全 文 ：0 引言
在全球能源危机不断加剧的情况下，各国越来越
重视生物能源的开发和利用[1-2]。生物能是以生物质为
来源的可再生资源[3]，它以生物质为载体，直接或间接
地来源于植物的光合作用[4]；生物能源具有缓解能源危
机，降低碳排放量，减少环境污染的优点[5]。为了有效
的开发生物能源，选择高效的能源作物就非常重要[6]。
狼尾草属植物具有生物量大、再生能力好、抗逆性强的
特点[7]，是很好的生物能源的原料资源。象草是狼尾
草属植物，李长安等[8]、滕少花等[9]对‘桂牧1号象草’等
热带牧草的产草量、营养成分等性状及其生产成本进
行了研究试验；易显凤等[10]对‘红象草’、‘桂牧 l号杂交
基金项目：广东省计划项目“狼尾草属高密度能源植物品种选育及能源转化技术研究”(2006A10703003)；广东省科技计划软课题项目“广东生物质能
源产业化发展研究”(2007B070900111)。
第一作者简介：邱崇洋，男，1980年出生，江西赣州人，讲师，硕士，主要从事生物统计方向的研究。通信地址：341000江西赣州市客家大道156号江
西理工大学应用科学学院，Tel：0797-8450231，E-mail：qiuchongyang80@yahoo.com.cn。
通讯作者：郭和蓉，女，1964年出生，湖北人，副教授，硕士，主要从事能源植物育种和能源转化的研究。通信地址：510642广州市天河区华南农业大
学农学院草业系，Tel：020-38294380，E-mail：guoherong@scau.edu.cn。
收稿日期：2012-03-01，修回日期：2012-05-03。
8种狼尾草属植物的生长性状比较分析
邱崇洋 1,2，杨炯超 1，郭和蓉 1，卢小良 1，解新明 1
（1华南农业大学农学院，广州 510642；2江西理工大学应用科学学院，江西赣州 341000）
摘 要：为了研究哪种狼尾草属植物最适合做能源植物，通过采用主成分和聚类分析法的方法，研究8种
狼尾草属植物的生长速度、生长性状和不同刈割期生长能力。结果表明：‘MT-1象草’新品系的生长速
度慢些，但生长高、分蘖多、综合生长性状表现最优秀；‘桂牧1号象草’的综合表现仅次于‘MT-1象草’，
新品系‘摩特矮象草’的综合表现是最差的。试验研究最终显示，‘MT-1象草’新品系是最适合做能源植
物，‘桂牧1号象草’可以在必要情况下作为‘MT-1象草’的替代品种。
关键词：主成分；聚类分析；综合表现
中图分类号：S543.9 文献标志码：A 论文编号：2012-0664
The Comparative Analysis on Growth Characteristics of Eight Kinds of Pennisetum alopecuroides
Qiu Chongyang1,2, Yang Jiongchao1, Guo Herong1, Lu Xiaoliang1, Xie Xinming1
(1College of Agriculture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642；
2Jiangxi University of Science and Technology College of Applied Science, Ganzhou Jiangxi 341000)
Abstract: In order to research which kind of Pennisetum alopecuroides is suit to be energy plant, the methods
of principal component and cluster analysis were applied to research the growth speed, growth characteristics
and growth ability at different period of eight Pennisetum alopecuroides in this paper. The results showed that,
the new varieties P. purpureum MT-1 was the best breed on growth ability and comprehensive growth
characteristics though not very well on growth speed, (P. americanum × P. purpureum) × P. purpureum cv.
‘Guimu NO.1’was the second excellent breed and Pennisetum purpureum cv. Mott was the worst breed among
eight experimental varieties according to the comprehensive performance. By the experiment, we had
ultimately drew the conclusion that P. purpureum MT-1 was the best fit energy plant among all experimental
varieties, and sometimes (P. americanum×P. purpureum)×P. purpureum cv.‘Guimu NO.1’could be as the
substitute to P. purpureum MT-1.
Key words: principal component; cluster analysis; comprehensive performance
中国农学通报 2013,29(6):97-101
Chinese Agricultural Science Bulletin
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象草’、‘矮象草’、‘台湾甜象草’、‘王草’、‘华南象
草’等 6个象草品种进行了比较试验；周峰等[11]对‘摩
特矮象草’等品种进行了综述；陈平等[12]对‘华南象草’
进行了研究；游弈来等 [13]对‘MT-1象草’等品种进行
了引种试验；但是狼尾草属植物作为能源用草的研究
几乎没有。现拟对多种狼尾草属植物的生长性状进
行综合研究，为中国合理制定生物能源发展目标[14]提
供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验时间与地点
田间试验于2008年在广州市增城宁西镇进行，室
内试验在华南农业大学进行。
1.2 材料
用8个狼尾草属品种：A为‘MT-1象草’新品系，B
为‘摩特矮象草’，C为‘华南象草’，D为‘热研 4号王
草’，E为‘杂交狼尾草’，F为‘N51象草’、G为‘紫狼尾
草’，H为‘桂牧1号象草’。
1.3 方法
1.3.1 试验设计 试验采用正交试验。实验根据局部
控制原则采用随机区组布局实验小区，设置 8个处
理，3次重复。每个小区面积 3 m×6 m，株行距为
0.5 m×0.5 m，每个小区 9株×5株，共计 1080株；相邻
小区间隔 1 m，中间过道 2 m。以小区内过半数的植
株出现第一个节为拔节期,随机在小区内选取 3个重
复的样本。分别测量出每个品种的株高、分蘖、茎粗、
叶数、生物量。
1.3.2 统计分析 直接对测量的数据进行统计分析，用
MATLAB软件进行主成分和聚类分析[15]，比较不同品
种的各种生长差异。
2 结果与分析
2.1 数据来源
2.1.1 刈割日期的记录 为了测量不同实验品种的生育
期和再生速度，记录了每次刈割的时间（表1），实验是
在2008年3月5日平埋种茎的。
名称
第一次刈割
第二次刈割
第三次刈割
MT-1象草
6-23
8-15
11-1
摩特矮象草
6-23
8-29
11-8
华南象草
5-13
6-23
8-15
热研4号王草
5-28
7-25
9-22
杂交狼尾草
5-28
7-25
9-22
N51象草
5-28
7-25
9-22
紫狼尾草
6-23
8-29
11-8
桂牧1号象草
6-23
8-29
11-8
表1 不同品种拔节期刈割日期(月-日)
2.1.2 拔节期生物性状的测定 测量出每种实验品种拔
节期的5个生长性状，每种实验品种测3个样本，取其
平均值（表2）。
2.1.3 生长速度和生长能力的测定 为了动态比较不同
刈割期实验品种的生长速度和生长能力，选取不同刈
割期株高和分蘖数来衡量（表3）。
品种
MT-1象草
摩特矮象草
华南象草
热研4号王草
杂交狼尾草
N51象草
紫狼尾草
桂牧1号象草
株高/cm
177.03
123.49
176.4
186.54
145.03
148.68
189.36
164.97
分蘖/支
19.7
13.3
8.28
12.5
12.9
19.2
14.0
18.8
茎粗/mm
13.17
14.15
15.06
15.27
15.16
13.11
15.38
13.81
叶数/个
11.74
11.37
11.37
12.21
10.45
10.33
11.47
11.13
产量/(×105 kg/hm2)
3.001
2.003
1.52
2.219
2.011
2.093
2.512
2.707
表2 实验品种拔节期生物性状测量
注：上述数据为3个平行组的平均值(n=3)。同行数据右上角标有不同字母表示差异显著(P>0.05)，产量为总产量，其余指标为平均值。
2.2 统计检验
2.2.1 品种生育周期的比较分析 由于群体生育时间略
有差异，故每个品种以群体的1/2左右出现同一特征，
作为该生育期的开始计算。在此，以每个品种 1/2的
植株拔节作为拔节期计算。画出实验品种平均生育周
期的直方图，比较不同实验品种的生育差异（图1）。
2.2.2 品种综合生长性状的主成分分析 衡量实验品种
是否优良的因素主要有表2中的5个，希望通过这5个
因素对这8个实验品种做出综合评价。因为5个因素
之间有明显的相关性，采用主成分分析法，算出每个品
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邱崇洋等：8种狼尾草属植物的生长性状比较分析
种的综合得分，给出它们的排名。先算出 5个因素的
相关系数表的特征值为 2.42，1.84，0.45，0.27，0.02，看
前 2个特征值的累计百分比已经达到了 85%，所以选
择2个主成分算它们的综合得分。在对原数据经过标
准化处理后，使用MATLAB软件，得到他们的表达式：
第一主成分F1=-0.15X1+0.63X2-0.58X3-0.19X4+0.46X5，
第二主成分为F2=063X1+0.1X2+0.11X3+0.6X4+0.47X5，
再算出它们的综合得分F=(2.42F1+1.84F2)/5，可以得到
主成分分析见表4。
2.2.3 品种不同刈割期生长能力的聚类分析 物种的生长
能力主要是通过株高和分蘖数来显示，为了比较实验品
种不同时期的生长能力，对实验品种在不同刈割期的株
高与分蘖数进行聚类分析，比较它们有没有发生一些
变化。样本数据是二维数组，（株高，分蘖数），聚类之前
对数据进行了标准化处理，聚类时，采用欧氏距离，利用
类平均法对不同刈割期将样本聚为3类（表5）。从表5
中可以看出，不同时期实验品种生长能力的分类有所
不同，说明不同实验品种的再生长能力是有差异的。
3 讨论
3.1 品种生育能力的差异
从生育期来看，‘华南象草’生育期最短，仅为163
天就能刈割 3次，平均刈割 1次为 54天；最长的为‘矮
象草’、‘紫象草’和‘桂牧 1号’，为 248天，平均刈割 1
次为 83天；‘热研 4号王草’、‘杂交狼尾草’和‘N51象
草’为201天，平均刈割1次为67天。再生速度最快是
华南象草(0.019)，而较慢的是‘MT-1象草’、‘摩特矮象
品种名称
MT-1象草
摩特矮象草
华南象草
热研4号王草
杂交狼尾草
N51象草
紫狼尾草
桂牧1号象草
第一次刈割
株高/cm
189.20±1.23 a
128.80±3.65c
172.20±9.53ab
190.40±8.86a
164.00±10.82ab
161.10±12.22b
177.20±2.13ab
187.50±7.90ab
分蘖数/个
18.87±2.65a
10.00±2.25b
5.57±0.26b
10.03±0.99b
9.67±0.70b
15.03±1.59a
6.40±0.10b
25.00±1.58a
第二次刈割
株高/cm
189.90±7.97bc
137.97±6.78a
176.50±8.96b
197.93±6.50cd
147.20±1.20a
153.93±1.54a
209.60±7.47d
155.00±3.12a
分蘖数/个
25.37±0.17a
19.13±1.16b
7.87±1.92d
12.84±1.33c
14.48±1.55c
21.30±0.57b
20.50±0.85b
19.60±1.01b
第三次刈割
株高/cm
152.00±6.11b
103.70±3.79a
180.50±10.71c
171.30±0.90bc
123.90±9.27a
131.00±15.89a
181.27±0.24c
152.40±3.65b
分蘖数/个
15.00±0.69ab
10.90±0.38b
11.40±1.48b
14.50±0.29ab
14.40±1.23ab
21.26±1.47a
12.93±0.26b
11.93±0.84b
表3 不同品种不同刈割期的株高和分蘖数
注：表中所表示的数据是3次重复的平均值，“±”号数据是3次重复的标准误，所标之母有相同着表示差异不显著(P>0.05)。
0
50
100
150
200
250
300
A B C D E F G H
品种代码
生
长
天
数
/d
图1 不同品种的生长期
实验品种
MT-1象草
摩特矮象草
华南象草
热研4号王草
杂交狼尾草
N51象草
紫狼尾草
桂牧1号象草
主成分1
2.0054
-0.11363
-2.2733
-1.3734
-0.65228
1.6785
-0.71669
1.4454
主成分2
1.5356
-1.3219
-0.36425
1.546
-1.4992
-1.526
1.2518
0.37799
综合得分
1.5357
-0.54147
-1.2343
-0.0958
-0.86741
0.25084
0.11378
0.83866
得分排名
1
6
8
5
7
3
4
2
表4 主成分分析表
实验品种
MT-1象草
摩特矮象草
华南象草
热研4号王草
杂交狼尾草
N51象草
紫狼尾草
桂牧1号象草
第一次刈割
1
3
2
2
2
2
2
1
第二次刈割
1
3
2
2
3
3
1
3
第三次刈割
1
3
1
1
1
2
1
1
表5 对不同刈割期实验品种生长能力的聚类结果
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中国农学通报 http://www.casb.org.cn
草’、‘紫狼尾草’和‘桂牧 1号象草’，再生速度 0.012。
可见，‘华南象草’的出现拔节的时间较早，生长速度比
较快，再生能力较强。‘热研 4号王草’、‘杂交狼尾草’
和‘N51象草’居中，而‘MT-1象草’、‘摩特矮象草’、
‘紫狼尾草’和‘桂牧 1号象草’拔节期出现最晚，生长
速度慢。
3.2 品种生长性状的综合分析
反映生长性状的5个因素，都是越高越好，之间有
很大的相关性。根据主成分分析的结果发现，从综合
表现来看，‘MT-1象草’生长地最茂盛，比第二名‘桂牧
1号象草’的综合得分高出很多，说明从生长性状的综
合来看，‘MT-1象草’最优良。‘华南象草’的生长能力
表现地最差，其他 6种实验品种表现中等，相对集中。
从单项上看，‘MT-1象草’在各个因素的表现都非常优
秀，第一主成分主要反映在株高、分蘖数、产量 3个因
素上，第一主成分的贡献率接近 50%，而‘MT-1象草’
在这3个因素上的排名都是第一，所以‘MT-1象草’的
表现最好是有道理的。
3.3 品种在不同刈割期生长能力的分析
由动态的不同刈割时期可以看出，品种和刈割时
期的不同对生长能力都有影响。从株高上看，刈割第
一次时，‘MT-1象草’、‘华南象草’、‘热研4号王草’和
‘紫狼尾草’的高度较高，而‘摩特矮象草’高度最低，考
虑到刈割时间的因素，因此可以看出‘摩特矮象草’生
长最为缓慢，‘华南象草’生长最为迅速。第二次刈割
时候，‘MT-1象草’、‘热研 4号王草’和‘紫狼尾草’生
长最高，其他品种高度差异不显著，考虑刈割的时期不
同，故此可知，第二次刈割时，‘热研 4号王草’生长最
为迅速，‘摩特矮象草’生长最为缓慢。从第三次刈割
可以看出，依然是‘华南象草’和‘热研 4号王草’生长
较快，而‘摩特矮象草’生长较为缓慢，综合三次情况来
看，在株高方面，‘华南象草’和‘热研4号王草’优势明
显，而‘摩特矮象草’在生长的速度上明显处于劣势。
从分蘖上看，第一次刈割时，‘桂牧 1号象草’、
‘MT-1象草’、‘N51象草’分蘖数较多，尤其是‘桂牧 1
号象草’最多，而‘华南象草’却最少。第二次刈割时，
‘MT-1象草’、‘摩特矮象草’、‘N51象草’、‘紫狼尾草’
和‘桂牧1号象草’分蘖数较多，尤其是‘MT-1象草’最
多，超过了‘桂牧1号象草’，这说明上述几个品种的分
蘖再生能力较强，而‘华南象草’依然最弱。第三次刈
割时，‘摩特矮象草’、‘华南象草’、‘桂牧 1号象草’、
‘紫狼尾草’几个品种分蘖能力较弱，但是品种间差异
在缩小，但是‘华南象草’在增加，这说明‘华南象草’的
生长能力持续时间较长。综合三次的情况来看，‘华南
象草’在分蘖生长方面前期处于劣势，后期有所增强。
‘MT-1象草’、‘N51象草’和‘桂牧 1号象草’在分蘖生
长能力方面处于优势。
从综合生长能力上看，在第一次刈割期时，‘MT-1
象草’新品系、‘桂牧1号象草’的生长能力最强，‘摩特
矮象草’的生长能力最差，其他6种表现中等。在第二
次刈割期时，情况发生了一些变化，‘MT-1象草’和‘紫
狼尾草’的生长能力最强，‘华南象草’、‘热研 4号王
草’的生长能力次之，其余 5个品种的生长能力最差。
到了第三次刈割期，‘MT-1象草’的生长能力已经下降
了，和‘华南象草’、‘热研 4号王草’、‘杂交狼尾草’、
‘紫狼尾草’、‘桂牧 1号象草’的生长能力相当了，‘摩
特矮象草’的生长能力还是最差。
4 结论
试验和分析表明，8个参试品种均适应本试验区
土地、气候条件，表现出较强的适应性和抗逆性，并各
具特点。
‘MT-1象草’生物量大，分蘖能力强，植株高大，
表现很好；‘摩特矮象草’生物量较小，分蘖能力一般，
植株矮小，在这些品种中是生长最为缓慢的，但是植
株整齐，有很好观赏性；‘华南象草’生物量不大，分蘖
能力最弱，植株高大，生长非常迅速；‘桂牧 1号象草’
植株高大，分蘖能力强、生物量大，堪与‘MT-1象草’
相媲美。
单以生物量高产作为参考指标，‘MT-1象草’、‘紫
狼尾草’和‘桂牧 1号象草’占据着绝对优势，而‘华南
象草’相对劣势，最高产量的品种‘MT-1象草’是‘华南
象草’的1.97倍，高达300 t/hm2。
试验表明，从生物的综合性状来看，‘MT-1象草’
优势明显，是8种试验品种中最好的生物能源的原料，
‘桂牧1号象草’仅次于‘MT-1象草’，是‘MT-1象草’很
好替代品。
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