12個紫花苜蓿品種（系）在山東泰安的生產(chǎn)性能和品質(zhì)評價

魯星，王秀華，楊婉君，王璐，張曉旭，趙巖1,*

試驗研究

12個紫花苜蓿品種（系）在山東泰安的生產(chǎn)性能和品質(zhì)評價

魯星1?，王秀華2?，楊婉君2，王璐2，張曉旭2，趙巖1,2*

（1.山東農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院/作物生物學國家重點實驗室，山東 泰安 271018；2.山東農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，山東 泰安）

為探明12個紫花苜蓿品種（系）在山東泰安的生產(chǎn)適應(yīng)性，為該地區(qū)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種的選擇提供參考，試驗對株高、莖粗、節(jié)數(shù)、葉長、葉寬、葉片數(shù)、1 m枝條數(shù)、鮮草產(chǎn)量等8個生產(chǎn)性能性狀和粗蛋白、干物質(zhì)、粗灰分、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維等5個品質(zhì)性狀進行分析，并運用灰色關(guān)聯(lián)度法以鮮草產(chǎn)量和5個品質(zhì)性狀對12個紫花苜蓿品種進行綜合評價。結(jié)果表明，不同紫花苜蓿品種在生產(chǎn)性能和品質(zhì)性狀間均存在差異，通過加權(quán)關(guān)聯(lián)度進行評價，綜合表現(xiàn)較好的紫花苜蓿品種（系）有WL656HQ、WL525、WL440HQ、巨能995、WL712、WL358、中苜6號和中原804。

紫花苜蓿；生產(chǎn)性能；品質(zhì)；綜合評價

紫花苜蓿為多年生豆科牧草，具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、適口性好等特點，在飼草生產(chǎn)和畜牧業(yè)發(fā)展中具有重要地位，被譽為“牧草之王”和“飼料皇后”[1-2]。我國紫花苜蓿已有2 000多年的種植歷史，產(chǎn)區(qū)范圍較廣，主要分布在西北、華北、東北、江淮流域，截止至2016年種植面積高達437.3萬hm2，是世界上第二大苜蓿種植國家[3-4]。山東省地處黃淮海平原中部，有著悠久的苜蓿種植歷史，其地方品種無棣苜蓿在國內(nèi)苜蓿品種中久負盛名，育成品種中苜1號因耐鹽性較好在黃淮海平原一帶廣泛推廣[5]。然而山東省優(yōu)質(zhì)飼草缺口巨大，供不應(yīng)求，嚴重影響當?shù)匦竽翗I(yè)的發(fā)展[6]。因此，評價并篩選適宜在山東地區(qū)推廣的紫花苜蓿品種對促進山東畜牧業(yè)的發(fā)展十分必要。

關(guān)于苜蓿育種及品種適應(yīng)性的研究多集中于生產(chǎn)性能和品質(zhì)等方面[7-8]，生產(chǎn)性能一般從農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀兩方面進行分析[2]。其中，農(nóng)藝性狀可以較為直觀的反映植株的生長狀況，一般以株高、主莖節(jié)數(shù)、葉長、葉寬、分枝數(shù)等為測定指標[9-10]；產(chǎn)量性狀是苜蓿生產(chǎn)中的重要指標，包括鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量等測定指標。品質(zhì)是一個綜合性概念，受營養(yǎng)成分、適口性、消化率等多方面的影響[11]。其中，營養(yǎng)價值能夠大致反映牧草的品質(zhì)狀況，中國畜牧業(yè)協(xié)會標準中以粗蛋白、粗灰分、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、相對飼用價值、雜草類含量和水分等7個營養(yǎng)價值指標評價苜蓿品質(zhì)。目前關(guān)于苜蓿品質(zhì)的研究也大都集中于此方面，測定指標主要有粗蛋白、粗灰分、干物質(zhì)、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維等[12-13]。

前人開展了許多關(guān)于苜蓿種質(zhì)資源及其適應(yīng)性的研究[2,9]，在山東地區(qū)紫花苜蓿的適應(yīng)性方面已有學者作相關(guān)研究，如衣蘭智等通過分析產(chǎn)草量、株高、莖葉比等性狀對23個苜蓿品種在山東青島地區(qū)的適應(yīng)性進行了研究[14]；張進紅等對50個紫花苜蓿品種在山東黃河三角洲鹽堿地區(qū)的適應(yīng)性進行了研究[15]，但近年來審定和引進了大量苜蓿新品種（系），新品種（系）在本區(qū)的適應(yīng)性及品質(zhì)表現(xiàn)目前研究較少。為了促進山東泰安地區(qū)苜蓿種質(zhì)資源的開發(fā)與利用，本研究以12個紫花苜蓿品種（系）為試驗材料，進行品種比較試驗，從生產(chǎn)性能和品質(zhì)2個角度對紫花苜蓿進行分析，一方面通過測定農(nóng)藝性狀了解不同苜蓿種質(zhì)材料的基本生長特性，另一方面采用灰色關(guān)聯(lián)度理論，選取鮮草產(chǎn)量和5個品質(zhì)性狀對紫花苜蓿進行綜合評價，以期為本區(qū)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗地位于山東省泰安市山東農(nóng)業(yè)大學科教園區(qū)（N36°08′、E106°08′），土壤類型為棕壤，耕作層（0~20 cm）基本理化性質(zhì)為pH 7.30，有機質(zhì)含量12.67 g·kg-1，全氮0.68 g·kg-1，有效磷39·74 mg·kg-1，速效鉀91.80 mg·kg-1。暖溫帶大陸性季風氣候，年均氣溫13 ℃，年均降雨量697 mm，年均濕度66 %，無霜期195 d。

1.2 試驗材料

供試材料為12個紫花苜蓿品種（系），國外育成品種有7個，其中WL358、WL525HQ（2009，國審）、WL440HQ、WL712、WL656 HQ和WL366HQ 6個品種由北京正道種業(yè)提供，WL序列具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗等特點。巨能995由北京克勞沃生態(tài)科技有限公司提供。上述7個品種的原產(chǎn)地均為美國。國內(nèi)品種有5個，分別為無棣苜蓿、中苜1號、中原804、中苜6號和保定苜蓿，均由綠風種業(yè)提供，其中無棣苜蓿為地方品種；中苜1號是2003年經(jīng)全國牧草品種審定委員會審定登記的育成品種，選育單位為中國農(nóng)科院畜牧所；中原804為2014年經(jīng)山東省草品種審定委員會審定通過的育成品種，選育單位為無棣縣綠風農(nóng)業(yè)科學研究所；中苜6號為2010年經(jīng)全國牧草品種審定委員會審定登記的育成品種，選育單位為中國農(nóng)科院畜牧所；保定苜蓿為地方品種，品種來源為中國農(nóng)科院畜牧所。以當?shù)赝茝V面積較大的無棣苜蓿（CK1）、中苜1號（CK2）為對照品種。

1.3 試驗設(shè)計

本試驗為大田試驗，2017年秋季播種，采用隨機區(qū)組試驗，播種量15 kg/hm2，每個品種種植10行，行長3 m，行距30 cm，3次重復。播前澆底墑水，并2017年和2018年入冬前灌溉1次，2018年和2019年返青后中耕松土除草，并以N（尿素）、P2O5（過磷酸鈣）和K2O（硫酸鉀）施用量為60 kg/hm2、90 kg/hm2和1 000 kg/ hm2的組合進行施肥管理，并于施肥后進行灌溉。其它時間根據(jù)土壤墑情決定是否灌溉。于2019年2019年5月17日第一茬苜蓿的初花期進行刈割取樣。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀測定 紫花苜蓿初花期，隨機選取10株測定其主莖的株高（plant height，PH）、莖粗（stalk diameter，SD）、主莖節(jié)數(shù)（node numbers of main stem，MSNN）、葉長（leaf length，LL）、葉寬（leaf width，LW）和葉片數(shù)（leaf number，LN）。每小區(qū)選取3個樣段，刈割1m取樣，測定1m分枝數(shù)（branch number，BN），并稱重，測定鮮草產(chǎn)量（fresh field，F(xiàn)Y），將同一品種（系）的苜蓿進行混樣，置于烘箱中105 ℃殺青30 min，65 ℃烘干至恒重，粉碎用于品質(zhì)性狀測定。

1.4.2 品質(zhì)性狀測定 參照張麗英[16]的方法，以凱式定氮法測粗蛋白（crude protein，CP），高溫灼燒法測粗灰分（crude ash，CA），范式洗滌法測中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗滌纖維（acid detergent fiber，ADF），干燥法測干物質(zhì)（dry matter，DM）。

1.5 統(tǒng)計分析

用Excel 2010整理表型數(shù)據(jù)，用SPSS Statistics進行差異性分析、簡單相關(guān)分析。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度理論，選取鮮草產(chǎn)量和5個品質(zhì)性狀對紫花苜蓿進行綜合評價，將12個紫花苜蓿品種（系）的各性狀視為一個整體，參試品種以X表示，性狀以k表示。設(shè)置參考品種X0，以鮮草產(chǎn)量、粗蛋白和干物質(zhì)最大值，粗灰分、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的最小值為各項指標。以參考品種X0各性狀值構(gòu)成參考數(shù)列，供試品種（系）X各性狀值構(gòu)成比較數(shù)列，采用均值化對數(shù)據(jù)進行無量綱處理，利用公式（1）、（2）、（3）、（4）計算關(guān)聯(lián)系數(shù)、關(guān)聯(lián)度等，式中ρ取0.5，根據(jù)關(guān)聯(lián)度大小對紫花苜蓿進行綜合評價[17]。

（1）關(guān)聯(lián)系數(shù)：

2 結(jié)果與分析

2.1 不同紫花苜蓿品種表型分析

（1）12個品種（系）性狀表現(xiàn)如表1所示，不同紫花苜蓿品種在農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀間均存在較大差異，8個生產(chǎn)性能性狀中變異系數(shù)最小的為葉長（8.55 %），最大的為葉片數(shù)（36.75 %）；5個品質(zhì)性狀中變異系數(shù)最小的為干物質(zhì)（0.38 %），最大的為酸性洗滌纖維（10.35 %）。

表1 紫花苜蓿性狀表現(xiàn)

（2）對12個品種（系）間各生產(chǎn)性能進行比較（表2），在12個品種中，株高在品種間差異不顯著（P>0.05），中苜1號最高（127.40 cm）；莖粗中巨能995（5.76 cm）最粗，與除保定苜蓿外的其它品種差異顯著（P<0.05）；中原804的主莖節(jié)數(shù)（17.50）最多，與其它品種間多為顯著差異（P<0.05）；巨能995葉長（4.20 cm）最長，與其它品種差異多為不顯著（P>0.05）；WL712葉寬（1.96 cm）最寬，與其它品種多為不顯著（P>0.05）；巨能995（203.50片）葉片數(shù)最多，與除中原804外的其它品種差異顯著（P<0.05）；保定苜蓿的1m枝條數(shù)最多，與其它品種間多為顯著差異（P<0.05）；中苜6號鮮草產(chǎn)量最大（29.04 t/hm2），與其它品種差異不顯著（P>0.05）。（3）對12個品種（系）間各品質(zhì)性狀進行比較（表3），在12個品種中，WL712粗蛋白含量（18.16 %）最高，與除WL358之外其它品種間差異顯著（P＜0.05）；WL712的干物質(zhì)含量（92.80 %）最高，與其它品種差異顯著（P＜0.05）。WL440HQ粗灰分含量（7.83 %）最低，與其它品種多為顯著差異；WL656HQ酸性洗滌纖維（34.59 %）含量最低，與其它品種多為顯著差異（P＜0.05）；WL656HQ中性洗滌纖維含量（39.50 %）最低，與其它品種差異顯著（P＜0.05）。

2.2 相關(guān)分析

相關(guān)分析表明，農(nóng)藝性狀間多為正相關(guān)，其中株高與主莖節(jié)數(shù)呈極顯著正相關(guān)（0.607）（P＜0.01）；莖粗與葉長（0.780）、葉寬（0.664）、葉片數(shù)（0.636）均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；葉長與葉寬（0.878）呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）（表4）。5個品質(zhì)性狀間，粗蛋白與中性洗滌纖維呈極顯著負相關(guān)（P＜0.01）；中性洗滌纖維與酸性洗滌纖維間呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀間，株高與中性洗滌纖維呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；莖粗與中性洗滌纖維呈顯著正相關(guān)，與干物質(zhì)呈顯著負相關(guān)（P＜0.05）；葉片數(shù)與粗灰分呈顯著負相關(guān)（P＜0.05）；枝條數(shù)與粗蛋白呈顯著負相關(guān)，與干物質(zhì)呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。

表2 不同紫花苜蓿品種（系）生產(chǎn)性能比較

注：相同小寫字母表示差異不顯著（P>0.05）；不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。下表同

表3 不同紫花苜蓿品種（系）的品質(zhì)性狀比較

表4 紫花苜蓿的相關(guān)性分析

注：*表示差異顯著（P<0.05）；**表示差異顯著（P<0.01）

2.3 紫花苜蓿綜合評價

依據(jù)灰色系統(tǒng)理論，綜合鮮草產(chǎn)量和5個品質(zhì)性狀指標，對12個紫花苜蓿品種進行綜合評價，關(guān)聯(lián)度越大，綜合評價越好。當性狀同等重要時，可用等權(quán)關(guān)聯(lián)度評價苜蓿品質(zhì)；然而，紫花苜蓿農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀間的重要性存在差異，因此根據(jù)重要性賦予各性狀不同的權(quán)重十分必要。由表5可知，加權(quán)關(guān)聯(lián)度值略高于等權(quán)關(guān)聯(lián)度值，二者結(jié)論略有差異。以加權(quán)關(guān)聯(lián)度對12個紫花苜蓿品種進行綜合評價，綜合排序為WL656 HQ>WL525>WL440HQ>巨能995>WL 712>WL358>中苜6號>中原804>中苜1號>無棣苜蓿>保定苜蓿。其中，與中苜1號（CK1）和無棣苜蓿（CK2）相比，綜合表現(xiàn)較好的有WL 656HQ、WL525、WL440HQ、巨能995、WL 712、WL358、中苜6號和中原804。

表5 灰色關(guān)聯(lián)度分析

3 討論

3.1 紫花苜蓿表型分析

通過對12個紫花苜蓿品種（系）的生產(chǎn)性能和品質(zhì)性狀進行表型分析，生產(chǎn)性能的變異系數(shù)總體上大于品質(zhì)性狀的變異系數(shù)。其中在農(nóng)藝性狀中變異系數(shù)較小的有株高、葉長、葉寬；變異系數(shù)較大的有葉片數(shù)、1m枝條數(shù)。品質(zhì)性狀中干物質(zhì)和粗蛋白的變異系數(shù)較小，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的變異系數(shù)較大，這與吳欣明等[10]研究結(jié)果較為一致。以上說明12個紫花苜蓿品種在農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀間均存在廣泛變異，其中農(nóng)藝性狀的變異更為明顯，因此對紫花苜蓿農(nóng)藝性狀進行調(diào)查分析，是紫花苜蓿種質(zhì)資源研究中最為直觀有效的方法。

3.2 紫花苜蓿相關(guān)分析

本研究表明，在農(nóng)藝性狀間，株高與主莖節(jié)數(shù)呈極顯著正相關(guān)，即紫花苜蓿越高，節(jié)數(shù)越多，這與王運濤等[18]的研究結(jié)果一致；葉長與葉寬呈極顯著正相關(guān)，這與鄭興衛(wèi)等[19]中的研究結(jié)果一致。在品質(zhì)性狀間，中性洗滌纖維與酸性洗滌纖維呈極顯著正相關(guān)，這與唐開婷[20]等的研究結(jié)果較為一致，這可能與其化學組成分類似有關(guān)。在農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀間，中性洗滌纖維與株高呈極顯著正相關(guān)，與莖粗呈顯著正相關(guān)，這可能是因為植株高大粗壯的紫花苜蓿品種（系）葉莖比例相對較低，而莖的木質(zhì)化程度高、纖維素含量大，張曉娜等[21]在研究中也發(fā)現(xiàn)莖中的中性洗滌纖維含量高于葉片，而葉片中水分含量較高，故而中性洗滌纖維的含量和干物質(zhì)含量可能與莖粗有關(guān)。

3.3 紫花苜蓿綜合評價

灰色系統(tǒng)理論可將各類指標進行標準化處理，并對其分配權(quán)重系數(shù)，不僅可以有效克服因指標單一而造成的局限性，而且可以客觀準確的對各紫花苜蓿品種（系）進行綜合評價，目前已廣泛應(yīng)用于牧草的綜合評價中[22-23]。許多學者運用灰色關(guān)聯(lián)度法綜合生產(chǎn)性能和品質(zhì)2個方面對紫花苜蓿進行分析與評價，可行性較高[24-25]。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度原則，關(guān)聯(lián)度越大，品種的綜合表現(xiàn)越好。本文中加權(quán)關(guān)聯(lián)度值略高于等權(quán)關(guān)聯(lián)度值，這與孫萬斌等對20個苜蓿品種在甘肅地區(qū)生產(chǎn)性能及品質(zhì)的綜合評價[2]和李巖等對14個紫花苜蓿品種在安徽江淮地區(qū)草產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)的綜合評價[26]研究結(jié)果一致。采用加權(quán)關(guān)聯(lián)度進行評價，在一定程度上規(guī)避了因主觀經(jīng)驗而造成的誤差，使評價過程更為客觀、科學，使評價結(jié)果更加合理。故本文根據(jù)加權(quán)關(guān)聯(lián)度對12個紫花苜蓿品種進行綜合評價。無棣苜蓿和中苜1號兩個品種在山東省的種植面積較大，故本文以上述兩個品種為對照，并結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度結(jié)果對12個紫花苜蓿品種進行綜合評定，所篩選出的8個品種（系）推薦在山東泰安地區(qū)推廣種植。

4 結(jié)論

（1）不同紫花苜蓿品種（系）間在生產(chǎn)性能和品質(zhì)性狀上存在差異，其中農(nóng)藝性狀間的變異明顯，是紫花苜蓿種質(zhì)資源研究中最為直觀有效的方法。（2）綜合評價紫花苜蓿，表現(xiàn)較好的品種（系）有8個，為WL656HQ、WL525、WL440HQ、巨能995、WL712、WL358、中苜6號和中原804，推薦在山東泰安及周邊地區(qū)推廣種植。

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S816.5+1

A

1007-1733（2021）01-0001-06

（2020–12–01）

山東省農(nóng)業(yè)良種工程項目（2016LZGC010）；山東省研究生導師指導能力提升項目（SDYY17083）和山東省重點研發(fā)計劃項目（2017CXGC0308）資助

?共同第一作者 *通訊作者