14個(gè)紫花苜蓿品種草產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)

李 巖，徐智明，李爭(zhēng)艷，李 楊

(安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 畜牧獸醫(yī)研究所，安徽 合肥 230031)

紫花苜蓿(Medicagosativa)是一種優(yōu)質(zhì)的多年生豆科牧草，其粗蛋白含量高，適應(yīng)性強(qiáng)，適口性好，且耐寒、耐旱、耐貧瘠、耐頻繁刈割，具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，生產(chǎn)潛力巨大，被廣泛種植于中國(guó)南北各地[1-3]。安徽是紫花苜蓿種植大省，且該省蚌埠市五河縣的苜蓿種植面積達(dá)0.67萬(wàn)hm2，是全國(guó)最大的苜蓿生產(chǎn)基地。但安徽各地區(qū)氣候條件和地理環(huán)境差別較大，各苜蓿品種在各地區(qū)表現(xiàn)的生態(tài)適應(yīng)性不同，未能達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)收益，制約著當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)的發(fā)展。因此，篩選和評(píng)價(jià)出生產(chǎn)性能佳，耐濕熱環(huán)境的優(yōu)良苜蓿品種，是各地區(qū)擴(kuò)大引種栽培面積的關(guān)鍵。針對(duì)安徽江淮地區(qū)特殊的環(huán)境條件，對(duì)引進(jìn)的14個(gè)紫花苜蓿品種進(jìn)行連續(xù)3年的田間栽培和相關(guān)指標(biāo)測(cè)定[4-5]，利用方差分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析[6]，綜合評(píng)價(jià)了這些品種在當(dāng)?shù)氐倪m應(yīng)性，以期篩選出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的優(yōu)勢(shì)苜蓿品種，并為相似生態(tài)環(huán)境下的新品種選育和引種提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所東山試驗(yàn)地進(jìn)行，地理位置N 32°32′，E 117°58′、海拔29.8 m，屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，地處安徽中部，位于江淮丘陵、巢湖之濱，夏季濕潤(rùn)而多雨，冬季干燥而寒冷。年平均氣溫15.7℃，極端高溫42℃、低溫-26℃。年均降水量1 000 mm，集中在6～8月，占年降水總量的60%～80%。年日照2 100 h，年無(wú)霜期230 d。試驗(yàn)區(qū)土壤性質(zhì)為黃棕壤，質(zhì)地粘重，中性偏酸，耕作層深25～30 cm，肥力條件較差。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)品種包括正道440、354、正道656、MF85、巨能6、343、903、363、525、6010(包衣)、6010、SR46、巨能809、MF4020，共14個(gè)品種，均為來(lái)源于美國(guó)的多年生苜蓿品種，品種編號(hào)依次為X1至X14(表1)。其中對(duì)照品種X5(巨能6)在本地種植多年，為本地推廣品種。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)4次，每個(gè)小區(qū)面積為2.5 m×2.7 m=6.75 m2，人工開溝，條播，行距為40 cm，播種量為2.25 g/m2，播深2 cm。播種時(shí)間為2014年10月15日，播種前后均未施肥、不灌水，雨季注意排水防澇，隨時(shí)除雜草，防治病蟲害。紫花苜蓿各品種2016年、2017年、2018年(種植第3年、第4年、第5年)均刈割6茬，取第1茬初花期(4月)進(jìn)行采樣分析[7]。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 草產(chǎn)量測(cè)定及干鮮比 每個(gè)品種隨機(jī)刈割樣段50 cm，立即稱取鮮重，重復(fù)3次，取平均值。將鮮草樣品共42份，切碎后放入微波烘干機(jī)中105℃殺青30 min，然后85℃下烘干至恒重(2次重量差<0.01 g)，測(cè)定各品種干草重量，干鮮比=(干重/鮮重)×100%。

1.4.2 營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)測(cè)定 測(cè)定烘干樣品中的粗蛋白含量(CP)、中性洗滌纖維含量(NDF)、酸性洗滌纖維含量(ADF)。粗蛋白參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T6432-1994，采用海能K9860自動(dòng)定氮儀來(lái)測(cè)定；酸性洗滌纖維參照標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1459-2007，用回流消煮裝置和纖維測(cè)定儀測(cè)定；中性洗滌纖維按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20806-2006來(lái)測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2010軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，用SPSS 19.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，用DPS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析。采用郭瑞林[8]的方法進(jìn)行品種優(yōu)劣的評(píng)估，把所有參試品種作為一個(gè)灰色系統(tǒng)，每個(gè)參試品種作為其中的一個(gè)因素，取各指標(biāo)中的最大值構(gòu)建理想品種，將參考品種作為參考數(shù)列，參試品種各個(gè)性狀的均值當(dāng)作比較數(shù)列，計(jì)算各參試品種與參考品種之間的灰色關(guān)聯(lián)度—等權(quán)關(guān)聯(lián)度。等權(quán)關(guān)聯(lián)度是在各性狀重要性相同的前提下，對(duì)參試品種進(jìn)行評(píng)估，實(shí)際上各性狀指標(biāo)在品種評(píng)估中的重要性是不相同的，因此，首先必須明確各個(gè)性狀的權(quán)重系數(shù)，計(jì)算各個(gè)品種的加權(quán)關(guān)聯(lián)度，從而對(duì)品種進(jìn)行綜合評(píng)估。權(quán)重分配以鮮草產(chǎn)量作為參考數(shù)列，以其他性狀作為比較數(shù)列，算出各個(gè)性狀與鮮草產(chǎn)量之間的灰色關(guān)聯(lián)度，進(jìn)行歸一化處理后，得出各個(gè)性狀的權(quán)重系數(shù)ω(k)，再將各參試品種與參考品種性狀間的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)和各個(gè)性狀權(quán)重系數(shù)ω(k)的乘積相加，即可得出每個(gè)參試品種的綜合評(píng)估關(guān)聯(lián)度r—加權(quán)關(guān)聯(lián)度。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同苜蓿品種性狀比較

2.1.1 鮮草產(chǎn)量 3年間各苜蓿品種鮮草產(chǎn)量最低的均為對(duì)照品種X5，并與鮮草產(chǎn)量最高的品種均差異顯著(P<0.05)(表1)。2016年苜蓿鮮草產(chǎn)量居前幾位的品種分別為X14、X1、X4、X12、X13，最高鮮草量產(chǎn)可達(dá)2.39 kg/m2。2017年14個(gè)苜蓿品種的鮮草產(chǎn)量與2016年相比，除X14外其余均有所增加，其中X10漲幅最高，為2.07 kg/m2，其次是X9，漲幅為1.91 kg/m2，鮮草產(chǎn)量最高的X10和最低的X5差異顯著，其余各品種無(wú)顯著差異。2018年各苜蓿品種鮮草產(chǎn)量有3個(gè)品種持續(xù)增加，分別為X1，X2和X8，其余11個(gè)品種的鮮草產(chǎn)量均有所回落，降幅最大的是X10，降幅達(dá)1.72 kg/m2(表1)。

2.1.2 干草產(chǎn)量 3年間X1、X2、X3、X7、X8苜蓿品種的干草產(chǎn)量呈逐年上升趨勢(shì)，其中X1在3年間的干草產(chǎn)量位次依次為1，5和1。3年間各苜蓿品種干草產(chǎn)量最低的均為對(duì)照品種X5，2016年最高的干產(chǎn)量品種與對(duì)照品種X5差異顯著(P<0.05)，2017和2018年最高干產(chǎn)品種與對(duì)照品種X5呈顯著差異。2017年各品種干草產(chǎn)量均高于2016年同期，2017年干產(chǎn)漲幅最大的是X9，漲幅為0.52 kg/m2，其次是X10，漲幅為0.49 kg/m2。2018年部分品種與2017年干草產(chǎn)量有所回落，但全部高于2016年同期，其中降幅最大的為X10，達(dá)到0.30 kg/m2，其次是X12，降幅達(dá)0.28 kg/m2(表2)。

2.1.3 干鮮比 干鮮比是反映牧草積累干物質(zhì)性能的重要指標(biāo)，是曬制干草或制作青貯的重要依據(jù)，多選擇干鮮比較高的牧草進(jìn)行干草曬制。由表3可知，2016年各苜蓿品種平均干鮮比均低于對(duì)照X5，其中除X11外均與對(duì)照差異顯著(P<0.05)。2017年各苜蓿品種平均干鮮比最高的仍為對(duì)照X5，但各品種干鮮比均有所升高并全部高于2016年，其中X4、X1、X2、X6、X14、X12的位次均有所提高，X13干鮮比最低并與對(duì)照X5呈極顯著差異。2018年各苜蓿品種平均干鮮比再次全部高于2017年，其中X4干鮮比最高并高于對(duì)照X5，品種X7、X8、X9、X10、X13的位次均有所提高，品種X11、X14的干鮮比與對(duì)照X5差異顯著(P<0.05)。

表1 14個(gè)紫花苜蓿品種3年期間鮮草產(chǎn)量

注：同列不同小寫字母表示品種間差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，下同

表2 14個(gè)紫花苜蓿品種3年期間干草產(chǎn)量

表3 14個(gè)紫花苜蓿品種3年期間干鮮比

2.1.4 粗蛋白含量 粗蛋白(CP)含量是衡量紫花苜蓿飼用價(jià)值的重要指標(biāo)，其含量高低決定著苜蓿的飼用價(jià)值，與家畜的生產(chǎn)性能呈正相關(guān)。3年間紫花苜蓿各品種粗蛋白含量均呈先降后升的趨勢(shì)，2017年與2016年相比均有所下降，2018年則再次升高，品種X11在2018年粗蛋白含量達(dá)到22.6%，與對(duì)照X5差異顯著(P<0.05)，甚至高于2016年的21.4%。3年間粗蛋白含量最高品種依次為X7、X13和X11。3年間粗蛋白含量均較高的品種有X2、X11和X13(表4)。

表4 14個(gè)紫花苜蓿品種3年期間粗蛋白的含量

2.1.5 中性洗滌纖維含量 中性洗滌纖維含量(NDF)是對(duì)植物細(xì)胞壁或纖維成分的一種測(cè)量指標(biāo)，主要包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等成分。一定范圍內(nèi)，NDF越低，粗飼料品質(zhì)越好[9-10]。3年間相同茬次對(duì)比，各苜蓿品種的NDF分別呈現(xiàn)不同升降趨勢(shì)：X1至X7先降后升；X8、X9持續(xù)下降；X10至X14先升后降。在2016年和2017年，X3的NDF均為最低，均與對(duì)照X5差異顯著(P<0.05)，含量分別是36.7%和25.9%；X12均為NDF最高的品種，均與對(duì)照X5差異顯著(P<0.05)，含量分別是72.8%和76.1%。而在2018年，X12則成為NDF最低的品種，與對(duì)照X5差異顯著(P<0.05)，含量低至37.8%(表5)。

表5 14個(gè)紫花苜蓿品種3年期間中性洗滌纖維的含量

2.1.6 酸性洗滌纖維含量 酸性洗滌纖維含量(ADF)是指中性洗滌纖維減去半纖維素的成分，只代表木質(zhì)化的纖維素，與消化率呈負(fù)相關(guān)，飼草酸性洗滌纖維增加，家畜的消化率下降[11-12]。由表6可知，3年間相同茬次對(duì)比，各苜蓿品種的ADF分別呈現(xiàn)不同升降趨勢(shì)：X2、X5、X10、X11、X12和X14持續(xù)下降；X13先升后降；其余品種先降后升。2016年和2017年，X3的ADF含量最低，均與對(duì)照X5差異顯著(P<0.05)，含量分別是27.1%和21.4%；而在2018年，X11則成為ADF最低的品種，與對(duì)照X5差異顯著(P<0.05)，含量低至28.7%。3年間各苜蓿品種的中性洗滌纖維含量均大于相應(yīng)的酸性洗滌纖維含量。

表6 14個(gè)紫花苜蓿品種3年期間酸性洗滌纖維的含量

2.2 不同苜蓿品種主要性狀的灰色關(guān)聯(lián)度分析

關(guān)聯(lián)度的大小可以反映變量的重要性，紫花苜蓿以鮮草青飼為主，因此，采用灰色關(guān)聯(lián)度法分析鮮草產(chǎn)量和其他5個(gè)性狀，算出其相關(guān)性，若關(guān)聯(lián)度越大，則提示該變量對(duì)鮮草產(chǎn)量的貢獻(xiàn)越大，其相互關(guān)系也越密切。與苜蓿鮮草產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度大小依次為：干草產(chǎn)量>粗蛋白含量>中性洗滌纖維含量>酸性洗滌纖維含量，顯示各個(gè)性狀對(duì)鮮草產(chǎn)量的直接/間接效應(yīng)不同，在以苜蓿鮮草產(chǎn)量為主要目標(biāo)的選育中，首先應(yīng)著重選擇干草產(chǎn)量、粗蛋白含量等性狀，其次可選擇酸性洗滌纖維含量、中性洗滌纖維含量等性狀(表8)。

2.3 不同苜蓿品種灰色關(guān)聯(lián)度的綜合評(píng)價(jià)

灰色系統(tǒng)理論認(rèn)為，品種關(guān)聯(lián)度越大，越靠近參考品種[13-14]。本研究中所有參試品種與對(duì)照品種X5相比，其各等權(quán)關(guān)聯(lián)度位次均優(yōu)于對(duì)照，其各加權(quán)關(guān)聯(lián)度位次也均優(yōu)于對(duì)照，在各參試品種中，最優(yōu)品種是X3，最差品種是對(duì)照X5。參試品種X3、X1和X2的等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度的位次相同，且位于前3位，說(shuō)明X3、X1和X2等3個(gè)品種的綜合性狀較好，因其兼顧產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，后期可對(duì)這3個(gè)品種進(jìn)一步試驗(yàn)推廣(表9)。

表7 參考品種的主要性狀平均值

表8 鮮草產(chǎn)量與主要性狀的灰色關(guān)聯(lián)度及權(quán)重分配

表9 參試品種的灰色關(guān)聯(lián)度及位次

3 討論

近20年來(lái)，南方農(nóng)區(qū)對(duì)紫花苜蓿產(chǎn)品的需求急劇增長(zhǎng)，針對(duì)其生產(chǎn)性能的相關(guān)篩選研究就顯得尤為重要[15]。單貴蓮等[16]報(bào)道牧草一旦錯(cuò)過(guò)了最佳刈割時(shí)期，質(zhì)量會(huì)開始下降，紫花苜蓿表現(xiàn)尤為明顯；李光耀[17]的研究也顯示，苜蓿在初花期刈割其利用價(jià)值最高。結(jié)合前期試驗(yàn)，筆者選擇初花期進(jìn)行刈割測(cè)定。

灰色系統(tǒng)理論可利用計(jì)算機(jī)操作，在考慮產(chǎn)量這一主導(dǎo)因素的同時(shí)，對(duì)各個(gè)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行歸一化處理，并對(duì)其分配權(quán)重系數(shù)，進(jìn)一步對(duì)苜蓿各品種進(jìn)行客觀準(zhǔn)確的多因素綜合評(píng)價(jià)，其結(jié)果較為合理可信，符合高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的引種目標(biāo)，能夠全面反映出某品種生產(chǎn)性能的優(yōu)劣，有效彌補(bǔ)了在確定權(quán)重系數(shù)過(guò)程中，因缺乏專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而造成的主觀誤差，在一定程度上規(guī)避了單因素對(duì)苜蓿生產(chǎn)性能評(píng)價(jià)的弊病，目前已被普遍應(yīng)用于苜蓿及牧草的研究中。許濤等[18]、于萌等[19]均利用此方法對(duì)牧草的生產(chǎn)性能進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，取得了較好的效果。鑒于不同的牧草品種其生長(zhǎng)特性和個(gè)體存在差異，因此，到達(dá)同一生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期需要的時(shí)間亦不同，試驗(yàn)中大部分苜蓿品種到達(dá)某一特定生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期時(shí)，集中測(cè)定其生產(chǎn)性能各個(gè)指標(biāo)，如若個(gè)別品種未到達(dá)或者已經(jīng)超過(guò)該測(cè)定時(shí)期，可能會(huì)造成試驗(yàn)結(jié)果的誤差，這有待后續(xù)試驗(yàn)進(jìn)一步探索。

紫花苜蓿各品種在2017年(種植第4年)的鮮干草產(chǎn)量普遍高于2016年(種植第3年)，至2018年(種植第5年)部分有所回落但大多數(shù)依然高于2016年同期。粗蛋白含量表現(xiàn)為在2017年先下降，在2018年又上升的趨勢(shì)。同一品種在不同種植年限下的生產(chǎn)性能變化比較顯著，可能是由于各苜蓿品種自身的遺傳性和不同生長(zhǎng)發(fā)育階段的差異，加上在適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件時(shí)的反應(yīng)不同，導(dǎo)致其表現(xiàn)出不同的生長(zhǎng)特點(diǎn)。研究在苜蓿種植第4年即2017年加強(qiáng)了栽培管理，因此，既保證了營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，又延長(zhǎng)了高產(chǎn)的年限。

4 結(jié)論

正道440(X1)在鮮干草產(chǎn)量方面表現(xiàn)最好，其中性洗滌纖維含量、酸性洗滌纖維含量表現(xiàn)也較好，但其粗蛋白含量較低；正道656、354、903(X3、X2、X7)等品種在粗蛋白含量、中性洗滌纖維含量、酸性洗滌纖維含量方面表現(xiàn)突出，品質(zhì)較好，其中354在鮮干草產(chǎn)量方面表現(xiàn)也很突出，正道656次之。根據(jù)3年的灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果，結(jié)合產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，供試苜蓿品種以正道656最接近理想品種，其次是正道440、354、525、903，上述5個(gè)品種適宜在安徽江淮地區(qū)推廣種植。