紅三葉株型結構與草產量的相關性研究

孔令慧　趙桂琴

摘要：采用隨機區組設計，測定了4個紅三葉品種（系）R1，岷山，多麗，瑞德的直立性，地上部分形態特征，根部形態特征等，研究紅三葉株型結構對草產量的影響。通過比較4個品種（系）的株型結構，并分析了株型結構與干草產量的相關性，發現紅三葉的干草產量與直立性、葉長、葉寬、分枝數、莖粗、側根數呈顯著正相關，與稈壁厚、節間長、小花數、主根深、根頸粗呈極顯著正相關，與節間數呈負相關。主根深、稈壁厚和分枝數是影響紅三葉直立性的主要因素。4個供試品種（系）中直立性最好的是R1，其次為岷山、瑞德、多麗，R1年鮮草產量為68.97 t/hm2，年干草產量為15.21 t/hm2，均最高，其次為岷山和多麗，瑞德產量最低。

關鍵詞：紅三葉；株型結構；草產量；相關性

紅三葉（Trifalium pratensis）草質柔軟，葉量豐富，是歐洲、北美、新西蘭及澳大利亞等地最重要的栽培牧草之一[1-3]。近年國外不斷推出長勢強、分枝多、葉片大、產量高的紅三葉品種（系）[4]。紅三葉在我國西南、西北、華中、華北西部、東北南部和新疆等地都有分布，并大面積種植[5]。目前，國內審定通過的紅三葉品種（系）只有4個[6]，遠不能滿足生產需要，優質高產依然是紅三葉主要的育種目標。

產量與植物的株型關系密切，理想株型是獲得高產的關鍵因素之一[7]。因此，高產品種（系）的培育首先要從株型結構著手，尤其是以產草量為主的紅三葉應更注重株型結構與草產量關系的研究。南紅梅[8]、姚愛興等[9]在苜蓿的生長特性比較研究中發現，生物量與葉面積、莖粗、分枝數和株高都呈正相關，是牧草產量的直接影響因素。紅三葉的株高、莖粗、直立或斜生性因品種（系）不同而異，不同品種（系）間差異很大[4]。近年國內外對紅三葉的研究主要集中在栽培技術[10]，營養價值，混播，轉基因，異黃酮含量等方面[11-14]，而在株型結構與草產量相關性方面的報道較少。以R1，岷山，多麗，瑞德4個紅三葉品種（系）為材料，分析株型結構與草產量的相關性，旨在為紅三葉生產提供指導。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于甘肅農業大學蘭州牧草試驗基地，地處黃土高原西端，海拔1 517.3 m，年均降水量為300～350 mm，土壤為黃壤土，有機質2.83%，全氮0.09%，速效氮49.88 mg/kg，速效鉀173.19 mg/kg，pH 7.69。

1.2 試驗材料與設計

試驗材料為新品系R1、瑞德紅三葉、多麗紅三葉、岷山紅三葉，種子均由甘肅農業大學草業學院提供。

采用隨機區組設計，每個品種（系）3次重復，共計12個小區，小區面積2.5 m×5 m。于2011年4月12日播種，播種量為12 kg/hm2，條播，覆土深1～2 cm，行距35 cm。出苗后進行常規田間管理。各指標均于播種后第2年采樣測定。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 直立性

每小區在初花期隨機選取具有代表性的植株15株，分別測其自然株高和絕對株高，計算自然株高與絕對株高的比值T。

1.3.2 地上部分形態特征的測定

初花期在每小區隨機選取具有代表性的植株15株，從最貼近地面處計數每株分枝數，同時計數每株主枝節間數并測節間長，然后將枝條從第1節處剪斷，測其中空莖的內徑和外徑，外徑即為莖粗，內外徑之差即為稈壁厚；每小區隨機取具有代表性的植株5株，每株取上、中、下3層各10片葉片，葉基部至頂部的長度即為葉長，最寬處即為葉寬；每小區隨機取具有代表性的花15朵，統計每朵花上的小花數。

1.3.3 根部形態特征測定

采用5點取樣法，每點小心挖出3株，將根系的土清理干凈，進行測量。主根深用卷尺測量從根基部到根尖的長度；

主根粗用游標卡尺在根基部測其直徑，測2次，取平均值；

主根重先剪去根頸，側根，然后稱重；側根數、側根重先統計從主根上剪下的側根數量并稱重；

根頸粗用游標卡尺測其直徑，測2次，取平均值。

1.3.4 草產量的測定

鮮草產量在初花期每小區刈割1 m樣段，3次重復，留茬高度3～4 cm，立即稱重，生長至初花期再進行刈割，測下茬鮮重。根據每次刈割的1 m樣段內鮮草的重量換算出每公頃鮮草產量；

將稱過鮮重的草樣在烘箱中105 ℃殺青15 min，75 ℃條件下烘干8 h稱重，換算出每公頃干草產量。

1.5 數據處理

采用SPSS16.0進行方差分析、相關性分析和顯著性檢驗，Excel制圖。

2 結果與分析

2.1 不同品種（系）紅三葉直立性比較

植株的直立性程度可由植株自然高度與絕對高度的比值來反映，比值越大，直立性越好。因此，可以通過測量各品種（系）自然高度與絕對高度，計算其比值來比較各品種（系）的直立性。R1的自然株高顯著高于其他3個供試品種（系）（P<0.05），R1自然株高比其他3個供試品種（系）高出10～14 cm。絕對株高多麗最高，為82.80 cm。T值最大的為R1，其次是岷山，為0.87，瑞德為0.86，多麗最小，為0.79，說明R1直立性最好，直立性最差的為多麗（表1）。

2.2 不同品種（系）紅三葉地上部分形態特征比較

不同品種（系）在分枝數，莖粗，節間數，節間長，葉片大小，小花數等指標方面有顯著差異（P<0.05）。R1分枝數最多，達26個，多麗分枝最少。4個紅三葉品種（系）的莖均為圓形中空莖，其中，R1的莖最粗，稈壁最厚，顯著大于其他品種（系）。紅三葉第1節、第2節最短，1～5 cm；倒數第1、3節最長，10～25 cm。供試各品種（系）中，R1的平均節間長最長，顯著高于其他3個品種（系）；瑞德節間數最多，比其他3個品種（系）高出2倍。R1的葉長、葉寬均最大，其小花數顯著多于岷山和多麗，與瑞德差異不顯著（表2）。

2.3 不同品種（系）紅三葉根部形態特征比較

紅三葉主根明顯，但入土不深，大多集中在0～30 cm土層，側根發達[4]。供試的4個紅三葉品種（系）中，R1主根入土較深，側根數目多，根頸粗壯，根系比較發達。R1的主根顯著長于其他3個供試品種（系）（P<0.05），主根重以R1和瑞德最高。側根數目R1最多，其余3個品種（系）間差異不顯著。側根重以瑞德最重，其次為R1，二者側根比岷山和多麗重1.7～2.0倍，根頸也以R1和瑞德最粗（表3）。

2.4 不同品種（系）紅三葉草產量比較

紅三葉的年草產量與其刈割次數密切相關[15]。在蘭州地區R1，岷山和多麗一年可以刈割3次，而瑞德只能刈割2次。R1第1茬、第2茬、第3茬鮮、干草產量均顯著高于其他品種（系）（P<0.05）。其全年鮮草產量可達68.97 t/hm2，干草產量為15.21 t/hm2。岷山和多麗的產量相差不大，瑞德由于只能刈割2茬，故產量最低（表4）。

2.5 紅三葉株型結構與產量間的相關性

良好的株型有利于植株進行光合作用，積累生物量。紅三葉是飼用植物，良好的株型可有效提高草的產量。直立性、葉片大小、莖粗、稈壁厚、節間長、節間數、主根深、主根粗、主根重、側根數、側根重、根頸粗都是影響紅三葉產量的重要因素，把以上各指標與各品種（系）第1茬干草產量進行了相關性分析，其相關矩陣見表5。

紅三葉的葉片、莖、花、根的形態和數量分布是影響植株直立性的重要因素[16]。葉長、葉寬、分枝數、莖粗、稈壁厚、節間長、小花數、主根深、主根粗、主根重、側根數、側根重、根頸粗都與T值呈不同程度正相關，其中主根深與T值呈顯著正相關，分枝數、稈壁厚與T值呈極顯著正相關，節間數與T值呈負相關。說明紅三葉稈壁厚，分枝數，主根深是影響植株直立性的主要因子。

紅三葉干草產量與各指標相關程度各異，除節間數與干草產量呈負相關外，其余各指標均與干草產量呈不同程度正相關。與T值、葉長、葉寬、分枝數、莖粗、側根數呈顯著正相關，與稈壁厚、節間長、小花數、

主根深、根頸粗呈極顯著正相關。說明直立性越好，葉片越大，分枝越多，莖越粗，稈壁越厚，節間越長，小花數越多，根系越發達，紅三葉干草產量就越高。另外，根頸粗與分枝數、莖粗、稈壁厚、小花數呈極顯著正相關，主根深與分枝數、莖粗、稈壁厚也呈極顯著正相關，主根深與節間長、小花數，主根重與稈壁厚，側根重與莖粗、節間長呈顯著正相關，由此可以看出，根系的生長情況與紅三葉的產量和直立性緊密相關（表5）。

3 討論

植物在幼苗階段積累的干物質主要用于葉的生長，到臨近開花前，干物質主要分配于根和莖中；到生殖生長階段時干物質分配較穩定，株型趨于穩定[17]，因此，試驗在開花期對影響株型的各項指標進行測定。由于研究初花期株型結構及其與草產量間的相互關系，所以對種子產量未作測定。試驗數據顯示，供試4個品種（系）中R1地上部分各指標除了節間數，其余各指標都優于另外3個品種（系）；而通過根部形態特征的比較發現，瑞德的主根最粗，主根重和側根重也最大，這與瑞德在播種第1年只有營養生長而無生殖生長有關。

直立性是由植物自身的遺傳特性所決定的，直立性好壞與植株進行光合作用、積累生物量有密切關系，直立性好的品種（系）生產能力大于匍匐型品種（系）[18]。自然株高與絕對株高的比值能夠反映植株的直立性程度。徐玉鵬[19]，馬樂元等[20]用自然株高與絕對株高的比值分析了苜蓿、小冠花的直立性。筆者也采用自然株高與絕對株高的比值T，比較了4個品種（系）的直立程度，結果顯示R1自然株高與絕對株高都相對較高，T值為0.93，直立性較好，說明R1可以適度密植，以提高草產量。直立性較好的品種（系）也有利于機械化收割。另外，岷山、瑞德也有相對較好的直立性，T值分別為0.87和0.86。紅三葉是多年生牧草，一年可以刈割多次，因此，刈割次數對草產量影響很大，瑞德一年可刈割2次，少于其他品種（系），這是其草產量最低的根本原因。T值與各指標的相關性研究表明，T值與主根深呈顯著正相關，與分枝數、稈壁厚呈極顯著正相關，說明主根越深，稈壁越厚直立性越好，直立性越好，可利用的空間越多，分枝數也就越多。

紅三葉草產量與株型結構密切相關，良好的株型能夠更好地利用空間和陽光，生產更多的干物質。耿本仁[21]在研究植物自身性狀對產量的影響時報道，莖粗、節間長，側枝數，葉片均與草產量顯著正相關，特別是莖粗與草產量相關性達到極顯著水平。馬樂元等[20]在對直立品系小冠花植株性狀及其與產量的相關性分析中發現，自然高度、絕對高度、莖粗、單枝葉面積等主要性狀與鮮草產量呈極顯著正相關，而節間數與鮮草產量呈顯著負相關。根系是植物吸收、轉化和儲藏養分的器官，其生長發育狀況直接影響著地上生物量。根頸是苜蓿產生分枝的重要部位，直接影響苜蓿生產性能和可持續利用[22]。海棠等[23]在研究苜蓿根與地上生物量的關系時，發現根系較長，則地上生物量多；根系較短，地上生物量相對較少。本文將紅三葉葉長、葉寬、分枝數、莖粗、稈壁厚、節間數、節間長、小花數、主根深、主根粗、主根重、側根數、側根重、根頸粗、T值與干草產量進行了相關性分析，發現除節間數與干草產量呈負相關外，其余各指標均與干草產量呈不同程度正相關，這與南紅梅、姚愛興、馬樂元等[8，9，20]的研究結果基本一致。

4 結論

主根深、稈壁厚和分枝數是影響紅三葉直立性的主要因素。4個供試品種（系）中直立性最好的是R1，其次為岷山，瑞德和多麗。

干草產量與T值、葉長、葉寬、分枝數、莖粗、側根數呈顯著正相關，與稈壁厚、節間長、小花數、主根深、根頸粗呈極顯著正相關。4個供試品種（系）中鮮草產量和年干草產量最高的為R1，其次為岷山和多麗，瑞德產量最低。

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