阿克蘇白花草木樨草產(chǎn)量性狀和適應(yīng)性評價

陳立強，邊艷霞，馬春暉

(1.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團塔里木畜牧科技重點實驗室 塔里木大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300；2.塔里木大學(xué)后勤管理處，新疆 阿拉爾 843300； 3.石河子大學(xué)動物科技學(xué)院，新疆 石河子 832000)

阿克蘇白花草木樨草產(chǎn)量性狀和適應(yīng)性評價

陳立強1，邊艷霞2，馬春暉3

(1.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團塔里木畜牧科技重點實驗室 塔里木大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300；2.塔里木大學(xué)后勤管理處，新疆 阿拉爾 843300； 3.石河子大學(xué)動物科技學(xué)院，新疆 石河子 832000)

以塔里木大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院校園內(nèi)試驗站(地處新疆阿拉爾市，40°54′21′′ N，81°30′20″ E)為試驗點，以4份栽培和4份野生草木樨(Melilotussuaveolens)種質(zhì)資源為對照，對阿克蘇白花草木樨(M.albus)品系的草產(chǎn)量性狀和適應(yīng)性進行了分析和評價。結(jié)果表明，阿克蘇白花草木樨出苗后64 d進入現(xiàn)蕾期，75 d進入初花期，生育天數(shù)較短；阿克蘇白花草木樨的干草產(chǎn)量為5 874.23 kg·hm-2，較對照增產(chǎn)18.76%～67.20%；株高為125.27 cm，鮮干比為4.23，均優(yōu)于對照，草產(chǎn)量性狀較好；葉片保水率為65.00%，越夏率為99.00%，對阿克蘇地區(qū)高溫和干旱的氣候條件具有較強的適應(yīng)性；綜合性能排名第一，具有轉(zhuǎn)化為野生栽培品種的潛力。

阿克蘇白花草木樨；品系；草產(chǎn)量性狀；層次分析法

草木樨屬(Melilotus)為豆科一年生或二年生草本植物，其中白花草木樨(M.alba)和黃花草木樨(M.officinalis)為該屬常見栽培種，具有抗寒、抗旱、耐鹽堿、耐貧瘠、耐干擾[1-3]、產(chǎn)量高、營養(yǎng)好[4]等特點，能降低土壤鹽堿,增加土壤肥力,改良土壤結(jié)構(gòu)[5-9]，是重要的牧草、綠肥和水土保持植物。草木樨在我國栽培面積僅次于苜蓿(Medicagosativa)和沙打旺(Astragalusadsurgens)[10]，屬世界性栽培植物，在澳大利亞、阿根廷、南非、美國和加拿大等國均有栽培[4,6]。

新疆南疆具有草木樨栽培的悠久歷史，早在1957年，農(nóng)一師就從甘肅引進了二年生白花草木樨，以恢復(fù)土壤肥力和改良鹽漬化土壤為目的，首先在沙井子、哈拉庫勒等地試種，結(jié)果表明，除鹽堿化極其嚴(yán)重的地區(qū)外，一般土壤條件下均能栽培，且生長良好，隨后在塔里木、英阿瓦提、喀什等灌區(qū)推廣種植[11]，至今在農(nóng)一師四團、拜城縣和烏什縣等地仍有大面積栽培，在提高土壤肥力和解決飼草料短缺問題中發(fā)揮著重要作用。然而，目前生產(chǎn)中所用草木樨品種混雜，只根據(jù)花色區(qū)分為白花草木樨和黃花草木樨，多數(shù)未經(jīng)過審定，產(chǎn)量較低，難以滿足生產(chǎn)需求。為了篩選出適合南疆地區(qū)栽培的優(yōu)良草木樨品種，在塔里木大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院校園內(nèi)試驗站分別對24份草木樨種質(zhì)的生產(chǎn)性能和6份草木樨種質(zhì)的生產(chǎn)性能和營養(yǎng)品質(zhì)進行了研究，結(jié)果表明，吉林黃花草木樨[12]和MAL001[13]分別為最佳推廣資源，這為阿克蘇地區(qū)草木樨種質(zhì)資源的引進和選擇提供了科學(xué)依據(jù)。但受當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的影響，引進品種的優(yōu)良農(nóng)藝性狀都會受到不同程度的抑制。因此，開發(fā)利用本地草木樨種質(zhì)資源、培育高產(chǎn)草木樨新品種將成為促進南疆草木樨種植業(yè)和育種業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障，也將成為草木樨產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展的必由之路。

野生種質(zhì)資源可通過鑒定和篩選，作為野生栽培品種利用，還可通過馴化、選擇和改良，轉(zhuǎn)化為栽培品種[14]。阿克蘇野生一年生白花草木樨群體在自然條件下表現(xiàn)良好，筆者從2013年開始以培育高產(chǎn)品種為目標(biāo)，對其進行了馴化栽培和選育，對野生群體中的優(yōu)良單株進行了篩選，收取了種子，翌年混合種植后，再次選擇了優(yōu)良單株，收取了種子，新品系暫定名為阿克蘇白花草木樨。本研究以阿克蘇白花草木樨新品系為試驗材料，以4份栽培和4份野生草木樨種質(zhì)資源為對照，挖掘其優(yōu)良性狀，評價其綜合性能，以期為當(dāng)?shù)匾吧菽鹃胤N質(zhì)資源的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗點設(shè)在塔里木大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院校園內(nèi)試驗站，該站位于新疆阿拉爾市，地處塔里木盆地邊緣，81°30′20″ E，40°54′21′′ N，海拔1 000 m，具有南疆典型的土壤氣候特征，屬暖溫帶大陸性干旱荒漠氣候，具有干燥、少雨和日照長等特點。年均氣溫為9.9～11.5 ℃，年降水量為42.4～94.4 mm，年蒸發(fā)量為1 200～1 500 mm，年日照時數(shù)為2 750～3 029 h，無霜期200～220 d[14]。前作苜蓿因鹽漬化過重，逐漸死亡，密度較小。

1.2 試驗材料

試驗材料的名稱、種類、類型、原產(chǎn)地和提供者見表1，其中阿克蘇白花草木樨品系為一年生植物，其它種質(zhì)資源均為二年生植物。

1.3 試驗設(shè)計

2015年4月10日-11日播種，采用隨機區(qū)組設(shè)計，小區(qū)面積3 m×5 m，3次重復(fù)。人工開溝條播，行距30 cm，播種量20 kg·hm-2，播種深度1.5～3 cm。出苗后漫灌一次(水漫過試驗地即可，壓堿)，分枝期漫灌一次。出苗后第20天和第64天人工除雜草各一次。

1.4 測定指標(biāo)及方法

產(chǎn)草量、鮮干比、莖葉比、株高、分枝數(shù)、葉綠素相對含量和葉片保水率的測定時間均以阿克蘇白花草木樨為準(zhǔn)，待阿克蘇白花草木樨進入初花期后進行測定。

物候期：觀測出苗期、分枝期、現(xiàn)蕾期、初花期、盛花期、結(jié)莢期、成熟期、生育天數(shù)和生長天數(shù)。觀測方法參照《草品種審定技術(shù)規(guī)程(GB/T 30395-2013)》[15]。

產(chǎn)草量：測產(chǎn)時，除去小區(qū)兩側(cè)邊行及兩頭50 cm之內(nèi)的植株，取有代表性的樣方1m2，刈割后稱重，留茬4～5 cm，折算出每公頃鮮草產(chǎn)量。將鮮草風(fēng)干后稱重，折算成每公頃干草的產(chǎn)量。

表1 供試材料的名稱、種類、類型、原產(chǎn)地和提供者Table 1 List of all accessions used in this study along with the name, specie, type, origin and provider

鮮干比：取鮮草樣品1 kg，風(fēng)干后稱重，鮮干比=鮮重/干重。

莖葉比：取500 g樣品，將葉、花序和莖按兩部分分開，葉(葉片、葉柄及托葉)和花序為一部分，莖為一部分，風(fēng)干后稱重。

莖葉比=莖重/葉和花序重。

株高：每小區(qū)隨機選取10個單株，測量從地面至植株最高部位的絕對高度，求平均值。

分枝數(shù)：每小區(qū)取1 m樣段，記錄該樣段上的植株數(shù)及每株的基生分枝數(shù)，取平均值。

越夏率：在同一區(qū)組的小區(qū)中，隨機選擇有代表性的樣段3處，每段長1 m。分別記錄越夏前后樣段內(nèi)的植株數(shù)。

越夏率=(越夏后樣段內(nèi)植株數(shù)/越夏前樣段內(nèi)植株數(shù))×100%。

葉綠素相對含量：隨機選取草木樨樣本10株，用SPAD-502葉綠素含量測定儀測定相同部位葉片的SPAD值。

葉片保水率：取相同部位的葉片，稱取最初葉片的重量和離體24 h后葉片的重量。

相對保水率=(最初葉片的重量-離體24 h后葉片的重量)/最初葉片的重量×100%。

1.5 數(shù)據(jù)處理

1.5.1 數(shù)據(jù)處理及方差分析 獲得各指標(biāo)性狀參數(shù)后，采用SPSS軟件中的單因素方差分析(One-way ANOVA)法對阿克蘇白花草木樨和對照8個草木樨材料的鮮草產(chǎn)量、干草產(chǎn)量、鮮干比、莖葉比、株高、分枝數(shù)、越夏率、葉綠素SPAD值和保水率的差異顯著性進行分析。

1.5.2 草產(chǎn)量性狀和適應(yīng)性的綜合評價 基于性狀參數(shù)，用層次分析法(AHP)對供試草木樨材料的性能進行綜合評價，第1層(目標(biāo)層)為材料的綜合性狀；第2層(準(zhǔn)則層)主要包括草產(chǎn)量性狀和適應(yīng)性兩個指標(biāo)；第3層(因素層)包括8個指標(biāo)，其中草產(chǎn)量性狀指標(biāo)包括干草產(chǎn)量、鮮干比、莖葉比、株高和分枝數(shù)；適應(yīng)性指標(biāo)包括越夏率、葉綠素含量和葉片保水率。計算得出干草產(chǎn)量、鮮干比、莖葉比、株高、分枝數(shù)、越夏率、葉綠素含量和葉片保水率8個指標(biāo)的權(quán)重依次為0.351、0.219、0.159、0.078、0.051、0.070、0.045和0.028。查取修正值RI，基于CR=[(λmax-N)/(N-1)]/RI，對判斷矩陣的一致性進行檢驗，草產(chǎn)量性狀指標(biāo)CR=0.032，適應(yīng)性指標(biāo)CR=0.047，均小于0.100，兩兩比較矩陣滿足一致性要求，特征向量有效。將各指標(biāo)的測定值按最大與最小值之差分為5等分，作為評分標(biāo)準(zhǔn)，從優(yōu)到劣，依次賦分為5、4、3、2和1分，結(jié)合權(quán)重計算各材料的綜合得分，按分值的高低對材料的綜合性能進行排序。將綜合得分按最大與最小值之差分成3等份，作為評定等級的標(biāo)準(zhǔn)，把供試材料分為1、2、3等。

2 結(jié)果與分析

2.1 物候期

由于土壤墑情較好，播種材料出苗相對整齊，出苗期集中在4月18日左右，分枝期集中在5月20日左右。阿克蘇白花草木樨群體植物學(xué)特征基本一致，現(xiàn)蕾期為6月20日，初花期為7月1日，盛花期為7月13日，結(jié)莢期為7月27日，成熟期為8月15日，生育天數(shù)120 d，枯黃期8月25日，生長天數(shù)130 d，生育天數(shù)較短，出苗后64～75 d就可青飼、調(diào)制干草或青貯。

2.2 主要草產(chǎn)量性狀

供試材料的鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量分別介于25 181.03～35 166.67和3 513.23～5 874.23 kg·hm-2。阿克蘇白花草木樨的鮮草產(chǎn)量為35 166.67 kg·hm-2，較對照增產(chǎn)6.76%～39.66%;干草產(chǎn)量為5 874.23 kg·hm-2,較對照增產(chǎn)18.76%～67.20%。供試材料的鮮干比介于4.23～5.20，其中阿克蘇白花草木樨的鮮干比最低，干物質(zhì)含量最高(表2)。供試材料的莖葉比介于1.05～1.35，其中阿克蘇白花草木樨的莖葉比為1.35，顯著高于黃花草木樨Ⅰ、黃花草木樨Ⅱ、白花草木樨Ⅱ和黃花草木樨Ⅳ(P<0.05)，極顯著高于白花草木樨Ⅲ(P<0.01)，與白花草木樨Ⅰ、黃花草木樨Ⅲ和白花草木樨Ⅳ差異不顯著(P>0.05)。供試材料的株高介于89.10～125.27 cm，阿克蘇白花草木樨的株高為125.27 cm，顯著高于黃花草木樨Ⅲ、白花草木樨Ⅲ和黃花草木樨Ⅳ(P<0.05)。供試材料的分枝數(shù)介于0～0.96，密植條件下草木樨的分枝數(shù)較少，其中阿克蘇白花草木樨的分枝數(shù)為0，顯著低于黃花草木樨Ⅱ、黃花草木樨Ⅲ(P<0.05)，極顯著低于白花草木樨Ⅰ、黃花草木樨Ⅰ、白花草木樨Ⅱ、白花草木樨Ⅲ、黃花草木樨Ⅳ和白花草木樨Ⅳ(P<0.01)。

2.3 適應(yīng)性指標(biāo)

供試材料的越夏率介于96.33%～100.00%，阿克蘇白花草木樨的越夏率為99.00%，顯著高于黃花草木樨Ⅲ(P<0.05)，極顯著高于黃花草木樨Ⅳ(P<0.01)(表2)。供試材料的葉綠素相對含量介于55.18～64.36，其中阿克蘇白花草木樨的葉綠素SPAD值為55.18，顯著低于白花草木樨Ⅱ和Ⅲ(P<0.05)，極顯著低于白花草木樨Ⅰ、黃花草木樨Ⅰ和黃花草木樨Ⅲ，與黃花草木樨Ⅱ、黃花草木樨Ⅳ和白花草木樨Ⅳ差異不顯著(P>0.05)。供試材料的葉片保水率介于55.00%～65.00%，其中阿克蘇白花草木樨的葉片保水率為65.00%，顯著高于白花草木樨Ⅲ(P<0.05)，極顯著高于白花草木樨Ⅱ(P<0.01)。

2.4 草產(chǎn)量性狀和適應(yīng)性的綜合評價

根據(jù)等差法計算各指標(biāo)的評分標(biāo)準(zhǔn)，并以此為依據(jù)對各材料進行賦分，確定材料的綜合得分、排序和等級(表3)。阿克蘇白花草木樨綜合得分為3.92，在供試材料中排名第一。基于加權(quán)得分，按極差法，將9份草木樨材料分為3個等級。第1等級1份材料，為阿克蘇白花草木樨；第2等級共3份材料，依次為黃花草木樨Ⅰ、白花草木樨Ⅱ和白花草木樨Ⅲ，綜合得分為3.27、2.91和2.87；第3等級共5份材料，依次為黃花草木樨Ⅲ、黃花草木樨Ⅱ、白花草木樨Ⅳ、白花草木樨Ⅰ和黃花草木樨Ⅳ，綜合得分為2.76、2.43、2.36、2.34和2.23。

3 討論

干草產(chǎn)量、株高、鮮干比是牧草生產(chǎn)性能評價的主要指標(biāo)[16-18]，通常干草產(chǎn)量越多，植株越高，鮮干比越小，性能就越好。結(jié)果表明，阿克蘇白花草木樨的干草產(chǎn)量、株高和鮮干比均優(yōu)于對照，生產(chǎn)性能較好，同等栽培條件下，阿克蘇白花草木樨的產(chǎn)量和綜合評分均遠(yuǎn)高于黃花草木樨Ⅱ(吉林黃花草木樨[12])，據(jù)此推測，阿克蘇白花草木樨具有轉(zhuǎn)化為栽培品種及在阿克蘇地區(qū)推廣種植的潛力。

葉片保水率可作為植物抗旱性評價的指標(biāo)，保水率越高，抗旱性越強[19-20]，供試材料中，阿克蘇白花草木樨的葉片保水率最高，具有較強的抗旱性。阿克蘇白花草木樨生育期內(nèi)，阿拉爾市最高氣溫達(dá)39 ℃，≥37℃氣溫持續(xù)13d之久，然而該品系的越夏率高達(dá)99.00%，具有較強的耐熱性。阿克蘇白花草木樨原始群體多分布在干旱、鹽堿地帶，對阿克蘇地區(qū)的氣候和土壤條件具有較強的適應(yīng)性。

表2 不同草木樨材料的草產(chǎn)量性狀及適應(yīng)性指標(biāo)Table 2 Indexes of grass yield contributing and adaptive characters of different sweet clover accessions

表3 供試材料不同評價指標(biāo)的得分、綜合得分、排序及登記Table 3 Scores of different indexes,scores of comprehensive performance,sequencing and classes of all accessions used in this study

綜合產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)，豆科牧草的最適收割期應(yīng)為現(xiàn)蕾盛期-初花期[21]。阿克蘇白花草木樨出苗后第64天進入現(xiàn)蕾期，第75天進入初花期，生育天數(shù)比牧科草木樨1號短33 d[22]，生長速度較快，適合在作物收割后的閑田種植，以達(dá)到生產(chǎn)牧草、降低土壤鹽堿、提高土壤肥力、改良土壤結(jié)構(gòu)的目的，還可用于品種改良，縮短其它草木樨品種的生育天數(shù)。

本研究表明，白花草木樨Ⅱ和白花草木樨Ⅲ(野生資源)的綜合得分高于黃花草木樨Ⅲ、黃花草木樨Ⅱ和白花草木樨Ⅰ(栽培品種)，白花草木樨Ⅳ(野生資源)的綜合得分高于白花草木樨Ⅰ(栽培品種)，由此可知，供試野生種質(zhì)資源中，除阿克蘇白花草木樨外，白花草木樨Ⅱ、白花草木樨Ⅲ和白花草木樨Ⅳ也具有一定的開發(fā)利用潛力。野生種質(zhì)資源是在自然條件下，經(jīng)長期自然選擇而成，常攜帶許多優(yōu)良基因[14]，對原產(chǎn)地氣候和栽培條件具有較強的適應(yīng)性，是新品種選育的基礎(chǔ)。新疆有大量的野生草木樨種質(zhì)資源，對其進行收集、鑒定、馴化、評價具有重要意義。

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[17] 陳積山,張月學(xué),高超,邸桂麗,朱瑞芬,謝學(xué)軍,劉震.20個紫花苜蓿品種的引種試驗及生產(chǎn)性能評價.中國草地學(xué)報,2013,35(2):37-42,47. Chen J S,Zhang Y X,Gao C,Di G L,Zhu R F,Xie X J,Liu Z.Introduction test and comprehensive assessment on the performance of 20 alfalfa varieties.Chinese Journal of Grassland,2013,35(2):37-42,47.(in Chinese)

[18] 陳彥云,賈倩民,陳科元,李旺霞.寧夏鹽池干旱風(fēng)沙區(qū)六種牧草的生產(chǎn)性能及光合特性研究.干旱區(qū)資源與環(huán)境,2015,29(5):111-115. Chen Y Y,Jia Q M,Chen K Y,Li W X.The productive performance and photosynthetic characteristics of six forages in arid sandy area of Yanchi,Ningxia.Journal of Arid Land Resources and Environment,2015,29(5):111-115.(in Chinese)

[19] 曹宏,章會玲,蓋瓊輝,陳紅,趙滿來.22個紫花苜蓿品種的引種試驗和生產(chǎn)性能綜合評價.草業(yè)學(xué)報,2011,20(6):219-229. Cao H,Zhang H L,Gai Q H,Chen H,Zhao M L.Test and comprehensive assessment on the performance of 22 alfalfa varieties.Acta Prataculturae Sinica,2011,20(6):219-229.(in Chinese)

[20] 王昌貴,王向東,趙鵬珂,宋倩,王化琪.栽培稻葉結(jié)構(gòu)、水分生理與抗旱性關(guān)系研究.中國農(nóng)學(xué)通報,2010,26(19):76-80. Wang C G,Wang X D,Zhao P K,Song Q,Wang H Q.Leaf structure and water physiology of rice (OryzasativaL.) and the relationship with drought resistance.Chinese Agricultural Science Bulletin,2010,26(19):76-80.(in Chinese)

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(責(zé)任編輯 武艷培)

Evaluation of characteristics contributing to hay yield and adaptability of Aksu white sweet clover

Chen Li-qiang1, Bian Yan-xia2, Ma Chun-hui3

(1.Key Laboratory of Tarim Animal Husbandry Science and Technology, Xinjiang Production &Construction Corps/College of Animal Science, Tarim University, Alar 843300, China;2.Logistic Management Office, Tarim University, Alar 843300, China;3.College of Animal Science and Technology, Shihezi University, Shihezi 832000, China)

Characteristics contributing to hay yield and adaptability of Aksu white sweet clover (Melilotusalbus) were analysed and compared among fourMelilotuscultivars and four wildMelilotusgermplasm resources. The experiment was conducted at the campus experimental station of the Animal Science College, Tarim University, located in Alar, Xinjiang (40°54′21′′ N, 81°30′20″ E). The results showed that the squaring and initial bloom stage of Aksu white sweet clover was on the 64th and 75th day after emergence, respectively. The number of growth and development days was very short and its hay yield was 5 874.23 kg·hm-2, which was 18.76%～67.20% greater than that of the control group. Plant height and the fresh-dry ratio were 125.27 cm and 4.23, respectively, which were greater than those of the control group, indicating better hay yield characteristics. Its water-holding and summer survival rate was 65.00% and 99.00%, respectively, indicating good adaptability to the megathermal and arid climate of the Aksu area. The comprehensive performance score ranked first among the tested accessions, which demonstrated it had potential to be transformed into wild varieties.

Aksu white sweet clover; strain; contributing characteristics to hay yield; analytic hierarchy process

Ma Chun-hui E-mail:chunhuima@126.com

2016-02-21接受日期：2016-11-02

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團塔里木畜牧科技重點實驗室開放課題(HS201405)；塔里木大學(xué)校長基金項目(TDZKQN201502)；國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系塔里木綜合試驗站(CARS-35)

陳立強(1981-)，男，甘肅會寧人，副教授，碩士，主要從事牧草種質(zhì)資源及遺傳育種研究。E-mail:clqdky@126.com

馬春暉(1966-)，男，新疆哈密人，教授，博士，主要從事牧草生產(chǎn)與加工研究。E-mail:chunhuima@126.com

10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0077

S551+.6

A

1001-0629(2016)12-2526-07*

陳立強,邊艷霞,馬春暉.阿克蘇白花草木樨草產(chǎn)量性狀和適應(yīng)性評價.草業(yè)科學(xué),2016,33(12)：2526-2532.

Chen L Q,Bian Y X,Ma C H.Evaluation of characteristics contributing to hay yield and adaptability of Aksu white sweet clover.Pratacultural Science，2016,33(12)：2526-2532.