三次。苗期及现
蕾期采用半移动式喷灌设备各喷灌1次,每次2 h。试验
期间降水65 mm ,除草两次。
1. 4　测试项目
2000年7月1日, 在开花(两个草种花期基本一致)
初期( 20%开花)测试:
1. 4. 1　随机选10株,测试单株生物量、茎、叶、花序重,
分枝数,株高(绝对高度)。地上部以10 cm 为单位测试
每层的茎、叶、花序干重。
1. 4. 2　地下部测定根长。
1. 5　数据处理
1. 5. 1　统计株高、茎重、叶重、花序重、根长的变异系
数。
变异系数= ( %) CV= s
x-
×100
1. 5. 2　多元回归方程
y= b0+ b1x 1+ b2x2+ b3x 3+ ⋯bmxm
式中 y 为因变量(产草量) , x1 , x 2, x 3⋯x m 为自变
量 (茎重、叶重、花序重、根长、株高、分枝数)。b0为常
数, b1, b2, b3 , b i 为偏回归系数,偏回归系数的大小反
映自变量 x 对 y 的影响。
F=
UIM
Q / ( N - I - M )
　(检验回归方程的显著与
否)
多元相关系数的计算
R2=
U
LYY
或R= U
LYY
= 1-
Q
LYY
U 为回归平方和, Q 为离回归平方和, L 为总方
差, 0≤R≤1
F=
v 2R 2
v 1( 1- R2 )
[ v1= M , v2= N- ( M+ 1) ]
按上述公式,采用 sas (软件包)程序对供试草种
在灌溉及旱作区单株产草量与茎重、叶重、花序重进行
多元相关与多元回归分析,确定其茎重、叶重、花序重
和产草量的密切程度。对供试草种在灌溉及旱作区单
株产草量与根长、茎高、分枝数进行的多元相关与多元
回归分析,确定根长、株高、分枝数和产草量的密切程
度。
1. 5. 3　在灌溉区及旱作区, 对单株茎重、叶重、花序
重、根长、株高、分枝数进行通径分析,找出各因子对产
草量的直接作用和间接作用,即贡献率大小,排列出影
响产草量因子的顺序。
通径系数= P i= bi- y= bi ∑x 2∑y 2
式中 bi是有单位的量, pi是没有单位的量, 任何
性状间都可进行比较。
2　结果与分析
2. 1　产草量及变异系数
灌溉区的单株产草量明显高于旱作区,前者茎重、
花序重、叶重均高于后者, 根长则明显短于后者。灌溉
区杂花苜蓿叶重、分枝数、株高的变异系数大于旱作
区。因此灌溉区可通过提高叶量, 分枝数, 株高的途径
提高产草量。灌溉区及旱作区扁蓿豆叶重变异系数的
差异较小,说明叶量对水分不敏感,如能选出叶量多的
品系,对产草量的贡献则大,并且能够稳定遗传(表1)。
2. 2　产草量多元回归和多元相关
在灌溉区及旱作区供试草种的单株茎重、叶重、花
序重与产草量的多元相关系数间差异极显著( P <
0. 01)。但根长、株高、分枝数与扁蓿豆产草量间多元相
关不显著(表3)。分枝数与株高呈显著相关,与根长的
相关不显著。
2. 3　通径分析
由于产草量构成因素之间存在着相关,各因素对
215第3期 海　棠等:灌溉及旱作对两个豆科草种产草量构成因素相关性的影响
产草量的作用不是孤立的, 而是受其它因素的促进和
制约, 各因素与产草量的相关系数都是对该因素的直
接作用和间接作用的总和量度。通径分析可把各因素
的直接作用和间接作用分解开来,比较直接作用和间
接作用的相对重要性。
　　杂花苜蓿在灌溉区及旱作区,产草量构成因素的
贡献率为:叶重> 茎重> 花序重(表4) ; 扁蓿豆在灌溉
区为: 茎重> 叶重> 花序重, 在旱作区为叶重> 茎重>
花序重(表6)。
　　多元相关分析结果表明, 根长和单株产草量之间
相关不显著, 因此根长不做为构成产草量的主要因素
(表3)。杂花苜蓿在灌溉区及旱作区对产草量的贡献率
为:分枝数> 株高(表5) ; 扁蓿豆在灌溉区为:株高> 分
枝数,在旱作区为:分枝数> 株高 (表7)。
表1　单株产草量变异系数 ( % )
T able 1　Variation coefficient o f herbage pr oduction ( g / per plant)
草原二号杂花苜蓿 M . varia cv.C aoyuan No. 2
旱作区 No-irrigat ion 灌溉区 Irrigat ion
变异系数( % )
Variat ion coef f icient
变异系数( % )
Variation coef ficien t
直立型扁蓿豆 M . ruthenica( L) . cv. Zhilix ing
旱作区 No-irrig at ion 灌溉区 Irrigation
变异系数( % )
Var iat ion coef f icient
变异系数(% )
Variat ion coef ficien t
单株产草量 Yield 24. 68 23. 74 28. 52 25. 32
单株茎重 Stem w eig ht 16. 74 16. 87 30. 02 20. 02
单株叶重 Leaf w eight 34. 85 39. 60 29. 64 32. 84
单株花序重 In flor escen ce w eigh t 21. 50 25. 60 45. 00 63. 88
单株分枝数 Number of bran ches 20. 32 25. 91 16. 10 34. 23
单株株高 Height 20. 62 25. 91 14. 86 14. 26
单株根长 Root length 22. 41 16. 66 47. 12 8. 70
表2　产草量构成因素多元回归分析
T able 2　M ultiple reg r ession analy sis of facto rs determining production
品种
Variety
产草量构成因素
Factor s deter mining production
多元回归方程
Mul t iple regres sion
扁蓿豆
M . ru thenica.
( L) cv. Zhilixin g
产草量与茎重、叶重、花序重
Yield of stem weight , leaf w eight
and inf lorescence weight
灌溉区 y= - 0. 0176+ 0. 9974x 1+ 1. 0069x 2+ 1. 0108x3
Irrigat ion
旱作区 y= - 0. 1377+ 0. 9842x 1+ 1. 0519x 2+ 0. 8857x3
No-irrigat ion
产草量与根长、茎高、分枝数
Yield of root length , plant heig ht and number
of branches
灌溉区 y= - 4. 1606- 0. 0034x 1+ 0. 1183x 2+ 1. 0054x 3
Irrigat ion
旱作区 y= 1. 8948- 0. 0113x 1- 0. 0414x 2+ 2. 3390x 3
No-irrigat ion
草原二号杂种苜蓿
M . varia cv. Caoyuan No. 2
产草量与茎重、叶重、花序重
Yield of stem weight , leaf w eight and
in flores cen ce w eig ht
灌溉区 y= - 0. 0050+ 1. 0007x 1+ 0. 9998x 2+ 1. 0010x3
Irrigat ion
旱作区 y= 2. 7525+ 0. 2064x 1+ 0. 4660x 2+ 0. 7846x3
No-irrigt ion
产草量与根长、茎高、分枝数
Yield of root length , plant height an d number
of branches
灌溉区 y= 6. 0361+ 0. 0169x 1- 0. 1482x 2+ 3. 0630x 3
Irrigat ion
旱作区 y= - 3. 2111+ 0. 0346x 1+ - 0. 0963x 2- 3. 2196x 3
No-irrigat ion
3　讨论
3. 1　直立型扁蓿豆和草原二号杂花苜蓿在灌溉区应
选择对水分条件敏感的品系(或单株) , 选择灌溉条件
下性状变幅大的品系(或单株)。性状变幅大说明物种
内在的遗传物质丰富, 如果给予良好的条件,将最大限
度地发挥其自身的遗传潜力以达到高产的目的。草原
二号杂花苜蓿性状变幅较大, 故在该地区无论是灌溉
区或旱作区均表现良好。
3. 2　产草量构成因素的变异
3. 2. 1　供试草种在灌溉区的根长短于旱作区, 这是其
适应干旱的表现。
3. 2. 2　杂花苜蓿与扁蓿豆的分枝数较其它性状的遗
传力高,相对稳定,可以作为旱作区提高草产草量的主
要选择目标, 因此选择分枝数多的品系,对产草量的贡
献率大,而且稳定。扁蓿豆的叶量性状变幅不大, 从育
种角度考虑应选择和培育叶量多的品系。
216 草　地　学　报 第12卷
3. 3　确定产草量构成因素
3. 3. 1　在灌溉区及旱作区单株茎重、叶重、花序重与
产草量呈极显著相关。因此茎重、叶重、花序重是供试
草种的主要产草量构成因素。
3. 3. 2　相关性分析结果表明,根长与产草量相关性不显
著,因此株高和分枝数则是构成产草量的主要因素。
3. 4　草原二号杂花苜蓿产草量构成因素贡献率及变
异系数的顺序
3. 4. 1　在灌溉区杂花苜蓿产草量构成因素贡献率的
顺序为:分枝数> 叶重> 茎重> 株高> 花序重。
3. 4. 2　在旱作区杂花苜蓿产草量构成因素贡献率顺
序为:分枝数> 株高> 叶重> 茎重> 花序重。
　　不论在灌溉区及旱作区, 分枝数是影响其产草量
的首要因子
3. 4. 3　在旱作区产草量构成因素变异系数的顺序: 叶
重> 花序重> 分枝数> 株高> 茎重; 在旱作区杂花苜
蓿,应选择多分枝、植株高、叶量多的品系(或单株) , 为
提高产草量应从提高叶量、分枝数着手。
3. 4. 4　在灌溉区产草量构成因素变异系数的顺序为:
叶重> 分枝数> 花序重> 茎重> 株高;在灌溉区应选择
叶量大、分枝多的品系(或单株) ,为了高产应从促进分
枝数,加大叶面积的角度考虑。
表3　多元回归与相关显著性检验
Table 3　Test o f multiple r egr ession and marked co rr ela tions
品种
Variety
产草量构成因素
Factors determining
yield
多元相关系数
Mul tiple correlat ion
coef ficien t
x 1 x2 x3 prop> T
直立型 产草量与茎重、叶重、花序重 灌溉区0. 9999* * 108. 90* * 74. 93* * 18. 18* * 0. 0001 0. 0001 0. 0001
扁蓿豆 Yield of s tem weight , Irrigat ion
leaf w eight and inf lorescence weight 旱作区 0. 9998* * 30. 60* * 74. 34* * 12. 77* * 0. 0001 0. 0001 0. 0002
M . r uthenica No-irrigation
( L) cv. Zhil ixing 产草量与根长、茎高、分枝数 灌溉区 0. 7782 - 0. 03 2. 85* * 1. 42* * 0. 9807 0. 2147 0. 3905
Irrigat ion
Yield of root length, 旱作区 0. 3691 - 60. 0220 - 60. 097 1. 3170* * 0. 9862 0. 9384 0. 4135
plant height an d number of b ranches No-irrigation
草原二号 产草量与茎重、叶重、花序重 灌溉区1. 0000* * 701. 29* * 1738. 16* 332. 48* 0. 0001 0. 0001 0. 0001
杂花苜蓿 Irrigat ion
Yield of stem weight , leaf 旱作区 0. 8328 1. 232* * 0. 717* * 0. 853* * 0. 8549 0. 6040 0. 5503
M . varia cv. w eigh t and inflores cence w eight No-irrigation
Caoyuan No. 2 产草量与根长、茎高、分枝数 灌溉区0. 9851* * 0. 523 2. 113* * 10. 107* * 0. 6919 0. 2814 0. 0628
Iirrigat ion
Yield of root length, 旱作区0. 9691* * - 62. 458 1. 628* * 7. 381* * 0. 2460 0. 3506 0. 085
plant height an d number of b ranches No-irrigation
表4　草原二号杂花苜蓿茎重、叶重、花序重与
产草量( y)通径分析
Table 4　Path analy sis of stem w eight( X 1) , leaf w eight( X 2) ,
flor w eight ( X3) and y ield( y) of No. 2 Caoyuan hybrid alfalfa
通径系数
Path analys is
直接作用 Direct ef fect
灌溉区
Irrigat ion
旱作区
No-irrigat ion
间接作用 Ind irect ef fect
灌溉区
Irrigat ion
旱作区
No-irrigation
X1-----y 0. 3041 0. 1191
X1-----x 2 0. 4960 0. 2993
X1-----x 3 0. 1676 0. 4973
X2-----y 0. 6692 0. 3007
X2-----x 1 0. 2253 0. 1185
X2-----x 3 0. 0732 0. 4633
X3-----y 0. 1844 0. 1117
X3-----x 1 - 60. 0445 - 60. 1231
X3-----x 2 - 60. 2806 0. 2273
表5　草原二号杂花苜蓿根长、茎高、分枝数
与产草量( y )通径分析
Table 5　Path analy sis of r oo t leng th( x 1) , height( x 2) ,
br anch( x 3) and y ield( y) o f No. 2 Caoyuan hybrid alfalfa
通径系数
Path analys is
直接作用 Direct ef fect
灌溉区
Irrigat ion
旱作区
No-irrigat ion
间接作用 Ind irect ef fect
灌溉区
Irrigat ion
旱作区
No-irrigation
X 1-----y 0. 0536 0. 4954
X 1-----X2 - 60. 0445 - 60. 1231
X 1-----X3 - 60. 2806 0. 2273
X 2-----y 0. 2599 0. 3295
X 2-----X1 0. 0091 0. 1859
X 2-----X3 - 60. 3364 0. 7677
X 3-----y 1. 0908 0. 9576
X 3-----x1 - 60. 0136 0. 1181
X 3-----x2 0. 0801 - 60. 2641
217第3期 海　棠等:灌溉及旱作对两个豆科草种产草量构成因素相关性的影响
表6　直立型扁蓿豆茎重、叶重、花序重与产草量( y)通径分析
T able 6　Path analysis betw een yield and constituents of
stem w eight ( x 1) , lea f weight( x2 ) , flor . w eight( x3)
and y ield ( y) of M . ruthehicus( L ) cv . Zhilixing
通径系数
Path analys is
直接作用 Direct ef fect
灌溉区
Irrigat ion
旱作区
No-irrigat ion
间接作用 Ind irect ef fect
灌溉区
Irrigat ion
旱作区
No-irrigation
X 1-----y 0. 7189 0. 3229
X 1-----x2 0. 0526 0. 3153
X 1-----x3 0. 0684 0. 0695
X 2-----y 0. 5799 0. 3451
X 2-----X2 0. 6524 0. 2950
X 2-----X2 0. 0027 0. 0604
X 3-----y 0. 1571 0. 0702
X 3-----X1 - 60. 3131 - 60. 3200
X 3-----X2 - 60. 0102 0. 2971
表7　直立型扁蓿豆根长、茎高、分枝数与产草量( x 3)通径分析
Table 7　Path analy sis of r oo t leng th( x 1) , height( x 2) ,
branch( x 3) and yield( y ) o f M . r uthehicus ( L ) cv . Zhilix ing
通径系数
Path analys is
直接作用 Direct ef fect
灌溉区
Irrigat ion
旱作区
No-irrigat ion
间接作用 Ind irect ef fect
灌溉区
Irrigat ion
旱作区
No-irrigation
X 1-----y - 60. 0101 - 60. 0122
X 1-----X2 - 60. 2086 - 60. 0193
X 1-----X3 - 60. 4229 0. 6418
X 2-----y 0. 9832 - 60. 0756
X 2-----X1 - 60. 0021 0. 0031
X 2-----X3 0. 1571 0. 2922
X 3-----y 0. 5200 0. 9358
X 3-----X1 0. 0082 - 60. 0083
X 3-----X2 0. 0801 - 60. 0236
3. 5　直立型扁蓿豆产草量构成因素贡献率
3. 5. 1　灌溉区: 株高> 茎重> 叶重> 分枝数> 花序
重。在灌溉区应选择植株高、茎粗、叶量大、分枝多的品
系(或单株) , 以提高产草量。
3. 5. 2　旱作区: 分枝数> 叶重> 茎重> 株高> 花序
重。在旱作区对扁蓿豆应选择分枝多、叶量多的品系
(或单株)。
4　结论
4. 1　在干旱寒冷地区牧草产草量与其气候条件呈直
接相关性。草原二号杂花苜蓿的适应性比直立性扁蓿
豆强。
4. 2　供试草种产草量构成因素贡献率的顺序
4. 2. 1　草原二号杂花苜蓿在灌溉区: 分枝数> 叶重>
茎重> 株高> 花序重;在旱作区:分枝数> 株高> 叶重
> 茎重> 花序重
4. 2. 2　直立型扁蓿豆在灌溉区: 株高> 茎重> 叶重>
分枝数> 花序重;在旱作区: 分枝数> 叶重> 茎重> 株
高> 花序重
4. 3　在干旱区产草量的育种目标:草原二号杂花苜蓿
以多分枝,株高为主;直立型扁蓿豆则以分枝多, 叶量
多为主。
参考文献
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月刊,大16开, 64页,每期定价5元, 全年6元;刊号: CN51-1319/ S,邮发代号: 62-253;各地邮局均可订阅,错过
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218 草　地　学　报 第12卷