10個(gè)不同種品種牧草在寧夏中部地區(qū)引種適應(yīng)性研究

秦萍 劉德光 許珂 葉璐 韋孟琪 王彬

摘 ? ?要：本試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組的設(shè)計(jì)，在寧夏中部地區(qū)對(duì)10種不同牧草（7種豆科牧草和3種禾本科牧草）進(jìn)行引種試驗(yàn)，測(cè)定了幼苗期、盛花期/拔節(jié)期、成熟期的植株株高、莖基粗度、葉面積、葉色、葉綠素含量、脯氨酸含量、細(xì)胞膜透性及抗氧化保護(hù)酶[超氧化物歧化酶（SOD）和過(guò)氧化物酶（POD）]活性等指標(biāo)。結(jié)果表明，7種豆科牧草中，博拉圖和寧苜1號(hào)兩個(gè)苜蓿品種具有較高的株高和莖基粗度及較好的葉色等級(jí)，沙打旺具有較高的葉綠素含量，三者均具有較高的葉面積指數(shù)、脯氨酸含量和SOD、POD活性及較低的細(xì)胞膜透性;3種禾本科牧草中，披堿草具有較高的株高、莖基粗度、葉色等級(jí)和脯氨酸含量及較低的細(xì)胞膜透性，扁穗冰草具有較高的SOD和POD活性;利用隸屬函數(shù)對(duì)10種牧草的生態(tài)適應(yīng)性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)得知，豆科牧草沙打旺和苜蓿（博拉圖、寧苜1號(hào)）及禾本科牧草披堿草生態(tài)適應(yīng)性較強(qiáng)，適合在寧夏中部干旱帶引種栽培。

關(guān)鍵詞：牧草;引種;生態(tài)適應(yīng)性;抗逆性;寧夏中部干旱帶

中圖分類號(hào)：S54 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.08.008

Abstract：The 10 different forages （7 leguminous and 3 gramineous） were studied through introduction experiment with randomized block method in middle area of Ningxia. The indexes， such as plant height， stem base diameter， leaf area， leaf color， chlorophyll and proline content， cell membrane permeability and antioxidant protective enzyme （SOD and POD） activity were measured from the seedling period to the maturity period. The results showed that among the 7 leguminous forages， the two alfalfa varieties （Plato and No.1 of NingMu） had the higher plant height， stem base diameter and leaf color grade， and Astragalus adsurgens had the higher chlorophyll content; the 3 forages above had the higher leaf area， proline content， SOD and POD activity， and their cell membrane permeability were lower. Among the 3 gramineous forages， Elymus dahuricus had the higher plant height， stem base diameter， leaf color grade， proline content and the lower cell membrane permeability， while Agropyron cristatum had the higher SOD and POD activity. The ecological adaptability of 10 forages was evaluated comprehensively by membership function. According to the analysis results， A. adsurgens， two alfalfa varieties （Plato and No.1 of NingMu） and E. dahuricus had the better ecological adaptability which were suitable for introduction and cultivation in the middle arid area of Ningxia.

Key words： herbage; introduction; ecological adaptability; stress resistance; middle arid area of Ningxia

寧夏位于我國(guó)農(nóng)牧交錯(cuò)帶，自古就是重要的牧區(qū)之一，現(xiàn)有天然草場(chǎng)近240萬(wàn)hm2[1]。近年來(lái)，寧夏自治區(qū)政府一直把草畜產(chǎn)業(yè)作為寧夏農(nóng)業(yè)四大戰(zhàn)略性主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，也是寧夏中部干旱帶發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)農(nóng)民脫貧致富的支柱產(chǎn)業(yè)[2]。

發(fā)展草畜產(chǎn)業(yè)的根本措施之一就是高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)牧草的育種與栽培，但在寧夏尤其在中部干旱帶，目前適宜栽培的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)牧草品種較少，難以滿足當(dāng)?shù)卮罅Πl(fā)展草畜產(chǎn)業(yè)的需求。故本試驗(yàn)從國(guó)內(nèi)外引進(jìn)若干牧草品種，對(duì)其生態(tài)適應(yīng)性進(jìn)行了比較，旨在篩選出適合寧夏中部干旱帶的優(yōu)良牧草，為寧夏乃至西北干旱地區(qū)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)牧草的育種與栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)于2018年在寧夏吳忠市紅寺堡開(kāi)發(fā)區(qū)孫家灘現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)開(kāi)展。紅寺堡位于寧夏中部，地勢(shì)南高北低，海拔1 240～1 450 m，為山間盆地，屬典型的溫帶大陸性氣候，常年干旱少雨，晝夜溫差大。多年平均降水量251 mm，年平均蒸發(fā)量2 387 mm，年平均氣溫8.7 ℃，全年>10 ℃積溫達(dá)3 200 ℃以上。

1.2 試驗(yàn)材料

參試豆科牧草7種，其中苜蓿（Medicago sativa L.）6個(gè)品種（阿爾岡金、金皇后、固原紫花、博拉圖、寧苜1號(hào)、三得利）和沙打旺（Astragalus adsurgens Pall.）;參試禾本科牧草3種，分別為披堿草（Elymus dahuricus Turcz.）、無(wú)芒雀麥（Bromus inermis Leyss.）、扁穗冰草[Agropyron cristatum （L.） Gaertn]。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積20 m2（5 m×

4 m），3次重復(fù)。2018年5月下旬人工播種，播種量15.0 kg·hm-2，行距20～25 cm。播種前施入有機(jī)肥（牛糞）30 t·hm-2，尿素225 kg·hm-2，過(guò)磷酸鈣60 kg·hm-2，硫酸鉀60 kg·hm-2。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

本試驗(yàn)在豆科牧草苗期、盛花期、成熟期和禾本科牧草苗期、拔節(jié)期、成熟期分別測(cè)定植株的株高和莖基粗度，并選取同一植株同一部位不同葉片，測(cè)定其葉色、葉面積、脯氨酸含量、細(xì)胞膜透性、葉綠素含量以及超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）活性和過(guò)氧化物酶（Peroxidase，POD）活性。每個(gè)小區(qū)5次重復(fù)。

用直尺測(cè)量牧草株高;用游標(biāo)卡尺測(cè)定牧草基部的粗度;以甘肅草原生態(tài)研究所種檢中心研制的草坪草顏色分級(jí)卡為依據(jù)，用目測(cè)法評(píng)定各牧草品種的顏色，按1～9級(jí)分級(jí)制進(jìn)行分級(jí);用剪紙法對(duì)牧草葉面積進(jìn)行測(cè)定;采用酸性茚三酮法，對(duì)不同生長(zhǎng)時(shí)期的不同種牧草進(jìn)行脯氨酸（Proline， Pro）含量測(cè)定[3];采用電導(dǎo)率儀（CM-230型）測(cè)定葉片電導(dǎo)率并計(jì)算細(xì)胞膜透性[3];采用95%乙醇法測(cè)定葉片葉綠素含量[3];采用氮藍(lán)四唑光還原法測(cè)定超氧化物歧化酶（SOD）活性[4];采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定過(guò)氧化物酶（POD）活性[5]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

將各種（品種）牧草不同指標(biāo)的隸屬函數(shù)值相加并求平均值，最后根據(jù)隸屬函數(shù)平均值，對(duì)不同牧草的生態(tài)適應(yīng)性進(jìn)行排序。

采用DPS 10.0和Microsoft Excel 2010軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同牧草形態(tài)指標(biāo)分析

2.1.1 株高和莖基粗度 ? ?由表1可知，7種豆科牧草寧苜1號(hào)長(zhǎng)勢(shì)最好，至成熟期，其株高和莖基粗度均顯著高于其他品種（P<0.05），其次是博拉圖、三得利和固原紫花品種，三者間株高和莖基粗度差異均不顯著（P>0.05）;禾本科牧草在不同生育期的株高均表現(xiàn)為披堿草>無(wú)芒雀麥>扁穗冰草，且前二者之間差異均不顯著（P>0.05）。

2.1.2 葉色和葉面積指數(shù) ? ?由表2可知，隨著生育期的推進(jìn)，豆科牧草中阿爾岡金和三得利苜蓿葉色等級(jí)先升后降，其他豆科牧草品種及3種禾本科牧草葉色等級(jí)均呈升高趨勢(shì);至成熟期，豆科牧草葉色等級(jí)以博拉圖最高，其次是寧苜1號(hào)，禾本科牧草中以披堿草和扁穗冰草最高。7種豆科牧草葉面積指數(shù)均呈增加趨勢(shì)，但品種間增幅不同，以寧苜1號(hào)增幅（87.31%）最大;至成熟期，葉面積指數(shù)以博拉圖最高，與沙打旺（第2位）差異不顯著（P>0.05），但顯著高于其他品種（P<0.05），寧苜1號(hào)排第3位。

2.2 不同牧草生理生化指標(biāo)分析

2.2.1 細(xì)胞膜透性 ? ?由表3可知，隨著生育期的推進(jìn)，除博拉圖苜蓿的細(xì)胞膜透性呈先升高后降低的趨勢(shì)，其他6種豆科和3種禾本科牧草均呈升高趨勢(shì)，但種間增幅不同，7種豆科牧草中以寧苜1號(hào)增幅（10.82%）最小，其次是博拉圖（12.20%），3種禾本科牧草中以披堿草增幅（11.75%）最小。至成熟期，7種豆科牧草間細(xì)胞膜透性差異均顯著（P<0.05），其中以沙打旺最低，然后是博拉圖，寧苜1號(hào)排第3位，而阿爾岡金細(xì)胞膜透性最大;3種禾本科牧草種間差異亦顯著（P<0.05），以披堿草最低而無(wú)芒雀麥最高，扁穗冰草居中。

2.2.2 葉綠素 ? ?由表4可知，隨著生育期的推進(jìn)，除博拉圖苜蓿的葉綠素含量呈先增后減趨勢(shì)，其他6種豆科和3種禾本科牧草均呈增加趨勢(shì)。至成熟期，7種豆科牧草中以沙打旺葉綠素含量最高，顯著高于其他豆科牧草（P<0.05），其次是三得利苜蓿，與寧苜1號(hào)（第3位）和固原紫花（第4位）差異不顯著（P>0.05），但顯著高于其他3種豆科牧草（P<0.05）;3種禾本科牧草中以扁穗冰草葉綠素含量最高，顯著高于無(wú)芒雀麥（P<0.05），披堿草與二者差異均不顯著（P>0.05）。

2.2.3 脯氨酸 ? ?由表4可知，隨著生育期的推進(jìn)，除博拉圖和三得利苜蓿的脯氨酸含量呈先增后減趨勢(shì)，其他5種豆科和3種禾本科牧草均呈增加趨勢(shì)，但種間增幅不同，豆科和禾本科牧草中分別以寧苜1號(hào)和披堿草增幅最大，分別為220.59%和137.13%。至成熟期，7種豆科牧草以沙打旺脯氨酸含量最高，顯著高于寧苜1號(hào)（第2位）（P<0.05），二者均顯著高于其他5種豆科牧草（P<0.05）;3種禾本科牧草中以披堿草脯氨酸含量最高，顯著高于無(wú)芒雀麥和扁穗冰草（P<0.05），后二者間差異不顯著（P>0.05）。

2.2.4 SOD ? ?由表5可知，隨著生育期的推進(jìn)，除阿爾岡金和固原紫花苜蓿SOD活性呈下降趨勢(shì)，其他5個(gè)豆科和3個(gè)禾本科牧草SOD活性均呈先升高后降低的趨勢(shì);至盛花期/拔節(jié)期，7種豆科牧草中以沙打旺SOD活性最高，其次是博拉圖（第2位）和寧苜1號(hào)（第3位），三者間差異顯著且均顯著高于其他4種豆科牧草（P<0.05），3種禾本科牧草表現(xiàn)為扁穗冰草>披堿草>無(wú)芒雀麥，三者間差異均顯著（P<0.05）。

2.2.5 ? ?POD ? ?由表5可知，隨著生育期的推進(jìn)，寧苜1號(hào)苜蓿、披堿草和扁穗冰草POD活性先降后升，三得利苜蓿先升后降，其他6個(gè)牧草品種均呈升高趨勢(shì);至成熟期，7種豆科牧草POD活性種間差異均顯著（P<0.05），以沙打旺最高，其次是博拉圖，寧苜1號(hào)排第3位;3種禾本科牧草中以扁穗冰草最高，顯著高于無(wú)芒雀麥和披堿草（P<0.05）。

2.3 不同牧草生態(tài)適應(yīng)性綜合評(píng)價(jià)

利用模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法對(duì)不同牧草的生態(tài)適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知，7種豆科牧草中，苗期沙打旺、寧苜1號(hào)和博拉圖的生態(tài)適應(yīng)性分別位列前三名，盛花期沙打旺、博拉圖和三得利的生態(tài)適應(yīng)性分別位列前三，成熟期沙打旺、博拉圖和寧苜1號(hào)的生態(tài)適應(yīng)性分別位列前三;3種禾本科牧草中，披堿草的生態(tài)適應(yīng)性在各生育期均為第一位。綜合而言，豆科牧草沙打旺、博拉圖、寧苜1號(hào)和禾本科牧草披堿草具有較強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)性。

3 結(jié)論與討論

有關(guān)不同種（品種）牧草的引種適應(yīng)性研究在國(guó)內(nèi)外已開(kāi)展多年，并取得了相應(yīng)的研究成果。蘭吉勇等[6]在新疆察布查爾縣對(duì)8個(gè)多年生禾本科牧草進(jìn)行了引種適應(yīng)性研究，篩選出了3個(gè)優(yōu)良品種;古琛等[7]在內(nèi)蒙古四子王旗對(duì)13份禾本科牧草和9份豆科牧草進(jìn)行了適應(yīng)性評(píng)價(jià)，篩選出了適應(yīng)性較強(qiáng)的4個(gè)牧草品種;王建麗等[8]在哈爾濱對(duì)9個(gè)草地早熟禾（Poa pratensis L.）品種進(jìn)行了引種適應(yīng)性評(píng)價(jià)，篩選出了適應(yīng)性較強(qiáng)的2個(gè)品種。

大量研究表明[9-11]，氣候是影響植物引種適應(yīng)性的主要因素，而溫度與降水量是決定區(qū)域氣候的兩個(gè)最主要因素，也是決定引種成敗的關(guān)鍵因素。對(duì)寧夏中部地區(qū)而言，干旱是限制植物生長(zhǎng)的首要因素，同時(shí)嚴(yán)寒和土壤貧瘠亦影響著植物的生長(zhǎng)發(fā)育，因此在該地區(qū)引進(jìn)新品種，首先要具有較強(qiáng)的抗旱性，其次還要具有抗寒性和耐瘠薄性。

在以上原則指導(dǎo)下，張學(xué)文[12]在寧夏南部干旱半干旱區(qū)對(duì)6個(gè)多年生禾本科牧草品種進(jìn)行了生態(tài)適應(yīng)性比較研究，篩選出3個(gè)適宜于在寧夏南部山區(qū)推廣種植的冰草品種;賈倩民等[13]在寧夏鹽池干旱風(fēng)沙區(qū)對(duì)6個(gè)豆科和6個(gè)禾本科牧草品種進(jìn)行了適應(yīng)性比較試驗(yàn)，研究結(jié)果表明：苜蓿兩個(gè)品種（寧苜1號(hào)、中苜1號(hào)）和沙打旺的適應(yīng)性較強(qiáng)，可作為該地區(qū)推廣種植的優(yōu)良牧草;馬甜等[14]在寧夏鹽池縣對(duì)中科2號(hào)羊草[Leymus chinensis （Trin.） Tzvel.]品種進(jìn)行了引種試驗(yàn)，認(rèn)為中科2號(hào)羊草新品種適宜在寧夏鹽池等類似地區(qū)種植，寧夏有建立羊草新品種種源繁殖基地的潛力。

本研究表明，在寧夏中部地區(qū)干旱缺水條件下，7種豆科牧草中，博拉圖、寧苜1號(hào)具有較高的株高和莖基粗度及較好的葉色等級(jí)，沙打旺具有較高的葉綠素含量，三者均具有較高的葉面積指數(shù)、脯氨酸含量和SOD、POD活性及較低的細(xì)胞膜透性，說(shuō)明三者具有較強(qiáng)的滲透調(diào)節(jié)能力和抗氧化保護(hù)能力，在逆境中所遭受的傷害較小，生長(zhǎng)發(fā)育良好，其生態(tài)適應(yīng)性綜合（隸屬函數(shù)）排名位列前三，其中沙打旺與苜蓿在各指標(biāo)間的差異主要因其種屬特性所致，前者屬于豆科黃芪屬而后者屬于豆科苜蓿屬，故在具體品種的選擇上還應(yīng)考慮到牧草的產(chǎn)量、質(zhì)量及綜合利用方式，相關(guān)研究有待于進(jìn)一步開(kāi)展;3種禾本科牧草中，披堿草具有較高的株高、莖基粗度、葉色等級(jí)和脯氨酸含量及較低的細(xì)胞膜透性，扁穗冰草具有較高的SOD和POD活性，生態(tài)適應(yīng)性綜合評(píng)價(jià)（隸屬函數(shù)）以披堿草最高。由此可見(jiàn)，豆科牧草沙打旺和苜蓿（博拉圖、寧苜1號(hào)）及禾本科牧草披堿草生態(tài)適應(yīng)性較強(qiáng)，適合在寧夏中部干旱帶引種栽培。

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