20 個紫云英品種不同生育期的生長性狀分析與評價

葉紅云，劉彩玲，何春梅，黃水珍，方 言，張小珍，王美芳，黃毅斌

（1. 福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，福建 福州 350002；2. 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，福建 福州 350013；3. 福建省南平市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，福建 南平 354200）

0 引言

【研究意義】紫云英（Astragalus sinicus L.）為豆科（Leguminosae）黃芪屬（Astragalus）越年生草本植物，又名紅花草、草子等，是我國主要的冬季綠肥作物，具有改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤微生物數(shù)量和提高土壤肥力的作用[1]。紫云英主根肥大，側(cè)根發(fā)達(dá)，莖直立或匍匐，性喜濕潤的砂質(zhì)和黏質(zhì)土壤，具有一定的耐寒能力[2]。福建地區(qū)屬于典型的季風(fēng)氣候，冬季氣候溫暖濕潤，適宜紫云英生長。紫云英作為一種天然綠肥，對于提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)有著重要作用[3?4]，選擇適宜地區(qū)種植的生長性狀表現(xiàn)好的紫云英優(yōu)良品種是關(guān)鍵?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】不同作物在不同種植區(qū)域的生長趨勢不同。安紅紅[5]通過對板藍(lán)根地上莖葉和地下根部定期定點(diǎn)取樣分析，發(fā)現(xiàn)板藍(lán)根全生育期生長規(guī)律為地上莖葉和地下根部的生長速度逐月上升， 6 月下旬至7 月下旬進(jìn)入小幅度快速生長期，7 月下旬至8 月下旬生長速度緩慢，8 月下旬至9 月下旬再次進(jìn)入大幅度快速生長期，在10 月下旬達(dá)到高峰，之后生長速度減緩，表明7 月份和9 月份為板藍(lán)根生長發(fā)育關(guān)鍵時期，是追肥、加強(qiáng)田間管理的最佳適宜期。陳均等[6]在福建閩北山丘盆地（浦城縣）、閩西低山丘陵（連城縣）、閩東濱海平原（福鼎市）3 個典型雙季稻區(qū)開展適宜紫云英品種比較試驗(yàn)。結(jié)果表明，不同稻作區(qū)閩紫5 號和余江大葉生育期均表現(xiàn)為較皖江大葉青和弋江種長，不同試驗(yàn)點(diǎn)紫云英品種株高、莖粗和分枝數(shù)的變化規(guī)律與鮮草產(chǎn)量變化相對一致，即紫云英鮮草產(chǎn)量較高的品種一般表現(xiàn)出株高較高、莖粗較粗，而分枝數(shù)則較少，同一試驗(yàn)點(diǎn)不同紫云英品種鮮草產(chǎn)量和植株養(yǎng)分含量存在差異。綜合考慮紫云英生長性狀、鮮草產(chǎn)量及養(yǎng)分含量等因素，閩北山丘盆地、閩西低山丘陵雙季稻區(qū)適宜的紫云英品種為閩紫5 號和余江大葉，閩東濱海平原雙季稻區(qū)適宜的紫云英品種為閩紫5 號和皖江大葉青。何春梅等[7]對對光澤種、信陽種、余江大葉、升鐘種、弋江籽、湘鄉(xiāng)種、南橋種、金沙種、大悟種、常德種等10 個紫云英地方品種之間的經(jīng)濟(jì)性狀、不同生育期及抗性進(jìn)行研究，以高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性強(qiáng)等綜合良性狀為選育目標(biāo)，其中升鐘種、余江大葉和金沙種3 個中、遲熟品種在福建的適應(yīng)性較好，可作為今后擴(kuò)繁品種或新品種選育的材料?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，關(guān)于不同生育期紫云英品種間的生長性狀差異比較及綜合評價的研究報道較為鮮見。掌握紫云英全生育期不同生長階段的變化特征，可以達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培和高效利用的目的，為福建地區(qū)紫云英優(yōu)良品種的篩選提供理論依據(jù)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以生產(chǎn)上常用的20 個紫云英品種為研究材料，在田間試驗(yàn)條件下，觀測不同品種的生長生育過程，測定紫云英各品種不同生育期的株高、莖粗、綠葉數(shù)、根長、根冠比生長指標(biāo)，結(jié)合隸屬函數(shù)分析和聚類分析，初步評價福建地區(qū)生長性狀表現(xiàn)較好的品種，為福建地區(qū)紫云英 的品種選定、種植推廣等提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)位于福建省南平市建陽區(qū)的福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院南平分院（南平市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所）試驗(yàn)田（27°19′10″N，118°8′22″E），年 平 均 日 照 時 數(shù)1661.4 h，年有效積溫（≥10 ℃）3295.9℃，年平均降水量1680.7 mm，年均溫18.4 ℃，無霜期298 d。土壤類型為紅壤，土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)pH5.3，有機(jī)質(zhì)18.4 g·kg?1， 堿 解 氮137.9 mg·kg?1， 速 效 磷44.8 m g·kg?1，速效鉀72.4 mg·kg?1，前茬作物為油菜。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

參試20 個紫云英品種，分別為光澤種（福建）、信陽種（河南）、寧波大橋（浙江）、湘鄉(xiāng)種（湖南）、南橋種（上海）、萍寧72 號（廣西）、常德種（湖南）、大悟種（湖北）、升鐘紫云英（四川）、余江大葉（江西）、 金沙種（貴州）、 浙紫5 號（浙江）、 閩紫1 號（福建）、 閩紫6 號（福 建）、 閩 紫7 號（福 建）、 84(8)7-1-1（福建）、 桂早紫1 號（廣西）、 桂紫7 號（廣西）、 湘紫1 號（湖南）、 湘紫7 號（湖南）等，共20 個處理，每個處理3 個重復(fù)，總計(jì)60 個小區(qū)。小區(qū)面積2 m×2 m=4 m2，間距0.5 m，隨機(jī)區(qū)組排列，每個小區(qū)間筑田埂，在2019年10 月23 日進(jìn)行紫云英播種，播種量1.5 kg·hm?2，每個品種用量36 g，并及時查苗補(bǔ)種、除草、施肥、排灌、防治病蟲害 ，以滿足紫云英正常生長發(fā)育的水肥需要。

1.3 測定方法

每個小區(qū)隨機(jī)選取20 株于分枝期（12 月12日）、現(xiàn)蕾期（2 月22 日）、初花期（3 月1 日）、盛花期（3 月24 日）、成熟期（4 月20 日）分別測定株高、莖粗、綠葉數(shù)、根長、單株重（地上部、地下部干鮮重）。用塔尺測量莖基部至植株生長點(diǎn)的高度為株高；用數(shù)顯游標(biāo)卡尺（111-103B，廣陸數(shù)測）測定植株基部最粗處為莖粗；用直尺測定主根長度為根長；以二級分枝為單位統(tǒng)計(jì)植株綠葉數(shù)；根 冠比=地下部干鮮重/地上部干鮮重。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用單因素方差分析法分析各個品種的生長性狀（株高、莖粗、綠葉數(shù)、根長、根冠比）差異，多重比較采用LSD 法，P＜0.05 表示差異顯著。采用SPSS19.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并采用模糊隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合評價[8]。

隸 屬 函 數(shù) 計(jì) 算 公 式 為Uij=（Xij?Xjmin）/（Xjmax?Xjmin），如果為負(fù)相關(guān)，則用反隸屬函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，計(jì) 算 公 式 為Uij=1?（Xij? Xjmin）/（Xjmax?Xjmin）；其中Xij為i 品種第j 個指標(biāo)測定值，Xjmin和Xjmax為所有參試品種j 指標(biāo)最小測定值和最大值，j 表示某測定指標(biāo)。綜合指數(shù)=(Uij+ Uik…+ Uin)/n，n 為指標(biāo)個數(shù)。對20 個紫云英品種相關(guān)測定指標(biāo)的隸屬值累加求 平均值，值越大，則綜合性能越好。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生育期紫云英品種間的株高差異

由表1 可知，不同紫云英品種株高整體呈逐漸增長的趨勢，在成熟期達(dá)到最高。其中，分枝期株高范圍在11.35～34.36 cm，桂早紫1 號和桂紫7 號株高均較高，顯著高于光澤種、信陽種、南橋種、常德種、余江大葉和金沙種；現(xiàn)蕾期比分枝期株高增長了30.12%～176.93%，84(8)7-1-1 顯著高于信陽種；初花期株高比現(xiàn)蕾期增長了0.2%～70.25%，84(8)7-1-1 最高，除光澤種、湘鄉(xiāng)種、大悟種、閩紫6 號、桂紫7 號和湘紫7 號外，84(8)7-1-1 與其他品種均差異顯著；盛花期株高比初花期增長了20.1%～116.65%， 84(8)7-1-1 和桂紫7 號株高較高，顯著高于信陽種、湘鄉(xiāng)種、南橋種、常德種、余江大葉、浙紫5 號和湘紫7 號；成熟期株高比盛花期增長了1.33%～19.07%，84(8)7-1-1 和桂紫7 號顯著高于信陽種、湘鄉(xiāng)種、南橋種、常德種、余江大葉、金沙種、浙紫5 號、湘紫7 號、桂早紫1 號。綜合不同生育期紫云英品種的株高可知，在整個生育期84(8)7-1-1 和桂紫7 號株高最高，生長表現(xiàn)最好；信陽種株高 最低，生長表現(xiàn)最差。

表 1 不同生育期紫云英品種的株高Table 1 Plant heights of A. sinicus varieties in different growth periods

2.2 不同生育期紫云英品種間的莖粗差異

紫云英莖粗變化隨生育期整體呈遞增趨勢，成熟期時最大(表2)。其中，分枝期桂紫7 號莖粗較大，顯著高于信陽種、常德種和閩紫6 號；現(xiàn)蕾期莖粗比分枝期增長了2%～83.06%，桂紫7 號和浙紫5 號均顯著高于萍寧72 號和桂早紫1 號；初花期莖粗比現(xiàn)蕾期增長了0.53%～26.27%，浙紫5 號顯著高于萍寧72 號和84(8)7-1-1；盛花期莖粗比初花期增長了0.5%～28%，浙紫5 號和桂紫7 號顯著高于升鐘紫云英和閩紫6 號；成熟期莖粗比盛花期增長了0.29%～27.39%，桂紫7 號顯著高于閩紫6 號和84(8)7-1-1。綜合不同生育期紫云英品種的莖粗可知，在整個生育期桂紫7 號和浙紫5 號莖粗最大，生長表現(xiàn)最好；閩紫6 號莖粗最小，生長表現(xiàn)最差。

表 2 不同生育期紫云英品種的莖粗Table 2 Stem thickness of A. sinicus varieties in different growth periods

2.3 不同生育期紫云英品種間的綠葉數(shù)差異

由表3 可知，紫云英綠葉數(shù)在現(xiàn)蕾期或初花期達(dá)到最多，之后呈下降趨勢，在成熟期時最少。其中，分枝期桂紫7 號和湘紫7 號綠葉數(shù)最多，萍寧72 號和閩紫6 號綠葉數(shù)較少，二者之間差異顯著（P<0.05）；現(xiàn)蕾期綠葉數(shù)較分枝期增長了0.25%～128.09%，余江大葉和桂紫7 號綠葉數(shù)較多，常德種最少，差異顯著（P<0.05）；初花期桂早紫1 號顯著高于閩紫7 號，與現(xiàn)蕾期相比，除閩紫1 號、桂早紫1 號、信陽種、寧波大橋、常德種5 個品種增長了4.37%～38.77%，其余品種減少了0.95%～53.27%；盛花期綠葉數(shù)比初花期減少了1.19%～56.59%，常德種、金沙種、浙紫5 號和桂早紫1 號均顯著高于光澤種；成熟期綠葉數(shù)比盛花期減少了39.09%～86.58%，桂紫7 號和南橋種顯著高于大悟種、余江大葉、浙紫5 號、閩紫1 號和湘紫1 號。綜合不同生育期紫云英品種的綠葉數(shù)可知，在整個生育期桂紫7 號生長表現(xiàn)最好，閩紫6 號生長表現(xiàn)最差。

表3 不同生育期紫云英品種的綠葉數(shù)Table 3 Green leaf counts of A. sinicus varieties in different growth periods

2.4 不同生育期紫云英品種間的根長差異

由表4 可知，紫云英根長隨生育期呈遞增趨勢，在成熟期達(dá)到最長。其中，分枝期桂紫7 號和光澤種根長較長，余江大葉和湘紫1 號根長較短，差異顯著（P<0.05）；現(xiàn)蕾期較分枝期根長增幅0.94%～73.33%，桂紫7 號顯著高于寧波大橋、湘鄉(xiāng)種、南橋種、萍寧72 號、大悟種、升鐘紫云英、浙紫5 號、閩紫6 號、閩紫7 號、桂早紫1 號和湘紫7 號等11 個品種，與其余品種差異不顯著；初花期較現(xiàn)蕾期根長增幅0.72%～58.88%，桂紫7 號與光澤種、信陽種、寧波大橋、余江大葉、84(8)7-1-1 和湘紫7 號差異不顯著，與其他13 個品種差異顯著；盛花期較初花期根長增幅0.15%～25.58%，桂紫7 號和光澤種與寧波大橋、大悟種、余江大葉和84(8)7-1-1差異不顯著，與其他14 個品種差異顯著（P<0.05）；成熟期較盛花期根長增幅0.3%～44.06%，光澤種、湘鄉(xiāng)種和桂紫7 號顯著高于萍寧72 號、閩紫1 號、桂早紫1 號和湘紫1 號。綜合不同生育期紫云英品種的根長可知，在整個生育期桂紫7 號生長表現(xiàn)最好，桂早紫1 號表現(xiàn)最差。

表4 不同生育期紫云英品種的根長Table 4 Root lengths of A. sinicus varieties in different growth periods

2.5 不同生育期紫云英品種間的根冠比差異

由表5 可知，紫云英根冠比在成熟期達(dá)到最大。其中，分枝期桂紫7 號根冠比最大，顯著高于其他品種；現(xiàn)蕾期根冠比較分枝期增長了12.5%～166.67%，桂紫7 號顯著高于其他品種；初花期較現(xiàn)蕾期根冠比增長了9.09%～140%，桂紫7 號顯著高于寧波大橋、大悟種、升鐘紫云英、閩紫1 號和84(8)7-1-1；盛花期較初花期根冠比增長了8.33%～118.18%，除光澤種、湘鄉(xiāng)種、南橋種、萍寧72 號和湘紫7 號外，桂紫7 號根冠比顯著高于其他品種；成熟期南橋種、萍寧72 號和桂早紫7 號顯著高于寧波大橋、升鐘紫云英、閩紫7 號、84(8)7-1-1 和桂早紫1 號等5 個品種，較盛花期根冠比增長了19.05%～195.83%。綜合不同生育期紫云英品種的根冠比可知，在整個生育期桂紫7 號根冠比最大，生長 表現(xiàn)最好，84(8)7-1-1 根冠比最小，生長表現(xiàn)最差。

表5 不同生育期紫云英品種的根冠比Table 5 Root/shoot ratio of A. sinicus varieties in different growth periods

2.6 不同紫云英品種生長性狀的隸屬函數(shù)分析

由表6 可知，不同品種隸屬值為0.300～0.923，從高到低依次為桂紫7 號>南橋種>湘鄉(xiāng)種>閩紫7號>信陽種>光澤種>萍寧72 號>湘紫1 號>84(8)7-1-1>余江大葉>常德種>寧波大橋>浙紫5 號>閩紫6號>升鐘紫云英>金沙種>大悟種>湘紫7 號>桂早紫1 號>閩紫1 號。

表6 不同紫云英品種生長性狀的隸屬函數(shù)分析Table 6 Membership function values on growth characteristics of A. sinicus varieties

2.7 不同紫云英品種生長性狀的聚類分析

對20 個紫云英品種生長指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)聚類，從圖1 可以看出，在歐氏距離為15.0 時，20 個紫云英可分為三大類群。第Ⅰ類群有7 份材料，包括余江大葉、浙紫5 號、信陽種、金沙種、湘紫7 號、桂早紫1 號、閩紫1 號，占35%；第Ⅱ類群有12 份材料，包括南橋種、萍寧72 號、湘鄉(xiāng)種、常德種、光澤種、湘紫1 號、閩紫6 號、寧波大橋、閩紫7 號、大悟種、升鐘紫云英、84(8)7-1-1，占60%；第Ⅲ類群其桂紫7 號，占5%。另外，隸屬度第Ⅲ類群>第Ⅱ類群>第Ⅰ類群（表7），不同類群差異顯著，與隸屬函數(shù)值分析結(jié)果一致。

圖1 20 個紫云英品種生長性狀聚類分析圖Fig. 1 Cluster analysis on growth characteristics of 20 A. sinicus varieties

3 討論與結(jié)論

由分析可知，紫云英全生育期生長表現(xiàn)為株高、莖粗和根長隨著生育期的推移，生長速度逐步上升，均在成熟期達(dá)到最大值，其中分枝期至初花期時生長速度快速，初花期至成熟期生長速度減緩；綠葉數(shù)在初花期前快速增長，之后緩慢減少。究其原因，盛花期前是營養(yǎng)生長期，是地上部和地下部生長的關(guān)鍵期；進(jìn)入生殖生長期后，營養(yǎng)主要供給植株開花結(jié)莢，導(dǎo)致綠葉數(shù)減少，株高、莖粗、根長增速降低，根冠比值可進(jìn)一步驗(yàn)證該結(jié)果。從整個生育期來看，紫云英不同時期生長速度不同，把握生長最快速的生長發(fā)育關(guān)鍵期，即分枝期至初花期，加強(qiáng)水肥管理及病蟲害防治，以培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的紫云英品種；從生長發(fā)育方面看，在紫云英整個生長發(fā)育階段的同一時期，桂紫7 號生長性狀最好，其株高、莖粗、根冠比最大，根長最長，葉片數(shù)最多，而生長最弱的是閩紫1 號和閩紫6 號，其余品種生長速度中等且較接近。研究發(fā)現(xiàn)紫云英在現(xiàn)蕾前期可采摘嫩稍作菜用[9]，盛花期鮮草產(chǎn)量和養(yǎng)分含量最為豐富，可刈割作飼草或翻壓回田作肥料[10]。本研究中信陽種、萍寧72 號、金沙種和湘紫1 號，在分枝期到現(xiàn)蕾期株高、莖粗、綠葉數(shù)為快速生長期，可采摘作為蔬菜食用；光澤種、南橋種、大悟種、升鐘紫云英和閩紫1 號在盛花期生長性狀表現(xiàn)較好，可刈割作飼草或回田培肥使用。

隸屬函數(shù)法通過計(jì)算測定指標(biāo)加權(quán)平均值來全面系統(tǒng)地反映評價指標(biāo)，可以克服僅利用少數(shù)指標(biāo)進(jìn)行評價的不足[11]；聚類分析按照類別的綜合性質(zhì)多個樣品聚合，使其具有最大的組內(nèi)相似性和最小的組間相似性，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的最優(yōu)劃分[12]。本研究隸屬函數(shù)結(jié)果表明，桂紫7 號平均隸屬函數(shù)值最大，在各個生長測定指標(biāo)中數(shù)值均為最大值，與其他品種差異顯著，生長性狀好。在5 個生長測定指標(biāo)的平均隸屬值中，根長占比較大，隸屬值為0.668，究其原因在于，各品種間變異系數(shù)小，為9.76%，且較大值所占比例大，極差較??；而綠葉數(shù)平均隸屬值為0.401，占比較小，各品種間變異系數(shù)大，為35.14%，極差較大。聚類分析很好地驗(yàn)證了隸屬函數(shù)分析的結(jié)果。本研究通過分析比較20 個紫云英品種不同生育期的株高、莖粗、綠葉數(shù)、根長、根冠比，可知在不同生育期各品種間差異明顯，以桂紫7 號綜合性狀表現(xiàn)最優(yōu)。