11個(gè)苜蓿材料在正藍(lán)旗生長(zhǎng)發(fā)育性狀表現(xiàn)綜合評(píng)價(jià)

潘永剛，張 眾，李樹(shù)森，李 超，張?jiān)?/p>

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010019；2.內(nèi)蒙古正藍(lán)旗牧草種籽繁殖場(chǎng)，內(nèi)蒙古 正藍(lán)旗 027200)

11個(gè)苜蓿材料在正藍(lán)旗生長(zhǎng)發(fā)育性狀表現(xiàn)綜合評(píng)價(jià)

潘永剛1，張 眾，李樹(shù)森2，李 超1，張?jiān)?

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010019；2.內(nèi)蒙古正藍(lán)旗牧草種籽繁殖場(chǎng)，內(nèi)蒙古 正藍(lán)旗 027200)

2012年3月至2012年10月，對(duì)正藍(lán)旗牧草種籽繁殖場(chǎng)11個(gè)苜蓿材料的栽培試驗(yàn)小區(qū)，進(jìn)行了越冬率、株高、主莖數(shù)、葉率、再生速度、干草總產(chǎn)量的觀測(cè)。結(jié)果表明：在參試的11個(gè)苜蓿材料中，生長(zhǎng)發(fā)育表現(xiàn)較好的雷達(dá)苜蓿，株高可達(dá)81cm，主莖數(shù)為475株/m，干草總產(chǎn)量為17905kg/hm2，再生速度為1.44cm/d，越冬率為98%；其次是草原3號(hào)雜花苜蓿、巨人苜蓿和阿爾岡金苜蓿。上都苜蓿排名第5，各項(xiàng)指標(biāo)均處于中上等水平，具有一定的栽培推廣價(jià)值。

正藍(lán)旗；苜蓿；生長(zhǎng)發(fā)育

內(nèi)蒙古正藍(lán)旗位于渾善達(dá)克沙地南緣腹地，屬于溫帶大陸性氣候，其特征是寒冷、干旱、風(fēng)大，年均氣溫0-3℃，降水少，是京津風(fēng)沙源治理的戰(zhàn)略要地。由于多年來(lái)重牧輕建，天然草地退化、沙化嚴(yán)重，飼草料短缺制約了正藍(lán)旗的畜牧業(yè)發(fā)展，農(nóng)牧民生產(chǎn)生活水平急劇下降，生態(tài)危機(jī)迅猛遞增。限制當(dāng)?shù)厝斯げ莸亟ㄔO(shè)的重要原因之一是優(yōu)良牧草品種的缺乏,特別是豆科品種〔1〕。而苜蓿(MedicagoL.)是多年生優(yōu)良豆科牧草，素有“牧草之王”的美稱，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，生產(chǎn)潛力大，在我國(guó)西部半干旱地區(qū)具有十分重要的價(jià)值和地位〔2〕。2012年財(cái)政部和農(nóng)業(yè)部啟動(dòng)實(shí)施了“振興奶業(yè)苜蓿發(fā)展行動(dòng)”，中央財(cái)政計(jì)劃從2012年到2015年每年安排5.25億元建設(shè)50萬(wàn)畝高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)苜蓿示范片區(qū)。在項(xiàng)目的帶動(dòng)下，全國(guó)優(yōu)質(zhì)苜蓿種植面積迅速擴(kuò)大，商品苜蓿草產(chǎn)量大幅增加。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2012年全國(guó)12個(gè)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)苜蓿種植面積達(dá)到2383萬(wàn)畝，比2011年增加了150萬(wàn)畝。不過(guò)，我國(guó)苜蓿草生產(chǎn)仍不能滿足奶業(yè)發(fā)展的需要，去年缺口約200萬(wàn)噸，苜蓿單產(chǎn)和質(zhì)量水平也有待提高。因此，依據(jù)自然氣候土壤條件，選擇適宜品種材料成為建立優(yōu)質(zhì)苜?；氐年P(guān)鍵和前提條件〔3〕。

關(guān)于寒冷干旱地區(qū)引種苜蓿，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)做了大量的研究〔4，5，6〕，不同的研究者分別從苜蓿品種、生理學(xué)特性、秋眠性、栽培技術(shù)等方面進(jìn)行了詳細(xì)的研究。對(duì)于苜蓿的栽培技術(shù)，耿華珠主編的《中國(guó)苜?！泛筒苤轮兄骶幍摹秲?yōu)質(zhì)苜蓿栽培與利用》〔7，8〕等進(jìn)行較為詳細(xì)的總結(jié)，但是這些研究多是針對(duì)一些基礎(chǔ)性問(wèn)題進(jìn)行的研究，對(duì)正藍(lán)旗及周邊地區(qū)的研究還很少，針對(duì)該地區(qū)苜蓿引種的具體品種材料的選擇還是一個(gè)空白。本次試驗(yàn)?zāi)康脑谟?，通過(guò)實(shí)地田間試驗(yàn)，引種篩選適宜當(dāng)?shù)氐能俎２牧?，為生產(chǎn)提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在正藍(lán)旗牧草種籽繁殖場(chǎng)內(nèi)，該地位于上都音高勒鎮(zhèn)正北4km處，北緯42°16′，東經(jīng)115°57′。海拔高度1300m，年均降水量300mm，全年蒸發(fā)量1800mm，春季風(fēng)沙多發(fā)，夏季干旱頻繁；年平均日照時(shí)數(shù)3000h，年平均氣溫1.5℃，≧10℃的年積溫1700～1900℃，無(wú)霜期120d左右，初霜9月底，終霜5月中，平均風(fēng)速為3.2～4.8m/s；土壤為沙質(zhì)栗鈣土，自然肥力中等。

2 材料與方法

2.1供試材料

本次觀測(cè)的材料為生長(zhǎng)第2年的11個(gè)苜蓿材料。其中，“皇冠”、“雷達(dá)”、“CW-200”和“巨人”來(lái)源于美國(guó)，“阿爾岡金”和“馴鹿”來(lái)源于加拿大，其余為國(guó)內(nèi)材料(表1)。

表1 供試材料概況

2.2小區(qū)設(shè)置與種植管理

小區(qū)采用順序排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積3m×3m，試驗(yàn)小區(qū)總數(shù)為33個(gè)。2011年6月10日人工條播，行距40cm，8行/小區(qū)，總行長(zhǎng)24m/小區(qū)。播種密度均設(shè)為100株/m。試驗(yàn)小區(qū)播種前澆底墑水1次，生長(zhǎng)期間及時(shí)中耕除草。

2.3觀測(cè)指標(biāo)與方法

(1)越冬率：苜蓿返青后，于2012年4月25日，選取1m長(zhǎng)的樣段，統(tǒng)計(jì)植株總數(shù)及存活植株數(shù)，計(jì)算越冬率。

越冬率(%)=存活植株數(shù)/植株總數(shù)×100%

(2)株高：2012年6月27日左右，對(duì)處于始花期的11個(gè)苜蓿材料分別選擇代表性樣枝測(cè)定植株絕對(duì)高度，重復(fù)10次，平均值即為株高。

(3)主莖數(shù)：2012年6月27日，選取1m長(zhǎng)的代表性樣段，統(tǒng)計(jì)主莖株數(shù)量，重復(fù)3次，取其平均值。

(4)葉率：2012年6月27日，選取1m長(zhǎng)代表性樣段，進(jìn)行刈割，分離莖葉，室內(nèi)自然干燥后，稱量葉干重及總干樣重，計(jì)算葉率。重復(fù)3次，取其平均值。

葉率=葉干重/總干樣重×100%

(5)再生速度：2012年9月16日，測(cè)量再生草的株高，計(jì)算再生速度，刈割后，及時(shí)稱量鮮重，風(fēng)干后稱量干重，計(jì)算再生草產(chǎn)量。重復(fù)3次，取其平均值。

(6)干草總產(chǎn)量：為2012年6月27日和9月16日，二次草產(chǎn)量之和。在試驗(yàn)小區(qū)中，選取1m長(zhǎng)的代表性樣段，進(jìn)行刈割測(cè)產(chǎn)，留茬高度在3cm。取回樣品后，及時(shí)稱鮮重，室內(nèi)自然干燥后稱干重，計(jì)算鮮、干草產(chǎn)量，重復(fù)3次，取其平均值。

2.4數(shù)據(jù)處理與評(píng)價(jià)方法

數(shù)據(jù)處理使用Excel 2010和SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

評(píng)價(jià)方法為綜合評(píng)價(jià)法。運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度法和權(quán)重決策法〔9，10〕對(duì)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。綜合評(píng)價(jià)法的步驟為：建立參考材料與供試材料性狀表-將數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理-計(jì)算性狀指標(biāo)的絕對(duì)差值-計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)-構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)模型〔11〕。

按灰色系統(tǒng)理論，把所有的供試品種或性狀看成一個(gè)灰色系統(tǒng)，而每一品種或性狀是該系統(tǒng)中的一個(gè)因素，分析系統(tǒng)中各因素關(guān)聯(lián)度越大，因素的相似程度越高。先設(shè)一個(gè)性狀，以其各項(xiàng)性能指標(biāo)所構(gòu)成的數(shù)列作為參考數(shù)列，以供試品種或性狀的各項(xiàng)性能指標(biāo)所構(gòu)成的數(shù)列為比較數(shù)列，計(jì)算各供試品種或性狀與參考品種或性狀之間的關(guān)聯(lián)度。

設(shè)參考數(shù)列為X0，比較數(shù)列為Xi，i=l，2，3，…，N，且X0={X0(1)，X0(2)，X0(3)，…，X0(11)}，Xi={Xi(1)，Xi(2)，Xi(3)，…，Xi(n)}，則

(1)

式中ρ為計(jì)算中的分辨率系數(shù)，作用在于提高關(guān)聯(lián)系數(shù)間的差異顯著性，取值范圍為0～1，本研究中取值為0.5，認(rèn)為同等重要。

(2)

為比較數(shù)列Xi對(duì)參考數(shù)列X0的關(guān)聯(lián)度，是關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式。

將關(guān)聯(lián)度值代入權(quán)重系數(shù)β公式

β(i)=γ(i)/∑n=6γ(n)

(3)

計(jì)算得出各性狀的相應(yīng)權(quán)重系數(shù)β。根據(jù)權(quán)重系數(shù)β的大小進(jìn)行排列，構(gòu)建苜蓿材料綜合評(píng)價(jià)模型，計(jì)算各苜蓿材料的綜合評(píng)價(jià)得分。

3 結(jié)果與分析

3.1建立參考材料和供試材料性狀表及聚類分析

對(duì)11個(gè)苜蓿材料的越冬率、株高、主莖數(shù)、葉率、再生速度、干草總產(chǎn)量等項(xiàng)目進(jìn)行觀測(cè)和分析，統(tǒng)計(jì)收集每個(gè)項(xiàng)目的最優(yōu)值作為參考材料的值(表2)。

苜蓿的生長(zhǎng)發(fā)育性狀主要表現(xiàn)在苜蓿的越冬率、株高、主莖數(shù)、葉率、再生速度和干草產(chǎn)量中。從表2中可以看出，國(guó)內(nèi)苜蓿材料越冬率都很高，但其他性狀均較差，特別是準(zhǔn)格爾苜蓿和中苜一號(hào)，無(wú)論是株高、再生速度，還是干草總產(chǎn)量均處于較低水平。而引進(jìn)品種，以雷達(dá)苜蓿最優(yōu)，3個(gè)性狀作為參考性狀；表現(xiàn)最差的是皇冠苜蓿和CW-200。

表2 參考材料及各供試材料性狀表

苜蓿生長(zhǎng)發(fā)育特性受多種因素綜合作用的影響。對(duì)11個(gè)苜蓿材料生長(zhǎng)第二年生長(zhǎng)發(fā)育特性指標(biāo)如越冬率、株高、主莖數(shù)、葉率、再生速度和干草總產(chǎn)量的平均值標(biāo)準(zhǔn)化處理后，在SPSS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，選擇卡方距離為相似性尺度，通過(guò)離差平方和法進(jìn)行聚類，結(jié)果見(jiàn)圖1，從聚類結(jié)果可知11個(gè)苜蓿材料可以分為三類。

第一類為：生長(zhǎng)發(fā)育優(yōu)良的材料，包括上都、草原3號(hào)、馴鹿、阿爾岡金和雷達(dá)苜蓿；

第二類為：生長(zhǎng)發(fā)育一般的材料，包括皇冠、CW-200、中苜一號(hào)、敖漢、巨人苜蓿；

第三類為：生長(zhǎng)發(fā)育較差的材料，準(zhǔn)格爾苜蓿。

圖1 不同苜蓿材料生長(zhǎng)發(fā)育特性的聚類分析

3.2性狀無(wú)量綱化處理及絕對(duì)差值的計(jì)算

用初值法對(duì)各性狀原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，即所有性狀值除以相應(yīng)參考材料的值(X0)，即可得到性狀的無(wú)量綱化值(Xi)。

計(jì)算參考材料與供試材料各性狀指標(biāo)的絕對(duì)差值，第i個(gè)材料在第η個(gè)性狀上的絕對(duì)差用△i(η)表示，結(jié)果列表3。由表3可以看出，最小絕對(duì)差值=0.00和最大絕對(duì)差值=0.58。

表3 生長(zhǎng)性狀的絕對(duì)差值表

3.3關(guān)聯(lián)系數(shù)與關(guān)聯(lián)度計(jì)算

將最小絕對(duì)差值和最大絕對(duì)差值代入關(guān)聯(lián)系數(shù)公式即(1)中，可計(jì)算出來(lái)的關(guān)聯(lián)系數(shù)值；再將計(jì)算出來(lái)的關(guān)聯(lián)系數(shù)值代入關(guān)聯(lián)度公式(2)中，即可計(jì)算出關(guān)聯(lián)度值(表4)：

表4 生長(zhǎng)性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)值和關(guān)聯(lián)度

3.4綜合評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建和供試材料的綜合評(píng)價(jià)

將關(guān)聯(lián)度值代入權(quán)重系數(shù)β公式(3)中，計(jì)算得出各性狀的相應(yīng)權(quán)重系數(shù)β。

表5 各性狀的權(quán)重系數(shù)

其權(quán)重排序?yàn)椋涸蕉?葉率>株高>再生速度>主莖數(shù)>干草總產(chǎn)量。由此可以構(gòu)建苜蓿材料綜合評(píng)價(jià)模型如下：

ψ=0.208ζ(1)+0.178ζ(2)+0.146ζ(3)+0.188ζ(4)+0.168ζ(5)+0.111ζ(6)

其中，ζ(1)～ζ(6)為各苜蓿材料的越冬率、株高、主莖數(shù)、葉率、再生速度、干草總產(chǎn)量；ψ為各苜蓿材料的綜合評(píng)價(jià)得分。

通過(guò)此模型計(jì)算后可知，本試驗(yàn)所用的11個(gè)苜蓿材料中，雷達(dá)苜蓿生長(zhǎng)特性的綜合評(píng)價(jià)得分最高，其他依次排序是草原3號(hào)苜蓿、巨人苜蓿、阿爾岡金、上都苜蓿、馴鹿、皇冠、CW-200、中苜1號(hào)、敖漢、準(zhǔn)格爾。(表6)。

表6 供試材料綜合評(píng)價(jià)排名及得分表

4 討論

4.1綜合評(píng)價(jià)法在評(píng)價(jià)中的優(yōu)點(diǎn)

苜蓿生長(zhǎng)發(fā)育特性的評(píng)價(jià)是苜蓿引種、栽培等項(xiàng)研究中最基礎(chǔ)的工作。生長(zhǎng)發(fā)育特性評(píng)價(jià)是按品種的綜合能力高低進(jìn)行篩選、評(píng)價(jià)和歸類的過(guò)程。研究表明，運(yùn)用科學(xué)、合理的分析方法可確定品種的生產(chǎn)能力。由于苜蓿的生長(zhǎng)特性受多方面的影響，人們既要求其越冬率高，也要求產(chǎn)量高、品質(zhì)好等綜合優(yōu)點(diǎn)，因此苜蓿的生長(zhǎng)發(fā)育特性的評(píng)價(jià)是多因素、多指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)難度較大。如果僅憑專家和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的同志進(jìn)行定性綜合，其結(jié)論將更加帶有主觀臆斷色彩。因此需要建立一個(gè)客觀、全面、科學(xué)和定量的綜合評(píng)價(jià)體系。有些學(xué)者從單因子方面用模糊數(shù)學(xué)理論〔12〕，或者灰色系統(tǒng)理論〔13〕評(píng)價(jià)品種優(yōu)劣、作物育種等，也有人采用百分制記分法〔14〕、層次分析法〔15〕、灰色關(guān)聯(lián)度分析法〔16〕對(duì)植物品種進(jìn)行性狀評(píng)價(jià)與選育工作。本次試驗(yàn)所使用的綜合評(píng)價(jià)法相比于模糊相似優(yōu)先比法，將不同生產(chǎn)發(fā)育性狀對(duì)生產(chǎn)性能的影響劃分了權(quán)重，然后應(yīng)用綜合評(píng)價(jià)模型排出11個(gè)苜蓿材料的綜合評(píng)價(jià)得分，從而確定參試材料的應(yīng)用策略。因此在苜蓿生產(chǎn)評(píng)價(jià)中更加科學(xué)、合理。

4.2聚類分析與綜合評(píng)價(jià)法的探討

越冬率、株高、主莖數(shù)、葉率、再生速度和干草總產(chǎn)量均是構(gòu)成苜蓿生長(zhǎng)發(fā)育的重要因子，是評(píng)價(jià)苜蓿適應(yīng)性的主要指標(biāo)。在本次研究中，我們對(duì)不同苜蓿材料的生長(zhǎng)發(fā)育特性用兩種不同的方法(聚類分析法和綜合法)進(jìn)行了評(píng)價(jià)。根據(jù)這兩種分析的結(jié)果可以看出，兩種方法所得的結(jié)論基本一致，在聚類分析中我們將11個(gè)苜蓿材料分成3類，分別是生長(zhǎng)發(fā)育特性優(yōu)良、一般、較差的材料，只對(duì)11個(gè)苜蓿材料進(jìn)行了分類，沒(méi)有對(duì)11個(gè)苜蓿材料排序；而綜合評(píng)價(jià)法按生長(zhǎng)發(fā)育特性將11個(gè)苜蓿材料打分、排序，在聚類分析的基礎(chǔ)上更加詳細(xì)。兩種方法所得的結(jié)論也有不同，仔細(xì)比較發(fā)現(xiàn)兩種方法所得結(jié)果將巨人苜蓿和馴鹿苜蓿互換了一下位置。這一異同有待進(jìn)一步研究討論。

5 結(jié)論

(1)應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度法和權(quán)重決策法方法分析，對(duì)無(wú)統(tǒng)一量綱的數(shù)字進(jìn)行歸一化處理，得到權(quán)重系數(shù)，對(duì)研究?jī)?nèi)容進(jìn)行綜合分析。根據(jù)各指標(biāo)成分權(quán)重排序構(gòu)建苜蓿材料綜合評(píng)價(jià)模型即：ψ=0.208ζ(1)+0.178ζ(2)+0.146ζ(3)+0.188ζ(4)+0.168ζ(5)+0.111ζ(6)。

(2)由綜合評(píng)價(jià)得分可知：在參試的11個(gè)苜蓿材料中，生長(zhǎng)發(fā)育表現(xiàn)最好的雷達(dá)苜蓿，各項(xiàng)觀測(cè)指標(biāo)都在均值以上；其次是草原3號(hào)雜花苜蓿、巨人苜蓿和阿爾岡金苜蓿。上都苜蓿作為正藍(lán)旗當(dāng)?shù)貎?yōu)良野生苜蓿種質(zhì)材料，排名第5，各項(xiàng)指標(biāo)均處于中上等水平，具有一定的栽培推廣價(jià)值。

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TheEvaluationofGrowthandDevelopmentCharacteristicsofthe11AlfalfaMaterialsinZhenglanqi

PANYong-gang1，ZHANGZhong1*，LIShu-sen2，LIChao1，ZHANGYuan-ke1
(1.CollegeofEcologyandEnvironment,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot010019,China；2.ForageSeedProductionFarminZhenglanqi，ShangduTown, 027200,China)

The field test of the 11 alfalfa materials was carried on in Zhenglanqi Inner Mongolia during March to October 2012. The winter rates, plant height, main stem number, leaf rate, reproducibility and hay yield were compared. The results indicated that: The Radar was the best of the 11 alfalfa materials. Its plant height was 81 cm, the branch number was 475 branches/m, the hay yield was 37277 kg/hm2, the reproducibility speed was 1.44 cm/d and the winter survival rate was up to 98%. The following were Caoyuan No.3, successively Giant and the Algonquin. The Shangdu was a local alfalfa material which ranked the 5th whose indicators were all in the middle or upper level, so it also has cultivated value.

Zhenglanqi Inner Mongolia Alfalfa Growth and development

S55

A

2095—5952(2014)02—0049—06

2014-04-09

內(nèi)蒙古自治區(qū)科技廳，農(nóng)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)類計(jì)劃“新農(nóng)村建設(shè)科技示范-奶牛高效養(yǎng)殖高蛋白飼草種植技術(shù)整村集成模式示范”；應(yīng)用技術(shù)研發(fā)資金計(jì)劃“綠色草業(yè)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)研制開(kāi)發(fā)-優(yōu)良牧草新品種培育及優(yōu)質(zhì)草產(chǎn)品加工關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”(20120245)

潘永剛(1987-)男，漢族，碩士研究生，研究方向飼草料遺傳育種、栽培與加工。