20個紫花苜蓿品種在甘肅兩個地區(qū)的生產(chǎn)性能及營養(yǎng)價值綜合評價

孫萬斌，馬暉玲*，侯向陽，穆懷彬

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實驗室，甘肅省草業(yè)工程實驗室，中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

20個紫花苜蓿品種在甘肅兩個地區(qū)的生產(chǎn)性能及營養(yǎng)價值綜合評價

孫萬斌1，馬暉玲1*，侯向陽2，穆懷彬2

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實驗室，甘肅省草業(yè)工程實驗室，中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

在武威黃羊鎮(zhèn)和蘭州永登地區(qū)，以20個紫花苜蓿不同品種作為研究對象，連續(xù)兩年對其在初花期的干草產(chǎn)量、株高、莖葉比、鮮干比、粗蛋白、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗灰分、粗脂肪含量進(jìn)行測定分析，并采用灰色關(guān)聯(lián)度法進(jìn)行綜合評價。結(jié)果表明，“皇后”在黃羊鎮(zhèn)和永登地區(qū)干草產(chǎn)量均為最高，分別為8.15和7.78 t/hm2；“甘農(nóng)4號”在黃羊鎮(zhèn)地區(qū)株高最高(102.44 cm)，“馴鹿”在永登地區(qū)株高最高(96.44 cm)；“隴東苜?！痹邳S羊鎮(zhèn)地區(qū)粗蛋白含量最高(18.08%)，“隴中苜?！痹谟赖堑貐^(qū)最高(17.91%)；“苜蓿王”在黃羊鎮(zhèn)地區(qū)酸性洗滌纖維含量最低(31.19%)，而“太陽神”、“柏拉圖”在永登地區(qū)并列最低(33.99%)；“苜蓿王”在黃羊鎮(zhèn)地區(qū)中性洗滌纖維含量最低(39.08%)，“北極星”在永登地區(qū)最低(42.96%)。綜合分析結(jié)果顯示，“苜蓿王”、 “甘農(nóng)4號”、“隴東苜?！?、“北極星”在黃羊鎮(zhèn)地區(qū)綜合表現(xiàn)優(yōu)異；永登地區(qū)“柏拉圖”、“皇后”、 “苜蓿王”、 “北極星”綜合表現(xiàn)優(yōu)異，這些品種在上述各地區(qū)分別具有較高的推廣利用價值。

紫花苜蓿；生產(chǎn)性能；營養(yǎng)價值；綜合評價

紫花苜蓿(Medicagosativa)為豆科牧草，屬多年生草本植物，富含蛋白質(zhì)、維生素等多種營養(yǎng)物質(zhì)，是世界上栽培面積最廣的主要牧草，被譽(yù)為“牧草之王”[1]，也是我國北方主要豆科當(dāng)家草種。甘肅是紫花苜蓿種植大省，全省紫花苜蓿種植面積占全國種植面積的1/3，位居全國之首，在酒泉、張掖、金昌、白銀、慶陽等地形成了較為明顯的紫花苜蓿優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)區(qū)[2-3]。但甘肅各地氣候差別大，生態(tài)環(huán)境復(fù)雜多樣，各地區(qū)的生態(tài)環(huán)境與各品種紫花苜蓿的適應(yīng)性沒有達(dá)到最佳匹配，未能獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，影響當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)的發(fā)展。選擇和評價適宜的紫花苜蓿品種成為建植人工草地及建立優(yōu)質(zhì)紫花苜蓿生產(chǎn)基地的關(guān)鍵前提條件[4]。因此，評價和確定甘肅地區(qū)常見紫花苜蓿品種的生態(tài)適應(yīng)性對促進(jìn)甘肅畜牧業(yè)的發(fā)展十分必要。有效篩選和綜合評價紫花苜蓿品種一直是紫花苜蓿引種研究的重要內(nèi)容，只有綜合性狀優(yōu)異的品種才最適宜推廣利用[5-6]。為避免盲目引種，本研究收集了栽培面積較大，具有一定生產(chǎn)潛力的20個紫花苜蓿品種，在甘肅省永登縣(半干旱灌區(qū))和黃羊鎮(zhèn)(荒漠灌區(qū))設(shè)置試驗圃，對各參試品種生產(chǎn)性能和營養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行測定，經(jīng)過綜合評價，明確各紫花苜蓿品種的生態(tài)適應(yīng)性，篩選出適宜在甘肅荒漠灌區(qū)和半干旱灌區(qū)栽培的品種，為大面積推廣應(yīng)用及優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源收集提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及供試材料

武威黃羊鎮(zhèn)試驗點(diǎn)設(shè)于甘肅省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)研究院原種場，海拔約1660 m地處河西走廊東端，屬大陸性氣候，農(nóng)業(yè)區(qū)劃為中溫帶荒漠灌區(qū)。冬春干旱、夏季酷熱，日照長，降水少，蒸發(fā)量大。年平均氣溫7.2 ℃，最高氣溫34 ℃，最低氣溫-27.7 ℃，年穩(wěn)定通過0 ℃以上的活動積溫為3400 ℃，年穩(wěn)定通過10 ℃以上活動積溫為2900 ℃，年降水量為150～170 mm，分布很不均勻，生長季節(jié)的前期雨水一般偏少。年蒸發(fā)量為2400 mm，約為降水量的14倍。無霜期通常為150～160 d左右。土壤封凍期為170 d左右，時間從10月下旬至次年4月中旬。自然土壤為灰鈣土，質(zhì)地為粉沙壤質(zhì)，土壤鹽堿化程度較高，地下水位一般在40 m以下。

永登試驗地位于永登縣大同鎮(zhèn)北同村，地處中緯度地區(qū)，平均海拔2169 m。中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，農(nóng)業(yè)區(qū)劃屬隴中北部溫帶半干旱灌區(qū)。冬季寒冷干燥，春季多風(fēng)少雨，夏天酷熱，秋季溫涼，降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，氣候干旱。年平均氣溫5.9 ℃，最低氣溫-28.1 ℃，年穩(wěn)定通過0 ℃以上的活動積溫為2897.7 ℃，年穩(wěn)定通過10 ℃以上活動積溫為2223.9 ℃，多年平均降水量為290.2 mm，多年平均蒸發(fā)量1879.7 mm，是年降水量的6.5倍，降水分布很不均勻，60%集中在7，8，9三個月。無霜期140 d左右，年平均封凍期為134 d，時間從11月下旬至次年3月上旬。

試驗地土壤基本特性見表1。供試材料見表2。

1.2 播種與田間管理

參試20份紫花苜蓿材料在2013年分別播種于黃羊鎮(zhèn)和永登試驗圃，小區(qū)面積3 m×5 m，采用隨機(jī)區(qū)組排列，3個重復(fù)。播前翻耙平整后開溝，開溝深約2～3 cm；采用條播，條播行間距約30 cm，播種量為2 g/m2。試驗期間各小區(qū)統(tǒng)一管理，播種前進(jìn)行灌溉增加底墑，每年分枝期和初花期分別灌水(透灌)1次，人工除草3次。于2014及2015年在兩個不同地區(qū)對頭茬紫花苜蓿在初花期的各項指標(biāo)進(jìn)行測定。

表1 試驗地土壤基本特性

表2 供試紫花苜蓿材料

1.3 測定項目及方法

1.3.1 生產(chǎn)性能指標(biāo)測定 株高(plant height)：采樣時進(jìn)行測定，每個品種3個重復(fù)，每個重復(fù)5點(diǎn)取樣抽測10株，每株自地面量至生長點(diǎn)。

莖葉比(stem/leaf)：刈割時各品種取有代表性的鮮草1 kg作為樣品，然后將莖葉(花序歸入葉中)分開，自然風(fēng)干后稱重。

干草產(chǎn)量(hay yield)、鮮干比(fresh/dry)：對進(jìn)入初花期品種的重復(fù)小區(qū)整區(qū)刈割，留茬高度4 cm，稱量鮮草質(zhì)量；獲得鮮草產(chǎn)量后自然風(fēng)干稱重，計算干草產(chǎn)量(干草含水量15%～18%)。得到鮮、干草產(chǎn)量后計算鮮干比。

1.3.2 營養(yǎng)品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)測定 粗蛋白(crude protein)：按照《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6432-94》[7](飼料中粗蛋白測定方法)執(zhí)行。

酸性洗滌纖維(acid detergent fiber，ADF)：按照《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1459-2007》[8](飼料中酸性洗滌纖維的測定)執(zhí)行。

中性洗滌纖維(neutral detergent fiber,NDF)：按照《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2080-2006》[9](飼料中性洗滌纖維的測定)執(zhí)行。

粗灰分(ash)：按照《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6438-2007》[10](飼料中粗灰分測定方法)執(zhí)行。

粗脂肪(ether extract)：按照《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6433-2006》[11](飼料中粗脂肪的測定)執(zhí)行。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

利用Microsoft Excel 2013和SPSS 18.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

綜合評價采用灰色關(guān)聯(lián)度分析，選取所有參試紫花苜蓿材料各項指標(biāo)的最優(yōu)值為參考列，記為{X0(k)} (k=1，2，3，…，n)，各項指標(biāo)作為評價指標(biāo)為比較數(shù)列，即參評指標(biāo)觀測值集合，記為{Xi(k) } (i=1，2，3，…，m；k=1，2， …，n)。選擇株高、干草產(chǎn)量、莖葉比、粗蛋白含量、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗灰分及粗脂肪8項指標(biāo)在2014和2015年兩年的平均值進(jìn)行權(quán)重比較，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建綜合評價模型，做灰色關(guān)聯(lián)度分析，進(jìn)行綜合評價。參試品種以X表示，性狀以k表示，各參試品種X在性狀k處的值構(gòu)成比較數(shù)列Xi，X0為構(gòu)建的理想?yún)⒖计贩N。ρ為分辨率系數(shù)，ρ∈(0，1] (通常情況取值為0.5)，此處取值0.5。采用均值化對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱處理，運(yùn)用灰色系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度理論的權(quán)重決策法[12]，并根據(jù)公式(2)、(1)、(3)，分別求出各自的絕對離差、關(guān)聯(lián)系數(shù)、等權(quán)關(guān)聯(lián)度；參考判斷矩陣法給各指標(biāo)賦權(quán)重(4)，之后根據(jù)公式(5)計算加權(quán)關(guān)聯(lián)度[13]。

(1)

絕對離差Δi(k)=|X0(k)-Xi(k)|

(2)

(3)

(4)

(5)

根據(jù)關(guān)聯(lián)度分析原則，關(guān)聯(lián)度越大，則參試材料越接近參考組合，其綜合性狀評價表現(xiàn)越優(yōu)；關(guān)聯(lián)度越小，表明參試材料越遠(yuǎn)離參考組合，綜合性狀表現(xiàn)越差[14-15]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地區(qū)不同紫花苜蓿品種間生產(chǎn)性能比較

2.1.1 干草產(chǎn)量和株高 由表3可知，2014年黃羊鎮(zhèn)和永登地區(qū)不同品種紫花苜蓿干草產(chǎn)量差異均顯著(P<0.05)。黃羊鎮(zhèn)干草產(chǎn)量最高的品種為10號，達(dá)到8.42 t/hm2，顯著高于該地區(qū)其他品種(P<0.05)，永登地區(qū)17、6、10號品種紫花苜蓿干草產(chǎn)量較高，分別為7.34，7.33，7.32 t/hm2，三者干草產(chǎn)量顯著高于其他品種(P<0.05)；黃羊鎮(zhèn)地區(qū)3號品種干草產(chǎn)量最低，為4.97 t/hm2，永登地區(qū)2、5號品種干草產(chǎn)量最低分別為4.96和5.00 t/hm2。2015年黃羊鎮(zhèn)和永登地區(qū)干草產(chǎn)量最高的品種均為14號且分別顯著高于其他品種(P<0.05)，其產(chǎn)量分別為9.77和8.76 t/hm2，該品種在黃羊鎮(zhèn)地區(qū)的干草產(chǎn)量高于永登地區(qū)；黃羊鎮(zhèn)地區(qū)干草產(chǎn)量較低的品種是19、1號，其干草產(chǎn)量分別為5.77和5.79 t/hm2，而永登地區(qū)18號品種干草產(chǎn)量最低，為6.02 t/hm2。兩年平均干草產(chǎn)量黃羊鎮(zhèn)最高的是14號品種,達(dá)到8.15 t/hm2，而永登地區(qū)兩年平均干草產(chǎn)量最高的也為14號品種,達(dá)到7.78 t/hm2。

2014和2015年黃羊鎮(zhèn)地區(qū)不同品種紫花苜蓿株高差異顯著(P<0.05)。2014年黃羊鎮(zhèn)地區(qū)株高最高的品種為6號，株高達(dá)109.15 cm，永登地區(qū)株高最高的品種為15號，株高達(dá)96.25 cm；黃羊鎮(zhèn)地區(qū)株高最低的是12號品種，其株高為74.63 cm，而永登地區(qū)株高最低的是2號，為71.38 cm。2015年黃羊鎮(zhèn)地區(qū)株高最高的品種為9號，株高為101.93 cm，永登地區(qū)株高最高的品種為7號，株高為100.43 cm，黃羊鎮(zhèn)10號品種株高最低,為75.27 cm，永登地區(qū)13號最低,為82.00 cm。黃羊鎮(zhèn)地區(qū)6號品種兩年平均株高最高，為102.44 cm，永登地區(qū)15號品種兩年平均株高最高，為96.64 cm ；2號品種在兩個地區(qū)的兩年平均株高均為最低，且在黃羊鎮(zhèn)為77.38 cm，低于永登地區(qū)的80.93 cm。

2.1.2 莖葉比和鮮干比 由表4可知，2014年黃羊鎮(zhèn)地區(qū)莖葉比在0.91～1.33范圍內(nèi)，12號品種最低，而20號品種最高；永登地區(qū)莖葉比變化范圍為1.00～1.37，最低的品種是2號，15號最高。 2015年黃羊鎮(zhèn)莖葉比最低的品種為2號，為1.11，與該地區(qū)其他參試品種之間差異顯著(P<0.05)，永登地區(qū)莖葉比最低的品種是4號，為1.10；黃羊鎮(zhèn)莖葉比最高的品種為4號的1.37，而永登地區(qū)莖葉比最高的為9和15號，達(dá)到1.35。黃羊鎮(zhèn)地區(qū)12號品種兩年平均莖葉比最低，為1.06，永登地區(qū)兩年平均莖葉比最低的品種為2和4號，其兩年平均莖葉比均為1.10。

兩個不同地區(qū)各不同參試品種之間的鮮干比差異均顯著(P<0.05)。黃羊鎮(zhèn)地區(qū)2014年鮮干比在4.14～5.45范圍內(nèi)，最小為9號，最大為4號參試品種；永登地區(qū)鮮干比在4.12～4.80范圍內(nèi)，最小為12號，最大為13號品種。2015年黃羊鎮(zhèn)地區(qū)14號品種鮮干比最小，為4.71，永登地區(qū)20號品種最小，為3.65；黃羊鎮(zhèn)地區(qū)18號品種鮮干比最大，為5.22，而永登地區(qū)2號品種鮮干比最大，為5.13。黃羊鎮(zhèn)地區(qū)8號品種兩年平均鮮干比最小，為4.51，而在永登20號品種最小，為3.98；在黃羊鎮(zhèn)地區(qū)4號品種兩年平均鮮干比最大，為5.29，永登兩年平均鮮干比最大的是2號品種，為4.80。

表3 不同地區(qū)不同紫花苜蓿品種干草產(chǎn)量和株高的比較

注：同列不同小寫字母表示在P<0.05 水平上差異顯著。下同。

Note: Values with different superscripts in a column are significantly different at the 0.05 probability level. The same below.

2.2 不同地區(qū)不同紫花苜蓿品種間營養(yǎng)品質(zhì)比較

2.2.1 粗蛋白 如表5所示，2014年黃羊鎮(zhèn)地區(qū)18號品種的粗蛋白含量最高，占干物質(zhì)的18.48%，顯著高于該地區(qū)其他參試品種(P<0.05)，粗蛋白含量較高的品種有1、2、3、15，分別為18.10%、17.29%、17.22%、17.15%；永登地區(qū)16、13號兩個品種紫花苜蓿的粗蛋白含量較高，分別占干物質(zhì)含量的18.51%、18.24%，兩者之間差異不顯著(P>0.05)，其次，粗蛋白含量較高的品種還有15、17、2、11、3，分別為17.77%、17.68%、17.65%、17.65%、17.62%。2015年黃羊鎮(zhèn)地區(qū)20號品種粗蛋白含量最高，顯著高于該地區(qū)其他參試品種(P<0.05)，其粗蛋白含量占干物質(zhì)的18.81%，粗蛋白含量較高的品種有8、1、13、3，分別占干物質(zhì)的18.13%、18.06%、18.06%、18.03%；而永登地區(qū)18、2號品種紫花苜蓿粗蛋白含量較高，顯著高于該地區(qū)其他參試品種(P<0.05)，其粗蛋白含量分別占干物質(zhì)的18.25%、18.17%，其次，粗蛋白含量較高的品種還有4、15、8、12，分別為17.26%、17.23%、 17.16%、17.13%。在黃羊鎮(zhèn)地區(qū)兩年平均粗蛋白含量最高的品種是1號，為18.08%；而永登地區(qū)兩年平均粗蛋白含量最高的品種是2號，為17.91%。

表4 不同地區(qū)不同紫花苜蓿品種莖葉比和鮮干比的比較

2.2.2 酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維 由表6可知，2014年黃羊鎮(zhèn)地區(qū)酸性洗滌纖維含量各參試品種差異顯著(P<0.05)，含量最低的品種為5號，為31.88%，20號品種含量達(dá)到40.49%，為最高；永登地區(qū)，各參試品種酸性洗滌纖維含量變化范圍為33.38%～40.46%，該地區(qū)各參試品種差異顯著(P<0.05)，含量最低的品種為18號，17號品種酸性洗滌纖維含量最高。2015年黃羊鎮(zhèn)2、12、6、1號品種酸性洗滌纖維含量較低，分別為31.16%、31.19%、31.41%、31.54%，四者之間差異不顯著(P>0.05)， 永登地區(qū)19號品種酸性洗滌纖維含量最低，為33.39%；黃羊鎮(zhèn)地區(qū)14、15號兩個品種酸性洗滌纖維含量較高，分別為39.32%、38.91%，而在永登，20號品種酸性洗滌纖維含量達(dá)到38.60%，為最高。黃羊鎮(zhèn)地區(qū)12號品種紫花苜蓿兩年平均酸性洗滌纖維含量最低，為31.19%，在永登地區(qū)兩年平均酸性洗滌纖維含量最低的品種有兩個，分別為18、19號，其含量都為33.99%；9號品種在兩個不同地區(qū)兩年平均酸性洗滌纖維含量均最高，黃羊鎮(zhèn)為38.42%，永登為39.21%。

表5 不同地區(qū)不同紫花苜蓿品種粗蛋白比較

黃羊鎮(zhèn)地區(qū)各參試品種中性洗滌纖維含量在2014年最低的是14號，其含量為37.59%，顯著低于其他品種(P<0.05)，永登地區(qū)各參試品種中性洗滌纖維含量最低的是1號品種，其含量為41.64%，顯著低于其他品種(P<0.05)；黃羊鎮(zhèn)6號品種最高，含量為47.71%，永登地區(qū)9號最高，含量為48.71%。2015年黃羊鎮(zhèn)地區(qū)各參試品種中性洗滌纖維含量差異顯著(P<0.05)，其中12、19號品種含量較低，分別是38.10%、38.49%，永登地區(qū)12號品種含量是41.82%為最低；黃羊鎮(zhèn)中性洗滌纖維最高的品種是15號，其含量為47.17%，永登中性洗滌纖維含量最高的品種是20號，為49.64%。黃羊鎮(zhèn)中性洗滌纖維含量兩年平均最低和最高的分別是12和7號，對應(yīng)的中性洗滌纖維含量分別為39.08%、44.25%；永登地區(qū)中性洗滌纖維含量兩年平均最低和最高的分別是13和9號，相應(yīng)的中性洗滌纖維含量分別為42.96%、48.03%。

2.2.3 粗灰分和粗脂肪 由表7可知，2014年各參試品種在黃羊鎮(zhèn)地區(qū)粗灰分含量最低的品種是19號，含量為10.48%，顯著低于該地區(qū)其他品種(P<0.05)，永登地區(qū)粗灰分含量較低的品種有14、10、6號，其含量分別是9.64%、9.71%、9.72%，三者之間差異不顯著(P>0.05)，15號品種粗灰分含量在黃羊鎮(zhèn)和永登地區(qū)均表現(xiàn)為最高，黃羊鎮(zhèn)12.12%，永登11.39%；2015年黃羊鎮(zhèn)14、20、9號紫花苜蓿粗灰分含量較低，分別為9.00%、9.01%、9.08%，三者之間差異不顯著(P>0.05)，而永登地區(qū)20號紫花苜蓿粗灰分含量最低，為9.01%，顯著低于該地區(qū)其他參試品種(P<0.05)；18號品種粗灰分含量在黃羊鎮(zhèn)和永登地區(qū)均表現(xiàn)為最高，黃羊鎮(zhèn)10.64%，永登10.63%。黃羊鎮(zhèn)兩年平均粗灰分含量最低的是12號品種，含量為10.06%，永登最低的是19號，含量為9.65%；黃羊鎮(zhèn)和永登地區(qū)兩年平均粗灰分含量最高的均為18號品種，其含量分別為11.22%、10.56%。

2014年黃羊鎮(zhèn)地區(qū)粗脂肪含量變化范圍是1.63%～2.24%，9號品種含量最低，粗脂肪含量最高的品種是13號；永登地區(qū)粗脂肪含量變化范圍是1.81%～2.34%，17號品種含量最低，而含量最高的品種是10號。2015年黃羊鎮(zhèn)地區(qū)粗脂肪含量較高的品種有10、20號，分別占干物質(zhì)含量的2.78%、2.78%，兩者之間差異不顯著(P>0.05)，而永登地區(qū)粗脂肪含量較高的品種為19號，占干物質(zhì)含量的3.08%，顯著高于該地區(qū)其他品種(P<0.05)； 17號品種在黃羊鎮(zhèn)和永登粗脂肪含量均表現(xiàn)為最低，黃羊鎮(zhèn)2.14%，永登2.28%。黃羊鎮(zhèn)地區(qū)兩年平均粗脂肪含量最高的品種有兩個，分別是10、 13號品種，其含量均為2.42%，而永登地區(qū)兩年平均粗脂肪含量最高的品種是18號，其含量為2.65%；黃羊鎮(zhèn)9號品種兩年平均粗脂肪含量最低，為1.99%，而永登17號品種最低，其兩年平均粗脂肪含量為2.05%。

表6 不同地區(qū)不同紫花苜蓿品種酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維的比較

2.3 甘肅不同生態(tài)環(huán)境下紫花苜蓿品種生產(chǎn)性能與品質(zhì)的灰色關(guān)聯(lián)度分析

本研究采用灰色系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度理論，選取不同地區(qū)參試材料的株高、干草產(chǎn)量、莖葉比、粗蛋白含量、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗灰分和粗脂肪等8項指標(biāo)在2014及2015年的平均值進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析，采用判斷矩陣法計算各參試品種的加權(quán)關(guān)聯(lián)度，加權(quán)關(guān)聯(lián)度值反映了參試品種與最優(yōu)指標(biāo)集的差異大小，關(guān)聯(lián)度大，表明該品種與最優(yōu)指標(biāo)集的相似程度高，反之則差異大[12]。

如表8所示，利用公式(3)計算等權(quán)關(guān)聯(lián)度，黃羊鎮(zhèn)地區(qū)各紫花苜蓿品種的等權(quán)關(guān)聯(lián)度，以編號12的紫花苜蓿品種最大(0.7704)，綜合性狀最好，為最優(yōu)材料，其次分別是編號為6、13、20、2、1的參試品種，等權(quán)關(guān)聯(lián)度分別為0.7523、0.6970、0.6956、0.6901、0.6887。編號為18的紫花苜蓿品種等權(quán)關(guān)聯(lián)度最小(0.5974)，綜合表現(xiàn)最差；永登地區(qū)以編號為14的紫花苜蓿品種等權(quán)關(guān)聯(lián)度最大(0.7656)，綜合性狀最好，為最優(yōu)材料，其次分別是編號為19、12、13、15、2的參試品種，等權(quán)關(guān)聯(lián)度分別為0.7615、0.7226、0.7168、0.7137、0.7135。由關(guān)聯(lián)度表述各指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)值，各性狀權(quán)重的確定方法可結(jié)合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件或育種理論與實踐經(jīng)驗，也可采用專家評定法或判斷矩陣法求得，本試驗采用判斷矩陣法，由公式(4)計算各指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)值，賦予各性狀不同權(quán)重：黃羊鎮(zhèn)地區(qū)參試材料各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)為：ωHay yield=0.1050;ωPlant height=0.0947;ωS/L=0.1209;ωCP=0.1275;ωADF=0.1314;ωNDF=0.1370;ωAsh=0.1499;ωEE=0.1336。利用公式(5)計算加權(quán)關(guān)聯(lián)度。由表8可知，加權(quán)關(guān)聯(lián)度排名前6位的紫花苜蓿品種編號分別為12、6、1、13、2、20，排名最低的編號為9；永登地區(qū)參試材料各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)為：ωHay yield=0.0923;ωPlant height=0.1261;ωS/L=0.1142;ωCP=0.1287;ωADF=0.1306;ωNDF=0.1361;ωAsh=0.1444;ωEE=0.1277，加權(quán)關(guān)聯(lián)度排名前6位的紫花苜蓿品種編號分別為19、14、12、13、15、18。排名最低的編號為9。由表8可知，加權(quán)關(guān)聯(lián)分析結(jié)果與等權(quán)關(guān)聯(lián)分析結(jié)果基本相似。

表7 不同地區(qū)不同紫花苜蓿品種粗灰分和粗脂肪的比較

表8 不同紫花苜蓿品種的關(guān)聯(lián)度及排名

WGCD：加權(quán)關(guān)聯(lián)度 Weighted grey correlative degree；GCD：等權(quán)關(guān)聯(lián)度 Grey correlative degree；EWO：等權(quán)排序 Equal weight order；WO：加權(quán)排序 Weighted order.

3 討論

3.1 不同生態(tài)環(huán)境下不同品種紫花苜蓿生產(chǎn)性狀的差異分析

紫花苜蓿的干草產(chǎn)量是評價其品種優(yōu)劣的關(guān)鍵特征，也是衡量紫花苜蓿生產(chǎn)力大小的主要指標(biāo)，不同的產(chǎn)草量可以反映不同品種的生產(chǎn)性能及適應(yīng)性[16]。本試驗中黃羊鎮(zhèn)地區(qū)各參試品種兩年總平均干草產(chǎn)量為7.00 t/hm2，要高于永登地區(qū)的6.64 t/hm2，因而在黃羊鎮(zhèn)地區(qū)種植紫花苜蓿更有利于提高干草產(chǎn)量，劉玉華等[17]的研究表明：第1茬草產(chǎn)量與3月上旬、3月下旬、5月上旬≥5 ℃積溫關(guān)聯(lián)度最大。本研究中，永登地區(qū)氣候受天祝高原季風(fēng)氣候的影響頻繁，使該地區(qū)氣溫偏低，進(jìn)而導(dǎo)致永登地區(qū)紫花苜蓿干草產(chǎn)量低于黃羊鎮(zhèn)地區(qū)。近年來國內(nèi)學(xué)者對紫花苜蓿相關(guān)研究的文獻(xiàn)中，認(rèn)為第3、4年為苜蓿高產(chǎn)期[18-20]，而在本試驗中，黃羊鎮(zhèn)地區(qū)各參試品種紫花苜蓿第3年總平均干草產(chǎn)量為7.35 t/hm2，高于第2年的總平均干草產(chǎn)量6.64 t/hm2，永登地區(qū)各參試品種紫花苜蓿第3年總平均干草產(chǎn)量為7.17 t/hm2，高于第2年的總平均干草產(chǎn)量6.11 t/hm2，符合前人研究結(jié)論。

株高是反映苜蓿生長發(fā)育狀況和產(chǎn)量潛力的重要指標(biāo)之一，紫花苜蓿各品種之間由于各自的遺傳特性和生長發(fā)育階段的差異以及對環(huán)境條件的反應(yīng)不同，表現(xiàn)出植株生長速度的差異[21-22]。本實驗中黃羊鎮(zhèn)地區(qū)各品種紫花苜蓿株高在2014、2015兩年的比較中均低于永登地區(qū)，永登地區(qū)各品種兩年總平均株高為86.99 cm，要高于黃羊鎮(zhèn)地區(qū)(荒漠灌區(qū))的86.73 cm，因而永登地區(qū)(干旱灌區(qū))的氣候條件更有利于紫花苜蓿植株高度的生長，這是由于兩個實驗區(qū)的水熱氣候條件的不同，各參試紫花苜蓿品種的植株高度也顯示出一定的差異性。本研究中黃羊鎮(zhèn)和永登地區(qū)的產(chǎn)草量2015年比2014年有大幅度的增加，黃羊鎮(zhèn)平均增產(chǎn)10.64%，永登平均增產(chǎn)17.31%，但黃羊鎮(zhèn)株高2015年比2014年平均增加2.18%，永登株高2015年比2014年反而有所降低，這與孫建華等[23]指出的苜蓿產(chǎn)草量與植株高度呈正相關(guān)不一致，這可能是紫花苜蓿的產(chǎn)草量不僅與植株高度有關(guān)，還與莖粗，特別是分枝數(shù)相關(guān)。

莖葉比是衡量牧草經(jīng)濟(jì)性狀的一個重要指標(biāo)，由于紫花苜蓿營養(yǎng)物質(zhì)主要包含在葉片中，因此紫花苜蓿葉量所占的比例在很大程度上影響了飼草中的營養(yǎng)物質(zhì)含量[21,24]，莖葉比低、葉量豐富者適口性好，營養(yǎng)物質(zhì)含量較高；相反莖葉比高、葉量少者適口性較差，品質(zhì)較低。本試驗中黃羊鎮(zhèn)地區(qū)兩年總平均莖葉比為1.18，低于永登的1.22，因此黃羊鎮(zhèn)地區(qū)有利于提高紫花苜蓿葉量所占的比例，據(jù)杜桂娟等[25]的研究，紫花苜蓿葉中蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)含量比莖中多1.0～1.5倍，粗纖維含量比莖中少50%～100%，葉中營養(yǎng)物質(zhì)總消化率比莖多40%，因此紫花苜蓿葉量越豐富，其品質(zhì)越好。并且兩個地區(qū)2014年各參試品種平均莖葉比均小于2015年，紫花苜蓿莖葉比隨著利用年限的增長有升高的趨勢。導(dǎo)致這種結(jié)果的原因也可能與紫花苜蓿的生長環(huán)境有關(guān)。據(jù)Thorvaldsson[26]的研究，水分脅迫將延緩牧草莖的發(fā)育，降低莖葉比，使牧草品質(zhì)提高。

鮮干比是指鮮草重與干草重的比例，它反映牧草的干物質(zhì)積累程度和利用價值[27]，同時鮮干比也是評價紫花苜蓿適口性的一個重要指標(biāo)，鮮干比越高適口性越好[28]。本試驗中黃羊鎮(zhèn)地區(qū)各參試品種兩年總平均鮮干比為4.91，大于永登地區(qū)的4.38，因此黃羊鎮(zhèn)地區(qū)有利于紫花苜蓿表現(xiàn)出較高的鮮干比，同時也有利于栽培適口較高的紫花苜蓿飼草，另一方面，鮮干比反映青干草出草率，鮮干比越大青干草出草率越低。2015年黃羊鎮(zhèn)地區(qū)各參試品種總平均鮮干比為5.02，高于2014年的4.81，而在永登地區(qū)，2015年參試品種總平均鮮干比為4.34，低于2014年的4.41，兩地區(qū)鮮干比變化趨勢不一致，這可能與不同地區(qū)不同年份的降水有關(guān)，尤其是采樣前一周有降雨，使鮮樣中水分含量較高，造成影響。

3.2 不同品種紫花苜蓿的營養(yǎng)品質(zhì)性狀差異分析

粗蛋白質(zhì)含量的高低是反映飼草料營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)之一[28]，初花期刈割的苜蓿，粗蛋白質(zhì)含量為16%～22%[29]。本研究中黃羊鎮(zhèn)地區(qū)兩年平均粗蛋白含量最高的品種是1號，為18.08%，永登地區(qū)兩年平均粗蛋白含量最高的品種是2號，為17.91%；黃羊鎮(zhèn)地區(qū)兩年總平均粗蛋白含量為16.59%，低于永登地區(qū)的16.75%，紫花苜蓿在永登地區(qū)能獲得較高的粗蛋白含量，造成這種結(jié)果的原因可能是黃羊鎮(zhèn)地區(qū)氣候條件對初花期紫花苜蓿形成干旱脅迫，導(dǎo)致紫花苜蓿粗蛋白含量較低。本研究還發(fā)現(xiàn)，隨著生長年限的增長，黃羊鎮(zhèn)地區(qū)紫花苜蓿粗蛋白含量呈現(xiàn)出增加的趨勢，而永登地區(qū)呈現(xiàn)出下降趨勢，出現(xiàn)這種變化的原因尚不明，利用年限對紫花苜蓿生產(chǎn)性能和水分生理的研究較多，而利用年限對紫花苜蓿蛋白含量及營養(yǎng)成分的影響鮮有報道。

ADF和NDF是評價苜蓿被采食潛力和消化率的國際通用指標(biāo)。ADF包括纖維素、木質(zhì)素和硅酸鹽。NDF指不溶于中性洗滌劑的細(xì)胞壁組分，包括半纖維素、纖維素、木質(zhì)素、硅酸鹽和極少量的蛋白質(zhì)。一般認(rèn)為ADF與消化率呈負(fù)相關(guān)，飼草ADF增加，家畜的消化率下降。NDF越低，粗飼料品質(zhì)越好[30-31]，在本研究中黃羊鎮(zhèn)地區(qū)2015年各品種ADF平均含量為34.64%，低于2014年的36.44%，表明黃羊鎮(zhèn)地區(qū)第3年(2015年)各參試品種ADF值優(yōu)于第2年(2014年)；而在永登地區(qū)2015年各品種ADF平均含量36.58%，卻高于2014年的36.35%，其原因可能是2015年永登地區(qū)降水偏少，NDF含量年際間變化趨勢也與ADF變化趨勢一致，這種變化的一致性與2015年永登地區(qū)環(huán)境因素的變化有關(guān)，陳萍等[32]的研究表明，粗纖維含量隨紫花苜蓿供水量增加而下降。

牧草中的粗灰分是除了碳、氫、氧、氮以外所有其他元素氧化物的總和，而且大部分是鈣、磷、鉀的氧化物，它反映了牧草礦質(zhì)的總體含量，以及牧草生長的土壤、氣候特征等生境條件[33]。本研究過程中由于不施肥，隨著試驗地土地可利用礦質(zhì)元素的消耗，導(dǎo)致紫花苜蓿對可利用礦質(zhì)元素的吸收減少，反映在實驗結(jié)果上為兩不同地區(qū)2014年各參試品種粗灰分平均含量均大于2015年，黃羊鎮(zhèn)各參試紫花苜蓿品種兩年總平均粗灰分含量為10.56%，高于永登各參試紫花苜蓿品種兩年總平均粗灰分含量10.08%，表明生長在黃羊鎮(zhèn)地區(qū)的紫花苜蓿粗灰分含量高于永登地區(qū)。

在本研究中黃羊鎮(zhèn)地區(qū)兩年總平均粗脂肪含量為2.25%，低于永登的2.45%，永登地區(qū)有利于使紫花苜蓿獲得較高的粗脂肪含量，霍海麗等[34]研究表明，紫花苜蓿粗脂肪含量隨灌水量的增加而增加。與永登地區(qū)相比，黃羊鎮(zhèn)地區(qū)降水量少，蒸發(fā)量大，該地區(qū)的參試材料受到干旱影響的程度更大，使得生長在黃羊鎮(zhèn)地區(qū)的紫花苜蓿粗脂肪含量較低。2015年兩個不同地區(qū)各參試品種平均粗脂肪含量均低于2014年，因而粗脂肪含量在建植紫花苜蓿后的第3年高于第2年。

4 結(jié)論

利用灰色關(guān)聯(lián)度法對甘肅兩地區(qū)20個紫花苜蓿品種兩年的干草產(chǎn)量、株高、莖葉比、鮮干比、粗蛋白、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗灰分、粗脂肪等指標(biāo)進(jìn)行綜合評價，得出如下結(jié)果：

在黃羊鎮(zhèn)地區(qū)以“苜蓿王”、“甘農(nóng)4號”、“隴東苜?！?、“北極星”4個品種各項性狀表現(xiàn)較好，綜合排名靠前，適宜在該地區(qū)推廣種植。在永登地區(qū)“柏拉圖”、“皇后”、“苜蓿王”、“北極星”綜合排名靠前，適宜在永登地區(qū)推廣種植；而“甘農(nóng)8號”在黃羊鎮(zhèn)和永登地區(qū)排名均最低，該品種不適宜在永登和黃羊鎮(zhèn)地區(qū)推廣。

從年際變化看，黃羊鎮(zhèn)地區(qū)紫花苜蓿干草產(chǎn)量、株高、莖葉比、鮮干比、粗蛋白、粗脂肪含量在其生長第3年高于第2年，酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗灰分含量在其生長第3年低于第2年；永登地區(qū)紫花苜蓿干草產(chǎn)量、株高、莖葉比、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗脂肪含量在其生長第3年高于第2年，鮮干比、粗蛋白、粗灰分含量在其生長第3年低于第2年。

通過對兩年數(shù)據(jù)的總體比較，生長在黃羊鎮(zhèn)地區(qū)紫花苜蓿的干草產(chǎn)量、鮮干比、粗蛋白、粗灰分等指標(biāo)總體上高于永登地區(qū)；而生長在永登地區(qū)紫花苜蓿的株高、莖葉比、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗脂肪等指標(biāo)總體上高于黃羊鎮(zhèn)。

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Comprehensive evaluation of production performance and nutritional value of 20 alfalfa cultivars in two ecological areas of Gansu province

SUN Wan-Bin1, MA Hui-Ling1*, HOU Xiang-Yang2, MU Huai-Bin2

1.CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity,KeyLaboratoryofGrasslandEcosystemMinistryofEducation,PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince,Sino-U.S.CenterforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China; 2.GrasslandResearchInstituteofCAAS,Hohhot010010,China

Twenty alfalfa (Medicagosativa) varieties were used as research materials in Huangyang and Yongdeng. The hay yield, plant height, stem/leaf and fresh/dry ratios, crude protein, acid detergent fiber, neutral detergent fiber, crude ash and ether extract content of the early bloom alfalfa were measured in two consecutive years, and comprehensive evaluations were conducted using grey relational analysis. The results showed that the hay yields ofM.sativacv Alfaqueen was the highest in both Huangyang and Yongdeng at 8.15 and 7.78 t/ha respectively. In Huangyang,M.sativacv Gannong No.4 showed the highest plant height (102.44 cm), while in YongdengM.sativacv AC Caribou was the highest (96.44 cm). In Huangyang,M.sativacv Longdong had the highest crude protein (18.08%), but in YongdengM.sativacv Longzhong showed the most crude protein content (17.91%).M.sativacv Alfaking had the lowest acid detergent fiber content in Huangyang (31.19%), while in Yongdeng andM.sativacv Sun-god,M.sativacv Pltao tied for the lowest scores (33.99%). In Huangyang, neutral detergent fiber content ofM.sativacv Alfaking was the lowest (39.08%), whileM.sativacv Polaris was the lowest in Yongdeng (42.96%). The evaluation results showed thatM.sativacv Alfaking,M.sativacv Gannong No.4,M.sativacv Longdong, andM.sativacv Polaris performed excellently in the Huangyang, whileM.sativacv Pltao,M.sativacv Alfaqueen,M.sativacv Alfaking andM.sativacv Polaris performed excellently in Yongdeng. The use of these varieties deserves extension in each of these areas.

alfalfa; production performance; nutritional value; comprehensive evaluation

2016-03-30；改回日期：2016-06-28

“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計劃(2012BAD12B02)資助。

孫萬斌(1989-)，男，甘肅臨夏人，在讀博士。E-mail:1205517373@qq.com*通信作者Corresponding author. E-mail: mahl@gsau.edu.cn

10.11686/cyxb2016141 http://cyxb.lzu.edu.cn

孫萬斌, 馬暉玲, 侯向陽, 穆懷彬. 20個紫花苜蓿品種在甘肅兩個地區(qū)的生產(chǎn)性能及營養(yǎng)價值綜合評價. 草業(yè)學(xué)報, 2017, 26(3): 161-174.

SUN Wan-Bin, MA Hui-Ling, HOU Xiang-Yang, MU Huai-Bin. Comprehensive evaluation of production performance and nutritional value of 20 alfalfa cultivars in two ecological areas of Gansu province. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(3): 161-174.