任海龍 魏臻武 陳 祥 王小山 喬志宏
(1揚州大學動物科學與技術學院,江蘇揚州 225009;2新疆農業科學院海南三亞農作物育種試驗中心,海南三亞 572014)
金花菜主要農藝性狀和產量關系的研究
任海龍1,2 魏臻武1* 陳 祥1 王小山1 喬志宏1
(1揚州大學動物科學與技術學院,江蘇揚州 225009;2新疆農業科學院海南三亞農作物育種試驗中心,海南三亞 572014)
為了分析金花菜產量構成因素及農藝性狀和產量的關系,以來自金花菜主產區的7份金花菜為試材,采用方差分析、相關分析及灰色關聯度分析法,對葉長、葉寬、株高、根長、分枝數、第1、2、3、4次收割產量和總產量等10個主要農藝性狀進行分析和評價。結果表明,不同來源的金花菜在株高、分枝數、葉長、葉寬和收割產量上普遍存在差異。金花菜總產量與第2次收割產量呈極顯著正相關,不同收割茬次間存在互補作用。金花菜的主要農藝性狀對產量的影響以第2次收割產量最大,其后依次為株高、第3次收割產量、第1次收割產量、分枝數、葉長、葉寬、第4次收割產量、根長。
金花菜;產量;農藝性狀;灰色關聯度分析
金花菜(Medicago polymorpha L.)別名南苜蓿(徐馳 等,2007a)、秧草(曹德明 等,2012)、草頭(惠蘇丹,2008)等,是苜蓿屬一年生草本植物,以其地上嫩莖和葉片作蔬菜(圖1)。金花菜在我國有悠久的栽培歷史(鄂有祥和張備,2013),侯祥川和李建新(1951)對金花菜的營養成分進行了測定,發現金花菜的蛋白質、鈣、磷等含量遠高于菠菜。近年來,隨著人們對天然綠色食品的青睞,被視為田間野菜的金花菜受到前所未有的關注,其營養價值也被重新發現(趙廉 等,2002)。研究表明,每100 g金花菜嫩莖葉中含有蛋白質25.16 g、脂肪0.1 g、碳水化合物9.7 g、鈣168 mg、磷64 mg、鐵7.6 mg、胡蘿卜素3.48 mg和VC、B1、B2、B12、VE、VK,還含有植物皂素、苜蓿酚、苜蓿素、大豆黃酮、瓜氨酸、刀豆酸和果膠酸等有益物質(徐馳 等,2007b;曹德明 等,2012;王華 等,2012)。除此之外,金花菜耐寒、抗旱、抗病蟲害能力強,所以整個生長過程無需施化肥農藥,是真正意義上的綠色食品(石庭山,2011)。金花菜可炒食、腌漬及拌面蒸食,味道鮮美,營養豐富(瞿廷廣,2002),亦可加工制作成金花菜包子、金花菜湯圓、金花菜汁、殺青速凍保鮮金花菜等,日益受到消費者的喜愛和政府的重視(干光磊,2012)。

圖1 金花菜
目前,金花菜已成為長江下游地區常見的時鮮蔬菜之一(干光磊,2012)。僅江蘇省揚中市每年就有近667 hm2(1萬畝)的栽培面積,其中包括200~333 hm2(3 000~5 000畝)設施金花菜。相比于其他作物,金花菜在產量形成因素等方面缺乏研究,本試驗以7份不同來源的金花菜為試材,分析其主要農藝性狀與產量之間的相互關系,以期為金花菜的高效栽培和新品種選育提供理論參考。
1.1 試驗材料
供試7份金花菜材料來源于金花菜的主產區江蘇、浙江、云南(表1),2013年10月至2014年5月在揚州大學揚子津校區試驗地繁種純化。

表1 供試金花菜材料及其來源
1.2 試驗方法
1.2.1 試驗設計 試驗地位于江蘇省揚中市綠野秧草專業合作社生產大棚內(E119°50′55″、N32°10′12″),海拔5 m,屬亞熱帶季風氣候區,年均氣溫15.1 ℃,年日照時長2 135 h。試驗地為常年種植金花菜的生產田,地力均勻。采用人工撒播,小區面積5 m2,隨機區組排列,3次重復。2014年10月12日播種,播種當日氣溫為:25 ℃/14 ℃(晝/夜),10 cm地溫20 ℃左右。2015年1月8日、2月7日、2月26日和3月22日分4次進行收割,收割高度為地上部12 cm。田間管理措施:種植前,清理干凈前茬作物殘株;播種前15 d 每667 m2施腐熟農家肥1 500 kg,深翻10~15 cm,做畦,畦寬2 m,畦面高15 cm,畦面平整不積水。每次采收2 d后追肥45%三元復合肥(N-P-K為15-15-15)水溶液100 kg·hm-2。人工拔除雜草,以確保每次收割時田間沒有雜草。金花菜耐旱不耐澇,在出苗階段要保持土壤濕潤,生長期間應保持適宜墑情,及時排灌水;其他管理與生產田一致。
1.2.2 農藝性狀的測定 葉長、葉寬、株高、根長和分枝數的測定:第1次收割前,每個小區隨機選取30株植株,每株選3組位于枝條頂端3~4輪的葉片用直尺測量葉長(從葉基部到葉尖,不含葉柄)、葉寬(葉片上與主脈垂直方向上的最寬處),株高為主莖基部到生長點的絕對高度,分枝數為莖基部的分枝個數(包括主莖),根長為莖基部到根尖生長點的距離。采用4YC-110型秧草收獲機進行機械采收測產;以4次收割產量之和計為總產量。
1.2.3 數據處理 采用Excel 2003軟件進行數據統計與計算,采用SAS 9.2軟件進行方差分析,采用SPSS 17.0軟件進行標準化處理和相關分析。
采用灰色關聯度分析法分析各農藝性狀與產量間的相關性:將金花菜的所有農藝性狀視為1個灰色系統,葉長(X1)、葉寬(X2)、株高(X3)、根長(X4)、分枝數(X5)、第1次收割產量(X6)、第2次收割產量(X7)、第3次收割產量(X8)和第4次收割產量(X9)作為系統的比較數列,總產量(X0)作為參考數列。在進行灰色關聯度分析時,首先要將各數據進行數據標準化處理;其次,根據公式△i(k)=︱Xi(k)-X0(k)︱求絕對差值(i=2,3,…,n);最后,求各比較數列與參考數列(總產量)間的關聯系數(徐麟 等,2013),計算公式為:

2.1 不同材料間的農藝性狀比較
從表2可以看出,7份金花菜材料的株高、分枝數和第1次收割產量在不同材料間差異較大,其次是葉長、葉寬和第4次收割產量,根長、第2、3次收割產量和總產量則差異不顯著。7份金花菜材料的平均株高在8.79~14.27 cm之間,最高的江都是最矮的海安的1.6倍;而在分枝數上,只有海安的分枝數超過了3個,揚州和楚雄最少,均不到2個分枝;第1次收割產量是所有統計性狀中差異最大的,最高的江都與最低的海安相差3倍多;在葉長和葉寬方面,溫嶺最大,海安最小,兩者之間差異顯著;海安和海門的第4次收割產量顯著高于江都。
2.2 不同農藝性狀間的相關性分析
相關系數反映了各農藝性狀間的密切程度。從表3可以看出,葉長和葉寬呈極顯著正相關,并且均與株高呈顯著正相關,說明葉面積大的金花菜材料植株高度較高。第1次收割產量與株高呈顯著正相關,與第4次收割產量呈顯著負相關,說明株高越高,首次收割的產量就越高,卻伴隨著第4次收割產量的降低,使總產量上無顯著差異。在總產量方面,總產量與第2次收割產量呈極顯著正相關,說明第2次收割產量可作為衡量金花菜總體生產性能的重要指標之一。

表2 不同金花菜材料間的農藝性狀比較

表3 不同農藝性狀間的相關性分析
2.3 不同農藝性狀與產量的灰色關聯度分析
灰色關聯度是關聯度系數的算術平均值。根據灰色關聯度分析原理,系統中各因子的重要性以關聯度表示,關聯度越大,則表示該因子越重要,即與參考數列的關系越密切;反之,關聯度越小的因子與參考數列的關系越疏遠。由表4可以看出,金花菜總產量與各農藝性狀的關聯度大小順序為:第2次收割產量>株高>第3次收割產量>第1次收割產量>分枝數>葉長>葉寬>第4次收割產量>根長。說明金花菜生長中期的收割對其總產量的影響很大,株高對金花菜產量的形成也起到了不可忽視的作用。

表4 金花菜主要農藝性狀與產量的灰色關聯度分析
3.1 金花菜農藝性狀的多樣性
遺傳多樣性是植物育種和遺傳改良的基礎(陳立強和師尚禮,2015)。Graziano等(2010)對意大利西西里島上自然分布的金花菜群體表型和農藝性狀的調查結果表明,金花菜不同群體間存在顯著的遺傳變異。Paredes等(2002)對智利全境金花菜資源的多樣性研究認為,金花菜的表型多樣性要高于基因型的多態性。本試驗對7份不同地區金花菜材料的農藝性狀進行分析,發現金花菜材料在不同批次的收割產量、株高、分枝數、葉長和葉寬等性狀上均表現出顯著的差異,這還不包括莢果、種子等性狀的調查,表明我國金花菜資源的表型變異也比較豐富。金花菜在我國江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、福建、云南、臺灣、四川和上海等地均有分布(陳一吾和吳仁潤,1987),地方資源十分豐富,可為今后的品種改良工作提供廣泛的遺傳基礎。
3.2 金花菜產量構成因素分析
魏臻武等(2007)的研究認為,構成苜蓿產量的因素包括單株生物量、種植密度、收割期等,這些因素又可以劃分為株高、葉片大小、分枝數、莖粗、節間數、莖葉比、適宜收割期、收割頻次、留茬高度等。本試驗結果表明,金花菜的產量受收割操作和株高的影響較大:在相同生產條件下,不同金花菜材料的總產量無顯著差異,但在不同收割茬次間存在差異,說明金花菜在產量形成上具有一定互補作用,前期收割產量較低的材料,往往后期收割產量較高。灰色關聯分析的結果表明,金花菜總產量與各農藝性狀的關聯度大小順序為:第2次收割產量>株高>第3次收割產量>第1次收割產量>分枝數>葉長>葉寬>第4次收割產量>根長。說明中期收割產量和株高是影響金花菜總產量的重要指標。需要注意的是,設施栽培金花菜一個生長季可刈割6~8次,不同時期的價格有較大差別。金花菜的總產量并不是越高越好,還應結合不同茬次的價格進行綜合考量。
相比快速發展的產業化進程,我國金花菜的遺傳育種工作明顯滯后,目前仍以地方鄉土品種為主,缺乏優質、高產育成品種。引進品種往往表現出較差的適應性,因此貼近實際生產條件下的資源篩選被認為是行之有效的方法(Graziano et al.,2010)。本試驗在大棚生產條件下,對金花菜主要農藝性狀和產量的關系進行了探討,以期為今后金花菜高產育種和栽培提供幫助。
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The Relationship between Major Agronomic Traits and Yield of Burr Medic(Medicago polymorpha L.)
REN Hai-long1,2,WEI Zhen-wu1*,CHEN Xiang1,WANG Xiao-shan1,QIAO Zhi-hong1
(1College of Animal Science & Technology,Yangzhou University,Yangzhou 225009,Jiangsu,China;2Hainan Center of Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Sanya 572014,Hainan,China)
In order to analyze the relationship between yield and main agronomic traits of burr medic (Medicago polymorpha L.),variance analysis,correlation analysis and grey relation analysis were carried out to evaluate the samples consist of 7 burr medic materials from the main producing areas. As the index,10 agronomic traits including leaf length,leaf width,plant height,root length,branch number,the first cutting,the second cutting,the third cutting,the fourth cutting yield and total yield were analyzed. The results showed that materials were different in plant height,branch number,leaf length,leaf width and cutting yields. The second cutting yield was significant positive correlation to total yield,and compensation existed in different cutting yields. Among the main agronomic traits of burr medic,the second cutting yield was the most important factor to the yield,followed by plant height,the third cutting yield,the first cutting yield,branch number,leaf width,leaf length,the fourth cutting yield and root length.
Burr medic(Medicago polymorpha L.);Yield;Agronomic trait;Grey relation analysis
任海龍,男,博士研究生,助理研究員,專業方向:金花菜遺傳育種,E-mail:renhailong_2006@163.com
*通訊作者(Corresponding author):魏臻武,男,教授,博士生導師,專業方向:牧草遺傳育種,E-mail:zhenwu_wei@hotmail.com
2016-10-22;接受日期:2016-11-29
江蘇省科技支撐計劃項目(BE2012340)
致謝:感謝揚中市綠野秧草專業合作社曹德明為本試驗提供幫助