不同毛苕子種質(zhì)材料種子產(chǎn)量與相關(guān)性狀的分析

王 俊，云 嵐，李 珍，高志琦，劉啟宇，丁雪琴

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院/草地資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼草栽培、加工與高效利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/內(nèi)蒙古自治區(qū)草地管理與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，呼和浩特 010018)

毛苕子(Viciavillosa)原產(chǎn)于歐洲北部，廣布于東西兩半球的溫帶。毛苕子在我國(guó)栽培歷史悠久，分布廣泛，是世界上栽培最早、在溫帶國(guó)家種植最廣的牧草。毛苕子是一年生或越年生豆科草本植物，可青飼、放牧或刈割，且根系具有較強(qiáng)的固氮能力，常作為飼草作物廣泛種植[1～3]。同時(shí)，毛苕子還是優(yōu)良的飼料和綠肥作物，它不僅能夠提高作物產(chǎn)量，還能改善作物品質(zhì)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境[4～10]。種子產(chǎn)量是評(píng)價(jià)毛苕子種質(zhì)資源的重要指標(biāo)，對(duì)毛苕子產(chǎn)量性狀的分析目前雖有所報(bào)道，但由于毛苕子品種繁多，不同品種間差異也較大，不同學(xué)者得出的結(jié)論也不盡相同。覃廷全等[11]研究認(rèn)為，種植密度與毛苕子的分枝數(shù)、總莢數(shù)和有效莢有較大的關(guān)系，從而影響到種子產(chǎn)量；舒秋平等[12]對(duì)國(guó)內(nèi)外引進(jìn)的41份毛苕子品種經(jīng)過(guò)5年田間試驗(yàn)，從生育期、鮮草和種子產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)成分等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)；汪瀾[13]對(duì)引進(jìn)的豆科牧草箭筈豌豆不同品種多個(gè)性狀運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明山西333A箭筈碗豆和 Languedoc 箭筈碗豆的關(guān)聯(lián)度最高，綜合性狀好，較適合在阿拉爾地區(qū)種植。國(guó)內(nèi)針對(duì)不同品種毛苕子的種子產(chǎn)量性狀研究還較少，因此對(duì)毛苕子種質(zhì)材料進(jìn)行各性狀的綜合分析能為引種育種提供依據(jù)。本研究對(duì)幾種毛苕子種質(zhì)材料分別進(jìn)行農(nóng)藝性狀與飼草產(chǎn)量分析，以期篩選出優(yōu)異的種質(zhì)材料，為今后不同地區(qū)的種植提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)牧草試驗(yàn)地進(jìn)行，平均海拔1050m，屬中溫帶干旱半干旱大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫3.5～8℃，年平均降水量335.2～534.6mm，主要?dú)夂蛱卣魇歉珊?、多風(fēng)、寒冷；日光充足，溫差大；春季升溫較快，夏季短且溫?zé)?，秋天降溫較快，冬季漫長(zhǎng)寒冷，雨熱同期，四季氣候變化明顯，差異較大。

1.2 試驗(yàn)材料

供試毛苕子種質(zhì)資源共12份，均由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所國(guó)家牧草種質(zhì)資源庫(kù)提供。

1.3 試驗(yàn)方法

每材料點(diǎn)播，分為獨(dú)立的小區(qū)進(jìn)行播種，每小區(qū)內(nèi)播種3行，區(qū)內(nèi)行距20cm，小區(qū)與小區(qū)間隔50cm。播種日期為5月18日。在試驗(yàn)期內(nèi)，對(duì)毛苕子整個(gè)生育期的農(nóng)藝性狀進(jìn)行觀測(cè)和記錄，正常人工除草和灌溉等管理。測(cè)定項(xiàng)目主要有：全生育期(從播種第2d 至成熟的天數(shù))、單株主莖節(jié)數(shù)(X1，主莖在內(nèi)的分枝或者分蘗數(shù)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，收草后從土壤剖面上觀察記載主要根群在土層中分布的深度)、單株花序數(shù)(X4，盛花期單株的花序個(gè)數(shù))、小葉數(shù)(X5，復(fù)葉的小葉數(shù))、小花數(shù)(X6，每花序小花的個(gè)數(shù))、小葉長(zhǎng)(X7，每小葉的長(zhǎng)度)、小葉寬(X8，每小葉的寬度)、每株莢數(shù)(X9，成熟期單株成熟莢數(shù))、每莢粒數(shù)(X10，每莢中成熟的種子數(shù))、千粒重(X11，風(fēng)干后成熟籽粒1000粒種子的重量)和種子產(chǎn)量(Y,每m2種子的重量)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)運(yùn)用Excel 2010進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理后,用SAS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行MEANS、PEARSON、STEPWISE的簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同毛苕子生育期及農(nóng)藝性狀觀測(cè)

從觀察記錄可知(表1)，12份毛苕子從5月18日播種到出苗大約在6～11d之間，從出苗期和開(kāi)花期來(lái)看， 02744屬于出苗和開(kāi)花較晚的品種，01725在出苗期、開(kāi)花期、結(jié)莢期以及成熟期均晚于其他11個(gè)種質(zhì)材料，12346屬于成熟期較早，而在其他時(shí)間上11個(gè)種質(zhì)材料相差不大，全生育期112～119d。參試的12份種質(zhì)材料，在試驗(yàn)地區(qū)均能正常生長(zhǎng)、開(kāi)花及成熟。

表1 供試12份毛苕子種質(zhì)資源的生育期

2.2 不同毛苕子種質(zhì)性狀統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果(表2)表明，12份毛苕子材料不同性狀的變異程度表現(xiàn)為種子產(chǎn)量>每株莢數(shù)>主要根群分布深度>每株花序數(shù)>單株主莖節(jié)數(shù)>每莢粒數(shù)>株高>千粒重>小葉寬>小葉長(zhǎng)>小葉數(shù)>每花序小花數(shù)，其中主要根群分布深度、每株莢數(shù)的變異系數(shù)超過(guò)30%，每花序小花數(shù)和小葉數(shù)的變異較小，但12份材料間種子產(chǎn)量變異較大(55.07%)。

表2 毛苕子種子產(chǎn)量及相關(guān)性狀統(tǒng)計(jì)分析

2.3 不同毛苕子種質(zhì)材料的單因素差異性分析

由表3可知,供試12份毛苕子種質(zhì)材料的11個(gè)農(nóng)藝性狀表現(xiàn)出顯著的差異性(P<0.05)，12346在單株主莖節(jié)數(shù)、主要根群分布深度、小葉數(shù)及千粒重方面與其他種質(zhì)材料存在顯著差異；而02196則在株高、每株莢數(shù)和每莢粒數(shù)與其他種質(zhì)材料存在差異；01727與09784在單株花序的個(gè)數(shù)上差異最大，且01727在每莢粒數(shù)與其他種質(zhì)材料存在顯著差異；01725和02197在小花的個(gè)數(shù)上存在顯著差異；在小葉長(zhǎng)與小葉寬之間，12個(gè)品種無(wú)太大顯著差異。01725、02197、01726的千粒重與其他種質(zhì)材料存在顯著差異。

表3 不同農(nóng)藝性狀單因素差異性比較

2.4 毛苕子種子產(chǎn)量性狀的相關(guān)分析

相關(guān)性分析表明(表4)，單株主莖節(jié)數(shù)、株高、主要根群分布深度、單株花序數(shù)、每株莢數(shù)、每花序小花數(shù)和千粒重均呈顯著或極顯著相關(guān)，小葉數(shù)與每莢粒數(shù)變化不顯著。毛苕子單株主莖節(jié)數(shù)與株高、千粒重呈顯著正相關(guān)；株高與每株花序數(shù)和每株莢數(shù)呈顯著正相關(guān)。種子產(chǎn)量則與單株主莖節(jié)數(shù)、每花序小花數(shù)、每株莢數(shù)呈顯著正相關(guān)，而與每株花序數(shù)和千粒重呈負(fù)相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)表現(xiàn)為每株莢數(shù)>單株主莖節(jié)數(shù)>每花序小花數(shù)>千粒重>每株花序數(shù)；種子產(chǎn)量與其他性狀無(wú)顯著相關(guān)性。

表4 毛苕子各性狀間的相關(guān)性

2.5 逐步回歸分析

回歸分析結(jié)果見(jiàn)表5。毛苕子種子產(chǎn)量與3個(gè)主要性狀的回歸模為Y=-55.65208-5.61187X4+25.66403X6-6.24766X11(R2=0.7514),這表明種子產(chǎn)量與每株花序數(shù)、每花序小花數(shù)和千粒重關(guān)聯(lián)最為密切，其中每花序小花數(shù)對(duì)種子產(chǎn)量的貢獻(xiàn)為最大。

表5 毛苕子主要性狀的逐步回歸

3 討論

毛苕子是優(yōu)良的牧草和綠肥作物，適應(yīng)性廣，抗寒性強(qiáng)，生育周期短，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，具有廣闊的育種潛力[14～15]，而且其收獲指數(shù)高，種子粗蛋白質(zhì)含量高，是難得的牲畜飼料。相關(guān)分析是研究?jī)蓚€(gè)或兩個(gè)以上處于同等地位的隨機(jī)變量間的相關(guān)關(guān)系的統(tǒng)計(jì)方法[16]，本研究利用相關(guān)分析方法對(duì)毛苕子的11個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行了分析，得到種子產(chǎn)量與單株主莖節(jié)數(shù)、每株莢數(shù)、每莢粒數(shù)均呈顯著或極顯著正相關(guān)，而與每株花序數(shù)、千粒重呈顯著負(fù)相關(guān)。這與韓梅等[17]對(duì)毛苕子研究得出產(chǎn)量與千粒重呈顯著負(fù)相關(guān)、與8個(gè)農(nóng)藝性狀指標(biāo)(株高、單株單枝分蘗數(shù)、主要根群分布深度、每株莢數(shù)、單莢粒數(shù)、單株鮮重、單株干重等)呈顯著或極顯著正相關(guān)結(jié)論不一致，也與王彩萍等[18]通過(guò)對(duì)紅小豆根瘤結(jié)瘤數(shù)與農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析得出結(jié)瘤數(shù)和紅小豆的株高、主莖分枝、單株結(jié)莢數(shù)、單株莢粒數(shù)表現(xiàn)出極顯著正相關(guān)的結(jié)論不完全一致，這可能是供試品種和種植地區(qū)的環(huán)境不同所致，也進(jìn)一步說(shuō)明不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)其具體的種植環(huán)境及利用方式去篩選適宜當(dāng)?shù)胤N植的種質(zhì)資源。

回歸分析本質(zhì)上是一種因素分析的方法。由于若干隨機(jī)因素的干擾，因變量和自變量之間的相關(guān)關(guān)系不能表示成完全確定的函數(shù)形式，因此回歸分析的主要任務(wù)就是在平均意義下尋找某種定量關(guān)系表達(dá)式[19]。一般情況下，根據(jù)所要研究的問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際理論找出所有對(duì)因變量可能有影響的因素，逐步回歸分析往往用于建立最優(yōu)的回歸模型，從而更加深入地研究變量之間的依賴(lài)關(guān)系。張帆[20]以紫花苜蓿為親本，通過(guò)雜交獲得的單株子代為研究對(duì)象，利用逐步回歸分析，表明株高、分枝數(shù)、莖葉比為干重主要構(gòu)成因素，且莖粗主要是通過(guò)間接作用影響干重。本研究中11個(gè)自變量對(duì)因變量的影響不一定都有顯著性意義，需要根據(jù)各自變量對(duì)因變量的貢獻(xiàn)大小進(jìn)行變量篩選，從而求出精煉、穩(wěn)定的回歸方程，所以本研究經(jīng)過(guò)逐步回歸篩選，得出11個(gè)自變量中有3個(gè)指標(biāo)對(duì)種子產(chǎn)量的影響達(dá)到顯著水平，種子產(chǎn)量與每株花序數(shù)、每花序小花數(shù)和千粒重關(guān)聯(lián)最為密切，且每花序小花數(shù)對(duì)種子產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大，其余性狀對(duì)種子產(chǎn)量的作用并不顯著。

4 結(jié)論

4.1供試12份毛苕子種質(zhì)材料的11個(gè)農(nóng)藝性狀表現(xiàn)出顯著的差異性，毛苕子種子產(chǎn)量與單株主莖節(jié)數(shù)、每花序小花數(shù)、每株莢數(shù)呈顯著正相關(guān)，而與每株花序數(shù)和千粒重呈負(fù)相關(guān)，與其他性狀無(wú)顯著相關(guān)性。

4.2供試12份毛苕子種質(zhì)材料的11個(gè)農(nóng)藝性與毛苕子種子產(chǎn)量關(guān)聯(lián)最密切的是單株花序數(shù)(X4)、每花序小花數(shù)(X6)和千粒重(X11)，其中對(duì)種子產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大的是每花序小花數(shù)，其余性狀對(duì)種子產(chǎn)量作用不顯著。