紫花苜蓿在長沙地區(qū)的引種及適應(yīng)性研究

鄭 霞，吳端欽，王延周，侯振平

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所，湖南長沙410205）

紫花苜蓿（Medicago sativa）營養(yǎng)豐富，富含蛋白，被譽(yù)為“牧草之王”，但其生物學(xué)特性在很大程度上將其栽培區(qū)域限制在溫帶和寒帶。因此，我國紫花苜蓿的種植主要以北方溫帶地區(qū)為主。湖北、湖南和廣西北部等長江以南地區(qū)，處于溫帶與亞熱帶季風(fēng)氣候的過渡帶，夏季炎熱多雨，使紫花苜蓿難以越夏，適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂虻淖匣ㄜ俎Ｆ贩N很少（劉瑞峰等，2006）。因此，長江以南地區(qū)長期以來被認(rèn)為不適合種植紫花苜蓿。近年來，隨著南方畜牧業(yè)對高質(zhì)量牧草的需求加大，以及高秋眠級紫花苜蓿品種的引進(jìn)與選育，紫花苜蓿開始在我國南方部分地區(qū)種植（陳菲等，2018；翡翠明等，2017；馬進(jìn)等，2016）。

苜蓿的秋眠性是其引種及劃分種植帶的重要依據(jù)，已有研究發(fā)現(xiàn)，半秋眠和非秋眠型紫花苜?？梢栽谀戏椒N植，但相關(guān)研究較少。因此，有必要對不同秋眠級的紫花苜蓿在南方地區(qū)的生長特性、產(chǎn)量和品質(zhì)等進(jìn)行研究，掌握南方地區(qū)紫花苜蓿的生長規(guī)律，制定科學(xué)的南方育種目標(biāo)，促進(jìn)其種植。本研究選擇“熱浪”“勁能5010”和“甘農(nóng)5號”三個半秋眠級紫花苜蓿品種為供試品種，于2015年11月在湖南長沙白箬鋪試驗基地播種，2016—2017年，連續(xù)兩年對上述三個紫花苜蓿品種進(jìn)行品種及茬次間農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)成分的研究，以期為紫花苜蓿在南方亞熱帶地區(qū)的種植提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及供試材料 試驗地位于湖南省長沙市望城區(qū)的中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所白箬鋪創(chuàng)新綜合試驗基地（N 28°26′22.7″，E 113°03′2 8.4″），為北亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，降水1500 mm，平均溫度≥10℃，積溫5300～6500℃，春秋多雨，夏天酷熱，冬季短暫，平均相對濕度80%。土壤養(yǎng)分如下：有機(jī)質(zhì)22.81 g/kg、全氮5.2 g/kg、堿解氮120.02 mg/kg、全磷2.49 g/kg、速效磷52.10 mg/kg、全鉀13.5 g/kg和速效鉀82.06 mg/kg。供試紫花苜蓿品種和秋眠級、產(chǎn)地及來源信息見表1。

表1 供試紫花苜蓿品種信息

1.2 田間種植管理 2015年11月30日，采用人工條播方式播種，小區(qū)面積為8 m2（2 m×4 m），采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，行距30 cm，播種量為1.5 g/m2，播種深度1～2 cm，每個品種3個重復(fù)。試驗期間各小區(qū)統(tǒng)一管理，適時澆灌、施肥、除草、培土。

1.3 紫花苜蓿刈割次數(shù) 2016年，共進(jìn)行5次刈割，刈割時間分別是5月9日（初花期）、6月17日（初花期）、8月3日（初花期）、9月20日（蟲害比較嚴(yán)重）和11月3日。2017年，以初花期為刈割標(biāo)準(zhǔn)，刈割時間分別是4月6日、5月15日、6月20日，僅刈割3次。2017年6月底，湖南省遭遇特大暴雨，導(dǎo)致苜蓿試驗田嚴(yán)重受損，后續(xù)未能繼續(xù)刈割試驗。綜合連續(xù)兩年數(shù)據(jù)，此文中只進(jìn)行前三茬次苜蓿種植的統(tǒng)計與分析。

1.4 測定指標(biāo)與方法 越夏率測定：2016年10月份調(diào)查小區(qū)內(nèi)存活苜蓿株數(shù)與定植苜蓿株數(shù)的百分比。產(chǎn)量測定：每小區(qū)除去保護(hù)行作為測產(chǎn)面積，小區(qū)人工收割，稱鮮重，隨后隨機(jī)取紫花苜蓿約1 kg，置于70℃烘48 h至恒重，稱量并計算干物質(zhì)重量。株高：種植后第一年（2016年），于每茬初花期進(jìn)行紫花苜蓿株高測量。每小區(qū)隨機(jī)選擇10株，測定地面至植株頂端的絕對高度，計算平均值（李德明等，2018）。葉莖比測定：刈割時隨機(jī)取整株苜蓿鮮重約500 g，放入烘干機(jī)（FX-6CHZ-12C-70型茶葉烘干機(jī)，福鑫牌），70℃烘48 h至恒重，分離莖和葉并稱重，計算葉重與莖重的比值。營養(yǎng)成分測定：取苜蓿初花期樣品，其粗蛋白質(zhì)（CP）、粗脂肪（EE）、粗灰分（Ash）和粗纖維（CF）的含量按照張麗英（2016）的方法進(jìn)行測定。

1.5 數(shù)據(jù)分析 采用Excel 2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，然后采用SAS 8.2軟件的MIXED過程統(tǒng)計，對于苜蓿生物學(xué)及營養(yǎng)成分指標(biāo)，統(tǒng)計模型中的固定效應(yīng)包括品種、刈割茬次以及兩者的交互作用，每個品種的樣品指標(biāo)為重復(fù)測定，品種作為隨機(jī)效應(yīng)。不同苜蓿品種之間和不同刈割茬次之間的差異采用Tukey’s法進(jìn)行多重比較，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，當(dāng)P＜0.05時表示差異顯著，P＜0.01時表示差異極顯著，0.05

2 結(jié)果與分析

2.1 紫花苜蓿的收獲期和刈割次數(shù) 由表2可知，湖南地區(qū)紫花苜蓿種植后第一年第一次刈割時間為5月上旬。隨著氣溫及雨水的增加，苜蓿第二茬與第三茬的生育期明顯較短。而到了第二年，第一茬苜蓿的生育期則比第一年短了9 d，第二茬與第一年一樣，但是第三茬卻比同期短了11 d。

2.2 紫花苜蓿品種越夏率 從圖1可知，三個紫花苜蓿的越夏率品種間沒有顯著性差異（P>0.05）。“勁能5010”的越夏率最高，熱浪越夏率次之，“甘農(nóng)5號”平均越夏率最低。

2.3 紫花苜蓿的產(chǎn)量 由表3可知，2016年“熱浪的”鮮產(chǎn)量顯著高于“甘農(nóng)5號”和“勁能5010”（P<0.05），品種對茬次鮮產(chǎn)量有影響趨勢（P=0.070），茬次對各品種鮮產(chǎn)量有顯著的影響（P<0.001），品種和茬次的交互作用對苜蓿的鮮產(chǎn)量有顯著影響（P=0.008）。2017年各品種之間的鮮產(chǎn)量無顯著差異（P>0.05），品種（P=0.396）以及品種與茬次（P=0.831）的交互作用對各品種的鮮產(chǎn)量無顯著影響，但是“勁能5010”的鮮產(chǎn)量隨著茬次的增加，鮮產(chǎn)量呈現(xiàn)下降趨勢，尤其是第三茬的鮮產(chǎn)量顯著低于第一茬的鮮產(chǎn)量（P<0.05）。

表3 不同紫花苜蓿品種的產(chǎn)量分析kg/m2

2.4 株高、干鮮比及葉莖比測定 由表4可知，品種和茬次對不同紫花苜蓿的株高有顯著影響（P<0.001），但是品種與茬次的交互作用對株高無顯著影響（P=0.297）?！盁崂恕钡闹旮唢@著高于“甘農(nóng)5號”與“勁能5010”（P<0.05），而且三個品種隨著收割茬次的增加，株高也顯著降低（P<0.05）。品種對不同紫花苜蓿的干鮮比和葉莖比無顯著影響（P>0.05），但是茬次（P<0.05）和品種與茬次的交互作用（P<0.05）對兩者有顯著的影響。

表4 不同紫花苜蓿品種初花期的株高、干鮮比及葉莖比分析

2.5 營養(yǎng)成分特點 由表5可知，品種對葉中的粗蛋白質(zhì)、粗纖維、粗脂肪和粗灰分的含量無顯著影響（P>0.05），而茬次對葉中的粗蛋白質(zhì)、粗纖維、粗脂肪和粗灰分的含量均有顯著影響（P<0.05）。茬次與品種交互作用對葉中粗蛋白質(zhì)含量有顯著影響（P<0.05），對粗灰分含量有影響的趨勢（P=0.064），但是對粗纖維和粗脂肪的含量均無顯著影響（P>0.05）。

表5 不同紫花苜蓿品種間葉和莖營養(yǎng)成分含量比較%

品種對紫花苜蓿莖的粗蛋白質(zhì)含量有顯著的影響（P<0.001），對粗纖維含量有影響的趨勢（P=0.065），但是對粗脂肪和粗灰分的含量無顯著影響（P>0.05）。茬次對不同品種紫花苜蓿莖中的粗蛋白質(zhì)、粗纖維、粗脂肪和粗灰分含量均有顯著影響（P<0.05）。品種與茬次的交互作用對莖中的粗蛋白質(zhì)含量有顯著影響（P=0.001），但是對粗纖維、粗脂肪和粗灰分的含量無顯著影響（P>0.05）。

3 討論

3.1 紫花苜蓿在南方地區(qū)的適應(yīng)性 紫花苜蓿喜溫暖、半干燥的氣候條件，最適日均溫度為15～21℃，適宜的年降水量為300～800mm，沙壤土和壤土最適宜其生長，pH呈弱堿性，當(dāng)pH為7～8時最為有利（林麗秀等，2007）。湖南省屬亞熱帶季風(fēng)氣候，夏季較長，年平均溫度高。戴澤軍等（2014）研究湖南夏季高溫氣候特征發(fā)現(xiàn)，全省7月8日起高溫均值達(dá)到36℃以上，并一直維持到8月末。而且，長沙屬于湘東地區(qū)，土壤主要為紅壤土，酸性土壤（歐陽寧相等，2017）。無論是地理氣候，還是土壤性質(zhì)來看，湖南地區(qū)不是非常適宜紫花苜蓿的生長。初曉輝等（2012）引進(jìn)國外10個紫花苜蓿品種，在昆明地區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)性能和持久性比較研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有兩個品種適應(yīng)云南省北亞熱帶氣候條件，其他8個品種適應(yīng)性較差。

苜蓿秋眠性是在秋季日照變短和溫度降低時植株所表現(xiàn)出的一種適應(yīng)性生長特性，一般被作為判斷品種適應(yīng)性的重要依據(jù)（趙海明等，2020；何云等，2005）。有研究認(rèn)為，秋眠性和土壤的pH是我國苜蓿難以南移的一個重要障礙（盧欣石，1997）。羅旭輝等（2007）從國外引進(jìn)22個紫花苜蓿品種在福建中亞熱帶區(qū)進(jìn)行適應(yīng)性試驗，研究發(fā)現(xiàn)引進(jìn)的品種可以適應(yīng)當(dāng)?shù)叵募靖邷貧夂蚝屯寥罈l件，其中8個品種為高產(chǎn)品種。本試驗的3個品種，整體適應(yīng)南方的高溫氣候和土壤條件，但是“勁能5010”的越夏率相比其他兩個品種更優(yōu)。這與前人在南方地區(qū)引種的相關(guān)研究相一致，品種的不同，對南方地區(qū)氣候和土壤的適應(yīng)性不盡相同。

3.2 紫花苜蓿品種與茬次對生產(chǎn)性能的影響不同的紫花苜蓿品種，其生產(chǎn)性能差異很大。紫花苜蓿的適應(yīng)性體現(xiàn)了其在一個地區(qū)的適應(yīng)能力，但是生產(chǎn)性能是考察其能否優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的重要參考依據(jù)。李志華等（2006）在南京地區(qū)開展了10個紫花苜蓿品種的生產(chǎn)性能比較試驗，研究發(fā)現(xiàn)，種植第二年株高為64.07～78.57 cm，而第三年則為63.70～86.93 cm，差異較大。劉勝洪等（2013）在廣東地區(qū)開展的不同品種紫花苜蓿適應(yīng)性試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同品種對干鮮比和莖葉比有顯著的影響。張艷娟等（2010）在南方農(nóng)區(qū)冬閑田上種植了8個紫花苜蓿品種，結(jié)果表明，不同品種的株高和產(chǎn)量均有顯著差異，而且第一茬和第二茬的干物質(zhì)產(chǎn)量有明顯的差異。這些研究與本試驗的結(jié)果相一致，不同的品種表現(xiàn)出不同的生產(chǎn)性能。

3.4 紫花苜蓿品種和茬次對營養(yǎng)成分的影響不同品種的紫花苜蓿生長特性有差異，因此對營養(yǎng)成分的含量有很大的影響。同樣，紫花苜蓿栽培的當(dāng)?shù)貧夂蚣八使芾砼c刈割密切相關(guān)，而不同茬次的營養(yǎng)成分含量也有明顯差異，通常以第一茬次的品質(zhì)最佳（王麗學(xué)等，2018）。韓學(xué)琴等（2009）分析研究了金沙江干熱河谷地區(qū)引種的14個紫花苜蓿的蛋白質(zhì)含量，發(fā)現(xiàn)不同品種之間的蛋白質(zhì)含量差異較大，最高的蛋白質(zhì)含量為19.7%，而最低為16.6%。王儀明等（2017）在上海崇明地區(qū)對20份紫花苜蓿進(jìn)行了評價比較，結(jié)果顯示不同品種間的粗蛋白質(zhì)、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量存在顯著性差異。本研究中品種對葉中的蛋白質(zhì)含量無顯著影響，但是對莖中的含量有顯著影響，與前人的研究并不完全一致，這可能與品種、地區(qū)、氣候及水肥條件的不同有關(guān)。紫花苜蓿刈割越早，苜蓿越幼嫩，營養(yǎng)品質(zhì)越高，適口性越好，并有利于植株再生。有研究發(fā)現(xiàn)，第一茬初花期處理綜合評價高于第一茬盛花期處理及第二茬初花期處理（李菲菲等，2019）。本試驗均在紫花苜蓿初花期進(jìn)行刈割，而且茬次對營養(yǎng)成分表現(xiàn)出顯著影響。因此，不同地區(qū)應(yīng)探索適宜的刈割時間，使紫花苜蓿的營養(yǎng)成分含量最大化，改善其營養(yǎng)品質(zhì)。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，3個紫花苜蓿品種中“勁能5010”越夏率最高，連續(xù)兩年的鮮產(chǎn)量表現(xiàn)優(yōu)異，葉莖比較高，而且葉莖的粗蛋白質(zhì)含量高，粗纖維含量較低，適宜長沙地區(qū)種植開發(fā)利用。