山西白羊草種子產(chǎn)量主要構(gòu)成因子分析

賀明艷，劉 倩，董寬虎

（1.臨汾市畜牧獸醫(yī)局，山西臨汾041000；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，山西太谷030801）

山西白羊草種子產(chǎn)量主要構(gòu)成因子分析

賀明艷1，劉 倩2，董寬虎2

（1.臨汾市畜牧獸醫(yī)局，山西臨汾041000；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，山西太谷030801）

為了探明影響白羊草（Bothriochloa ischaemum）種子產(chǎn)量的主要因子，尋求提高種子產(chǎn)量的途徑，采用變異性分析、相關(guān)性分析、主成分分析以及方差分析方法對(duì)山西6個(gè)居群的白羊草種子產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因子進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，山西白羊草種子產(chǎn)量的主要構(gòu)成因子在不同居群間差異均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）；在種子產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因子中，種子產(chǎn)量與花序數(shù)呈顯著相關(guān)（P＜0.05），與生殖枝節(jié)數(shù)、小穗數(shù)、小花數(shù)、種子數(shù)和千粒質(zhì)量呈極顯著相關(guān)（P＜0.01）；通過(guò)9個(gè)主要種子產(chǎn)量構(gòu)成因子的主成分分析，小穗數(shù)因子、生殖枝節(jié)數(shù)因子與千粒質(zhì)量因子累積貢獻(xiàn)率達(dá)到85.64%。

白羊草；居群；種子產(chǎn)量；構(gòu)成因子；山西

牧草種子生產(chǎn)對(duì)草地建設(shè)、飼草生產(chǎn)利用以及城鄉(xiāng)綠化等都具有不可忽視的作用。隨著我國(guó)草牧業(yè)的發(fā)展、生態(tài)環(huán)境的建設(shè)以及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，增加了對(duì)優(yōu)良牧草種子的需求量，促進(jìn)了牧草種子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。為緩解天然草地的放牧壓力、增加飼草的供給需求、遏制天然草地的退化、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，建立栽培草地、種植優(yōu)良牧草起到了關(guān)鍵性的作用[1]。白羊草（Bothriochloa ischaemum）以其特有的產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、易建植、耐踐踏和耐重牧等優(yōu)勢(shì)，成為終年放牧地可供選擇的優(yōu)質(zhì)牧草資源[2-3]，在退化草地植被恢復(fù)、人工草地建立、生態(tài)治理等方面都具有重要意義。因此，近年來(lái)越來(lái)越多的學(xué)者躋身于白羊草的研究。由于以往的研究多為白羊草的光合特性、生產(chǎn)性能、遺傳多樣性、生態(tài)學(xué)特性、分子生物學(xué)特性[4-8]等，且在白羊草馴化選育方面也略有一些研究[9-11]，而關(guān)于種子產(chǎn)量構(gòu)成因子及其種子產(chǎn)量的研究甚少。

本研究通過(guò)對(duì)山西省不同地區(qū)分別采集的6個(gè)自然居群的野生白羊草種子進(jìn)行多角度分析的方法，探求影響白羊草種子的主要生物學(xué)因素，旨在為該牧草的充分利用以及牧草種子的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技試驗(yàn)站內(nèi)進(jìn)行，位于東經(jīng)112°23′，北緯37°25′，海拔799 m，屬于暖溫帶氣候。全年平均氣溫9.5～10.5℃，平均降水量450～573 mm，無(wú)霜期160～175 d，土壤為石灰性褐土。

1.2 供試材料

供試材料為山西省不同地區(qū)采集的6個(gè)自然居群的野生白羊草種子，各居群種子來(lái)源地信息列于表1。

表1 供試材料來(lái)源地信息

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)小區(qū)面積7.8 m×9.0 m。2013年5月5日播種，播種量為10 kg/hm2，播深2 cm。田間管理按照常規(guī)方法進(jìn)行管理。2014年3—10月測(cè)定各居群的種子產(chǎn)量性狀。牧草達(dá)到盛花期時(shí)，每小區(qū)隨機(jī)選取10株（并將植株進(jìn)行標(biāo)記，以備后期測(cè)定），分別測(cè)定分蘗數(shù)（X1）、生殖枝數(shù)（X2）、生殖枝節(jié)數(shù)（X3）、花序分枝數(shù)（X4）；當(dāng)牧草種子成熟時(shí)，分別測(cè)定每生殖枝的小穗數(shù)（X5）、小花數(shù)（X6）、種子數(shù)（X7）以及千粒質(zhì)量（X8）、結(jié)實(shí)率（X9）、種子長(zhǎng)（X10）、種子寬（X11）、芒長(zhǎng)（X12）、種子產(chǎn)量（Y）。種子產(chǎn)量是在各小區(qū)隨機(jī)刈割1 m2樣方，重復(fù)3次，風(fēng)干、脫粒、清選后稱(chēng)質(zhì)量（kg/hm2）[12]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用WPS和SAS 9.0統(tǒng)計(jì)分析程序?qū)Ω骶尤旱漠a(chǎn)量性狀進(jìn)行方差分析，同時(shí)依據(jù)分蘗數(shù)（X1）、生殖枝數(shù)（X2）、生殖枝節(jié)數(shù)（X3）、花序分枝數(shù)（X4）、每生殖枝小穗數(shù)（X5）、每生殖枝小花數(shù)（X6）、每生殖枝種子數(shù)（X7）、千粒質(zhì)量（X8）、結(jié)實(shí)率（X9）等9個(gè)產(chǎn)量性狀對(duì)6個(gè)不同居群的種子性能進(jìn)行變異性分析、相關(guān)性分析、主成分分析以及方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同居群白羊草種子產(chǎn)量因子的變異情況分析

對(duì)山西6個(gè)白羊草種子產(chǎn)量9個(gè)主要構(gòu)成因子的變異情況進(jìn)行分析，結(jié)果表明，來(lái)自不同生境的白羊草植株都表現(xiàn)出了很大的差異性，其中，植株生殖枝數(shù)的變異系數(shù)最大，為42.69%，其次為生殖枝節(jié)數(shù)（36.82%）；種子結(jié)實(shí)率的變異系數(shù)最小，為3.85%。分析結(jié)果表明，山西不同居群白羊草的種子產(chǎn)量主要構(gòu)成因子在不同居群間差異均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）（表2）。

表2 白羊草種子產(chǎn)量主要構(gòu)成因子的變異情況及F值

2.2 白羊草種子產(chǎn)量因子與種子產(chǎn)量的相關(guān)矩陣

從相關(guān)矩陣來(lái)看，種子產(chǎn)量與花序分枝數(shù)呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)為0.672 2；與生殖枝節(jié)數(shù)、小穗數(shù)、小花數(shù)、種子數(shù)和千粒質(zhì)量呈極顯著相關(guān)（P＜0.01），且相關(guān)系數(shù)從大到小排序?yàn)榍ЯＹ|(zhì)量＞小花數(shù)＞小穗數(shù)＞種子數(shù)＞生殖枝節(jié)數(shù)。各產(chǎn)量因子中，除分蘗數(shù)、生殖枝數(shù)和結(jié)實(shí)率外，其他各因子與產(chǎn)量間幾乎都達(dá)到顯著相關(guān)（P＜0.05）或極顯著相關(guān)（P＜0.01）（表3）。

2.3 不同居群白羊草種子產(chǎn)量因子和種子產(chǎn)量的主成分分析

根據(jù)主成分特征值大于1的原則，進(jìn)行主成分的提取，其中，共有3個(gè)主成分的特征值大于1（表4）。前3個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)率達(dá)到85.64%，即前3個(gè)主成分能代表主要種子產(chǎn)量信息的85.64%，并可以對(duì)這些種質(zhì)資源進(jìn)行綜合評(píng)估分析。

表3 白羊草種子產(chǎn)量因子與種子產(chǎn)量的相關(guān)矩陣

表4 9個(gè)種子產(chǎn)量因子相關(guān)矩陣的特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率

表5 選取的主成分對(duì)應(yīng)的特征向量

由表4，5可知，第1主成分的特征值為3.405，貢獻(xiàn)率為37.83%，其中，小穗數(shù)（0.494）與小花數(shù)（0.476）分別對(duì)應(yīng)的特征向量最高，其次為種子數(shù)（0.457）等因子，因此，可將第1主成分稱(chēng)為小穗數(shù)因子，第1主成分主要反映了植株生殖生長(zhǎng)的特征，代表了最多的原始信息。第2主成分的特征值為2.644，貢獻(xiàn)率為29.38%，其中，生殖枝節(jié)數(shù)（0.580）對(duì)應(yīng)的特征向量最高，其次為分蘗數(shù)（0.442）、花序分枝數(shù)（0.431）等因子，因此，第2主成分可以稱(chēng)為生殖枝節(jié)數(shù)因子，第2主成分主要反映了植株分生能力的特征。第3主成分的特征值為

1.569 ，貢獻(xiàn)率為18.43%，其中，千粒質(zhì)量（0.418）對(duì)應(yīng)的特征向量最高，其次為小花結(jié)實(shí)率（0.367）等因子，因此，將第3主成分稱(chēng)為千粒質(zhì)量因子，第3主成分主要反映了白羊草結(jié)實(shí)能力的特征。

2.4 不同居群白羊草的種子產(chǎn)量因子的比較

表6 不同居群白羊草種子產(chǎn)量因子的比較

由表6可知，平定居群與太谷居群白羊草的分蘗數(shù)顯著高于平魯居群（P＜0.05），與其他3個(gè)居群之間差異不顯著（P＞0.05）。平定居群白羊草的生殖枝數(shù)顯著高于代縣居群、平魯居群和柳林居群（P＜0.05），與襄汾居群和太谷居群之間差異不顯著（P＞0.05）。柳林居群、太谷居群與襄汾居群白羊草的生殖枝節(jié)數(shù)極顯著高于其他3個(gè)居群（P＜0.01），其中，柳林居群白羊草的生殖枝節(jié)數(shù)顯著高于襄汾居群（P＜0.05），平定居群白羊草生殖枝節(jié)數(shù)極顯著高于平魯居群與代縣居群（P＜0.01），且平魯居群白羊草生殖枝節(jié)數(shù)極顯著高于代縣居群（P＜0.01）。代縣居群白羊草花序分枝數(shù)極顯著高于平定居群、柳林居群與太谷居群，達(dá)到11.74個(gè)（P＜0.01），并且柳林居群白羊草花序分枝數(shù)極顯著高于平定居群與太谷居群，達(dá)到9.26個(gè)（P＜0.01）。代縣居群、平魯居群與平定居群白羊草的小穗數(shù)極顯著高于其他3個(gè)居群（P＜0.01），并且柳林居群白羊草小穗數(shù)顯著低于襄汾居群與太谷居群，僅有20.80個(gè)（P＜0.05）。代縣居群、平魯居群與平定居群白羊草的小花數(shù)極顯著高于其他3個(gè)居群（P＜0.01），并且柳林居群白羊草小花數(shù)顯著低于襄汾居群與太谷居群，僅有41.60個(gè)（P＜0.05）。代縣居群、平魯居群與平定居群白羊草的種子數(shù)極顯著高于其他3個(gè)居群（P＜0.01），并且太谷居群白羊草種子數(shù)顯著高于柳林居群，為12.04個(gè)（P＜0.05）。代縣居群白羊草種子的千粒質(zhì)量極顯著高于柳林居群，達(dá)到0.81 g（P＜0.01）。代縣居群與平定居群白羊草的結(jié)實(shí)率顯著高于襄汾居群，分別為26.26%和26.31%（P＜0.05）。

2.5 不同居群白羊草種子形態(tài)特征的比較

由表7可知，白羊草種子形態(tài)特征在居群間存在差異。平定居群白羊草種子最長(zhǎng)，為5.12 mm，極顯著高于其他居群（P＜0.01），其次為平魯居群（4.72 mm），而其他居群間無(wú)顯著差異；代縣居群白羊草種子長(zhǎng)度最短，僅3.86 mm。平魯居群白羊草的種子最寬，為1.11 mm，極顯著高于除平定以外的其他居群（P＜0.01），與平定居群（1.03 mm）間差異不顯著；代縣居群白羊草種子寬度最小，為0.87 mm，極顯著低于其他居群（P＜0.01）。太谷居群白羊草芒長(zhǎng)最長(zhǎng)，為10.25 mm，顯著高于除平定以外的其他居群（P＜0.05），與平定居群（9.81 mm）間差異不顯著；代縣居群白羊草種子芒長(zhǎng)最短，為7.05 mm。

表7 不同居群白羊草種子形態(tài)特征的比較 mm

3 討論

由于在不同居群牧草的比較試驗(yàn)中，某居群某單一性狀的變化情況并不能代表該居群的整體情況，故此時(shí)若要從中選出表現(xiàn)優(yōu)異的居群，就需要有多個(gè)主要性狀進(jìn)行綜合分析。

本試驗(yàn)針對(duì)山西6個(gè)居群白羊草9個(gè)種子產(chǎn)量構(gòu)成因子進(jìn)行了變異性分析，結(jié)果表明，不同居群間白羊草種子產(chǎn)量構(gòu)成因子均存在著極顯著差異，這與武路廣等[9]的試驗(yàn)結(jié)果有一定的相似性。變異系數(shù)越大說(shuō)明選材在該因子上的變化幅度越大，其在種質(zhì)資源遺傳多樣性上的表現(xiàn)就越豐富。山西不同居群白羊草的種子產(chǎn)量構(gòu)成因子均存在較大的變異潛力，能通過(guò)改善相應(yīng)的栽培措施來(lái)提高其種子產(chǎn)量和品質(zhì)，為白羊草種質(zhì)資源的選育提供理論依據(jù)。

相關(guān)矩陣結(jié)果表明，白羊草不同因子之間存在著非常密切的聯(lián)系，并且它們之間的相關(guān)性達(dá)到顯著或者極顯著水平。種子產(chǎn)量與生殖枝節(jié)數(shù)、小穗數(shù)、小花數(shù)、種子數(shù)和千粒質(zhì)量呈極顯著相關(guān)，因此，在制定高產(chǎn)栽培措施時(shí)，可以著重選擇生殖枝節(jié)數(shù)、小穗數(shù)、小花數(shù)、種子數(shù)和千粒質(zhì)量這些指標(biāo)較高的居群。該相關(guān)性結(jié)果與其他植物的相關(guān)研究結(jié)論大致相同，例如，王佺珍等[13]在研究無(wú)芒雀麥種子產(chǎn)量與產(chǎn)量因子之間的關(guān)系時(shí)得出，其種子產(chǎn)量與小花數(shù)、種子數(shù)極顯著相關(guān)。梁國(guó)玲等[14]還對(duì)羊茅屬的4種牧草種子的產(chǎn)量性狀與種子產(chǎn)量進(jìn)行了相關(guān)分析，結(jié)果表明，種子產(chǎn)量與種子數(shù)、小花數(shù)、小穗數(shù)、千粒質(zhì)量和花序長(zhǎng)極顯著相關(guān)，且與種子長(zhǎng)顯著相關(guān)。周萍萍等[15]對(duì)燕麥主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量都進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，施肥量對(duì)有效穗數(shù)、株高和產(chǎn)量均有顯著影響。魏孟浩等[16]對(duì)鹽角草的繁殖輸出和分配的特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，其繁殖分配受多方面因素的影響。這些研究結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明種子產(chǎn)量因子對(duì)種子產(chǎn)量的積極影響，并且充分考慮它們之間的相關(guān)性，促使其協(xié)調(diào)發(fā)展，才可以達(dá)到增產(chǎn)目的。

由于已統(tǒng)計(jì)出數(shù)據(jù)的信息量較大，可能會(huì)出現(xiàn)一定的重復(fù)，不利于分析。因而，采用主成分分析方法對(duì)不同居群之間差異的主要緣由進(jìn)行全面且完整地解釋?zhuān)軌蚝?jiǎn)化這些因子[17-18]。本研究對(duì)9個(gè)主要構(gòu)成因子進(jìn)行主成分分析，所選取的3個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)率達(dá)到85.64%，其能涵蓋這9個(gè)因子的大多數(shù)信息。3個(gè)主成分中白羊草種子產(chǎn)量主要構(gòu)成因子的特征向量存有異號(hào)，說(shuō)明特征向量為異號(hào)的因子之間可能會(huì)互相限制，具有一定的局限性。

此外，經(jīng)研究分析，牧草在開(kāi)花期與成熟期的生長(zhǎng)發(fā)育狀況與其所在地區(qū)的環(huán)境適應(yīng)能力均對(duì)牧草的馴化培育具有很大的影響。本試驗(yàn)中不同居群野生白羊草在太谷地區(qū)的各個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)都有一定的差異，其中，生殖枝節(jié)數(shù)與花序分枝數(shù)的差異顯著性較大。牧草種子的形態(tài)特征發(fā)生變化以及不同居群的牧草所表現(xiàn)出的差異，究其原因是環(huán)境的變異[19]。

通過(guò)對(duì)白羊草種子產(chǎn)量構(gòu)成因子的研究表明，為提高牧草種子的產(chǎn)量，應(yīng)該適當(dāng)提高生殖枝密度，以增強(qiáng)有效分蘗數(shù)，并減少落粒性以及選擇最佳收獲時(shí)間和方式，以達(dá)到增產(chǎn)的目的。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，白羊草種子產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因子中，種子產(chǎn)量與花序數(shù)呈顯著相關(guān)（P＜0.05），與生殖枝節(jié)數(shù)、小穗數(shù)、小花數(shù)、種子數(shù)和千粒質(zhì)量呈極顯著相關(guān)（P＜0.01）。通過(guò)對(duì)6個(gè)居群白羊草的9個(gè)種子產(chǎn)量主要構(gòu)成因子進(jìn)行主成分分析，不同居群白羊草的9個(gè)主要種子產(chǎn)量構(gòu)成因子中前3個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)率達(dá)到85.64%。為獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的白羊草種子，需要對(duì)第1主成分即小穗數(shù)因子多加分析，并為提高該值采取相應(yīng)的措施。不同居群白羊草種子產(chǎn)量因子在居群間存在一定差異，并且白羊草種子形態(tài)特征在居群間也存在一定的差異。

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Analysis of Seed Yield Factors ofBothriochloa ischaemumin Shanxi

HE Mingyan1，LIUQian2，DONGKuanhu2
（1.Animal Husbandryand VeterinaryBureau ofLinfen City，Linfen 041000，China；2.College ofAnimal Science and VeterinaryMedicine，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

Todefine the main factors affectingthe seed yield and search the ways toincrease seed yield of Bothriochloa ischaemum（L.）Keng,seed yield components of six populations B.ischaemum were evaluated by variation analysis,correlative analysis,principal component analysis and variance analysis.The results showed that the main factors of seed yield amomg different populations in B.ischaemum were significantly different（P＜0.01）.The seed yield was correlated with number ofinflorescence（P＜0.05）,and was significantlycorrelated with reproductive shoots,spikelet number,floret number,seed number and thousand seed quality（P＜0.01）.According toprincipal component analysis with these seed yield factors,the cumulative contribution rate ofspikelet number,reproductive shoots and thousand seed qualitywas 85.64%.

Bothriochloa ischaemum;populations;seed yield;factors;Shanxi

S543＋.9

A

1002-2481（2016）08-1192-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.08.33

2016-06-10

山西省科技攻關(guān)項(xiàng)目（20120311011-1）；山西省科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目（2012091004-0101）

賀明艷（1965-），女，山西臨汾人，高級(jí)畜牧師，主要從事牧草飼料研究工作。董寬虎為通信作者。