10份梯牧草植株形態(tài)特征與產(chǎn)量分析及評(píng)價(jià)

摘要：【目的】綜合分析與評(píng)價(jià)10份梯牧草植株形態(tài)特征與產(chǎn)量性狀，為篩選出適合新品種培育的優(yōu)異種質(zhì)材料提供依據(jù)。【方法】以收集的新疆不同地區(qū)9份野生梯牧草和1份栽培種為材料，采用同質(zhì)園試驗(yàn)，通過主成分、聚類及灰色關(guān)聯(lián)度等分析與評(píng)價(jià)篩選優(yōu)異種質(zhì)?！窘Y(jié)果】（1）10份梯牧草材料之間除莖節(jié)數(shù)、穗寬和千粒重外，其他指標(biāo)均存在顯著性差異；變異系數(shù)在 5 . 3 2 % ～ 3 0 . 1 5 % ，其中穗葉距變異最大。（2）在產(chǎn)量性狀上，不同材料間差異性顯著，牧草產(chǎn)量在 ，種子產(chǎn)量在 0（3）牧草產(chǎn)量與旗葉長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)，與穗葉距呈極顯著負(fù)相關(guān);種子產(chǎn)量與株高呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與莖粗、葉寬和穗長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與穗葉距呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；千粒重與植株形態(tài)特征之間差異性不顯著。（4）前6個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)率達(dá) 7 6 . 4 7 % 。（5）聚類分析將梯牧草分為4個(gè)類群，其中 和 表現(xiàn)出植株最高、旗葉較長(zhǎng)、穗葉距最小、穗部較大、種子飽滿、鮮草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量最高?！窘Y(jié)論 與 兩份材料各特征的表現(xiàn)均較其他材料優(yōu)異，可作為優(yōu)異種質(zhì)材料選擇的首選對(duì)象。

中圖分類號(hào)：S812 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-4330（2025）02-0454-09

0 引言

【研究意義】梯牧草（PhleumpratenseL.）系禾本科（Poaceae）梯牧草屬（PhleumL.）多年生草本植物[1，2]，原產(chǎn)于歐亞大陸溫帶地區(qū)，現(xiàn)遍及溫帶、寒溫帶和近北極的氣候區(qū)，是適應(yīng)冷涼潮濕環(huán)境的栽培牧草[3]。我國(guó)是世界上野生梯牧草的產(chǎn)區(qū)之一，資源豐富，基因資源優(yōu)良[4]。梯牧草飼用價(jià)值高、抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，是維持奶牛高產(chǎn)、賽馬保鏢、食草寵物的首選功能性飼草；同時(shí)其發(fā)達(dá)的根系能夠吸收和沉積鉛、鎘、砷、汞等重金屬離子，通常作為混播草地的優(yōu)勢(shì)草種及退化草地生態(tài)修復(fù)草種，具有較高的推廣和應(yīng)用價(jià)值[5.6]。開展梯牧草種質(zhì)資源植株形態(tài)學(xué)特征和產(chǎn)量性狀的研究，有利于該物種優(yōu)異種質(zhì)資源的挖掘與創(chuàng)新，對(duì)種質(zhì)資源鑒定、性狀評(píng)價(jià)和育種等具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】王鳳宇等[7]研究表明，590份燕麥（Vena sativaL.）種質(zhì)資源的株高、葉片、莖節(jié)數(shù)等性狀對(duì)燕麥種子產(chǎn)量影響較大，株高、倒二葉花序以及莖粗與莖部特性、分蘗特性和葉部特性之間均存在顯著相關(guān)關(guān)系；景芳等[8]對(duì)12份燕麥的生產(chǎn)性能及適應(yīng)性研究，發(fā)現(xiàn)影響種子產(chǎn)量的因素有很多，主要包括粒數(shù)、粒重、千粒重等，其中任何一個(gè)因素的變化，都可引起產(chǎn)量的變化；哈雪等對(duì)5份草地早熟禾（Poapratensis）種子產(chǎn)量相關(guān)指標(biāo)研究，16個(gè)種子產(chǎn)量相關(guān)指標(biāo)均呈正態(tài)分布，千粒重變異系數(shù)最小，改良潛力較?。幻炕ㄐ蚍N子數(shù)變異系數(shù)最大，可選擇范圍較寬?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】有關(guān)新疆不同區(qū)域的野生梯牧草材料植株形態(tài)特征分析文獻(xiàn)研究較少，需研究新疆不同區(qū)域梯牧草種群在植株形態(tài)學(xué)特征及其差異性。【擬解決的關(guān)鍵問題】以不同來源的野生梯牧草與栽培種為研究對(duì)象，測(cè)定分析植株形態(tài)特征（株高、莖部性狀、葉片性狀及種子性狀）及產(chǎn)量（牧草產(chǎn)量、種子產(chǎn)量），篩選敏感指標(biāo)，遴選出優(yōu)異種質(zhì)材料，為梯牧草的種質(zhì)創(chuàng)新和品種選育提供科學(xué)依據(jù)。

材料與方法

1.1 材料

1.1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于天山北坡烏魯木齊縣南山謝家溝新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草原試驗(yàn)站 E），海拔 ，地處溫性草原帶，屬于典型中溫帶大陸性氣候，年均氣溫 ，年均降水量3 0 3 m m ，降水主要集中在 5 ～ 1 0 月，無霜期 1 2 0 ～ 1 4 0 d ，年均蒸發(fā)量 。土壤為山地栗鈣土， 0 ～ 2 0 c m 土層有機(jī)碳含量 1 5 . 3 9 g / ，全氮含量 1 . 4 9 g / k g ，全磷含量 0 . 6 9 g / k g 。

1.1. 2 梯牧草

試驗(yàn)材料共10份，其中9份為 2 0 2 0 ～ 2 0 2 1 年8月采自天山北坡西段的昭蘇縣和尼勒克縣、天山北坡中段烏魯木齊市的野生材料，1份由岷縣方正草業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司提供的栽培種岷山貓尾草。表1

1.2 方法

1. 2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用同質(zhì)園方法。試驗(yàn)小區(qū)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每一小區(qū)面積為 次重復(fù)，共30個(gè)小區(qū)，各小區(qū)間距 5 0 c m 。2021年9月8日進(jìn)行播種，按照條播方式，行距 ，播種量統(tǒng)一設(shè)定為 。試驗(yàn)地實(shí)行統(tǒng)一管理，除在生長(zhǎng)季節(jié)進(jìn)行雜草防除之外，未實(shí)施其他管理措施。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)

于2022年7＼～8月分別在牧草抽穗期和種子成熟期對(duì)植株形態(tài)特征、牧草與種子產(chǎn)量進(jìn)行取樣測(cè)定。

1 . 2 . 2 . 1 植株形態(tài)特征

在抽穗期，每小區(qū)采集形態(tài)完整的植株10

株，測(cè)定株高、莖粗、旗葉長(zhǎng)、旗葉寬、葉長(zhǎng)、葉寬、莖節(jié)數(shù)和穗葉距、穗長(zhǎng)、穗寬、種子長(zhǎng)和種子寬。

1. 2. 2. 2 產(chǎn)量性狀

牧草產(chǎn)量：在抽穗期，選取 1 m × 1 m 的樣方進(jìn)行刈割，留茬高度 ，每個(gè)小區(qū)重復(fù)3次，換算成每公頃鮮草產(chǎn)量。

種子產(chǎn)量：種子成熟期，每小區(qū)取 的樣方收獲籽實(shí)，稱重并換算為每公頃種子產(chǎn)量。

干粒重：取1000粒種子，稱重，重復(fù)3次，取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用MicrosoftExcel2021處理，計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù);采用SPSS23.0進(jìn)行相關(guān)性分析、主成分分析、聚類分析[1]

2 結(jié)果與分析

2.1 植株形態(tài)學(xué)特征

研究表明，10份梯牧草材料，除莖節(jié)數(shù)、穗寬、千粒重差異性不顯著，其他性狀均存在顯著性差異（ 。變異系數(shù)在 5 . 3 2 % ～ 3 0 . 1 5 % 變化，其中變異系數(shù)最大的是穗葉距，為3 0 . 1 5 % ;其次是葉長(zhǎng)，為 1 6 . 1 2 % ;最小的是種子寬，為 5 . 3 2 % ，其中株高、旗葉長(zhǎng)、莖節(jié)數(shù)、種子長(zhǎng)的變異系數(shù)均低于 10 % 。表2

2.2 不同區(qū)域梯牧草產(chǎn)量性狀對(duì)比

2.2.1 牧草產(chǎn)量

研究表明，不同材料之間牧草產(chǎn)量存在顯著性差異，產(chǎn)量區(qū)間為 。其中 產(chǎn)量最高，達(dá) ，顯著高于除 外的其他7份材料（ ）。圖1

2.2.2 種子產(chǎn)量

研究表明，各材料之間種子產(chǎn)量差異甚大，最低與最高為 。 材料種子產(chǎn)量最高，達(dá) ，顯著高于其他材料（ ，較 高 6 7 . 5 5 % ，差異顯著（ P lt; 0.05）。各材料之間種子千粒重差異性不顯著。

2.3 相關(guān)性

研究表明，牧草產(chǎn)量與旗葉長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)關(guān)系（ ），與穗葉距呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（ ）；種子產(chǎn)量與株高呈顯著正相關(guān)關(guān)系（ ），與莖粗、葉寬和穗長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（ ? P lt; 0 . 0 1 ），與穗葉距呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（ P lt; 0 . 0 1 ）。千粒重與植株形態(tài)學(xué)特征差異性不顯著。表3

2.4 主成分

研究表明，前6個(gè)主成分因子的特征值均大于1，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到 7 6 . 4 7 % ，包含了植株形態(tài)特征指標(biāo)及產(chǎn)量的大部分信息，可以作為主要性狀指標(biāo)。第1主成分特征值為4.503，貢獻(xiàn)率為3 0 . 0 1 8 % ，正向荷載最大的是旗葉長(zhǎng)（0.791），其次是種子產(chǎn)量（0.78）與莖粗（0.74），負(fù)向載荷最大的是穗葉距（-0.504）；第2主成分特征值為1.974，貢獻(xiàn)率為 1 3 . 1 5 9 % ，正向載荷最大的是旗葉寬（0.596），其次是穗葉距（0.507）與莖節(jié)數(shù)（0.484），負(fù)向載荷最大的是牧草產(chǎn)量（-0.568）；第3主成分特征值為1.488，貢獻(xiàn)率為 9 . 9 2 3 % ，正向載荷最大的是種子長(zhǎng)（0.524），其次是千粒重（0.489）與種子寬（0.396），負(fù)向載荷最大的是莖節(jié)數(shù)（-0.420）；第4主成分特征值為1.443，貢獻(xiàn)率為 9 . 6 1 2 % ，正向載荷最大的是穗長(zhǎng)（0.676），其次是株高（0.485）與穗葉距（0.418），負(fù)向載荷最大的是牧草產(chǎn)量（-0.461）;第5主成分特征值為1.052，貢獻(xiàn)率為 7 . 0 1 2 % ，正向載荷最大的是種子長(zhǎng)（0.485），其次是牧草產(chǎn)量（0.336）與莖節(jié)數(shù)（0.264），負(fù)向載荷最大的是葉長(zhǎng)（-0.503）；第6主成分特征值為1.011，貢獻(xiàn)率為 6 . 7 3 8 % ，正向載荷最大的是穗寬（0.529），其次是株高（0.336）與葉長(zhǎng)（0.308），負(fù)向載荷最大的是種子寬（-0.435）。表4

2.5 不同區(qū)域梯牧草植株形態(tài)特征指標(biāo)及產(chǎn)量的聚類表現(xiàn)

研究表明，在歐氏距離為5處，可將供試材料分為4大類群。第1類群包括 份材料，這類材料表現(xiàn)為植株低矮，旗葉短，穗葉距大，穗部較小，種子不飽滿，牧草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量較低，千粒重較小的特征;第2類群含 份材料，該類材料表現(xiàn)為植株較高，旗葉較短，穗葉距較大，穗部較小，牧草和種子產(chǎn)量低的特征；第3類群包括T， 份材料，表現(xiàn)為植株高大，旗葉較長(zhǎng)，穗葉距小，穗部較大，種子飽滿，牧草和種子產(chǎn)量均高；第4類群包括 份材料，各項(xiàng)指標(biāo)中除旗葉長(zhǎng)度、種子千粒重表現(xiàn)突出外，在株高，旗葉長(zhǎng)，穗葉距、種子飽滿程度，以及牧草和種子產(chǎn)量上也表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)。圖4

2.6 不同區(qū)域梯牧草形態(tài)特征指標(biāo)及產(chǎn)量的綜合評(píng)價(jià)

研究表明，各參試材料的形態(tài)學(xué)特征指標(biāo)和產(chǎn)量各指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)系數(shù)在 4 . 3 5 % ～ 1 5 . 0 0 % 。各因子的重要性差異可由關(guān)聯(lián)度大小反映，某因子的關(guān)聯(lián)度越大，此因子對(duì)梯牧草材料的影響越大，其關(guān)聯(lián)度排序依次為 ，綜合個(gè)梯牧草材料的形態(tài)特征和產(chǎn)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，以 表現(xiàn)最為優(yōu)異。表5

3討論

3.1變異系數(shù)能反映各材料形態(tài)學(xué)特征間變異程度的大小，系數(shù)越大，變異程度越大[12-13]。呂偉等[14]、孫銘等[15]認(rèn)為變異系數(shù)大于 10 % 時(shí)，表明樣本間存在顯著差異。在研究中，植株形態(tài)學(xué)特征變異系數(shù)為 5 . 3 2 % ～ 3 0 . 1 5 % ，其中莖粗、旗葉長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、葉寬、穗葉距、穗長(zhǎng)和穗寬變異系數(shù)均大于 10 % ，說明不同性狀間差異較大，可見供試梯牧草材料遺傳基礎(chǔ)較廣，與遺傳背景豐富，在實(shí)際育種中可將這些指標(biāo)作為首要性狀進(jìn)行選擇。株高、旗葉長(zhǎng)、莖節(jié)數(shù)、種子長(zhǎng)變異系數(shù)小，說明這些性狀比較穩(wěn)定，改良的可能性較小。

3.2牧草產(chǎn)量是衡量其生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)性能的重要指標(biāo)[16]。研究中不同材料之間牧草產(chǎn)量有顯著差別，低者鮮草產(chǎn)量為 ，最高者達(dá)到 ，最低與最高之間相差5 3 . 1 6 % ，該結(jié)果與虎凌云等[17]的研究一致，即不同材料在產(chǎn)量上出現(xiàn)差異，可能與材料的來源背景以及對(duì)試驗(yàn)區(qū)生境的適應(yīng)性不同而所致。相關(guān)系數(shù)反映了不同性狀之間的相關(guān)程度，可用于選擇多個(gè)相關(guān)性狀[18-19]。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，牧草產(chǎn)量與旗葉長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)關(guān)系（ 與穗葉距呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與周鎮(zhèn)磊等[20]研究結(jié)果一致，說明穗葉距是影響梯牧草材料牧草產(chǎn)量的關(guān)鍵因子。梯牧草植株形態(tài)特征指標(biāo)和牧草產(chǎn)量之間存在一定相關(guān)關(guān)系，相互制約或者相互促進(jìn)。3.3杜文化等[2]研究表明，梯牧草種子產(chǎn)量的構(gòu)成因素主要有單位面積有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、單穗粒重和千粒重。研究中 材料種子產(chǎn)量最高。通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，種子產(chǎn)量還與莖粗、葉寬和穗長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，提高種子產(chǎn)量還可以從提高莖粗、葉寬和穗長(zhǎng)來實(shí)現(xiàn)，

主成分分析通過降維的方法可以清晰地反映造成群體差異的主要原因。研究對(duì)10份梯牧草材料的17個(gè)性狀指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果前7個(gè)性狀指標(biāo)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá) 7 7 . 5 0 5 % ，表明7個(gè)綜合指標(biāo)可代表全部數(shù)據(jù)絕大部分的信息量。聚類分析是研究牧草的親緣關(guān)系及起源的常用手段，可以直觀體現(xiàn)種質(zhì)個(gè)體間相關(guān)性的分類。使用聚類分析的方法對(duì)10份梯牧草進(jìn)行劃分，4個(gè)類群間具有明顯差異。在生產(chǎn)實(shí)踐中可按照具體的情況和需要選擇合適的評(píng)價(jià)方法對(duì)牧草進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以發(fā)現(xiàn)更多的優(yōu)質(zhì)資源[22]

4結(jié)論

10份梯牧草材料除莖節(jié)數(shù)、穗寬、千粒重外，其他指標(biāo)均存在顯著性差異；變異系數(shù)在 5 . 3 2 % ～ 3 0 . 1 5 % ，其中穗葉距變異最大。產(chǎn)量性狀上，10份材料的牧草產(chǎn)量在 5 2 3 3 . 3 3 ～ 9 8 4 4 . 3 3 k g / ，不同材料間差異性顯著；種子產(chǎn)量在34.08 。牧草產(chǎn)量與旗葉長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)，與穗葉距呈極顯著負(fù)相關(guān)；種子產(chǎn)量與株高呈顯著正相關(guān)，與莖粗、葉寬和穗長(zhǎng)呈極顯著正相關(guān)，與穗葉距呈極顯著負(fù)相關(guān)；千粒重與植株形態(tài)學(xué)特征差異性不顯著。前6個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)率達(dá) 7 6 . 4 7 % 。將梯牧草分為4個(gè)類群，其中 和 表現(xiàn)出植株最高、旗葉較長(zhǎng)、穗葉距最小、穗部較大、種子飽滿、牧草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量最高的特點(diǎn)。 與 材料總體表現(xiàn)較為突出，可作為優(yōu)異材料篩選的首選對(duì)象。

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Analysis and evaluation of morphological characteristics and yield of1O Phleum pratense（L. ）plants

HAN Xiqing，ZHANG Xianhua，YUAN Hui，XIONG Hui，SA Chenghui （Xinjiang Key Laboratory of Grassand Resources and Ecology/College of Grassland Science，Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052，China）

Abstract：【Objective】 To study 9 wild Phleum pratense （L.） from diferent regions of Xinjiang and 1 cultivated species with a view toanalysis of theplant morphological characteristics andyield traitsand evaluation the excellnt germplasm materials for the cultivation of new varieties.【Methods】In this study，the homogeneous garden test and determination method were used to analyze and evaluate the excellent germplasm by principal component，clustering and grey correlation degree.【Results】（1） There were significant diffrences in other indexes among 1O Phleum pratense （L.）materials except for stem node number，panicle width and 1000-grain weight. The coefficient of variation was between and ，and the variation of ear leaf distance was the largest.（2）In terms of yield traits，the forage yield was between 5，233.33 and （2 ，and the seed yield was between 34. O8 and . （3）Forage yield was significantly positively correlated with flag leaf length andsignificantly negatively correlated with ear leaf spacing. There was a significant positive correlation between seed yield and plant height，a significant positive correlation between seed yield and stem diameter，leaf width and ear length，and a significant negativecorelation between seed yield and ear leaf distance.There was no significant diference between lOOo -grain weight and plant morphological characteristics.（4）The cumulative contribution rate of the first six principal components was .（5） and showed the highest plant，longer flag leaf， smallest ear leaf distance，larger ear，full seed，highest fresh grass yield and seed yield.【Conclusion】The characteristics of and are better than other materials，which can be used as the first choice for the selection of excellent germplasm materials.

Key words：Phleum pratense（L. ） ;plant modality features; yield