陜北地區(qū)12個(gè)飼料桑品種農(nóng)藝性狀及光合特性比較

中圖分類號(hào)：S546 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0488-5368（2025）06-0006-07

Abstract： To identify suitable forage mulberry varieties for cultivation in northern Shaanxi，this study employedarandomized block designand comprehensively evaluatedthegrowth adaptabilityof twelve forage mulberry cultivars.A combination of correlation analysis，principal component analysis，stepwise regresion，and subordinate function analysis was used based on eleven growth indices.The coeficients of variation for the twelve varieties were ranked in descending order as follws：branch number，leaf width，leaf length，crown width，plant height，andstem diameter.Correlation analysis revealed significant positive correlations between leaf length and leaf width;transpiration rate and stomatalconductance；and water use eficiency with both net photosynthetic rate and transpiration rate.In contrast，branch number showed significant negative correlations with leaf length and leaf width.Principal component analysis reduced the eleven growth indices to four principal components，which collectively explained 91.48% of the cumulative variance. Based on subordinate function analysis and the mean scores of the principal components and subordinate functions，the ranking of the cultivars was as follows ： S2 = S3 gt; S7 gt; S6 = S8 gt; S1 = S4 gt; S9 gt; S10 gt; S11 gt; S12. Stepwise regresion analysis identified transpiration rate，plant height，and stem diameter as key indicators，accounting for 93% of the variation in the comprehensive score.These findings provide a scientific basis for guiding the selection of suitable forage mulberry varieties.

Key words：Northern Shaanxi；Mulberry；Photosynthetic characteristics； Comprehensive analysis

飼料桑（Morusalba）根系發(fā)達(dá)，抗逆性強(qiáng)，耐刈割，可草本化栽培[1]，適時(shí)收獲，生物產(chǎn)量大，且營(yíng)養(yǎng)豐富均衡2，對(duì)增加飼料蛋白供應(yīng)，促進(jìn)畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖減糧替代和減抗替代意義重大[3]。近年來(lái)，不少研究者分別在黑龍江[4]、吉林[5]、廣西[6]重慶[7]、湖南[8]、新疆[9，10]、四川宜賓[]、江西贛南[12]陜西榆林[13＼～17]、甘肅酒泉[18]、寧夏固原[19]等地開展了飼料桑引種的相關(guān)工作。雖然榆林地區(qū)關(guān)于飼料桑引種栽培試驗(yàn)有所報(bào)道，但引進(jìn)的品種較少，相關(guān)研究并不多。2019年，榆林市政府在畜牧業(yè)上啟動(dòng)“雙千方”工程，隨著禽畜數(shù)量的增加，飼草需求量巨大[20]，但由于耕地不足導(dǎo)致高蛋白飼草嚴(yán)重短缺，制約了陜北地區(qū)農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展[13]。因此，在當(dāng)?shù)匾M(jìn)飼料桑緩解牧草短缺的現(xiàn)狀，對(duì)促進(jìn)陜北地區(qū)農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量健康發(fā)展具有重大意義。

鑒于此，本研究擬從各地區(qū)收集飼料桑資源進(jìn)行引種栽培，對(duì)其生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，評(píng)價(jià)12個(gè)飼料桑品種在陜北地區(qū)綜合表現(xiàn)，旨在篩選出陜北地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)、表現(xiàn)優(yōu)異的飼料桑品種，為解決陜北地區(qū)飼草短缺、品種單一等問(wèn)題提供新的路徑。

1材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于陜西省榆林市榆陽(yáng)區(qū)林業(yè)科技示范園飼料桑苗圃，海拔 1150m ，東經(jīng) 109^°41^′9^′′ ，北緯 38^°41^′9 ，屬大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫22.5C ，年降水量 500mm 。土壤有機(jī)質(zhì)為 5.01g/kg 土壤 pH 值為7.5，土壤堿解氮為 14.1mg/kg ，土壤有效磷為 6.45mg/kg ，土壤速效鉀為 49.7mg/kg

1.2 試驗(yàn)材料

供試苗木均為來(lái)自各產(chǎn)區(qū)的1a生苗，試驗(yàn)材料編號(hào)、品種及來(lái)源基本情況見(jiàn)表1。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)材料為引進(jìn)的12個(gè)飼料桑品種，2023年5月移栽，株距 35cm ，寬窄行種植，寬行100cm，窄行 40cm ，種植密度為40000株 /hm² 。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)品種3次重復(fù)，共36個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積 30m² ，小區(qū)間距 40cm ，各試驗(yàn)小區(qū)飼料桑管理模式與大田管理保持一致。

1.4 指標(biāo)測(cè)定方法

農(nóng)藝性狀的測(cè)定：主要包括株高、莖粗、葉長(zhǎng)、葉寬、冠幅、枝條數(shù)等指標(biāo)。株高、葉長(zhǎng)、葉寬、冠幅采用直尺測(cè)量，每品種選取5株，取平均值（cm）；莖粗采用游標(biāo)卡尺測(cè)定，測(cè)定植株基部的直徑，每品種選取5株，取平均值（ mm， ）；統(tǒng)計(jì)枝條數(shù)。

光合特性的測(cè)定：在2023年7月的上中下旬，分別取一晴天（試驗(yàn)中分別為7月8日、7月15日、7月28日），于上午的 9：00-12：00 ，選取植株頂端的第3片且完整、無(wú)病蟲害的完全展開葉，使用 LI-6400XT 便攜式光合儀進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定參數(shù)包括凈光合速率（netphotosyntheticrate， Pn ）胞間二氧化碳濃度（intercellular CO₂ concentration，Ci）、蒸騰速率（transpirationrate，Tr）、氣孔導(dǎo)度（stoma-talconductance，Gs）。每個(gè)參試品種測(cè)3株，重復(fù)5次讀數(shù)，結(jié)果取平均值。并計(jì)算水分利用效率（WUE）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Excel2018進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS24.0進(jìn)行單因素方差分析。采用隸屬函數(shù)法[21]和主成分分析進(jìn)行綜合分析，采用Origin進(jìn)行相關(guān)性分析及作圖。

隸屬函數(shù)值計(jì)算公式： U_ij=（?X_ij-X_imin）/ （2號(hào)（ X_jmax-X_jmin ）

反隸屬函數(shù)值計(jì)算公式： U_ij=1-（X_ij- X_imin）/（X_jmax-X_jmin） （2號(hào)

式中， U_ij 表示第i個(gè)品種對(duì)于第j個(gè)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值， X_ij 表示第i個(gè)品種的第 j 個(gè)指標(biāo)的測(cè)定值， X_jmax 和 X_jmin 表示第 j 個(gè)指標(biāo)的最大值和最小值。

2 結(jié)果分析

2.1 不同飼料桑品種農(nóng)藝性狀比較

12個(gè)飼料桑品種的株高在 81.67～130.67 cm 。株高在 100cm 以上的共有9個(gè)品種，其中排名前5的分別是S6、S8、S5、S2、S4，與株高 100cm 以下的S9、S10、S12差異顯著（ plt;0.05） ，株高的變異系數(shù)為 18.27% 。葉長(zhǎng)在 20cm 以上的有5個(gè)品種，分別是S5、S7、S11、S9、S8，與S1、S2、S3、S4四個(gè)品種差異顯著 （plt;0.05） ，與S6、S10、S12差異不顯著，葉長(zhǎng)的變異系數(shù)為 31.03% 。葉寬在15cm以上的有5個(gè)品種，分別是S7、S8、S5、S9、S11，與S1、S2、S3、S4、S10五個(gè)品種差異顯著（ plt; 0.05），與S6、S12差異不顯著。莖粗在 13.67～ 20.53mm ，其中S2、S3、S4、S5四個(gè)品種在 18mm 以上，與S1、S7、S9、S10、S12差異顯著，與S6、S8、S11差異不顯著，莖粗的變異系數(shù)為 14.45% 。冠幅在 63.00～110.00cm ，冠幅在 90cm 以上的有S2、S5、S4、S1四個(gè)品種，與S7、S8、S10差異顯著，與 ^S3?S6?S9?S11?S12 差異不顯著，冠幅的變異系數(shù)為 22.00% 。枝條數(shù)4條以上的有S4、S3、S2、S1四個(gè)品種，與S7和S11差異顯著，與其他品種差異不顯著；枝條數(shù)最多的是S4，最少的是S7；枝條數(shù)的變異系數(shù)為 35.31% 。

2.2 不同飼料桑品種光合參數(shù)比較

不同飼料桑品種的凈光合速率隨著時(shí)間的推移呈現(xiàn)出先增加再減少的趨勢(shì)（圖1）。其中，7月8日S3的凈光合速率最高，為 11.62μmol/m²?s 與S5、S7、S9、S10、S11、S12差異顯著（ _plt;0.05） 與S1、S2、S4、S6、S8差異不顯著。7月15日S2的凈光合速率最高，為 19.22μmol/m²?s ，與 S3、S4、S6、S9、S10、S11、S12差異顯著（ ?plt;0.05） ，與S1、

S5、S7、S8差異不顯著。7月28日S10的凈光合速率最高，為 ·s，與S4、S5、S6、S7、S11差異顯著（ _plt;0.05） ，與 S1、S2、S3、S8、S9、S12差異不顯著。

注：不同小寫字母表示品種間差異顯著（ Plt;0.05 ）。下同。

不同品種飼料桑的蒸騰速率在不同時(shí)期有所差異（圖2）。其中，7月8日S7的蒸騰速率最高，與其他品種均差異不顯著。7月15日S2的蒸騰速率最高，與S3、S6、S9、S10、S11、S12差異顯著（ p lt;0.05 ），與S1、S2、S4、S5、S7、S8差異不顯著。7月28日S2的蒸騰速率最高，與S8、S11、S12差異顯著 ，與S1、S3、S4、S5、S6、S7、S9、S10差異不顯著。

由圖3可知，S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S9、S10、S12共十個(gè)品種的胞間 CO₂ 濃度隨著時(shí)間的推移，呈現(xiàn)出先減小再增大的趨勢(shì)，S8隨著時(shí)間的推移出現(xiàn)遞減的趨勢(shì)。其中，7月8日S9的胞間CO₂ 濃度最大，與S6差異顯著（ plt;0.05） ，與其它各品種差異不顯著。7月15日S7的胞間 CO₂ 濃度最大，與S3、S4差異顯著（ ?plt;0.05 ），與 _S1，S2 、

S5、S6、S8、S9、S10、S11、S12差異不顯著;7月28日S10的胞間 CO₂ 濃度最大，與S8、S11、S12差異顯著 _{（plt;0.05）} ，與S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S9差異顯著。

由圖4可知，S1、S2、27、S8、S11等品種氣孔導(dǎo)度的變化趨勢(shì)是先增減，S3、S4、S9等品種氣孔導(dǎo)度的變化趨勢(shì)是先減后增，S5、S6等品種的氣孔導(dǎo)度出現(xiàn)在逐漸增加的趨勢(shì)。其中，7月8日氣孔導(dǎo)度最高的是S3，與其余各品種均差異不顯著。7月15日，氣孔導(dǎo)度最高的是S2，與S3，S4，S6，S9，S10，S11，S12差異顯著（ plt;0.05 ，與S1、S5、S7、S8差異不顯著；7月28日氣孔導(dǎo)度最高的是S2，與S8、S11、S12差異顯著 _.plt;0.05） ，與S1、S3、S4、S5、S6、S7、S9、S10差異不顯著。

由圖5可知，S1、S2、S3、S5、S7、S8、S9、S10、S11、S12等品種的水分利用效率隨著時(shí)間的推移呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì);S4、S6等品種的水分利用效率出現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)。

2.3不同飼料桑品種農(nóng)藝性狀及光合參數(shù)的相關(guān)性分析

由圖6可知，葉長(zhǎng)與葉寬， Tr 與 Gr ，WUE與Pn，Tr 呈極顯著正相關(guān);莖粗與株高、枝條數(shù)， GS 與 Ci，Pn，Tr 與 ci，Tr 與 Pn ，WUE與 Gs 呈顯著正相關(guān)；枝條數(shù)與葉長(zhǎng)、葉寬呈極顯著負(fù)相關(guān)。

2.4不同飼料桑品種綜合評(píng)價(jià)

表3是根據(jù)特征根大于1及累計(jì)貢獻(xiàn)率大于85% 的原則提取主成分的結(jié)果，將飼料桑11個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)提取為4個(gè)新的指標(biāo)，4個(gè)主成分的特征值分別為5.21、2.47、1.61和0.78，貢獻(xiàn)率分別為47.37% （204號(hào) 22.43% 、 14.62% 和 7.07% ，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá) 91.48% 。表明這4個(gè)指標(biāo)可代表全部數(shù)據(jù)的絕大部分信息量。

對(duì)12個(gè)品種的11個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，計(jì)算得到各主成分與11個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的線性組合表達(dá)式為：

F₁=0.10×X₁-0.12×X₂-0.11×X₃+0.12 ×X₄+0.12×X₅+0.13×X₆+0.10×X₇+0.16× X₈+0.16×X₉+0.15×X₁₀+0.17×X₁₁

F₂=0.06×X₁+0.26×X₂+0.30×X₃-0.09

?×X₄-0.08×X₅-0.28×X₆+0.23×X₇+0.13× X₈+0.07×X₉+0.25×X₁₀+0.14×X₁₁

F₃=0.47×X₁+0.26×X₂+0.22×X₃+0.38 ×X₄+0.15×X₅+0.04×X₆-0.32×X₇-0.11× X₈+0.01×X₉-0.05×X₁₀-0.02×X₁₁

F₄=-0.04×X₁+0.14×X₂-0.03×X₃+ （2號(hào) 0.14×X₄+0.69×X₅-0.03×X₆+0.45×X₇+ 0.24×X₈-0.58×X₉-0.01×X₁₀-0.40×X₁₁

式中 X₁?X₂?X₃?X₄?X₅?X₆?X₇?X₈?X₉?X₁₀?X₁₁ 分別代表株高、葉長(zhǎng)、葉寬、莖粗、冠幅、枝條數(shù)、胞間 CO₂ 濃度、氣孔導(dǎo)度、凈光合速率、蒸騰速率、水分利用效率。

以每個(gè)主成分對(duì)應(yīng)的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權(quán)重，得到主成分的綜合線性模型： F=（0.47/0.92）×F₁+（0.22/0.92） ×F₂+（0.15/0.92）×F₃+（0.07/0.92）×F₄ 。計(jì)算出12飼料桑品種的綜合評(píng)價(jià)得分F，并進(jìn)行排名。其中S2、S5、S7、S6和S3的綜合表現(xiàn)位居前五名。

一種分析方式所獲得的排名往往具有局限性，因此，對(duì)不同品種的所有指標(biāo)又進(jìn)行了隸屬函數(shù)值分析，并根據(jù)隸屬函數(shù)值給出相應(yīng)的排名（表4）。排名靠前的分別是S5、S2、S3、S7、S6，與主成分分析排名發(fā)生了一些變化。為了更客觀地體現(xiàn)各品種的綜合排名，本研究采用兩種排名的算術(shù)平均值計(jì)算方法，將主成分與隸屬函數(shù)值排名進(jìn)行融合， S8gt;S1=S4gt;S9gt;S10gt;S11gt;S12， 。獲得綜合排名，其排序?yàn)椋?S5gt;S2=S3gt;S7gt;S6=

2.5基于生長(zhǎng)指標(biāo)建立的回歸分析

以D值為因變量，11個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)為自變量進(jìn)行逐步回歸分析，從F檢驗(yàn)的結(jié)果分析可以得到，顯著性P值為 0.000*** ，水平呈現(xiàn)顯著性，拒絕回歸系數(shù)為0的原假設(shè)。對(duì)于變量共線性表現(xiàn)，VIF全部小于10，因此模型沒(méi)有多重共線性問(wèn)題，模型構(gòu)建良好。得出相關(guān)的回歸方程為：

Y=-0.53+0.11*X₁₀+0.01*X₁+0.02* X₄ ，且回歸方程的決定系數(shù) R²=0.94 ，意味著蒸騰速率、株高和莖粗可以解釋綜合得分 93% 的變化原因。

3討論

篩選某一特定地區(qū)的最優(yōu)推廣品種，應(yīng)全面考慮其評(píng)價(jià)指標(biāo)，農(nóng)藝性狀和光合特性能夠直觀反應(yīng)飼草生長(zhǎng)狀況。農(nóng)藝性狀主要由植株株高、莖粗、葉面積、分枝數(shù)等表現(xiàn)出來(lái)，在相同環(huán)境下，農(nóng)藝性狀指標(biāo)越高證明其產(chǎn)量越高，其對(duì)推廣地區(qū)的適應(yīng)性則越強(qiáng)[22]。邢鐘毓[23]等在內(nèi)蒙古中西部地區(qū)引種研究，通過(guò)對(duì)“蒙飼?！薄棒斏！薄柏S馳?！薄凹缴"4個(gè)品種的農(nóng)藝性狀比較發(fā)現(xiàn)，“蒙飼桑”的表現(xiàn)較好。陳文良[24在云南省盈江縣對(duì)多個(gè)桑樹品種的農(nóng)藝性狀比較發(fā)現(xiàn)，女桑、農(nóng)桑8號(hào)、育7-11、皖桑1號(hào)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，適宜在該地區(qū)栽植。光合作用則是植物通過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)化為植物體內(nèi)的化學(xué)能，為植物的生長(zhǎng)發(fā)育提供基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)和能量[25]，光合特性中的各項(xiàng)生理參數(shù)可直接表征植物利用光能的效率和生產(chǎn)力[26]。李莉[27]等通過(guò)研究核桃（Juglans regiaL.）樹體的生長(zhǎng)特性和光合特性，探索其光合生產(chǎn)力并制定合理的栽培措施。鄒蓉[28等針對(duì)不同類型山蒼子（Lit-seacubeba）植物進(jìn)行光合特性研究，為山蒼子的栽培管理提供科學(xué)依據(jù)。桑樹 90% 以上的干物質(zhì)來(lái)源于桑葉的光合作用，研究桑樹光合特性，對(duì)提高和延長(zhǎng)有效光合作用、增加養(yǎng)分的制造與積累、提高桑葉質(zhì)量意義重大[29.30]。耿兵[30]通過(guò)對(duì)膠東地區(qū)的三種栽培方式的桑樹進(jìn)行光合進(jìn)行比較，認(rèn)為草本化栽培的桑品種其葉片凈光合速率、蒸騰速率高，氣孔導(dǎo)度大， CO₂ 固定能力強(qiáng)，適宜在山東地區(qū)推廣栽培。高天舒[3在對(duì)不同桑樹品種的4項(xiàng)光合數(shù)據(jù)研究中得知，陜桑811、育16和遼劍154的光合能力要顯著優(yōu)于其他品種，可為北方沙區(qū)家蠶飼養(yǎng)提供桑樹種植依據(jù)。綜上，不少學(xué)者通過(guò)研究飼料桑的農(nóng)藝性狀和光合特性，為桑樹選擇優(yōu)良品種、優(yōu)質(zhì)高效高產(chǎn)栽培技術(shù)構(gòu)建等提供理論依據(jù)。

本研究通過(guò)對(duì)比12個(gè)飼料桑品種在陜北地區(qū)的農(nóng)藝性狀和光合特性的表現(xiàn)，并借鑒前人對(duì)其它作物的綜合評(píng)價(jià)方法，主要包括玉米[32.33]、甘薯[34，35]、水稻[36.37]、大豆[38]等糧食作物，對(duì)不同飼料桑品種的農(nóng)藝性狀和光合指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，并根據(jù)主成分值與其對(duì)應(yīng)特征值的貢獻(xiàn)率，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，但為了避免單一方法的局限性，又使用隸屬函數(shù)分析，對(duì)測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，計(jì)算兩種分析結(jié)果的算術(shù)平均值得到最終排名。通過(guò)以上方法，篩選出在陜北地區(qū)農(nóng)藝性狀和光合特性綜合表現(xiàn)較好的品種，以期為陜北地區(qū)飼料桑的引種栽培提供理論依據(jù)。

4結(jié)論

本研究通過(guò)農(nóng)藝性狀和光合特性等指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)各品種在葉形、光合性能、水分利用等方面存在較大差異，并結(jié)合多種數(shù)學(xué)分析模型，對(duì)12種飼料桑在陜北地區(qū)的綜合表現(xiàn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)打分，得出S5（悖羅桑）、S2（秋雨桑）、S3（寒雜3號(hào)）、S7（農(nóng)桑）和S6（豐馳2號(hào)）這五個(gè)品種在陜北地區(qū)適應(yīng)性具有優(yōu)勢(shì)。

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