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Association Analysis Between Seed Yield and Yield Components of Oats

燕麦种子产量构成因子与产量的关联性分析



全 文 :第20卷 第1期
 Vol.20  No.1
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
   2012年  1月
  Jan.  2012
燕麦种子产量构成因子与产量的关联性分析
柴继宽,赵桂琴*,师尚礼
(甘肃农业大学草业学院,甘肃 兰州 730070)
摘要:通过对10份燕麦(Avena sativa L.)材料种子产量及其产量构成因子进行研究,明确影响燕麦种子产量的主
要因子,并找出提高种子产量的途径。结果表明:10份燕麦材料种子产量构成因子间差异显著(P<0.05)。单株
生殖枝数、穗长、小穗数、种子粒数/花序和千粒重与种子产量均成极显著正相关(P<0.01);小穗数对种子产量的
间接作用最大,且主要是通过种子粒数/花序、穗长和单株生殖枝数产生。单株生殖枝数、小穗数和千粒重是影响
种子产量的主要因素,其回归模型为:Y=-8.359+0.172 X1+0.112 X4+1.393 X6。在注重种子粒数/花序和穗长
的同时,应把单株生殖枝数和小穗数作为重要的选择指标。
关键词:燕麦;种子产量;产量构成因子
中图分类号:S543.7    文献标识码:A     文章编号:1007-0435(2012)01-0049-05
Association Analysis Between Seed Yield and Yield Components of Oats
CHAI Ji-kuan,ZHAO Gui-qin*,SHI Shang-li
(Colege of Grassland Science,Gansu Agricultural University,Lanzhou,Gansu Province 730070,China)
Abstract:In order to identify main factors affecting seed yield and key technique improving seed yield of
Avena sativa L.,seed yield and yield components were studied with ten Avena sativa L.materials.Re-
sults show that seed yield components had significant difference among the 10oat materials(P<0.05).
Procreant amount,panicle length,spikelet number,seed number/inflorescence and the weight of 1000-
seed were also significantly different(P<0.01).The largest indirect effect on seed yield was spikelet
number produced through seed number/inflorescence,panicle length and procreant amount.The most im-
portant factors in seed yield were procreant amount,spikelet number and the weight of 1000-seed.The re-
gressive model was as Y=-8.359+0.172 X1+0.112 X4+1.393 X6.This study recommends considering
not only the selection of seed number/inflorescence and panicle length,but also the procreant amount and
spikelet number.
Key words:Avena sativa L.;Seed yield;Yield components
  燕麦(Avena sativa L.)是粮草兼用型一年生饲
料作物,也是重要的农作物之一。燕麦产量形成的
要素有生殖枝数、小穗数、粒数、粒重和穗长,几者之
中任何一个要素的变化都可以表现为产量的变
化[1]。燕麦在分蘖扎根期间,温度过高会使分蘖受
阻,次生根发育不良,影响幼苗的生长和发育,进而
影响燕麦的有效分蘖和穗数。干燥炎热而有干热风
的天气或大雨骤晴、太阳曝晒,常易破坏受精过程而
不能结实[2]。燕麦灌浆过程是光合产物形成、运输、
淀积、固化的过程[3]。灌浆后期遇高温干旱或干热
风,即使很短的时间,也会影响营养物质的输送,限
制子粒灌浆,加速种子干燥,引起过早成熟,造成子
粒瘪瘦或有铃无籽粒,严重减产。燕麦要获得高产,
单位面积穗数和穗粒数对产量的贡献相对稳定,提
高粒重则是增产较为关键的措施,籽粒灌浆是影响
粒重乃至产量形成的重要生理过程。燕麦种子是建
立人工草地、改良天然和退化草地不可缺少的物质
基础[4]。随着畜牧业的大力发展,近年来燕麦种子
生产在牧区发展很快,但我国牧草种子生产较晚,种
子生产技术已成为制约种子生产的主要因素。因
此,本试验采用随机区组试验设计,通过相关分析、
通径分析和回归分析,研究影响燕麦种子产量的主
要因子和提高种子产量的途径,为燕麦种子高产及
其产量因子作用机理研究提供科学依据。
收稿日期:2011-08-29;修回日期:2011-11-18
基金项目:农业行业科研专项(201003023);现代农业产业体系(nycytx-14)资助
作者简介:柴继宽(1983-),男,甘肃陇西人,博士研究生,研究方向为牧草栽培育种,E-mail:cjk_100@163.com;*通信作者 Author for
correspondence,E-mail:zhaog07@yahoo.com
草 地 学 报 第20卷
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2008年在甘肃省天祝县打柴沟(E102°
15′,N36°45′)进行,海拔2594m,年均温-2℃,年
平均无霜期60~90d,年均降雨量400~450mm,
全年日照时数 2500~2700h,≥0℃ 的积温为
1970℃。试验地土壤全氮含量0.23%、速效氮含量
121mg·kg-1、速效磷含量34.15mg·kg-1、速效
钾含量126.74mg·kg-1、土壤pH值7.83、有机质
含量4.99%。
1.2 试验材料
10份燕麦材料分别为陇燕2号、白燕7号、丹
麦444、青引2号、甘引1号、陇燕3号、424、440、
409和甜燕麦,均来自甘肃农业大学草业。
1.3 试验设计
田间试验采用随机区组设计。每小区面积3m
×5m,行距20cm。每个材料3次重复。播种前翻
地整平耙细,人工开沟条播,播种量为180kg·hm-2,
覆土3~4cm。在分蘖期表施尿素一次,施用量为
50kg·hm-2。整个生育期无灌水,人工除草2次。
1.4 测定项目
单株种子重、生殖枝数、穗长、小穗数、种子粒
数/花序、穗节数/花序、结实率、千粒重,共采集300
个单株的数据。
1.5 测定方法
在成熟测产收获前,每个小区随机选取10株,
统计每株生殖枝数X1;在完熟期,每个小区随机选
取10株,统计穗长X2、穗节数/花序X3、每穗小穗
数X4、种子粒数/花序X5、结实率X7;燕麦80%以
上籽粒变黄,颖、壳和茎杆变黄,仅上部第1、第2节
仍呈微绿色时,燕麦达到成熟期[5]。在成熟期,每个
小区随机选取10株进行单株收获,自然风干后,测
定每单株收获种子产量Y1(g),而后全区收获种子,
自然风干后称量种子产量Y2(kg);以100粒种子为
一个样本,重复10次,测定种子千粒重X6(g)。
1.6 数据处理
采用Excel 2003和SPASS 16.0进行数据处理
及统计分析。
2 结果与分析
2.1 种子产量与产量构成因子的方差分析
由表1可知,通过对种子产量因子及产量的测
定和分析,陇燕2号、甜燕麦、440和409的生殖枝
数显著高于其他供试材料(P<0.05),白燕7号和
丹麦444的则最低,都为3.4个。穗长、千粒重和单
株种子产量均为甜燕麦显著高于其他材料(P<
0.05)。穗节数/花序除了丹麦444外,其他材料无
显著性差异;各供试材料结实率间差异不显著。陇
燕2号、青引2号、甘引1号、甜燕麦、440和409的
小穗数/花序显著高于其他材料(P<0.05)。青引2
号的种子粒数/花序最多,为59.4粒,显著高于其他
材料(P<0.05)。各供试材料的千粒重、单株种子
产量和小区种子产量差异显著(P<0.05),均为甜
燕麦最高,分别为42.171g,8.176g和4.98kg,丹
麦444材料最低,分别为29.295g,3.949g和3.27
kg,比前者低33.01%,51.70%和34.34%。陇燕2
号、陇燕3号的小区种子产量与甜燕麦差异不显著。
表1 种子产量构成因子及产量方差分析
Table 1 The analysis of variance among seed yield components
材料 Material  X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 Y1 Y2
陇燕2号Longyan No.2  4.1a 14.39bc  3.9ab  32.5a 54.8ab  32.08cd  90.2a 5.84b  4.61ab
白燕7号Baiyan No.7  3.4c  13.38c  3.9ab  23.1b  43.5c  29.295d  89.0a 4.51d  3.65d
丹麦444Denmark 444  3.4c  13.23c  3.6b  24.6b  42.7c  28.252d  87.5a 3.95e  3.27e
青引2号 Qingyin No.2  3.9ab  15.17ab  4.2a 34.0a 59.4a 32.726c  89.6a 4.57d  4.10cd
甘引1号 Ganyin No.1  4.0a 14.45b  4.1a 31.5a 54.8ab  33.127c  89.3a 5.92b  4.50b
陇燕3号Longyan No.3  3.8ab  15.05b  4.1a 26.6b  45.8c  32.715c  91.4a 5.59bc  4.55ab
甜燕麦Sweet oat  4.1a 16.19a 4.3a 32.2a 54.6ab  42.171a 87.5a 8.18a 4.98a
424  3.7bc  15.97ab  4.2a 26.0b  42.6c  37.753b  89.3a 5.27c  3.81d
440  4.2a 14.55b  3.9ab  30.7a 52.3b  33.535c  92.1a 6.15b  4.47b
409  4.2a 14.06bc  3.9ab  30.5a 50.3b  33.362c  91.4a 5.29c  4.20bc
  注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05),下同
Note:Different smal letters in the same column indicate significant difference(P<0.05),the same as below
05
第1期 柴继宽等:燕麦种子产量构成因子与产量的关联性分析
2.2 种子产量与产量构成因子的相关分析
相关分析有助于分析单株种子产量和产量构成
因子之间的相互关系,对燕麦7个种子产量构成因
子和种子产量进行相关分析,所得各变量之间相关
系数及各系数差异显著性结果如表2所示。单株种
子产量与单株生殖枝数(X1)、穗长(X2)、小穗数
(X4)、种子粒数/花序(X5)和千粒重(X6)成极显著
正相关(P<0.01),与穗节数/花序(X3)和结实率
(X7)成显著正相关(P<0.05)。其相关系数大小排
序为:小穗数(X4)>单株生殖枝数(X1)>种子粒
数/花序(X5)>千粒重(X6)>穗长(X2)>穗节数/
花序(X3)>结实率(X7)。燕麦种子产量构成因子
之间也存在相互联系。单株生殖枝数与每穗小穗数
成极显著正相关(P<0.01),与种子粒数/花序成显
著正相关(P<0.05);穗长与小穗数、种子粒数/花
序成显著正相关(P<0.05),与穗节数/花序成极显
著正相关(P<0.01);穗节数/花序与小穗数、种子
粒数/花序成显著正相关(P<0.05);小穗数与种子
粒数/花序之间成极显著正相关(P<0.01);结实率
和穗长、穗节数/花序、千粒重成负相关(P>0.05)。
表2 产量构成因子及相关性状的相关性
Table 2 The correlation among yield components and other related characters
因子Factor  X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8
X1 1.000  0.208  0.059  0.492** 0.452* 0.330  0.253  0.751**
X2 1.000  0.909** 0.462* 0.362* 0.493 -0.077  0.518**
X3 1.000  0.459* 0.393* 0.372 -0.018  0.385*
X4 1.000  0.982** 0.162  0.153  0.786**
X5 1.000  0.078  0.149  0.750**
X6 1.000 -0.138  0.564**
X7 1.000  0.012*
X8 1.000
  注:**表示在0.01水平上显著;*表示在0.05水平上显著
Note:**means significant difference at the 0.01level;*means significant difference at the 0.05level
2.3 种子产量与产量构成因子的通径分析
通径分析能对种子产量构成因子中的每一个因
子在种子产量构成因子中产生的直接或间接影响做
确切的描述,从而直接比较各产量构成因子的相对
重要性[6]。通径系数即可正确评定各产量构成因子
对产量的相对重要性。因此为了向一个有效的选择
程序提供一个种子产量构成因子组成成分的清晰图
示,就必须知道有关各个因子对其产生的直接和间
接效应量,并以此来加强观察值的相关性分析[7]。
根据通径分析的原理[8~10],每一因子对种子产
量的相关系数由该因子对种子产量的直接作用和间
接作用组成。由表3可知,6个产量构成因子对燕
麦种子产量影响的直接作用大小依次为:种子粒数/
花序(X5)>小穗数(X4)>穗长(X2)>单株生殖枝
数(X1)>千粒重(X6)>结实率(X7)>穗节数/花
序(X3),这与相关分析中7个因素与种子产量成相
关的结果一致。间接作用的分析表明,其他种子产
量构成因子通过种子粒数/花序(X5)对产量的间接
作用最大,而通过穗节数/花序(X3)对产量的间接
作用是负效应。小穗数(X4)因子对种子产量的间
接作用最大,且主要是通过种子粒数/花序(X5)、穗
长(X2)和单株生殖枝数(X1)产生的。
表3 种子产量与产量构成因子的通径分析
Table 3 Path coefficients between seed yield and factors
因子
Factor
相关系数
Correlation coefficient
直接效应
Direct effect
间接效应Indirect effect
X1-Y  X2-Y  X3-Y  X4-Y  X5-Y  X6-Y  X7-Y
X1 0.751  0.370  0.084 -0.019  0.248  0.243  0.115  0.022
X2 0.518  0.406  0.077 -0.287  0.233  0.194  0.172 -0.007
X3 0.385 -0.316  0.022  0.369  0.232  0.211  0.129 -0.002
X4 0.786  0.505  0.182  0.188 -0.145  0.527  0.056  0.013
X5 0.750  0.537  0.167  0.147 -0.124  0.496  0.027  0.013
X6 0.564  0.348  0.122  0.200 -0.118  0.082  0.042 -0.012
X7 0.012  0.086  0.094 -0.031  0.006  0.077  0.080 -0.048
15
草 地 学 报 第20卷
2.4 种子产量构成因子的逐步回归分析
为了解和预测燕麦的产量,对单株种子产量
(Y)、单株生殖枝数(X1)、穗长(X2)、穗节数/花序
(X3)、小穗数(X4)、种子粒数/花序(X5)、千粒重
(X6)和结实率(X7)共8个因子进行逐步回归分析,
建立预测单株种子产量模型。单株实际种子产量
(Y)是因变量,其余7个变量是自变量。逐步回归
法第1步将自变量X1 加到模型中,这时留在模型
中的自变量满足停留允许水平0.15;第2步将自变
量X4 加到模型中满足进入允许水平0.15;第3步
将自变量X6 加到模型中满足进入允许水平0.15,
其余的所有自变量不满足进入允许水平0.15,因
此,筛选过程结束[11]。采用SPSS进行逐步回归分
析(表4),变量X1,X4 和X6 依次被引入模型,得回
归模型:Y= -8.359+0.172 X1 +0.112 X4 +
1.393 X6。从逐步回归模型来看,在7个因子中,种
子产量Y 和单株生殖枝数(X1)、每穗小穗数(X4)和
千粒重(X6)有显著的线性关系,多元决定系数为
0.952,说明三者对单株种子产量的影响较大。因
此,单株生殖枝数、小穗数和千粒重是影响燕麦种子
产量的主要因子。
表4 产量构成因子逐步回归分析
Table 4 Stepwise regression analysis of yield components
变量
Variable
回归系数估计
Coefficients estimate
标准误
Standard error
P值
Pvalue
Constant -8.359  0.971  0.000
X1 0.172  0.022  0.001
X4 0.112  0.020  0.001
X6 1.393  0.277  0.000
3 讨论
3.1 种子产量构成因子是指形成产量的每个可计
数的因子。其中每个因子与产量成一定的系数关
系,所以种子的产量是由种子产量构成因子决定
的[12]。通过对燕麦种子产量及其构成因子的分析
研究,可找出促进和限制燕麦种子增产的因子,为今
后生产中提高种子产量提供理论依据。本研究发
现,在燕麦的各个产量构成因子中,小穗数是第1重
要因子,其次是单株生殖枝数。因此在保证结实率
的同时,应尽量提高单株生殖枝数。这与植株的营
养状况密切相关,因为种子的形成不仅包括受精过
程,更关键的是发育成熟过程。因此,单株生殖枝数
多的植株更容易产出多的种子,从而提高种子产量;
这与蔡艳丽等[13]的研究结果一致,即燕麦单株生殖
枝数和小穗数在生产中易受环境调节。单株生殖枝
数和小穗数多,种子产量较高;反之,种子产量则低。
另据赵宁等[14]报道,单株生殖枝数对燕麦的生长发
育具有重要作用,生殖枝数的多少从一定程度上决
定其生产性能和抗逆性的高低。本研究通过通径分
析和回归分析表明,燕麦单株生殖枝数、小穗数和千
粒重是影响种子产量的主要因素。
3.2 燕麦种子产量受遗传、环境和自身营养条件等
多种因素的影响,各种因素对种子产量的影响是综
合效应。当多个性状同时影响某一性状且这些性状
彼此间又存在相关关系时,应尽可能多研究几个性
状,并应用相应的统计分析法,这将有助于使问题更
加清楚明了[15]。通过通径和回归分析能更加明确
种子产量及其构成因子之间的关系,本研究中虽然
通径和回归分析结果显示,结实率对燕麦种子产量
的直接效应较小,但小穗数通过结实率的间接作用
较大,因此,提高结实率可间接影响种子产量。研究
发现燕麦种子粒数/花序与种子产量极显著正相关,
且对燕麦种子产量的直接效应最大;同时,其他种子
产量构成因子通过种子粒数/花序的间接作用也是
最大;这与蔡艳丽等[13]的研究结果相似。
3.3 种子千粒重是种子质量的重要指标,它标志着
种子的发育程度,千粒重越大种子越饱满,发育越完
全,种子质量相对较高[16]。本研究通过回归分析发
现,千粒重与单株种子产量成显著线性关系,这与黎
明等[17]的研究相一致。有研究表明燕麦播种过迟,
生育期缩短,影响籽粒发育,从而导致燕麦千粒重下
降[18]。因而在以收获燕麦种子为目的时,应适时早
播,确保种子的产量和质量。
4 结论
4.1 燕麦种子产量及其产量构成因子中,各因子间
差异显著(P<0.05),产量构成因子对种子产量的
影响是综合效应。
4.2 通过通径分析和回归分析得出,燕麦单株生殖
枝数、小穗数和千粒重是影响其种子产量的主要因
素。种子产量回归模型为:Y=-8.359+0.172 X1
+0.112 X4+1.393 X6
4.3 燕麦种子生产中,增产、丰产的关键技术措施
在于增加单株生殖枝数和小穗数。
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(责任编辑 李美娟
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自美国、意大利、加拿大、澳大利亚、新西兰等国家和地区著名的草坪科学家和从业人员也将在会上展示其草
坪科研最新成果。
会后将在国际草坪学会研究论文集(ITS Research Journal Volume)上公开出版会议论文,目前大会正
在征集会议论文,其中提交论文题目的截止时间是2012年2月1日,提交论文初稿的截止时间是2012年5
月1日。欢迎踊跃投稿。详情请登陆:
国际草坪学会网站:http://turfsociety.com
会议网站:http://turfsociety.com/itrc2013
ITS会议论文信息网站:http://itsrj-volume12.org
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