不同毛苕子种质材料种子产量与相关性状的分析

2021-04-12高志琦刘启宇丁雪琴

草原与草业 2021年1期

王俊，云岚，李珍，高志琦，刘启宇，丁雪琴

(内蒙古农业大学草原与资源环境学院/草地资源教育部重点实验室/农业农村部饲草栽培、加工与高效利用重点实验室/内蒙古自治区草地管理与利用重点实验室，呼和浩特 010018)

毛苕子(Viciavillosa)原产于欧洲北部，广布于东西两半球的温带。毛苕子在我国栽培历史悠久，分布广泛，是世界上栽培最早、在温带国家种植最广的牧草。毛苕子是一年生或越年生豆科草本植物，可青饲、放牧或刈割，且根系具有较强的固氮能力，常作为饲草作物广泛种植[1～3]。同时，毛苕子还是优良的饲料和绿肥作物，它不仅能够提高作物产量，还能改善作物品质，保护生态环境[4～10]。种子产量是评价毛苕子种质资源的重要指标，对毛苕子产量性状的分析目前虽有所报道，但由于毛苕子品种繁多，不同品种间差异也较大，不同学者得出的结论也不尽相同。覃廷全等[11]研究认为，种植密度与毛苕子的分枝数、总荚数和有效荚有较大的关系，从而影响到种子产量；舒秋平等[12]对国内外引进的41份毛苕子品种经过5年田间试验，从生育期、鲜草和种子产量及营养成分等方面进行评价；汪澜[13]对引进的豆科牧草箭筈豌豆不同品种多个性状运用灰色关联度分析方法进行了综合评价，结果表明山西333A箭筈碗豆和 Languedoc 箭筈碗豆的关联度最高，综合性状好，较适合在阿拉尔地区种植。国内针对不同品种毛苕子的种子产量性状研究还较少，因此对毛苕子种质材料进行各性状的综合分析能为引种育种提供依据。本研究对几种毛苕子种质材料分别进行农艺性状与饲草产量分析，以期筛选出优异的种质材料，为今后不同地区的种植提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验在内蒙古农业大学牧草试验地进行，平均海拔1050m，属中温带干旱半干旱大陆性季风气候，年平均气温3.5～8℃，年平均降水量335.2～534.6mm，主要气候特征是干旱、多风、寒冷；日光充足，温差大；春季升温较快，夏季短且温热，秋天降温较快，冬季漫长寒冷，雨热同期，四季气候变化明显，差异较大。

1.2 试验材料

供试毛苕子种质资源共12份，均由中国农业科学院草原研究所国家牧草种质资源库提供。

1.3 试验方法

每材料点播，分为独立的小区进行播种，每小区内播种3行，区内行距20cm，小区与小区间隔50cm。播种日期为5月18日。在试验期内，对毛苕子整个生育期的农艺性状进行观测和记录，正常人工除草和灌溉等管理。测定项目主要有：全生育期(从播种第2d 至成熟的天数)、单株主茎节数(X1，主茎在内的分枝或者分蘖数量)、株高(X2，盛花期或者抽穗期作物的高度)、主要根群分布深度(X3，收草后从土壤剖面上观察记载主要根群在土层中分布的深度)、单株花序数(X4，盛花期单株的花序个数)、小叶数(X5，复叶的小叶数)、小花数(X6，每花序小花的个数)、小叶长(X7，每小叶的长度)、小叶宽(X8，每小叶的宽度)、每株荚数(X9，成熟期单株成熟荚数)、每荚粒数(X10，每荚中成熟的种子数)、千粒重(X11，风干后成熟籽粒1000粒种子的重量)和种子产量(Y,每m2种子的重量)。

1.4 数据处理

数据运用Excel 2010进行简单的处理后,用SAS软件对数据进行MEANS、PEARSON、STEPWISE的简单统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同毛苕子生育期及农艺性状观测

从观察记录可知(表1)，12份毛苕子从5月18日播种到出苗大约在6～11d之间，从出苗期和开花期来看， 02744属于出苗和开花较晚的品种，01725在出苗期、开花期、结荚期以及成熟期均晚于其他11个种质材料，12346属于成熟期较早，而在其他时间上11个种质材料相差不大，全生育期112～119d。参试的12份种质材料，在试验地区均能正常生长、开花及成熟。

表1 供试12份毛苕子种质资源的生育期

2.2 不同毛苕子种质性状统计分析

统计分析结果(表2)表明，12份毛苕子材料不同性状的变异程度表现为种子产量>每株荚数>主要根群分布深度>每株花序数>单株主茎节数>每荚粒数>株高>千粒重>小叶宽>小叶长>小叶数>每花序小花数，其中主要根群分布深度、每株荚数的变异系数超过30%，每花序小花数和小叶数的变异较小，但12份材料间种子产量变异较大(55.07%)。

表2 毛苕子种子产量及相关性状统计分析

2.3 不同毛苕子种质材料的单因素差异性分析

由表3可知,供试12份毛苕子种质材料的11个农艺性状表现出显著的差异性(P<0.05)，12346在单株主茎节数、主要根群分布深度、小叶数及千粒重方面与其他种质材料存在显著差异；而02196则在株高、每株荚数和每荚粒数与其他种质材料存在差异；01727与09784在单株花序的个数上差异最大，且01727在每荚粒数与其他种质材料存在显著差异；01725和02197在小花的个数上存在显著差异；在小叶长与小叶宽之间，12个品种无太大显著差异。01725、02197、01726的千粒重与其他种质材料存在显著差异。

表3 不同农艺性状单因素差异性比较

2.4 毛苕子种子产量性状的相关分析

相关性分析表明(表4)，单株主茎节数、株高、主要根群分布深度、单株花序数、每株荚数、每花序小花数和千粒重均呈显著或极显著相关，小叶数与每荚粒数变化不显著。毛苕子单株主茎节数与株高、千粒重呈显著正相关；株高与每株花序数和每株荚数呈显著正相关。种子产量则与单株主茎节数、每花序小花数、每株荚数呈显著正相关，而与每株花序数和千粒重呈负相关，且相关系数表现为每株荚数>单株主茎节数>每花序小花数>千粒重>每株花序数；种子产量与其他性状无显著相关性。

表4 毛苕子各性状间的相关性

2.5 逐步回归分析

回归分析结果见表5。毛苕子种子产量与3个主要性状的回归模为Y=-55.65208-5.61187X4+25.66403X6-6.24766X11(R2=0.7514),这表明种子产量与每株花序数、每花序小花数和千粒重关联最为密切，其中每花序小花数对种子产量的贡献为最大。

表5 毛苕子主要性状的逐步回归

3 讨论

毛苕子是优良的牧草和绿肥作物，适应性广，抗寒性强，生育周期短，营养价值高，具有广阔的育种潜力[14～15]，而且其收获指数高，种子粗蛋白质含量高，是难得的牲畜饲料。相关分析是研究两个或两个以上处于同等地位的随机变量间的相关关系的统计方法[16]，本研究利用相关分析方法对毛苕子的11个农艺性状进行了分析，得到种子产量与单株主茎节数、每株荚数、每荚粒数均呈显著或极显著正相关，而与每株花序数、千粒重呈显著负相关。这与韩梅等[17]对毛苕子研究得出产量与千粒重呈显著负相关、与8个农艺性状指标(株高、单株单枝分蘖数、主要根群分布深度、每株荚数、单荚粒数、单株鲜重、单株干重等)呈显著或极显著正相关结论不一致，也与王彩萍等[18]通过对红小豆根瘤结瘤数与农艺性状的相关分析得出结瘤数和红小豆的株高、主茎分枝、单株结荚数、单株荚粒数表现出极显著正相关的结论不完全一致，这可能是供试品种和种植地区的环境不同所致，也进一步说明不同地区应根据其具体的种植环境及利用方式去筛选适宜当地种植的种质资源。

回归分析本质上是一种因素分析的方法。由于若干随机因素的干扰，因变量和自变量之间的相关关系不能表示成完全确定的函数形式，因此回归分析的主要任务就是在平均意义下寻找某种定量关系表达式[19]。一般情况下，根据所要研究的问题，结合实际理论找出所有对因变量可能有影响的因素，逐步回归分析往往用于建立最优的回归模型，从而更加深入地研究变量之间的依赖关系。张帆[20]以紫花苜蓿为亲本，通过杂交获得的单株子代为研究对象，利用逐步回归分析，表明株高、分枝数、茎叶比为干重主要构成因素，且茎粗主要是通过间接作用影响干重。本研究中11个自变量对因变量的影响不一定都有显著性意义，需要根据各自变量对因变量的贡献大小进行变量筛选，从而求出精炼、稳定的回归方程，所以本研究经过逐步回归筛选，得出11个自变量中有3个指标对种子产量的影响达到显著水平，种子产量与每株花序数、每花序小花数和千粒重关联最为密切，且每花序小花数对种子产量的贡献最大，其余性状对种子产量的作用并不显著。