紫花苜蓿氮效率及其類型特征研究

劉曉靜，趙雅姣，郝鳳，童長春

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室，中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅蘭州730070）

作物的氮效率表現(xiàn)為作物對氮素的響應(yīng)，主要表現(xiàn)在作物對氮素吸收效率和利用效率上的差異，進(jìn)而表現(xiàn)出不同的生長及營養(yǎng)狀況［1］。自1939 年Harvey［2］首次發(fā)現(xiàn)玉米（Zea mays）的不同品種在氮素吸收方面存在差異以來，有關(guān)植物品種間氮效率差異引起了研究者的廣泛關(guān)注，大量研究工作就此展開。目前，在對小麥（Triticum aestivum）［3］、水稻（Oryza sativa）［4］、玉米［5］和油菜（Brassica napus）［6］的研究中均證實(shí)同一種作物的不同品種在氮效率方面存在差異，主要表現(xiàn)為不同品種在不同氮素水平下對氮素的吸收和利用等方面的差異，同時(shí)，施用不同氮肥后其生長及生理特性也不盡相同。因此，在不同供氮水平下篩選具有產(chǎn)量增長潛力的氮高效品種以及發(fā)掘作物氮高效潛力，是提高氮肥利用效率，減少氮肥損失以及作物高效栽培的重要途徑。

目前，針對多種作物進(jìn)行的氮高效種質(zhì)的篩選普遍認(rèn)為，氮高效種質(zhì)的篩選應(yīng)滿足以下條件：一是材料來源廣泛具有代表性且遺傳基礎(chǔ)豐富多樣；二是適宜的篩選條件，即評價(jià)指標(biāo)、篩選壓力、篩選時(shí)期和評價(jià)方法等。關(guān)于氮效率評價(jià)指標(biāo)的選擇主要集中在作物生長特性、根系、產(chǎn)量、氮素積累等方面，利用這些指標(biāo)進(jìn)行的氮效率篩選都獲得了較為理想的研究結(jié)果。作物氮高效種質(zhì)通常表現(xiàn)為高的生物產(chǎn)量（營養(yǎng)體、果實(shí)和籽粒）、氮濃度、氮積累量、葉數(shù)等［7-8］。另有研究認(rèn)為，包括根長和根體積在內(nèi)的根系形態(tài)參數(shù)會影響作物地上部的生長和氮素吸收，進(jìn)而影響氮效率的高低［9-10］。因此，生物量、根系參數(shù)和氮素積累是當(dāng)前評價(jià)植物氮效率的常用參數(shù)。另外，在篩選時(shí)期的選擇上研究者普遍認(rèn)為，生育前期為作物對養(yǎng)分吸收的敏感時(shí)期，與成熟期的氮營養(yǎng)相關(guān)指標(biāo)的性狀存在顯著相關(guān)性［11］，并且苗期試驗(yàn)周期短，適合對大規(guī)模材料進(jìn)行氮效率初篩，苗期對作物進(jìn)行氮效率的評價(jià)是簡單、快速、可靠的科學(xué)方法。

紫花苜蓿（Medicago sativa）是世界上栽培最早、分布最廣的多年生豆科牧草，與禾谷類作物相比可以大大提高粗蛋白質(zhì)的產(chǎn)出，是解決我國畜牧業(yè)發(fā)展中蛋白飼料資源短缺的重要途徑和有效方法［12］。作為豆科牧草，紫花苜蓿的生物固氮過程可為其生長發(fā)育提供氮素營養(yǎng)，但并不能完全滿足其生長所需［13］。為此，實(shí)踐中為了達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的生產(chǎn)目的，必須確保高效生產(chǎn)的氮素所需，施用氮肥成為紫花苜蓿優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的必要保證。因此，氮肥使用量的逐年增加是促進(jìn)紫花苜蓿高產(chǎn)的重要因素之一。然而，施氮也會帶來一系列的不良影響，并且由此引起的“氮阻遏”效應(yīng)，不僅大大降低了生物固氮這個(gè)自然界最為主要的氮積累途徑的效率［14-15］，還會造成嚴(yán)重的環(huán)境問題［16］。而挖掘紫花苜蓿自身氮高效的遺傳潛力、開發(fā)氮高效利用是提高其營養(yǎng)效率的重要途徑之一，也是最快速、最易于推廣“減肥”農(nóng)業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)的方法。目前，已在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)紫花苜蓿對氮肥的響應(yīng)確實(shí)存在品種間差異，氮肥對生產(chǎn)性能的促進(jìn)作用明顯不同，品種間肥料報(bào)酬率存在極顯著差異［17］。因此，開展紫花苜蓿氮效率研究，了解其品種間氮效率差異特征及規(guī)律，有助于制定優(yōu)化牧草生產(chǎn)和減少養(yǎng)分損失的施肥管理策略，對優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義，也是進(jìn)一步篩選氮高效種質(zhì)、培育兼具高產(chǎn)與節(jié)肥新品種的必要基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選用來源較為廣泛，同時(shí)代表性強(qiáng)、遺傳背景豐富的紫花苜蓿品種為試驗(yàn)材料（表1）。根瘤菌（Sinorhizobium meliloti）為“中華12531”，由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。

表1 紫花苜蓿品種及編號Table 1 Alfalfa cultivars and their marked numbers

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于 2016 年在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)控溫室內(nèi)進(jìn)行（光照 28 ℃/14 h，黑暗20 ℃/10 h，光照強(qiáng)度 260～350 mol·m-2·s-1，相對濕度60%～70%）。試驗(yàn)為28 個(gè)品種×2 個(gè)氮水平=56 個(gè)處理。試驗(yàn)選用均一且飽滿的紫花苜蓿種子進(jìn)行播種，播種前先進(jìn)行消毒（70%酒精浸泡5 min，再用蒸餾水清洗3 遍），同時(shí)對播種的細(xì)砂用蒸餾水反復(fù)清洗，并用烘箱進(jìn)行滅菌和烘干（120 ℃烘5 h 以上）；播種時(shí)，將消毒后的紫花苜蓿種子撒播至直徑9 cm、高12 cm 裝有滅菌砂的營養(yǎng)缽中，待出苗后，每盆保留10 株健壯幼苗。長至2 葉1 心時(shí)，進(jìn)行不同氮水平的處理（500 mL·盆-1營養(yǎng)液），用蒸餾水每周進(jìn)行沖洗，至沙子中積累的鹽分沖洗干凈后再重新澆入營養(yǎng)液。長至3 片復(fù)葉時(shí)，每盆接種根瘤菌液（25 mL·盆-1，OD600為0.63～0.64）。處理35 d（苗期，根瘤已形成）后將紫花苜蓿莖葉和根系分開取樣，進(jìn)行形態(tài)和營養(yǎng)指標(biāo)的測定。以Hoagland-Arnon 營養(yǎng)液為基本營養(yǎng)液，以NO3--N∶NH4+-N=1∶1（m∶m）為氮源，設(shè)低氮（2.1 mg·L-1）和適宜氮（210 mg·L-1，該氮素水平為本團(tuán)隊(duì)篩選出的紫花苜蓿最適宜氮素濃度［18］）2 個(gè)水平，分別以 N2.1和 N210表示，調(diào)節(jié)營養(yǎng)液 pH 為 7，每個(gè)處理重復(fù) 6 次。

1.3 測定指標(biāo)

紫花苜蓿氮效率高低主要是由其生物量和氮素積累量高低決定的。株高的大小一般可以反映植株生長的快慢，根長和根體積一般可以反映植株對營養(yǎng)物質(zhì)吸收的好壞。因此，本研究選用地上/地下干物質(zhì)重、全株干物質(zhì)重、株高、根長、根體積、地上/地下氮含量、全株氮含量、地上/地下氮積累量、全株氮積累量等指標(biāo)對不同紫花苜蓿種質(zhì)進(jìn)行氮效率評價(jià)指標(biāo)的篩選以及氮效率的劃分。

采用直尺測定垂直高度（莖基部到生長點(diǎn)的距離）；通過EPSON Expression 掃描儀（10000XL，杭州）和WinRHIZO 分析系統(tǒng)測定根系總長度和根體積；采用烘干法測定干物質(zhì)重；采用半微量凱氏定氮法測定氮含量；氮素積累量=干物質(zhì)量×氮含量［19］。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用隸屬函數(shù)法將紫花苜蓿氮效率評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)［20］。采用Excel 2007 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和圖表繪制，采用SPSS 17.0 進(jìn)行顯著性方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫花苜蓿苗期性狀的分析

2.1.1 不同氮水平對株高、干物質(zhì)重的影響 LW6010 在N2.1和N210水平下（表2），其株高、地上干物質(zhì)重、地下干物質(zhì)重和全株干物質(zhì)重均顯著高于其他品種（P＜0.05）。游客在N2.1下，其株高顯著小于其他品種；精英和威斯頓在N210下，其株高顯著小于其他品種（P＜0.05）。公農(nóng)3 號在N2.1和N210下均表現(xiàn)為地上干物質(zhì)重顯著小于其他品種（P＜0.05）。公農(nóng)3 號在N2.1和甘農(nóng)4 號在N210下，其地下干物質(zhì)重顯著小于其他品種（P＜0.05）。賽迪7 在N2.1下，其全株干物質(zhì)重顯著低于其他品種（P＜0.05）。

表2 不同紫花苜蓿品種株高和生物量在不同氮素水平下的差異Table 2 Differences of plant height and biomass of different alfalfa cultivars under different nitrogen levels

2.1.2 不同氮水平對根長、根體積的影響 不同品種紫花苜蓿的根長和根體積在不同氮素水平下均表現(xiàn)不同（表3）。N2.1下，甘農(nóng)9 號的根長最長，其次為皇冠，隴東苜蓿最短；N210下，皇冠最長，公農(nóng)3 號最短。N2.1下，新疆大葉根體積最大，隴東苜蓿最?。籒210下，甘農(nóng)7 號最大，甘農(nóng)4 號、甘農(nóng)5 號、公農(nóng)3 號和賽迪10 較小。

表3 不同紫花苜蓿品種根長和根體積在不同氮素水平下的差異Table 3 Differences of root length and root volume of different alfalfa cultivars under different nitrogen levels

2.1.3 不同氮水平對氮含量的影響 巨能601 在N2.1和N210下（表4），其地上氮含量和全株氮含量均顯著大于其他品種（除LW6010）（P＜0.05）。N2.1下，甘農(nóng)9 號地下氮含量顯著大于其他品種；N210下，公農(nóng)1 號顯著大于其他品種（P＜0.05）。

表4 不同紫花苜蓿品種氮含量在不同氮素水平下的差異Table 4 Differences of nitrogen content of different alfalfa cultivars under different nitrogen levels（%）

2.1.4 不同氮水平對氮積累量的影響 LW6010 在N2.1和N210下（表5），其地上氮積累量、地下氮積累量和全株氮積累量均顯著大于其他品種（P＜0.05）。N2.1下，甘農(nóng)3 號的地上氮積累量顯著小于其他品種；N210下，賽迪7和游客地上氮積累量顯著小于其他品種（P＜0.05）。N2.1下，隴東苜蓿、公農(nóng)1 號、賽迪7 和精英地下氮積累量均顯著小于其他品種（P＜0.05）。N2.1下公農(nóng)3 號和N210下賽迪7 和游客的全株氮積累量均小于其他品種（P＜0.05）。

表5 不同紫花苜蓿品種氮積累在不同氮素水平下的差異Table 5 Differences of nitrogen accumulation of different alfalfa cultivars under different nitrogen levels（mg·plant-1）

2.2 紫花苜蓿各性狀的變異分析

28 個(gè)紫花苜蓿品種在N2.1和N210下各指標(biāo)的變異幅度相差較大（表6）。N2.1下，各指標(biāo)變異系數(shù)范圍為10.8%～29.1%，其中地上部氮積累量最大，為29.1%；單株氮含量最小，為10.8%。N210下，各指標(biāo)變異系數(shù)范圍為9.4%～29.4%，其中地上部氮積累量變異系數(shù)最大，為29.4%；地下部氮含量最小，為9.4%。同時(shí)，在N2.1和N210下，地上部氮積累量、單株氮積累量、地下部氮積累量、地下部干重、根體積、地上部干重、單株干重和根長8個(gè)指標(biāo)的變異系數(shù)較大（CV≥20%）；而株高、地下部氮含量、單株氮含量、地上部氮含量4 個(gè)指標(biāo)的變異系數(shù)較?。–V＜20%）。此外，地上部干重、地下部干重、株高、地下部氮含量、地下部氮積累量在N2.1下的變異系數(shù)均大于N210，其余指標(biāo)相反。

表6 紫花苜蓿苗期各性狀在不同氮水平下的變化幅度Table 6 Traits variations of alfalfa cultivars at the seedling stage under different nitrogen levels

2.3 相關(guān)性分析

N2.1下，地上部干重、單株干重、根長、根體積、地上部氮積累量、地下部氮積累量、單株氮積累量之間呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0.522～0.950（表7）。N210下，地上部干重、單株干重、株高、根長、根體積、地上部氮積累量、單株氮積累量之間呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0.538～0.996。在低氮和正常氮條件下，地上部干重、單株干重、根長、根體積、地上部氮積累量和單株氮積累量之間均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。

表7 不同氮水平下紫花苜蓿苗期各指標(biāo)的相關(guān)性分析Table 7 Correlation of different alfalfa parameters at seedling stage under different nitrogen levels

2.4 評價(jià)指標(biāo)隸屬函數(shù)綜合值分析

通過客觀賦權(quán)得到評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值（表8）。通過隸屬函數(shù)法和復(fù)合運(yùn)算得到不同紫花苜蓿品種的氮效率綜合指數(shù)（表9）。N2.1下，最大相差66 倍，LW6010、巨能601、甘農(nóng)5 號綜合指數(shù)大于80%。N210下，最大相差14倍，LW6010、巨能601、甘農(nóng)5 號、龍牧806 大于80%。在N2.1和N210下，均在40%以下的6 個(gè)品種分別是隴東苜蓿、威斯頓、巨能6、公農(nóng)1 號、游客和賽迪7。

表8 不同氮水平下紫花苜蓿各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重Table 8 Weights of evaluation indices of different alfalfa cultivars under different nitrogen levels

表9 不同氮水平下紫花苜蓿氮效率隸屬函數(shù)綜合指數(shù)Table 9 Integrated values of nitrogen use efficiency under different nitrogen levels

2.5 氮效率類型劃分

通過不同品種在N2.1和N210下的綜合指數(shù)（圖1），可將紫花苜蓿品種分為4 類：高效型，LW6010、甘農(nóng)5 號、龍牧 806、巨能 2、巨能 601 在 N2.1和 N210下綜合值均大于 0.5；常效型，甘農(nóng) 3 號、甘農(nóng) 4 號、新疆大葉、新牧 1 號在 N2.1下綜合值小于 0.5，在 N210下大于 0.5；反效型，甘農(nóng) 7 號、甘農(nóng) 9 號、龍牧 801、公農(nóng) 3 號、精英、賽迪 10、巨能 551 在N2.1下綜合值大于0.5，在N210下小于0.5；低效型，隴東苜蓿、甘農(nóng)8 號、公農(nóng)1 號、馴鹿、金黃后、威斯頓、游客、巨能6、阿爾岡金、賽迪7 在N2.1和N210下綜合值均小于0.5。

圖1 紫花苜蓿氮效率類型劃分Fig.1 Classification of nitrogen efficiency of alfalfa

3 討論

在本研究中，不同紫花苜蓿品種苗期生物量、根系參數(shù)和氮素積累量等氮營養(yǎng)相關(guān)指標(biāo)存在顯著差異性，這與小麥［21-22］、水稻［23-24］、玉米［25-26］、大豆（Glycine max）［27-28］等的研究結(jié)果一致，表明供試紫花苜?；蛐偷牡貭I養(yǎng)性狀具有較大的遺傳變異，即品種間存在氮效率差異，此結(jié)果也很好地印證了本團(tuán)隊(duì)的前期研究發(fā)現(xiàn)［17］。

通過變異系數(shù)和相關(guān)性，本研究得出地上干物質(zhì)重、全株干物質(zhì)重、根長、根體積、地上氮積累量和全株氮積累量可作為苗期氮效率篩選的評價(jià)參數(shù)。在低氮和適宜氮水平下，紫花苜蓿地上干物質(zhì)重、全株干物質(zhì)重、根長、根體積、地上氮積累量和全株氮積累量等指標(biāo)的變異系數(shù)較大，同時(shí)相互之間的相關(guān)性較高，表明該指標(biāo)可以有效區(qū)分不同紫花苜蓿品種間的差異，適于篩選氮效率類型。同樣，在現(xiàn)有的評價(jià)體系中，氮效率的評價(jià)參數(shù)也主要集中在生長特性、根系、產(chǎn)量和氮素積累等方面。例如，劉敏娜等［29］選擇地上部干物質(zhì)量作為菠菜（Spinacia oleracea）苗期氮效率的主要評價(jià)指標(biāo)，地上部氮積累量、氮素吸收效率和氮素利用效率為輔助指標(biāo)。李梁等［11］認(rèn)為相對分蘗數(shù)、相對莖葉干重和相對整株干重可作為大麥（Hordeum vulgare）苗期氮高效評價(jià)指標(biāo)?？锼嚨龋?0］認(rèn)為氮素利用率是主要指標(biāo)，株高、地上部生物量可作為小黑麥氮高效評價(jià)輔助指標(biāo)。同時(shí)，氮高效紫花苜蓿品種的地上干物質(zhì)重、全株干物質(zhì)重、根長、根體積、地上氮積累量和全株氮積累量無論在低氮還是高氮水平下均顯著高于氮低效品種，這也進(jìn)一步說明該指標(biāo)具有明顯的代表性，可作為氮效率評價(jià)的指標(biāo)。氮高效甘藍(lán)型油菜在根和莖生物量、根形態(tài)、氮積累、氮肥吸收效率等方面也表現(xiàn)出比氮低效品種更高的值［31］。根長和根體積代表了作物對氮素的吸收能力，而作物在生長前期對氮素的吸收能力又對其生長發(fā)育起關(guān)鍵作用［32］。本研究中，根長和根體積與干物質(zhì)重和N 積累呈極顯著正相關(guān)，這是因?yàn)楦蛋l(fā)達(dá)，吸氮效率更高，生物量增加，植物氮積累量更大［33］。魏海燕等［34］對水稻的研究也指出根系的吸收能力是獲得更高地上生物量的基礎(chǔ)。因此，地上干物質(zhì)重、全株干物質(zhì)重、根長、根體積、地上氮積累量和全株氮積累量作為苗期篩選的評價(jià)參數(shù)是合理的。

對28 個(gè)不同來源紫花苜蓿品種的氮效率關(guān)鍵指標(biāo)通過隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合評價(jià)和分析，這與使用類似氮效率參數(shù)評估作物氮效率的單一或平均表現(xiàn)的研究不同，由于作物氮素效率非常復(fù)雜，進(jìn)行更全面地分析評價(jià)，可以得到更準(zhǔn)確的結(jié)果。目前，使用該方法進(jìn)行氮效率篩選也被越來越多的研究者們認(rèn)可［35-36］。研究中發(fā)現(xiàn)，紫花苜蓿氮效率表現(xiàn)為以下特征：LW6010 和甘農(nóng)5 號等品種無論環(huán)境氮充足還是缺乏均表現(xiàn)為氮營養(yǎng)高效；甘農(nóng)3號、甘農(nóng)4 號等品種在環(huán)境氮水平充足時(shí)表現(xiàn)為氮營養(yǎng)高效，缺乏時(shí)表現(xiàn)為氮營養(yǎng)低效；甘農(nóng)7 號、龍牧801 等品種在環(huán)境氮充足時(shí)表現(xiàn)為氮營養(yǎng)低效，缺乏時(shí)卻表現(xiàn)為氮營養(yǎng)高效；隴東苜蓿等品種無論環(huán)境氮充足還是缺乏均表現(xiàn)為氮營養(yǎng)低效，不同品種表現(xiàn)出了明顯不同的氮效率差異規(guī)律，因此，根據(jù)本研究中紫花苜蓿所表現(xiàn)出氮效率特征的不同，將其按氮效率特征劃分為4 個(gè)類型，并分別命名為：氮高效型、氮常效型、氮反效型和氮低效型。不同作物的氮效率類型有不同的分類。例如，Tsai 等［37］將玉米分為3 種氮效率類型，敏感型、中間型和非敏感型，在這一分類中，敏感型可以代表作物對環(huán)境氮的響應(yīng)能力，而不能代表作物的氮效率。Kumar 等［38］對玉米氮效率的分類為高效與響應(yīng)型、非高效與響應(yīng)型、非高效與非響應(yīng)型、高效與非響應(yīng)型。He 等［6］將油菜品種分為4 種氮效率類型：氮響應(yīng)型、氮無響應(yīng)型、氮高效型和氮低效型。這些類型的劃分標(biāo)準(zhǔn)均是以不同作物品種對氮素的不同響應(yīng)。Chen 等［35］，劉敏娜等［29］和趙春波等［39］分別將玉米、菠菜和黃瓜（Cucumis sativus）分為 4 類：高效型、高氮高效型、低氮高效型、低效型，明確指出了環(huán)境氮素與作物的關(guān)系。在本研究中，氮效率類型直接反映了苜蓿的氮效率，類型劃分及命名更為直觀。同時(shí)，本研究將紫花苜蓿氮效率進(jìn)行了量化，即通過地上干物質(zhì)重、全株干物質(zhì)重、根長、根體積、地上氮積累量和全株氮積累量6 個(gè)指標(biāo)在低氮和適宜氮下進(jìn)行綜合分析，并通過其綜合值進(jìn)行劃分，即低氮和適宜氮下其綜合值均大于0.5 為氮高效型；低氮下小于0.5，適宜氮下大于0.5 為氮常效型；低氮下大于0.5，適宜氮下小于0.5 為氮反效型；低氮和適宜氮下均小于0.5 為氮低效型。相對前人研究而言（以不同品種間對氮素響應(yīng)的差異和比較來劃分氮效率類型），本研究通過量化指標(biāo)進(jìn)而對氮效率進(jìn)行劃分更為直觀、便捷，也具有較高的可重復(fù)性，同時(shí)對單個(gè)紫花苜蓿品種也可以通過此方法進(jìn)行快速氮效率類型的認(rèn)定。

不同氮效率類型的紫花苜蓿具有不同的生理特點(diǎn)，其在生產(chǎn)中的管理和應(yīng)用也不同?？梢愿鶕?jù)紫花苜蓿的氮效率類型特征有針對性地施用氮肥，以達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目的，提高氮肥利用率，減少浪費(fèi)［40］。在本研究中，氮高效型紫花苜蓿品種具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和較高的利用價(jià)值。因此，LW6010 和甘農(nóng)5 號等品種比其他品種可少施氮肥，同時(shí)表現(xiàn)出較好的產(chǎn)量和品質(zhì)。Chen 等［35］發(fā)現(xiàn)高效型玉米品種的平均產(chǎn)量高于所有受試品種，在低氮、常氮和高氮條件下，高效型品種的產(chǎn)量分別比所有供試品種的平均產(chǎn)量高15.00%、6.62%和7.57%，潛在的氮肥節(jié)約量為25.2%～15.9%。Worku 等［41］報(bào)道表明，高效型玉米品種有可能增產(chǎn)10.7%，減少氮肥投入12.7%。因此，氮高效型紫花苜?？蛇m用于所有農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，并且降低氮肥施用。對于常效型紫花苜蓿品種，本研究建議可通過適當(dāng)施氮來提高產(chǎn)量，如甘農(nóng)3 號和甘農(nóng)4 號等。本團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)，施氮后，甘農(nóng)3 號的株高、產(chǎn)量和品質(zhì)均顯著高于隴東苜蓿［18］，說明常效型品種具有較高的肥料利用率。Chen 等［35］研究表明，如果在華北和東北地區(qū)使用高效型和/或常效型玉米品種，產(chǎn)量可提高10%～15%，氮肥投入可減少10%～20%。氮反效型紫花苜蓿品種甘農(nóng)7 號和甘農(nóng)9 號對土壤低氮的耐受性強(qiáng)于其他類型，因此，它們可以在氮肥用量較少的土地上生長。對于氮低效型紫花苜蓿品種，雖然其氮效率低，對外源氮素不敏感，但其卻具有其他方面的優(yōu)勢，例如隴東苜蓿因其具有較強(qiáng)的抗逆性，使其成為優(yōu)良的地方品種?？偟膩碚f，氮效率的分類不僅可以發(fā)掘高效氮種質(zhì)資源，而且可以指導(dǎo)紫花苜蓿生產(chǎn)中氮營養(yǎng)管理的針對性施肥。

4 結(jié)論

通過對不同紫花苜蓿品種苗期性狀的變異分析和隸屬函數(shù)綜合值分析，得出地上干物質(zhì)重、全株干物質(zhì)重、根長、根體積、地上氮積累量和全株氮積累量可作為氮效率的篩選指標(biāo)。

根據(jù)氮效率篩選指標(biāo)的差異，并量化其綜合值，在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)下可將紫花苜蓿分為4 個(gè)類型：氮高效型、氮常效型、氮反效型和氮低效型。