全 文 ：基金项目： 国家农业科研专项资金项目（No. 200803029）、 国家科技平台项目（No. 2005DKA21000）、 国家农业科技成果转化资金项目（No.
2007GB2C400151）、 国家科技支撑计划项目（No. 2008BADB3B08）、 福建省自然基金（No. B0610017）、 福建省星火计划（No. 2007S007）项目
共同资助。
作者简介： 徐国忠， 1965 年生， 男， 研究员， 主要从事作物生理及遗传育种。 E-mail:xuguozhong178@hotmail.com。
* 通讯作者， 翁伯琦， 1957 年生， 男， 研究员， 主要从事牧草和生态农业研究。 Tel： 0591-87884600； E-mail:boqiweng@yahoo.com.cn。
收稿日期： 2009-06-01 修回日期： 2009-07-16
第 30 卷 第 8 期 热 带 作 物 学 报 Vol．30 No．8
2009 年 8 月 CHINESE JOURNAL OF TROPICAL CROPS Aug.2009
决明属牧草新品种的选育
徐国忠， 郑向丽， 叶花兰， 詹 杰， 翁伯琦 *
福建省农业科学院农业生态研究所
福建省山地草业工程技术研究中心
福建福州 350013
摘要 通过有性杂交和辐射处理 5 个决明属牧草品种进行新品种选育研究。 结果表明： 圆叶决明种内杂交取得
成功； 圆叶决明和羽叶决明种间杂交， 以圆叶决明为母本的杂交组合已有结荚后代； 有性杂交筛选到 6 株农艺
性状已基本稳定的生物量大、 分枝多的杂交株系后代。 辐射育种筛选到 5 个品质优良的新品系， 其中 2 个 86134
品种辐射变异后， 后代品系的茎长和生物量有明显提高， 茎叶比则呈明显下降； 2 个 92985 品种辐射变异后， 后
代品系的粗蛋白含量有明显提高； 1 个 34721 品种辐射后， 后代品系的 Ca 含量有明显提高。
关键词 决明属； 牧草； 有性杂交； 辐射育种
中图分类号 S541.901
中国是一个多山的国家， 山地占国土面积的 59％， 山区面积占 56％； 而南方又是山地红壤较为集中
的区域。 开发红壤山地是农村经济发展的一大亮点， 尤其是在新时期的农业结构优化调整之中， 要兼顾
山区开发的经济、 社会、 生态效益的统筹与协调， 这在很大程度上涉及山地草业和山区草食畜牧业的发
展， 但目前能适应南方红壤地区生长的草种偏少， 尤其是多年生多抗与优质的豆科草种更少。 适时开展
豆科牧草新品种选育， 不仅具有生产实际意义， 而且也具有理论研究价值。
自 1987 年以来， 福建省农业科学院农业和生态研究所先后从澳大利亚国际农业研究中心（ACIAR）与
澳大利亚热带牧草种质资源中心（ATFGRC）引进源自世界各地的豆科决明属（Chamaecrista spp.）牧草， 并
在福建的闽北、 闽南、 闽西等地方进行红壤山地示范种植， 多年试验研究表明， 这些品种抗旱性强， 具
有耐酸、 耐瘠、 抗铝毒、 固氮活性高、 无病虫害、 适口性较好等优良特点， 适宜热带、 亚热带红壤丘陵
区种植， 可用于荒山荒坡改造， 生态果园套种、 水土保持利用及观赏农业园的四季绿化。 但各个品种或
多或少存在一些不足， 如刈割性差、 前期建植较慢、 饲用适口性等仍有待提高， 尤其要追求稳产优质的
更高目标， 唯有通过品种改良， 才能够选育出兼具产量高、 品质优、 适口性好等决明牧草新品种。 杂交
育种在牧草新品种选育方面已取得可喜的进展， 国内外牧草育种专家已经在许多种间和属间杂交取得成
功[1]， 选育了一些生产上推广的新品种（例如， 黑龙江省畜牧研究所分别育成了甘农 1 号杂花苜蓿、 新牧 1
号杂花苜蓿和图牧 1 号杂花苜蓿抗寒新品种）辐射诱变工作应用于植物育种开始于 20 世纪 20 年代， 国外
已经对大麦、 燕麦、 玉米、 胡枝子属、 羽扇豆属、 草木樨属、 三叶草属、 早熟禾属等牧草和饲料作物进
行了诱变育种工作， 选育出一些好的品种[1~2]。 中国的诱变育种工作从 1956 年起步， 在牧草方面， 诱变育
种工作起步较晚， 做了些初步研究工作， 育成的品种有沙打旺 2个品种[3~19]。 笔者通过有性杂交育种和辐射
诱变育种， 以期选育出产量高、 品质优、 适口性好、 适应红壤地区栽种的决明牧草新品种。
8期
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试牧草为圆叶决明（34721、 86134、 92985）和羽叶决明（2217、 2219）5个常规品种。
1.2 方法
1.2.1辐射处理 通过 60Co γ射线对 5个试验品种的种子进行辐射（吸收剂量为 200~1 000 Gy， 剂量率为
4.687 5 Gy/min。 辐射在福建农业科学院稻麦研究所钴源室进行）， 辐射的种子均为上一年收获的同一批次
种子， 决明属牧草为自花授粉植物， 个体间不会产生变异。
1.2.2有性杂交 父母本开花时期， 晴朗的日子， 16～18 时， 选择次日就要开放的植株中上部花朵予以
去雄， 花瓣予以保留， 第 2 天早上 6～8 时进行授粉， 各品种授粉时间略有差异， 品种 92985 在 7： 30 以
前完成授粉， 34721、 86134、 2217和 2219品种在 8时以前完成授粉。
1.2.3有性杂交、 辐射育种选育过程 有性杂交选育工作开始于 2003 年， F2代以单株进行收种， F3代
再从株系后代中进行单株收种， F4代中收获到 6个以 34721品种为母本， 92985 品种为父本的杂交后代优
良株系（B1～B6）。
辐射选育工作开始于 2002年， 经辐射处理后的决明品种种植在福建福州郊区埔党田间试验地， M1代
以行播种植， 试验对照采用与辐射同一批的未辐射种子， 辐射与对照隔行播种， 辐射 M1代混合收集种
子； M2代以后采用上一代收集的种子进行下一代试验 ， M2代排列与 M1代相同， M2代有变异的植株单株
收种； 变异株系进行 M3代稳定性试验， 排列同上， 农艺性状稳定的后代按株系收种； 选取 6 个变异株系
后代进行 M4、 M5代田间小区试验。
1.2.4田间小区试验 辐射后代新品系采用田间小区试验进行品质测定和农艺性状鉴定， 试验在福建省
农业科学院农业生态研究所泉头试验场进行。 该农场位于东经 119°20＇， 北纬 26°07， 属中亚热带气候，
年均温 19.7 ℃， 最热月均温 28.8 ℃， 最冷月均温 9.0 ℃， 极端低温-1.1 ℃， 活动积温 6 530 ℃， 年均降水
量 1 300 mm。 田间小区为旱作耕地土壤， 主要营养含量分别为有机质 3.468％， 含全 N 0.183％， 全 P
0.223％， 全 K 2.432％， 速效 N 8.75 mmol/L， 速效 P 6.175 mmol/L， 速效 K 3.60 mmol/L， pH6.75， 土壤
养分达较为丰富的水平。
随机区组排列， 每个品种（系）3 次重复， 条播、 行距 40 cm， 每小区面积为 5 m × 5 m。 播种前， 将小
区整平耙细。
1.2.5营养分析 植株粗蛋白、 粗纤维、 粗脂肪、 粗灰分、 钙等含量按常规的化验分析方法进行。
2 结果与分析
2.1 决明属牧草有性杂交育种
对圆叶决明（34721、 86134、 92985）和羽叶决明（2217、 2219）种间和种内进行了有性杂交育种试验。
结果表明： 圆叶决明种内杂交均取得成功， 羽叶决明种内杂交尚未取得成功； 圆叶决明和羽叶决明种间
杂交， 以圆叶决明为母本的杂交组合已有少量（3个组合10个豆荚）结荚后代， 而以羽叶决明为母本的杂交
组合无结荚。
2.2 决明有性杂交筛选结果
决明属牧草通过种间和种内有性杂
交， 已筛选到基本稳定的 6 株生物量
大、 分枝多的 34 721×92 985 F4 代的
后代株系（B-1~6）， 见表 1。
2.3 决明属牧草辐射育种
进行圆叶决明（34721、 86134、 92985）和羽叶决明（2217、 2219）5 个决明属牧草品种的 60Co γ 辐射处

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热 带 作 物 学 报 30 卷
理， 经 M1、 M2、 M3种植、 观察和筛选， 选取到性状已稳定的 6 个辐射变异株系后代品系进行 M4、 M5代
田间小区品比试验， 结果综合表明， 共有 5 个品系表现出比原对照更优异的品质。
2.3.1辐射变异后代品系 86134-R1 与相应对照 86134 相比， 辐射变异后代品系 86134-R1 的茎长（M4
代增长 4.8％、 M5代增长 14.56％）有明显提高、 生物量（M4代增产 80.8％、 M5代增产 12.23％）均有显著或
极显著提高， 茎叶比则呈现极显著下降（M4代 23.1％、 M5代下降 15.49％）； 其余农艺性状和营养品质无
显著差异（见表 2、 表 3）。
2.3.2辐射变异后代品系 86134-R2 与相应对照 86134 相比， 辐射变异后代品系 86134-R2 的茎长（M4
代增长 10.6％、 M5 代增长 22.98％）有明显提高 、 生物量有明显提高 （M4 代增产 83.4％、 M5 代增产
32.20％） 均有显著或极显著增加， 茎叶比则有极显著下降 （M4代下降 32.1％、 M5代下降 17.53％）； 其余
农艺性状和营养品质无显著差异（见表 2、 表 3）。
2.3.3辐射变异后代品系 92985-R1 与相应对照 92985 相比， 辐射变异后代品系 92985-R1 的粗蛋白含
量有显著提高（M4代提高 6.26％、 M5代提高 22.6％）、 其余农艺性状和营养品质在两代中均没有表现出显
著差异（见表 4、 表 5）。
2.3.4辐射变异后代品系 92985-R2 与相应对照 92985 相比， 辐射变异后代品系 92985-R2 的粗蛋白含
量有显著提高（M4代提高 11.31％、 M5代提高 15.3％）、 茎叶比有显著下降（M4代下降 11.4％、 M5代下降
16.25％）， 其余农艺性状和营养品质在两代中均没有表现出显著差异（见表 4、 表 5）。
2.3.5辐射变异后代品系 34721-R2 与相应对照相比， 辐射后代品系 34721-R2 的 Ca 含量有显著提高
（M4代提高 26.43％、 M5代提高 23.53％）， 其余农艺性状和营养品质在两代中均没有表现出显著差异（见

     





 


  


          

       


          
           
           

     

      

    

 

 




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说明： *表示差异显著； **表示差异极显著。 下同。
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8期
表 6、 表 7）。
3 讨论
3.1 决明属牧草优势与潜力
决明属牧草大多具有耐旱（圆叶决明在土壤含水量降到 9.8％时， 叶色仍保持青绿， 在土壤含水量低
于 6.5％时才出现萎蔫。）、 耐酸、 耐瘠薄（圆叶决明在 pH 值为 4.1， 并有严重缺磷的土壤， 不施任何肥料，
只进行粗放管理， 其产量可达 3.3万 kg/hm， 是同等条件下大翼豆的 2倍。）、 耐铝（不同的决明品系对铝的
耐受力不同， 而且适当浓度的铝对决明品系幼苗生长有不同程度的促进作用）、 固氮能力强、 适应性广、
产量高， 粗蛋白质（圆叶决明的粗蛋白含量在 20％左右）和粗脂肪含量较高， 并含有丰富的钙、 磷等无机
养分等优点， 可用于饲养畜禽、 改良土壤、 培肥地力、 保持水土， 适宜于南方红壤丘陵区的荒山荒地种
植， 是一种很好的饲料作物， 具有很高的经济价值[20]。 决明属牧草还可青贮或晒干制成草粉替代部分精饲
料喂畜禽， 或制成浮化饲料喂鱼。 决明牧草有一定的耐荫性， 在果园尤其是新开果园上套种可以培肥土
壤， 增加有机质， 其固氮作用强， 能增加土壤肥力， 保持水土， 调节土壤温度， 改善园内小气候， 具有
明显的生态和经济效益。 龙眼果园套种决明牧草， 能有效果增加果园物种丰富度、 多样性， 提高均匀度
和稳定性， 促进天敌繁衍栖息， 减轻害虫发生， 保持果园生态平衡。 圆叶决明作为培养料栽培秀珍菇及
杨树菇， 秀珍菇子实体蛋白质具有较高的营养价值； 棉籽壳加圆叶决明培养料栽培杨树菇， 其子实体产
量和氨基酸总量较高， 人体必需氨基酸、 支链氨基酸、 鲜味氨基酸、 儿童氨基酸和谷氨酸含量明显高于
木屑加棉籽壳培养料栽培的杨树菇。 决明属牧草由于具有良好的抗逆性和适应性， 已在澳洲、 美洲、 非
洲和亚洲的部分地区应用于畜牧养殖、 果园套种和水土保持等领域。
3.2 决明属牧草缺点与不足
决明属牧草具有许多优良的特性， 但也有其缺点与不足， 主要表现在： ①决明牧草越冬性较差， 只能
耐轻度霜冻， 遭重霜时地上部分死亡， 在北亚热带以北地区不能自然越冬， 宿存靠春天种子萌发， 在较
寒冷的年份， 只有 10％的植株能越冬， 因此翌年的植株大多是脱落在地面的种子自繁而成的。 ②由于其
本身含有单宁、 带有苦味的碱性物质， 其鲜草的适口性较差。 ③作为牧草刈割时种子产量低， 第 2 年生
长较差。 ④苗期生长较慢。
3.3 决明属牧草选育的难度与可能
由于决明属牧草还存在一些缺点与不足， 因此需在品种改良和栽培技术等方面进行进一步的研究，
目前在国内外尚未见有关决明属牧草选育的研究报道。 为此笔者进行了决明属牧草的有性杂交及辐射诱
变选育研究， 以期克服这些缺点与不足。 决明属牧草属于豆科牧草， 为自花授粉植物， 植株异交率很低，
同时决明属牧草的特性范围较窄（如适口性很好的品种没有， 越冬性很好的品种也没有）， 因此给决明属

     





 


  


          

   

   


          
           
             

    

     

      

 




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徐国忠等：决明属牧草新品种的选育 1193
热 带 作 物 学 报 30 卷
牧草的有性杂交选育带来很大的困难。 笔者在进行有性杂交的时候， 首先弄清每个品种的自花授粉时间，
掌握其最佳授粉时机， 取得了较满意的杂交成功率。 与此同时， 还进行了辐射诱变选育研究， 辐射诱变
的变异频率较大， 且可以产生原品种所没有的突变， 可以通过筛选选育出所需的新品系， 本研究中的选
育取得了较理想的结果。
4 小结
决明属牧草有性杂交育种研究表明， 羽叶决明和圆叶决明的种间杂交能够取得成功， 通过有性杂交
能够把羽叶决明的适口性和圆叶决明的品质特性集中到其杂交后代中， 可望培育出兼具适口性较好和营
养丰富的优良新品种。
决明属牧草辐射育种研究结果表明， 采用辐射育种方法能够对决明属牧草的生物量和品质特性进行
改良， 尚可提高辐射后代新品系的生物产量和营养品质。
参 考 文 献
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1194
8期
Breeding and Selection of New Cultivars of Chamaecrista spp.
Xu Guozhong， Zheng Xiangli， Ye Hualang， Zhan Jie， Weng Boqi
Agricultural Ecology Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences
Fujian Engineering Technology Research Center for Hilly Prataculture, Fuzhou, Fujian 350013
Abstract Five accessions of Chamaecrista spp. were used for breeding and selection of new cultivars by
crossing and irradiation treatment. The results showed that Chamaecrista rotundifolia succeeded in
intraspecific crossing. The interspecific crossing between C. rotundifolia and C.nictitan with C.rotundifolia as
female parent succeeded and produced its progeny. Six individual plants of the progeny of the crosses were
selected to have larger biomasses and more branches and stable agronomic characters. By irradiation
breeding 5 desirable mutants were selected from the 5 accessions of Chamaecrista spp. Of the 5 mutants 2
were selected from the progeny of mutants of C.rotundifolia accession 86134 and had obviously higher stem
length and biomass but a lower ratio of stem to leaf; 2 were selected from the progeny of mutants of C.
rotundifolia accession 92985 and had notably higher crude protein content; and 1 was selected from the
progeny of mutants of C.rotundifolia accession 34721 and contained evidently higher calcium.
Key words Chamaecrista; forage; sexual crossing; irradiation breeding.
责任编辑： 赵军明
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