叶红云，刘彩玲，何春梅，黄水珍，方 言，张小珍，王美芳，黄毅斌

（1. 福建农林大学资源与环境学院，福建 福州 350002；2. 福建省农业科学院土壤肥料研究所，福建 福州 350013；3. 福建省南平市农业科学研究所，福建 南平 354200）

0 引言

【研究意义】紫云英（Astragalus sinicus L.）为豆科（Leguminosae）黄芪属（Astragalus）越年生草本植物，又名红花草、草子等，是我国主要的冬季绿肥作物，具有改善土壤结构、增加土壤微生物数量和提高土壤肥力的作用[1]。紫云英主根肥大，侧根发达，茎直立或匍匐，性喜湿润的砂质和黏质土壤，具有一定的耐寒能力[2]。福建地区属于典型的季风气候，冬季气候温暖湿润，适宜紫云英生长。紫云英作为一种天然绿肥，对于提高作物的产量和品质有着重要作用[3−4]，选择适宜地区种植的生长性状表现好的紫云英优良品种是关键。【前人研究进展】不同作物在不同种植区域的生长趋势不同。安红红[5]通过对板蓝根地上茎叶和地下根部定期定点取样分析，发现板蓝根全生育期生长规律为地上茎叶和地下根部的生长速度逐月上升， 6 月下旬至7 月下旬进入小幅度快速生长期，7 月下旬至8 月下旬生长速度缓慢，8 月下旬至9 月下旬再次进入大幅度快速生长期，在10 月下旬达到高峰，之后生长速度减缓，表明7 月份和9 月份为板蓝根生长发育关键时期，是追肥、加强田间管理的最佳适宜期。陈均等[6]在福建闽北山丘盆地（浦城县）、闽西低山丘陵（连城县）、闽东滨海平原（福鼎市）3 个典型双季稻区开展适宜紫云英品种比较试验。结果表明，不同稻作区闽紫5 号和余江大叶生育期均表现为较皖江大叶青和弋江种长，不同试验点紫云英品种株高、茎粗和分枝数的变化规律与鲜草产量变化相对一致，即紫云英鲜草产量较高的品种一般表现出株高较高、茎粗较粗，而分枝数则较少，同一试验点不同紫云英品种鲜草产量和植株养分含量存在差异。综合考虑紫云英生长性状、鲜草产量及养分含量等因素，闽北山丘盆地、闽西低山丘陵双季稻区适宜的紫云英品种为闽紫5 号和余江大叶，闽东滨海平原双季稻区适宜的紫云英品种为闽紫5 号和皖江大叶青。何春梅等[7]对对光泽种、信阳种、余江大叶、升钟种、弋江籽、湘乡种、南桥种、金沙种、大悟种、常德种等10 个紫云英地方品种之间的经济性状、不同生育期及抗性进行研究，以高产、优质、抗性强等综合良性状为选育目标，其中升钟种、余江大叶和金沙种3 个中、迟熟品种在福建的适应性较好，可作为今后扩繁品种或新品种选育的材料。【本研究切入点】目前，关于不同生育期紫云英品种间的生长性状差异比较及综合评价的研究报道较为鲜见。掌握紫云英全生育期不同生长阶段的变化特征，可以达到高产优质栽培和高效利用的目的，为福建地区紫云英优良品种的筛选提供理论依据。【拟解决的关键问题】以生产上常用的20 个紫云英品种为研究材料，在田间试验条件下，观测不同品种的生长生育过程，测定紫云英各品种不同生育期的株高、茎粗、绿叶数、根长、根冠比生长指标，结合隶属函数分析和聚类分析，初步评价福建地区生长性状表现较好的品种，为福建地区紫云英 的品种选定、种植推广等提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验位于福建省南平市建阳区的福建省农业科学院南平分院（南平市农业科学研究所）试验田（27°19′10″N，118°8′22″E），年 平 均 日 照 时 数1661.4 h，年有效积温（≥10 ℃）3295.9℃，年平均降水量1680.7 mm，年均温18.4 ℃，无霜期298 d。土壤类型为红壤，土壤基础理化性质pH5.3，有机质18.4 g·kg−1， 碱 解 氮137.9 mg·kg−1， 速 效 磷44.8 m g·kg−1，速效钾72.4 mg·kg−1，前茬作物为油菜。

1.2 试验设计

参试20 个紫云英品种，分别为光泽种（福建）、信阳种（河南）、宁波大桥（浙江）、湘乡种（湖南）、南桥种（上海）、萍宁72 号（广西）、常德种（湖南）、大悟种（湖北）、升钟紫云英（四川）、余江大叶（江西）、 金沙种（贵州）、 浙紫5 号（浙江）、 闽紫1 号（福建）、 闽紫6 号（福 建）、 闽 紫7 号（福 建）、 84(8)7-1-1（福建）、 桂早紫1 号（广西）、 桂紫7 号（广西）、 湘紫1 号（湖南）、 湘紫7 号（湖南）等，共20 个处理，每个处理3 个重复，总计60 个小区。小区面积2 m×2 m=4 m2，间距0.5 m，随机区组排列，每个小区间筑田埂，在2019年10 月23 日进行紫云英播种，播种量1.5 kg·hm−2，每个品种用量36 g，并及时查苗补种、除草、施肥、排灌、防治病虫害 ，以满足紫云英正常生长发育的水肥需要。

1.3 测定方法

每个小区随机选取20 株于分枝期（12 月12日）、现蕾期（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）分别测定株高、茎粗、绿叶数、根长、单株重（地上部、地下部干鲜重）。用塔尺测量茎基部至植株生长点的高度为株高；用数显游标卡尺（111-103B，广陆数测）测定植株基部最粗处为茎粗；用直尺测定主根长度为根长；以二级分枝为单位统计植株绿叶数；根 冠比=地下部干鲜重/地上部干鲜重。

1.4 统计分析

采用单因素方差分析法分析各个品种的生长性状（株高、茎粗、绿叶数、根长、根冠比）差异，多重比较采用LSD 法，P＜0.05 表示差异显著。采用SPSS19.0 软件进行统计分析，并采用模糊隶属函数法进行综合评价[8]。

隶 属 函 数 计 算 公 式 为Uij=（Xij−Xjmin）/（Xjmax−Xjmin），如果为负相关，则用反隶属函数进行转换，计 算 公 式 为Uij=1−（Xij− Xjmin）/（Xjmax−Xjmin）；其中Xij为i 品种第j 个指标测定值，Xjmin和Xjmax为所有参试品种j 指标最小测定值和最大值，j 表示某测定指标。综合指数=(Uij+ Uik…+ Uin)/n，n 为指标个数。对20 个紫云英品种相关测定指标的隶属值累加求 平均值，值越大，则综合性能越好。

2 结果与分析

2.1 不同生育期紫云英品种间的株高差异

由表1 可知，不同紫云英品种株高整体呈逐渐增长的趋势，在成熟期达到最高。其中，分枝期株高范围在11.35～34.36 cm，桂早紫1 号和桂紫7 号株高均较高，显著高于光泽种、信阳种、南桥种、常德种、余江大叶和金沙种；现蕾期比分枝期株高增长了30.12%～176.93%，84(8)7-1-1 显著高于信阳种；初花期株高比现蕾期增长了0.2%～70.25%，84(8)7-1-1 最高，除光泽种、湘乡种、大悟种、闽紫6 号、桂紫7 号和湘紫7 号外，84(8)7-1-1 与其他品种均差异显著；盛花期株高比初花期增长了20.1%～116.65%， 84(8)7-1-1 和桂紫7 号株高较高，显著高于信阳种、湘乡种、南桥种、常德种、余江大叶、浙紫5 号和湘紫7 号；成熟期株高比盛花期增长了1.33%～19.07%，84(8)7-1-1 和桂紫7 号显著高于信阳种、湘乡种、南桥种、常德种、余江大叶、金沙种、浙紫5 号、湘紫7 号、桂早紫1 号。综合不同生育期紫云英品种的株高可知，在整个生育期84(8)7-1-1 和桂紫7 号株高最高，生长表现最好；信阳种株高 最低，生长表现最差。

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

2.2 不同生育期紫云英品种间的茎粗差异

紫云英茎粗变化随生育期整体呈递增趋势，成熟期时最大(表2)。其中，分枝期桂紫7 号茎粗较大，显著高于信阳种、常德种和闽紫6 号；现蕾期茎粗比分枝期增长了2%～83.06%，桂紫7 号和浙紫5 号均显著高于萍宁72 号和桂早紫1 号；初花期茎粗比现蕾期增长了0.53%～26.27%，浙紫5 号显著高于萍宁72 号和84(8)7-1-1；盛花期茎粗比初花期增长了0.5%～28%，浙紫5 号和桂紫7 号显著高于升钟紫云英和闽紫6 号；成熟期茎粗比盛花期增长了0.29%～27.39%，桂紫7 号显著高于闽紫6 号和84(8)7-1-1。综合不同生育期紫云英品种的茎粗可知，在整个生育期桂紫7 号和浙紫5 号茎粗最大，生长表现最好；闽紫6 号茎粗最小，生长表现最差。

表 2 不同生育期紫云英品种的茎粗Table 2 Stem thickness of A. sinicus varieties in different growth periods

2.3 不同生育期紫云英品种间的绿叶数差异

由表3 可知，紫云英绿叶数在现蕾期或初花期达到最多，之后呈下降趋势，在成熟期时最少。其中，分枝期桂紫7 号和湘紫7 号绿叶数最多，萍宁72 号和闽紫6 号绿叶数较少，二者之间差异显著（P<0.05）；现蕾期绿叶数较分枝期增长了0.25%～128.09%，余江大叶和桂紫7 号绿叶数较多，常德种最少，差异显著（P<0.05）；初花期桂早紫1 号显著高于闽紫7 号，与现蕾期相比，除闽紫1 号、桂早紫1 号、信阳种、宁波大桥、常德种5 个品种增长了4.37%～38.77%，其余品种减少了0.95%～53.27%；盛花期绿叶数比初花期减少了1.19%～56.59%，常德种、金沙种、浙紫5 号和桂早紫1 号均显著高于光泽种；成熟期绿叶数比盛花期减少了39.09%～86.58%，桂紫7 号和南桥种显著高于大悟种、余江大叶、浙紫5 号、闽紫1 号和湘紫1 号。综合不同生育期紫云英品种的绿叶数可知，在整个生育期桂紫7 号生长表现最好，闽紫6 号生长表现最差。

表3 不同生育期紫云英品种的绿叶数Table 3 Green leaf counts of A. sinicus varieties in different growth periods

2.4 不同生育期紫云英品种间的根长差异

由表4 可知，紫云英根长随生育期呈递增趋势，在成熟期达到最长。其中，分枝期桂紫7 号和光泽种根长较长，余江大叶和湘紫1 号根长较短，差异显著（P<0.05）；现蕾期较分枝期根长增幅0.94%～73.33%，桂紫7 号显著高于宁波大桥、湘乡种、南桥种、萍宁72 号、大悟种、升钟紫云英、浙紫5 号、闽紫6 号、闽紫7 号、桂早紫1 号和湘紫7 号等11 个品种，与其余品种差异不显著；初花期较现蕾期根长增幅0.72%～58.88%，桂紫7 号与光泽种、信阳种、宁波大桥、余江大叶、84(8)7-1-1 和湘紫7 号差异不显著，与其他13 个品种差异显著；盛花期较初花期根长增幅0.15%～25.58%，桂紫7 号和光泽种与宁波大桥、大悟种、余江大叶和84(8)7-1-1差异不显著，与其他14 个品种差异显著（P<0.05）；成熟期较盛花期根长增幅0.3%～44.06%，光泽种、湘乡种和桂紫7 号显著高于萍宁72 号、闽紫1 号、桂早紫1 号和湘紫1 号。综合不同生育期紫云英品种的根长可知，在整个生育期桂紫7 号生长表现最好，桂早紫1 号表现最差。

表4 不同生育期紫云英品种的根长Table 4 Root lengths of A. sinicus varieties in different growth periods

2.5 不同生育期紫云英品种间的根冠比差异

由表5 可知，紫云英根冠比在成熟期达到最大。其中，分枝期桂紫7 号根冠比最大，显著高于其他品种；现蕾期根冠比较分枝期增长了12.5%～166.67%，桂紫7 号显著高于其他品种；初花期较现蕾期根冠比增长了9.09%～140%，桂紫7 号显著高于宁波大桥、大悟种、升钟紫云英、闽紫1 号和84(8)7-1-1；盛花期较初花期根冠比增长了8.33%～118.18%，除光泽种、湘乡种、南桥种、萍宁72 号和湘紫7 号外，桂紫7 号根冠比显著高于其他品种；成熟期南桥种、萍宁72 号和桂早紫7 号显著高于宁波大桥、升钟紫云英、闽紫7 号、84(8)7-1-1 和桂早紫1 号等5 个品种，较盛花期根冠比增长了19.05%～195.83%。综合不同生育期紫云英品种的根冠比可知，在整个生育期桂紫7 号根冠比最大，生长 表现最好，84(8)7-1-1 根冠比最小，生长表现最差。

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

2.6 不同紫云英品种生长性状的隶属函数分析

由表6 可知，不同品种隶属值为0.300～0.923，从高到低依次为桂紫7 号>南桥种>湘乡种>闽紫7号>信阳种>光泽种>萍宁72 号>湘紫1 号>84(8)7-1-1>余江大叶>常德种>宁波大桥>浙紫5 号>闽紫6号>升钟紫云英>金沙种>大悟种>湘紫7 号>桂早紫1 号>闽紫1 号。

表6 不同紫云英品种生长性状的隶属函数分析Table 6 Membership function values on growth characteristics of A. sinicus varieties

2.7 不同紫云英品种生长性状的聚类分析

对20 个紫云英品种生长指标进行系统聚类，从图1 可以看出，在欧氏距离为15.0 时，20 个紫云英可分为三大类群。第Ⅰ类群有7 份材料，包括余江大叶、浙紫5 号、信阳种、金沙种、湘紫7 号、桂早紫1 号、闽紫1 号，占35%；第Ⅱ类群有12 份材料，包括南桥种、萍宁72 号、湘乡种、常德种、光泽种、湘紫1 号、闽紫6 号、宁波大桥、闽紫7 号、大悟种、升钟紫云英、84(8)7-1-1，占60%；第Ⅲ类群其桂紫7 号，占5%。另外，隶属度第Ⅲ类群>第Ⅱ类群>第Ⅰ类群（表7），不同类群差异显著，与隶属函数值分析结果一致。

图1 20 个紫云英品种生长性状聚类分析图Fig. 1 Cluster analysis on growth characteristics of 20 A. sinicus varieties

3 讨论与结论

由分析可知，紫云英全生育期生长表现为株高、茎粗和根长随着生育期的推移，生长速度逐步上升，均在成熟期达到最大值，其中分枝期至初花期时生长速度快速，初花期至成熟期生长速度减缓；绿叶数在初花期前快速增长，之后缓慢减少。究其原因，盛花期前是营养生长期，是地上部和地下部生长的关键期；进入生殖生长期后，营养主要供给植株开花结荚，导致绿叶数减少，株高、茎粗、根长增速降低，根冠比值可进一步验证该结果。从整个生育期来看，紫云英不同时期生长速度不同，把握生长最快速的生长发育关键期，即分枝期至初花期，加强水肥管理及病虫害防治，以培育高产、优质的紫云英品种；从生长发育方面看，在紫云英整个生长发育阶段的同一时期，桂紫7 号生长性状最好，其株高、茎粗、根冠比最大，根长最长，叶片数最多，而生长最弱的是闽紫1 号和闽紫6 号，其余品种生长速度中等且较接近。研究发现紫云英在现蕾前期可采摘嫩稍作菜用[9]，盛花期鲜草产量和养分含量最为丰富，可刈割作饲草或翻压回田作肥料[10]。本研究中信阳种、萍宁72 号、金沙种和湘紫1 号，在分枝期到现蕾期株高、茎粗、绿叶数为快速生长期，可采摘作为蔬菜食用；光泽种、南桥种、大悟种、升钟紫云英和闽紫1 号在盛花期生长性状表现较好，可刈割作饲草或回田培肥使用。

隶属函数法通过计算测定指标加权平均值来全面系统地反映评价指标，可以克服仅利用少数指标进行评价的不足[11]；聚类分析按照类别的综合性质多个样品聚合，使其具有最大的组内相似性和最小的组间相似性，实现对数据的最优划分[12]。本研究隶属函数结果表明，桂紫7 号平均隶属函数值最大，在各个生长测定指标中数值均为最大值，与其他品种差异显著，生长性状好。在5 个生长测定指标的平均隶属值中，根长占比较大，隶属值为0.668，究其原因在于，各品种间变异系数小，为9.76%，且较大值所占比例大，极差较小；而绿叶数平均隶属值为0.401，占比较小，各品种间变异系数大，为35.14%，极差较大。聚类分析很好地验证了隶属函数分析的结果。本研究通过分析比较20 个紫云英品种不同生育期的株高、茎粗、绿叶数、根长、根冠比，可知在不同生育期各品种间差异明显，以桂紫7 号综合性状表现最优。