白音希勒根莖冰草表型性狀研究*

郝 帥，張 眾，*， 王 偉，武杰瑞，丁雪琴

(1.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實驗室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼草栽培、加工與高效利用重點實驗室/內(nèi)蒙古自治區(qū)草地管理與利用重點實驗，呼和浩特 010018；2.內(nèi)蒙古蒙草生態(tài)環(huán)境(集團)股份有限公司，呼和浩特 010030)

白音希勒根莖冰草(AgropyronmichnoiRoshev.

cv.Baiyinxile)為禾本科冰草屬野生栽培新品種[1]，地下根莖發(fā)達，呈根莖型或根莖-疏叢型，適應(yīng)性較強[2～4]，在北方草原區(qū)人工放牧場和生態(tài)工程建設(shè)中具有良好的推廣應(yīng)用價值[5～12]。本研究通過田間栽培試驗，定株觀測白音希勒根莖冰草品種的群體變異特性，為進一步開展新品種培育提供科學(xué)依據(jù)和育種材料。

1 試驗地概況

試驗在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)牧草試驗地進行，位于呼和浩特市區(qū)內(nèi)，地處東經(jīng)111°41＇、北緯40°49＇，海拔1063m。溫帶大陸性季風(fēng)氣候，夏季溫?zé)岫檀伲?月份溫度最高，極端最高氣溫36.9℃；冬季寒冷干燥，1月份溫度最低，極端最低氣溫-32.8℃；春秋兩季多風(fēng)且干燥，氣溫日較差和年較差大；年均氣溫5.4℃，≥10℃的年積溫2000～3500℃；年降水量400mm左右，主要集中在7～9月份，年均蒸發(fā)量1760mm；無霜期較短，為135d；土壤為砂質(zhì)栗鈣土，pH7.0～7.5，土壤肥力良好。

2 材料與方法

2.1 供試材料

2018年4月穴播建植單株試驗材料地，行株距均為100cm。本研究供試驗觀測的材料共有10行10列，100個單株叢，從2019年2月底返青前開始進行田間清理和觀測，試驗期間隨時清除雜草并適時進行人工澆水。

2.2 測定內(nèi)容及方法

2.2.1物候期觀測

從2019年3月初開始，逐日觀察返青情況，連續(xù)記錄物候期，包括返青期、拔節(jié)期、抽穗期、開花期、種熟期，并計算生育期。

2.2.2表現(xiàn)型分類

通過觀察制定表現(xiàn)型分類標(biāo)準(zhǔn)，運用SAS數(shù)據(jù)分析軟件將單株樣本進行系統(tǒng)聚類分析，并統(tǒng)計數(shù)量，計算百分比。分類后，按表現(xiàn)型分別進行掛牌標(biāo)記。

2.2.3生長發(fā)育指標(biāo)測定

于抽穗期按表現(xiàn)型觀測各項指標(biāo)。(1)枝條數(shù)：統(tǒng)計每株叢的枝條總數(shù)；(2)株高：用鋼卷尺量測植株頂端到地面的最大垂直高度；(3)葉長與葉寬：每株挑選3個枝條樣本，用鋼卷尺測量葉片最大長度與最大寬度，重復(fù)3次；(4)穗長與穗寬：每株挑選3個花穗樣本，用鋼卷尺測量穗長和最大穗寬；(5)草產(chǎn)量：在各類型抽穗單株數(shù)達到50%時進行刈割，留茬高度為3cm，及時稱鮮重，室內(nèi)自然風(fēng)干后稱干重(恒重)。

2.2.4數(shù)據(jù)分析

運用SAS數(shù)據(jù)分析軟件對100株白音希勒根莖冰草進行聚類分析，運用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件處理生產(chǎn)性能指標(biāo)，分析不同表現(xiàn)型之間的顯著性差異水平(P<0.05)。

3 結(jié)果與分析

3.1 表現(xiàn)型分類

田間觀測發(fā)現(xiàn)，白音希勒根莖冰草株叢形態(tài)表型多樣。依據(jù)形態(tài)特征制定了三級分類標(biāo)準(zhǔn)：一級分類指標(biāo)為有無根莖，包括有根莖和無根莖；二級分類指標(biāo)為葉片顏色，包括翠綠色、灰綠色和中間色；三級分類指標(biāo)為株叢狀態(tài)，包括密叢型和疏叢型。其中，翠綠色的株叢葉片光滑無毛，呈綠色；灰綠色的株叢葉片被有白色茸毛，呈灰綠色；中間色的株叢葉片正面被有白色茸毛，背面無毛，整體呈灰綠色(介于灰綠色與翠綠色之間)。運用SAS數(shù)據(jù)分析軟件對100個供試單株樣本進行表現(xiàn)型聚類分析，按最長距離法將其分為12個表現(xiàn)型，聚類分析結(jié)果統(tǒng)計見表1。

表1 供試100個植株表現(xiàn)型聚類分析結(jié)果統(tǒng)計

由表1可知，在白音希勒根莖冰草100個單株樣本中，有根莖的共有73株，占總數(shù)的73%；無根莖的共有27株，占總數(shù)的27%；在有根莖和無根莖的類型中均存在葉片顏色和株叢狀態(tài)的變異，有根莖的株叢大多為密叢型，葉片呈灰綠色，1號表現(xiàn)型占比最大，為21%；無根莖的株叢大多為密叢型，葉片呈翠綠色，5號表現(xiàn)型占比最大，為10%。

3.2 物候期

對12個表現(xiàn)型群體2019年的物候期觀測結(jié)果列表2。由表2可以看出，12個表現(xiàn)型群體的物候期表現(xiàn)有所不同。就返青期而言，12個表現(xiàn)型群體差異不大，最大差距僅為4d，到拔節(jié)期12個類型的距離增大，最大差距達到9d。其中，9號表現(xiàn)型(有根莖+翠綠色+疏叢型)的物候期均早于其他，3月13日返青,5月1日拔節(jié),5月24日抽穗,6月11日開花,7月14日種熟,生育期123d;而7號表現(xiàn)型(無根莖+翠綠+疏叢型)和12號表現(xiàn)型(無根莖+中間色+疏叢型)的生長發(fā)育最為遲緩，這兩個表現(xiàn)型最晚返青期均為3月17日，最晚抽穗期均為6月1日，7號表現(xiàn)型的種熟期為7月22日，生育期127d，12號表現(xiàn)型的種熟期為7月20日，生育期125d；其余9個表現(xiàn)型群體物候期接近，返青期在3月15日左右，種熟期在7月17日左右，生育期125d左右，生育期最短的是6號表現(xiàn)型(無根莖+灰綠色+疏叢型)和8號表現(xiàn)型(有根莖+中間色+疏叢型)，只有122d。

表2 供試100個植株12個表現(xiàn)型的物候期(日/月)

3.3 生長發(fā)育特性

供試100株植株12個表現(xiàn)型生長發(fā)育特性的觀測結(jié)果列表3。由表3可以看出，12個表現(xiàn)型生長發(fā)育特性存在明顯差異。SPSS方差分析結(jié)果表明，12個表現(xiàn)型的枝條數(shù)、葉長、葉寬、穗長、鮮重、干重存在著顯著差異，而株高、穗寬差異不顯著。其中，有根莖的表現(xiàn)型植株枝條數(shù)、株高、葉長、鮮重、干重等指標(biāo)的測定值最大，特別是8號表現(xiàn)型(有根莖+中間色+疏叢型)枝條數(shù)為207，株高為65.00cm，葉長為19.96cm，鮮重為930.46g/株，干重為373.68g/株；12號表現(xiàn)型(無根莖+中間色+疏叢型)的測定值最小，枝條數(shù)僅為95，株高為41.00cm，鮮重為406.48g/株，干重為162.59g/株；其余類型處于8號表現(xiàn)型和12號表現(xiàn)型之間，變化各異。

表3 供試100個植株12個表現(xiàn)型的生長發(fā)育特性

4 討論

白音希勒根莖冰草為野生栽培品種，群體變異較大，為繼代選育奠定了良好基礎(chǔ)。解新明等[13]通過野外觀察以及實驗室整理標(biāo)本發(fā)現(xiàn)，根莖冰草的變異是極其復(fù)雜多樣的，這一觀點與本試驗變異類型多達12個是一致的。王麗宏等[14]的主成分分析以及聚類分析結(jié)果表明，野生狼尾草形態(tài)上存在差異，育種選擇可以實現(xiàn)觀賞性高、抗逆性強的表現(xiàn)型。本試驗也發(fā)現(xiàn)，白音希勒根莖冰草的群體表型性狀同樣也存在差異，也為繼續(xù)選育提供了條件。孫銘等[15]的研究表明，多花黑麥草在很多性狀上存在顯著差異，在選育高產(chǎn)種質(zhì)時宜選用第二類植株高大、葉片寬大的類型。本試驗中8號表現(xiàn)型具有植株高大、葉片長、枝條多等多種優(yōu)良性狀，也有利于選育高產(chǎn)品種。解新明等[16]的研究結(jié)果表明，蒙古冰草穗長在居群內(nèi)以及居群間存在差異。本試驗也發(fā)現(xiàn)，12個表現(xiàn)型在穗長方面存在顯著差異。

5 結(jié)論

5.1白音希勒根莖冰草是一個野生栽培品種，群體性狀表現(xiàn)存在較大變異。

5.2供100個單株可分為12個變異類型，其中有根莖的較多，無根莖的較少，有根莖的主要表現(xiàn)為葉片灰色或灰綠色，株叢呈密叢型或疏叢型結(jié)構(gòu)。