不同品種苜蓿與無芒雀麥單、混播越冬期根系生理指標(biāo)變化研究

申曉慧

(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院， 黑龍江 佳木斯 154007)

黑龍江省是我國重要畜牧業(yè)發(fā)展基地，隨著種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，奶牛養(yǎng)殖業(yè)的不斷擴(kuò)大更是帶動(dòng)了苜蓿(MedicagosativaL.)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而在黑龍江的一些高緯度嚴(yán)寒地區(qū)，安全越冬成了苜蓿產(chǎn)業(yè)亟待解決的關(guān)鍵問題。要解決這一問題，一是要選擇優(yōu)質(zhì)抗寒品種，二是了解苜蓿根系對(duì)低溫寒冷氣候的適應(yīng)規(guī)律和特點(diǎn)，通過合理的栽培措施，調(diào)節(jié)和改善苜蓿根系的微環(huán)境，幫助苜蓿安全越冬。

目前對(duì)苜?？购缘脑u(píng)價(jià)主要對(duì)苜蓿單播在形態(tài)學(xué)指標(biāo)、生理生化指標(biāo)、外源激素及秋眠性與抗寒性的關(guān)系[1-3]研究，而對(duì)通過與禾草混播的栽培方式改變苜蓿根系微觀環(huán)境，以此提高苜蓿抗寒性的研究尚未見報(bào)道。為此，本試驗(yàn)通過不同品種紫花苜蓿與禾草無芒雀麥單、混播處理，研究秋末冬初和初春單混播處理的不同苜蓿根系可溶性糖、可溶性蛋白、游離脯氨酸、MDA生理指標(biāo)變化，比較品種間的抗寒性及混播與單播處理間的抗寒差異，為黑龍江省高寒地區(qū)苜蓿抗寒品種的選擇及栽培措施提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)苜蓿(Medicagosativa)品種為‘馴鹿’、‘龍牧806’、‘ 敖漢’，由黑龍江省畜牧研究所提供，‘WL168HQ’及無芒雀麥(BromusinermisLeyss)由北京正道生態(tài)科技有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)小區(qū)采用間、混條播方式，人工開溝播種，單播苜蓿播種量為22.5 kg·hm-2，與無芒雀麥混播時(shí)播種量為4.5 kg·hm-2，無芒雀麥播量為15.75 kg·hm-2，小區(qū)面積12 m2，條播30 cm間距，開溝深度2.5～3 cm，覆土厚2～3 cm，2013年5月28日播種，隨機(jī)區(qū)組，3次重復(fù)，常規(guī)大田管理。試驗(yàn)處理方法為Ⅰ:‘馴鹿’單播；Ⅱ:’馴鹿’+無芒雀麥混播;Ⅲ: ‘龍牧806’單播；Ⅳ：‘龍牧806’+無芒雀麥混播；Ⅴ:‘敖漢’單播；Ⅵ: ‘敖漢’+無芒雀麥混播；Ⅶ：‘WL168HQ’單播；Ⅷ：‘L168HQ‘+無芒雀麥混播。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量；考馬斯亮藍(lán)比色法測(cè)定可溶性蛋白含量；磺基水楊酸法測(cè)定游離脯氨酸含量，硫代巴比妥酸法測(cè)定MDA[4-5]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)采用SAS 8.1 (SAS Institute Inc.,2006) 統(tǒng)計(jì)軟件，在P=0.05水平上對(duì)同一處理不同取樣時(shí)間及同一處理時(shí)間不同品種單、混播進(jìn)行方差分析和Duncan多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 可溶性糖含量變化

由表1可知，不同處理單播及混播紫花苜蓿根系可溶性糖含量呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢(shì)，10月15日至11月15日可溶性糖含量迅速增加，不同品種之間可溶性糖含量增加速度和積累能力不同，至11月15日，除‘龍牧806’外，其他品種單、混播處理均達(dá)到差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，‘馴鹿’增加速度最快，其次是‘龍牧806’和‘WL168HQ’，‘敖漢’苜蓿增加最慢。同一品種單、混播處理之間可溶性糖含量差異不顯著。翌年3月末至4月末隨著春季氣溫不斷上升，可溶性糖作為春季再生的能源被轉(zhuǎn)移利用，其含量下降。

2.2 可溶性蛋白含量變化

由表2可知，越冬期間，各品種及處理之間可溶性蛋白含量變化基本一致。10月15日各品種之間及單、混播處理之間差異不顯著，至11月15日隨著環(huán)境溫度的大幅下降，可溶性蛋白含量急速增加，不同品種之間差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)，翌年隨著氣溫逐漸回升，可溶性蛋白含量逐漸下降，說明苜?？赡茉谠蕉陂g，通過消耗體內(nèi)蛋白能量對(duì)細(xì)胞起到滲透調(diào)節(jié)作用，以此抵御嚴(yán)寒，翌年返青后可溶性蛋白含量仍然下降，說明返青期間由于沒有大量葉片進(jìn)行光合作用，需要消耗體內(nèi)蛋白補(bǔ)充苜蓿能量需求。各時(shí)期不同品種之間，以及同一品種單、混播處理之間可溶性蛋白含量差異不同。

表1 不同處理紫花苜蓿根系可溶性糖含量變化Table 1 Changes of soluble sugar content in alfalfa root of different sowing treatments in winter/%

2.3 游離脯氨酸含量變化

由表3可知，苜蓿越冬期間，各品種及處理根系游離脯氨酸含量變化趨勢(shì)與可溶性蛋白含量變化基本一致。10月15日至11月15日，苜蓿根系游離脯氨酸含量呈增加趨勢(shì)，且差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)，‘馴鹿’和‘ WL168HQ’ 根系游離脯氨酸含量增加幅度高于‘龍牧806’和‘敖漢’苜蓿，至11月15日，各品種的單、混播處理之間差異顯著(P<0.05)，3月末，‘馴鹿’和‘ WL168HQ’單、混播處理根系游離脯氨酸含量仍然存在顯著差異(P<0.05)，之后，隨著氣溫逐漸回暖，游離脯氨酸含量不斷下降，至4月30日除‘ WL168HQ’單混播處理差異不顯著外，其他單混播之間差異顯著(P<0.05)。

表3 不同處理紫花苜蓿根系游離脯氨酸含量變化Table 3 Changes of free proline content in alfalfa root of different treatmentsin winter/mg·g-1

2.4 MDA含量變化

由表4可知，入冬初期(10月30日之前)，隨著自然環(huán)境溫度的下降，MDA含量增加，然而不同品種及不同處理之間MDA含量增加程度不同。至10月30日，同一品種單混播之間差異顯著(P<0.05),越冬率低的品種‘敖漢’苜蓿單播處理MDA含量增加最多，與其他處理差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)，越冬率高的品種‘馴鹿’苜?；觳ヌ幚鞰DA含量增加最少，也與其他處理差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)，從表中還可以看出，同一品種混播處理的MDA含量低于單播處理，且差異顯著(P<0.05)，說明不同苜蓿品種受到低溫脅迫后，膜脂受損害程度不同。10月30日之后，隨著環(huán)境氣溫的繼續(xù)下降，MDA含量大幅下降，說明各品種及處理經(jīng)抗寒鍛煉后，體內(nèi)的抗寒機(jī)制逐漸啟動(dòng)，其細(xì)胞抗膜脂過氧化能力較強(qiáng)，其中‘馴鹿’單、混播處理下降幅度最大，與其他處理差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)，說明其抗氧化能力高于其他品種。翌年3月末至4月末，氣溫逐漸回暖，MDA含量整體表現(xiàn)為增加趨勢(shì)。多數(shù)品種單、混播之間仍達(dá)到顯著差異水平(P<0.05)。

表4 不同處理紫花苜蓿根系丙二醛(MDA)含量變化Table 4 Changes of MDA content in alfalfa root of different treatments in winter/μmol·g-1

3 討論與結(jié)論

植物通過滲透調(diào)節(jié)作用，使細(xì)胞內(nèi)溶物主動(dòng)積累有機(jī)酸、糖和蛋白等大分子物質(zhì)，使植物在低溫條件下，減少水分流失，降低冰點(diǎn)，以此抵御逆境脅迫。也有研究表明，可溶性糖含量與植物的抗寒性沒有直接關(guān)系[6]。本試驗(yàn)表明，越冬期間，在溫度降幅較大，寒冷持續(xù)較長時(shí)期內(nèi)，除‘敖漢’苜蓿單、混播處理外，其他3個(gè)品種單、混播處理根系可溶性糖、蛋白及游離脯氨酸含量都迅速積累并持續(xù)較長時(shí)間。早春變暖后，苜蓿開始返青，根部和越冬芽開始萌動(dòng)，可溶性糖、蛋白及游離脯氨酸含量與越冬前相比明顯下降。且同一品種混播處理高于單播處理，由于這些生理活性物質(zhì)與苜?？购杂嘘P(guān)，生理活性物質(zhì)的增加可能有利于提高其抗寒性。但由于本研究僅是一年試驗(yàn)結(jié)果，而抗寒性主要受天氣影響，所以試驗(yàn)結(jié)論還有待于進(jìn)一步探討研究。