35個10齡紫花苜蓿品種的持久性比較

岳彥紅，齊曉，王彥榮* ，彭嵐清，余玲

(1.草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點實驗室蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅蘭州730020;2.全國畜牧總站全國草品種審定委員會辦公室，北京100125)

紫花苜蓿(Medicago sativa)，多年生豆科牧草，原產(chǎn)伊朗，是當(dāng)今世界分布最廣的栽培牧草。它是各種家畜的上等飼料，適口性好，經(jīng)濟價值很高［1-2］，在促進畜牧業(yè)和種草業(yè)持續(xù)發(fā)展中有著不可替代的作用［3-6］。但苜蓿的高產(chǎn)階段一般出現(xiàn)在第4年，且高產(chǎn)僅持續(xù)2～3年，種植6～7年后草品質(zhì)會迅速下降［7］，草產(chǎn)量和營養(yǎng)成分及再生性都逐漸表現(xiàn)出下降的趨勢。因此篩選持久性較強且有持續(xù)高產(chǎn)的苜蓿品種就顯得尤為重要，它對加強土地的持續(xù)利用，提高經(jīng)濟效益，改善土壤質(zhì)地，防止水土流失，提升生態(tài)價值等都有著重要作用。

多年來，國內(nèi)外對苜蓿的研究眾多，主要集中在播種密度、疏枝、施肥、灌溉、刈割、生長調(diào)節(jié)劑以及授粉媒介等方面［8］，耿華珠［9］和 Hanson［10］對苜蓿的起源、形態(tài)與生長發(fā)育、品種資源、育種、種子生產(chǎn)、營養(yǎng)價值等方面進行了詳盡的論述，但是對其持久性的研究較少。國外關(guān)于刈割次數(shù)和刈割時間對持久性影響的研究較多，認為秋季過后刈割對苜蓿持久性的影響甚微［11］。Riday和Brummer［12］連續(xù)4年對紫花苜蓿(Medicago sativa subsp.sativa)和黃花苜蓿(M.sativa subsp.falcata)不同亞種間雜交后的親本和子代持久性進行對比分析，認為子代的持久性與親代中持久性表現(xiàn)較好的品種相似，并且隨著年限的增加這一性狀更加明顯。于林清等［13］比較了我國已審定的33個苜蓿品種的持久性，認為各品種的持久性均較強且差異不顯著。劉瑞峰等［14］也對12份引進苜蓿品種在南方地區(qū)進行了持久性評價，認為產(chǎn)量和持久性是南方苜蓿選育的主要因子。

苜蓿的持久性是一個復(fù)雜的性狀，它受多種因素的影響，包括基因型、生物和非生物環(huán)境、田間管理及其互作作用等［12，15］。以往研究關(guān)于持久性的衡量指標不盡一致，常用的指標包括草產(chǎn)量［14，16］和密度［12，15，17］的變化。但是，生長多年的苜蓿難以準確辨別單個植株，不便用密度測量。近年來有基于通過測定返青或刈割后的間隙以確定持久性的測定方法［18-20］。該法具有簡便、快速等特點，適用于條播種植的苜蓿草地持久性的測定。

河西走廊是甘肅省重要農(nóng)業(yè)區(qū)之一，其氣候干旱，許多地方年降水量不足200 mm，種植苜蓿對于嚴重缺水的河西走廊的水土保持和草畜發(fā)展具有重要的意義［21］，基于此，本實驗對甘肅張掖地區(qū)的35個苜蓿品種在第10年的持久性及生長狀況進行了研究，旨在選出持久性好、生產(chǎn)性能強，能持久利用的品種，為河西地區(qū)苜蓿的種植和推廣提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 品種及其來源 本實驗在蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院與澳大利亞國際農(nóng)業(yè)研究中心(ACIAR)合作項目(ASI-1998026)試驗地進行，選擇出苗均勻的35個品種進行測試(表1)。

表1 供試苜蓿品種及其來源Table 1 M.sativa varieties and the sources in this study

1.1.2 試驗地概況 試驗地位于蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院張掖試驗站，E 100°15'，N 39°06'，海拔1410 m、年均降水量121 mm、年蒸發(fā)量4200 mm，年日照時數(shù)3051 h，無霜期170 d，年均溫7.1℃，≥0℃年積溫為3470℃，相對濕度47%，年熱輻射6000 MJ/m2，土壤類型為沙壤土，pH 6.5～7.0。

1.1.3 田間設(shè)計 供試品種于2001年8月人工條播，每小區(qū)3行，行距30 cm，行長450 cm，小區(qū)面積4.5 m×1.0 m，每份種質(zhì)3次重復(fù)，完全隨機區(qū)組排列，每小區(qū)播種量為11 kg/hm2，于2011年進行各項指標的測定。

1.1.4 田間管理 在返青期和每次刈割后分別漫灌一次，并根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c，參照苜蓿的種植方法進行除草等田間管理，未施肥及噴灑農(nóng)藥。

1.2 指標測定

1.2.1 持久性 在參照澳大利亞國際農(nóng)業(yè)研究中心(ACIAR)［18］的方法的基礎(chǔ)上總結(jié)出如下公式:持久性 =(實際測量的樣線總長/15 cm－測定當(dāng)年的間隙數(shù))/(實際測量的樣線總長/15 cm－建植當(dāng)年間隙數(shù))×100%。其中，15 cm是間隙測定尺的長度，為固定的常數(shù);樣線總長為測定的行長乘以重復(fù)數(shù)，本實驗具體為450 cm×3=1350 cm。測定時以株間距≥15 cm作為1個間隙計。在返青或刈割后10 d左右測定。

1.2.2 草產(chǎn)量 初花期刈割，留茬5 cm左右，測定各品種鮮草產(chǎn)量，并取樣(500±0.5)g，精確到0.1 g，置于紙袋內(nèi)在105℃烘箱中殺青30 min，之后在80℃恒溫條件下烘至恒重，測定干草產(chǎn)量。共刈割2次，草產(chǎn)量以2次刈割的干草產(chǎn)量之和計。

1.2.3 生長速率 第1次刈割后，待再次達到初花期時，在每小區(qū)隨機選取15株分別測量自地面根莖部至頂部的植株絕對高度。生長速率=株高/初花期天數(shù)。

1.2.4 分枝數(shù) 參照魏臻武等［22］的方法測定:每次刈割后，隨機選取20 cm樣段，統(tǒng)計分枝數(shù)，每小區(qū)重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 17.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，對各指標用ANOVA進行方差分析，用Duncan法分別對持久性、草產(chǎn)量、生長速率及分枝數(shù)等進行多重比較;用簡單相關(guān)分析方法進行持久性與草產(chǎn)量、生長速率、株高及分枝數(shù)的關(guān)系分析;采用Excel 2007制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 苜蓿不同品種的持久性

在供試品種中，持久性分布在52.0% ～106.4%之間，平均為93.61%。其中 Prime的持久性最好，為106.4%，與渭南、公農(nóng)1號和甘農(nóng)2號等差異不顯著(P＞0.05)，但顯著高于(P＜0.05)其他品種;持久性在80%以下的有:Super 7、L 90、Eureka、L 33、Jindera和賽特，其中 Super 7 的持久性最差，僅為 52.0%，顯著(P ＜0.05)低于其他品種(表2)。

表2 35個苜蓿品種的持久性Table 2 Persistence of 35 M.sativa varieties

2.2 苜蓿不同品種的總干草產(chǎn)量

在供試品種中，草產(chǎn)量的范圍為3.56～10.03 t/hm2，平均草產(chǎn)量為6.15 t/hm2。其中，草產(chǎn)量最高的是新疆大葉，為10.03 t/hm2，它與公農(nóng)1號、Bear No.1、潤布勒、YL-3和公農(nóng)2號等5個種質(zhì)間無顯著性差異(P＞0.05)，但顯著高于(P＜0.05)剩余其他種質(zhì)的草產(chǎn)量。剩余其他種質(zhì)間草產(chǎn)量無顯著差異(P＞0.05)，其中草產(chǎn)量最低的是Jindera，僅為3.56 t/hm2，新疆大葉的草產(chǎn)量是它的2.8倍(表3)。

2.3 苜蓿不同品種的生長速率

供試各苜蓿品種中，第1次刈割后的平均生長速率在0.6～3.4 cm/d之間。其中，生長最快的是Super 7，為3.4 cm/d，其次為三得利、公農(nóng)2號和德福，它們之間無顯著性差異(P＞0.05)，生長速率都在2.8 cm/d以上，生長較快;Jindera生長最慢，僅為0.6 cm/d，生長最快的Super 7是它的5.7倍(圖1)。

表3 35個苜蓿品種的干草產(chǎn)量Table 3 Hay yield of 35 M.sativa varieties t/hm2

圖1 35個苜蓿品種的生長速率Fig.1 Growth rate of 35 M.sativa varieties

2.4 苜蓿不同品種的分枝數(shù)

供試品種中，分枝數(shù)總體的差異性不大，分布在95～25個/m之間，其中分枝數(shù)最多的是YL-3，為225個/m;其次為無棣、新疆大葉、CN 27、美國大葉、甘農(nóng)2號、準格爾和定西等;分枝數(shù)較少的是Super 7、Jindera和L 33，其中Super 7最少，為95個/m，它們與其他品種之間無顯著差異(P＞0.05)，但與分枝數(shù)較多的品種間差異顯著(P＜0.05)(圖2)。

2.5 優(yōu)良苜蓿品種的綜合篩選

綜合考慮草產(chǎn)量和持久性，以草產(chǎn)量為7.4 t/hm2為臨界，將草產(chǎn)量劃分為上下兩部分;以持久性為100%作為臨界，將持久性劃分為左右兩部分，做出散點圖。草產(chǎn)量高且持久性好的苜蓿品種在第Ⅰ象限;第Ⅰ、Ⅱ象限為草產(chǎn)量高品種，其中以新疆大葉、公農(nóng)1號最佳;持久性最好的是Ⅰ、Ⅳ象限的品種，其中潤布勒和渭南的持久性最佳;第Ⅲ象限中整體草產(chǎn)量低、持久性差(圖3)。

圖2 35個苜蓿品種的分枝數(shù)Fig.2 Number of branches of 35 M.sativa varieties

圖3 35個苜蓿品種的草產(chǎn)量和持久性散點圖Fig.3 Hay yield and persistence of 35 M.sativa varieties

3 討論

苜蓿的持久性是將其生產(chǎn)力和性狀持久保持以達到最大利用年限的特性［15］。苜蓿的持久性決定于它對當(dāng)?shù)氐臍夂蚣巴寥赖倪m應(yīng)性能力，同時還受栽培、管理以及利用方式等因素的影響［14］，良好的管理措施有助于苜蓿保持較長的種植年限和較高的生產(chǎn)性能［23］。提高持久性、增加飼草產(chǎn)量潛力和改善飼草品質(zhì)是當(dāng)前世界苜蓿育種的三大方面［24］。本實驗通過對35份苜蓿持久性的研究發(fā)現(xiàn):持久性大于100%的種質(zhì)共有11份，說明這11份種質(zhì)在2001年至2011年間，在維持自我生長、拓展生存空間以及營養(yǎng)汲取和光合利用方面有較強的優(yōu)勢，能夠保持甚至增加地面覆蓋度和分枝數(shù)，逐漸增強自己的生命力，有較長的利用年限，在促進當(dāng)?shù)剀俎．a(chǎn)業(yè)發(fā)展方面具有較大的潛力和可引種價值。種植持久性好的苜蓿品種不僅可以降低草地的退化速率和土壤礦化及沙化程度，而且在水源涵養(yǎng)、水分生產(chǎn)效率以及草地生態(tài)系統(tǒng)的保持和恢復(fù)等方面具有重要的意義。持久性差的品種有:Super 7、L 90、Eureka、L 33和Jindera，這些品種退化嚴重。值得一提的是，持久性差的這些品種都來自澳大利亞南澳研究與發(fā)展研究所。這可能與澳大利亞位于南半球，季節(jié)間的溫差不大，而張掖位于我國西北，季節(jié)之間的溫差較大，它們不適應(yīng)張掖地區(qū)的氣候和土壤，故其持久性較差。

35個品種間草產(chǎn)量的差異較大。其中新疆大葉產(chǎn)量最高，說明新疆大葉這一品種在河西地區(qū)具有較高的草產(chǎn)量，很有發(fā)展前途，適合在這一地區(qū)種植，這與耿華珠［9］的結(jié)論相同?？v觀持久性與草產(chǎn)量的關(guān)系，可以通過篩選持久性好的品種來提高苜蓿的草產(chǎn)量，這與李向林和萬里強［24］的研究結(jié)果相同。但是，持久性好的品種雖可延長草地壽命而其產(chǎn)量未必最好，例如甘農(nóng)2號，持久性較好而草產(chǎn)量較低，這與戚志強等［25］的研究結(jié)果相同。

植物生長速率是植物通過對周圍環(huán)境中營養(yǎng)物質(zhì)進行吸收利用，并通過光合作用增加植株高度和空間，為自身謀求更加充足的生長空間和光照面積的一種途徑。實驗結(jié)果顯示:Super 7生長最快，這與魏臻武等［26］對南澳引進品種在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)蘭州牧草試驗站的研究結(jié)果一致，同時本研究還發(fā)現(xiàn)草產(chǎn)量較高的苜蓿品種其分枝數(shù)較多，反之亦然，如新疆大葉的草產(chǎn)量高其分枝數(shù)也多，而Jindear的草產(chǎn)量最小其分枝數(shù)也較少。

不同苜蓿品種在不同地區(qū)的生長特性不同，盲目種植必然會帶來不可估量的經(jīng)濟損失和負值效益［27］，因此，應(yīng)該選擇與區(qū)域環(huán)境相匹配的品種來合理利用。綜合分析35個苜蓿品種的持久性和草產(chǎn)量等性狀，本實驗篩選出以下適宜在河西走廊地區(qū)引種和種植的優(yōu)良品種:公農(nóng)1號、新疆大葉、潤不勒、公農(nóng)2號、Prime和渭南等，這些品種不僅具有好的持久性而且具有較高的草產(chǎn)量，可以減少種植成本，增加經(jīng)濟效益，在河西地區(qū)的適應(yīng)性較好。其中公農(nóng)2號的生長速率最快，綜合性能最優(yōu)，在環(huán)境條件較好的情況下可進行多次刈割，這與徐安凱和孫袆龍［20］的研究結(jié)果一致。如果在正常的施肥、灌溉等管理條件下，這些苜蓿品種的年產(chǎn)量應(yīng)該會達到一個更高的水平。

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