通过诱导多倍体培育牧草新品种的方法。体细胞内具有三个以上整倍染色体组的植物称为多倍体植物。包括三倍体（3X）、四倍体（4X）、五倍体（5X）、六倍体（6X）和八倍体（8X）等。由同一物种的染色体加倍形成的多倍体称同源多倍体。由不同物种杂交后杂种染色体加倍的多倍体称异源多倍体。自然条件下，由于多年生牧草的杂合性，异花授粉时，有时会发生远缘杂交，细胞染色体经自然加倍而形成异源多倍体。分布在极地、沙漠、高山等地带的牧草，温度激烈变化往往影响细胞的正常分裂繁殖，产生多倍体种。多年生牧草生活年限长，许多能无性繁殖，可保存并重复产生多倍体。斯特宾斯（G.L.Stebbins，1950）估测，70%以上的牧草是多倍体。常见牧草中，无芒雀麦（4X＝28，6X＝42，8X＝56，10X＝70）、小糠草（4X＝28，6X＝42）、燕麦（6X＝42）、狗牙根（4X＝36，4X＝40）、苇状羊茅（6X＝42，10X＝70）、苏丹草（4X＝20）等是异源多倍体。紫花苜蓿（4X＝32）等极少数牧草为同源多倍体。冰草（2X＝14，4X＝28）、红三叶（2X＝14）、白花草木樨（2X＝16）、黄花苜蓿（2X＝16，4X＝32）、猫尾草（2X＝14，6X＝42）、格兰马草〔Bouteloua gracilis（H.B.K.）Lag.，4X＝28，40，5X＝35，6X＝42，60，12X＝84，2X＝20〕等牧草兼有二倍体和多倍体。

20世纪初，人工诱发多倍体多用断顶、摘心、嫁接等机械刺激法，使断口处产生愈伤组织，从愈伤组织的再生作用所产生的不定芽中获得多倍体。也有利用温度急骤改变，尤其是高温，产生多倍体。但这些方法在多倍体诱导中成效不大。自1937年以来，主要采用化学方法进行染色体加倍。尤以秋水仙素最常用，效果最好。处理方法有浸渍法、点滴法、注射法、根吸法等。不同种类的牧草、不同器官或组织，采用的处理方法、有效浓度与处理时间有所不同。处理幼嫩组织、种苗、萌动种子，所需浓度低、处理时间短。反之，浓度宜高些，时间可适当延长。一般浓度范围多在0.01%～0.4%，处理温度15℃左右为宜。

经过秋水仙素溶液处理的种子或幼苗，仅能有一部分处理成功，需要严格鉴定，找出所需的多倍体。多倍体牧草和未加倍成功的二倍体，在外部形态特征上有明显的差异。多倍体的幼根尖端膨大，胚轴肥厚。幼苗生长缓慢，拔节后生长旺盛。茎变粗，叶片宽大，色深绿，叶缘有皱褶。花大而紧凑，籽粒增大，千粒重增加。气孔和花粉粒增大，青草产量提高。通过形态特征筛选的幼苗或籽粒需进一步检查细胞核中的染色体数，确切地鉴别出染色体的倍数。

一般多倍体牧草生长旺盛，根、茎、叶比二倍体大，抗旱、抗寒力强。最大的缺点是结实率低。因此，以营养体为主要利用对象的牧草与饲料作物和营养繁殖的多年生牧草，采用多倍体育种是很有前途的。利用异源多倍体能够克服远缘杂种的不孕性，提高远缘杂交的结实率。远缘杂交结合诱发多倍体，可以把不同种、属间的有益特性综合在一起，培育出优良的牧草新品种。同源多倍体育种中利用价值最大的为同源四倍体。通过四倍体品种间，人工诱变的四倍体与天然四倍体杂交和选择可以提高结实率。目前，人工培育的多倍体红三叶、杂三叶、黑麦草等，优良品种已在生产上广泛应用。在西欧一些国家，为提高产量，持久性和抗病性，常用四倍体品种，如大黍（Panicum maxi-mum）中康芒几内亚（Common guinea）品种就是同源四倍体（4X＝36）。加拿大已经通过人工异源多倍体途径，在冰草属（2n＝42）和小麦属（2n＝28或2n＝42）之间杂交获得抗锈能力较强的牧草异源多倍体品种。日本农林水产省1981年登记了多倍体红三叶品种农林3号长谷北（ハセキ夕；Hasekita），1983年登记了四倍体意大利黑麦草品种农林10号御幸青叶（ミコキァォバ；Miyukiao ba）。