12個(gè)引進(jìn)苜蓿品種適應(yīng)性栽培試驗(yàn)

楊紅善，常根柱，周學(xué)輝，路 遠(yuǎn)

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所，甘肅 蘭州 730050)

紫花苜蓿(Medicagosativa)是多年生的優(yōu)良豆科牧草，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，生產(chǎn)潛力大，用途廣泛，在我國西部半干旱地區(qū)具有十分重要的價(jià)值和地位。目前我國苜蓿品種單一、老化且產(chǎn)量低、質(zhì)量差、病蟲害發(fā)生嚴(yán)重,地方品種雖有較好的適應(yīng)性，但品質(zhì)和產(chǎn)量不能滿足北方地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)和農(nóng)牧業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要，因此引進(jìn)優(yōu)質(zhì)新品種有十分重要的意義[1-2]。我國是世界上主要的干旱國家之一，干旱、半干旱面積占國土面積的52.5%。近年來由于環(huán)境惡化，氣候轉(zhuǎn)暖，水資源缺乏導(dǎo)致各地旱情頻頻發(fā)生。苜蓿抗旱性研究是苜蓿育種在我國西部地區(qū)重要的研究方向之一。苜?？购敌跃C合評(píng)判方法比較多，陶玲[3]使用21個(gè)抗旱指標(biāo)對(duì)14種苜蓿進(jìn)行了系統(tǒng)聚類；宋淑明[4]對(duì)14種苜?？购敌跃C合評(píng)判使用了隸屬函數(shù)法。任君[5]提出了牧草抗旱性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的層次分析法(analytic hierarchy process,AHP)模型。各種不同方法只是一種手段，其目的是對(duì)苜蓿抗旱性做出客觀的評(píng)價(jià)[6-7]。

針對(duì)我國干旱面積較大，苜蓿品種單一，老品種產(chǎn)量低、質(zhì)量差、病蟲害發(fā)生嚴(yán)重的現(xiàn)狀，引進(jìn)或培育適應(yīng)性強(qiáng)、耐旱性強(qiáng)、抗寒、耐濕而又高產(chǎn)的苜蓿品種，實(shí)為當(dāng)務(wù)之急[2]。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所從美國和加拿大共引進(jìn)12個(gè)優(yōu)質(zhì)苜蓿品種。通過不同區(qū)域的栽培試驗(yàn)，選擇不同品種的適宜栽培區(qū)，完成蘭州半干旱地區(qū)和天水半濕潤(rùn)地區(qū)栽培試驗(yàn)，對(duì)其生產(chǎn)能力、營(yíng)養(yǎng)成分、抗旱性及適宜性等方面提出了科學(xué)合理的評(píng)價(jià)，以便在生產(chǎn)實(shí)踐中使用或參考借鑒。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)時(shí)間 2003-2004年在蘭州開展引種馴化試驗(yàn)；2008-2009年在甘谷繼續(xù)開展適應(yīng)性試驗(yàn)。

1.2試驗(yàn)地概況 蘭州試驗(yàn)區(qū)設(shè)在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所大洼山試驗(yàn)站，位于蘭州市中心南側(cè)7.5 km處，屬于蘭州盆地黃河南岸三級(jí)階地。土質(zhì)為Ⅲ級(jí)自重濕陷性黃土[2]。土層深厚，已耕作種植多年，但土壤貧瘠。103°44′36″ E，36°02′20″ N，海拔1 697 m，年均降水量324.5 mm，年平均降水天數(shù)75 d；年均溫9.3 ℃，極端最高溫39.1 ℃，最低溫-23.1 ℃，≥0 ℃的活動(dòng)積溫3 700 ℃·d，≥10 ℃的活動(dòng)積溫1 900～2 300 ℃·d。無霜期169 d，相對(duì)濕度58%，蒸發(fā)量1 450.0 mm，日照時(shí)數(shù)2 751.4 h。當(dāng)?shù)貫槲覈湫偷狞S土高原半干旱區(qū)，土壤理化指標(biāo)分別為土壤有機(jī)質(zhì)1.411%，pH值8.04，全氮230 g/kg，速效鉀193.175 g/kg，速效氮61.264 g/kg，速效磷10.11 g/kg。

甘谷試驗(yàn)區(qū)位于甘肅省東南部，天水市西北，渭河中上游，104°59′～105°30′ E，34°31′～35°03′ N，海拔1 280 m。試驗(yàn)區(qū)設(shè)在甘谷縣渭河北岸川道河谷區(qū)，屬黃土高原地區(qū)，四季分明，屬溫帶季風(fēng)半濕潤(rùn)地區(qū)。年平均氣溫10.2 ℃，日照2 131 h，年降水量473.1 mm，年蒸發(fā)量1 457.6 mm，無霜期187 d，土壤為黃壤淀積土，理化指標(biāo)分別為土壤有機(jī)質(zhì)0.968%，pH值7.18，全氮210 g/kg，速效鉀140.6 g/kg，速效氮60.025 g/kg，速效磷16.01 g/kg。

1.3供試材料 9個(gè)美國品種：苜蓿王、菲爾茲、金字塔、里奧、辛普勞2000、諾瓦、霍普蘭德、多葉苜蓿、大葉苜蓿；3個(gè)加拿大品種：Pick3006、Pick8925、Spreador-3；1個(gè)國產(chǎn)對(duì)照品種：中蘭1號(hào)。

1.4試驗(yàn)方法

1.4.1田間布置

整地施肥：播種前施美國二銨復(fù)合肥75～120 kg/hm2；每年灌水3次：春季返青水、夏季越夏水、冬季越冬水各1次；根據(jù)當(dāng)年降水量也可灌水2次。

小區(qū)劃分：面積2 m×5 m，各品種編號(hào)順序隨機(jī)排列，3次重復(fù)；每小區(qū)播種5行，行距50 cm。

播種：開溝溜種條播，播深2～3 cm。

1.4.2觀察記載內(nèi)容

a)生育期：按飼料牧草田間觀察記載規(guī)范[7-9]執(zhí)行，分為播種、出苗、分枝、孕蕾、開花、乳熟、成熟7個(gè)階段。

b)莖葉比測(cè)定：在開花初期隨機(jī)摘取鮮草0.5 kg樣品，將莖和葉、花序按兩部分分開，待風(fēng)干后稱其質(zhì)量，求其百分?jǐn)?shù)，每小區(qū)重復(fù)3次[10-11]。

c)產(chǎn)量測(cè)定：在開花期隨機(jī)取樣，以1 m2為一個(gè)樣方，重復(fù)3次，測(cè)定產(chǎn)草量及植株高度，種子成熟后測(cè)定種子產(chǎn)量。

d)干鮮比測(cè)定：在開花期取青草樣稱鮮質(zhì)量，待風(fēng)干后再稱干質(zhì)量，計(jì)算干鮮比。

1.4.3實(shí)驗(yàn)室測(cè)定指標(biāo)

a)營(yíng)養(yǎng)成分：開花初期采樣，在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定八大營(yíng)養(yǎng)成分，干物質(zhì)含量采用烘箱105 ℃烘干直至質(zhì)量不變[12]，粗蛋白含量采用凱氏定氮法[12]，粗脂肪含量采用索氏乙醚提取法[12]，粗纖維含量采用尼龍袋測(cè)定粗纖維[13]，粗灰分采用在高溫爐550 ℃下灼燒30 min,冷卻稱量[12]，鈣含量采用EDTA絡(luò)合滴定法[13]，磷含量采用分光光度法[12]，無氮浸出物含量采用差值計(jì)算得出：

無氮浸出物=[100-(水分+粗脂肪+粗纖維+粗灰分)]×100%[12]。

b)抗旱性指標(biāo)：葉片含水量及相對(duì)含水量測(cè)定參照鄒琦[14]的方法；游離脯氨酸含量測(cè)定采用茚三酮法；丙二醛含量測(cè)定參照鄒琦[14]的方法；可溶性糖測(cè)定采用蒽酮比色法[15]。

2 結(jié)果與分析

2.1苜蓿生育期 蘭州2003年種植，甘谷2008年種植，均適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀粭l件、水肥管理和耕作措施，能正常生長(zhǎng)，完成生育周期全過程，播種當(dāng)年有少量種子成熟。在半干旱區(qū)蘭州，2003年4月中旬、5月初種植，5～6 d開始出苗，6月開始分枝，7月中旬開花，8月底、9月初成熟(表1)；第2年3月底返青，4月初分蘗，5月中旬開花，8月底成熟。在半濕潤(rùn)區(qū)甘谷，2008年4月中旬種植，5月初出苗，5月底分枝，6月初至中旬孕蕾，6月底開花，8月底成熟,但品種間有所差異(表1)；第2年引進(jìn)品種于2月底、3月初返青，較對(duì)照提前4～7 d，種子成熟基本一致，都于7月中旬成熟。蘭州試驗(yàn)點(diǎn)2004年生育期與2003年基本相同，甘谷試驗(yàn)區(qū)2009年生育期與2008年基本相同。

2.2農(nóng)藝性狀[16-18]測(cè)定 各引進(jìn)品種能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐乃使芾砗透鞔胧?蘭州點(diǎn)、甘谷點(diǎn)農(nóng)藝性狀[12]測(cè)定表明(表2)，各引進(jìn)品種在蘭州，兩年的平均鮮草產(chǎn)量，苜蓿王為54 207.00 kg/hm2，對(duì)照中蘭1號(hào)為56 004.15 kg/hm2，明顯高于其他品種。甘谷點(diǎn)兩年的平均鮮草產(chǎn)量，苜蓿王為82 883.65 kg/hm2，Pick3006為78 639.60 kg/hm2，對(duì)照中蘭1號(hào)為76 677.20 kg/hm2，高于其他品種。種子產(chǎn)量蘭州點(diǎn)在160.5～279.0 kg/hm2，甘谷點(diǎn)在145.5～261.0 kg/hm2，相比蘭州點(diǎn)高于甘谷點(diǎn)6.9%～9.3%。干鮮比蘭州點(diǎn)在1∶3.0～1∶5.3，甘谷點(diǎn)在1∶3.9～1∶4.9，平均值甘谷點(diǎn)略高。莖葉比蘭州點(diǎn)在1∶0.7～1∶1.9，甘谷點(diǎn)在1∶1.5～1∶2.2，平均值天水甘谷略高。植株高度蘭州點(diǎn)在67.0～105.0 cm，甘谷點(diǎn)在90.6～174.0 cm，株高平均值天水甘谷(148.0 cm)比蘭州點(diǎn)(94.3 cm)高53.7 cm。綜合各項(xiàng)指標(biāo)，苜蓿王、Pick3006及對(duì)照中蘭1號(hào)在農(nóng)藝性狀上優(yōu)于其他品種。

2.3營(yíng)養(yǎng)成分分析 初花期采樣，實(shí)驗(yàn)室測(cè)定8項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)成分含量(表3)。各引進(jìn)種粗蛋白含量最高的是苜蓿王(17.57%)其次是Pick3006苜蓿(17.28%),對(duì)照中蘭1號(hào)高于引進(jìn)品種。粗纖維含量較低的是Pick8925苜蓿(24.72%)和Spreador-3苜蓿(24.78%)；粗脂肪、粗灰分、無氮浸出物、鈣、磷和干物質(zhì)的含量達(dá)到正常含量標(biāo)準(zhǔn)，其中Spreador-3苜蓿含鈣量最高，苜蓿王含磷量最高。營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)結(jié)果，苜蓿王、Pick3006及對(duì)照中蘭1號(hào)優(yōu)于其他品種。

表1 生育期觀察 月-日

2.4抗旱性指標(biāo) 將農(nóng)藝性狀優(yōu)良、營(yíng)養(yǎng)成分高的5個(gè)苜蓿品種進(jìn)行抗旱指標(biāo)的測(cè)定(表4)。

2.4.1葉綠素 葉綠素是草種的表觀特征[19-20]。測(cè)定結(jié)果(表4)表明，各品種的葉綠素含量較高，色澤較好，其中苜蓿王的葉綠素含量最高(18.80 mg/L)。

2.4.2脯氨酸 脯氨酸含量高說明植物所具備的抗旱性越強(qiáng)[19]。測(cè)定結(jié)果(表4)表明，苜蓿王的脯氨酸最高(27.26 μg/g)，與其他各品種差異顯著(P<0.05)，表明其抗旱性能最強(qiáng)；其次是Spreador-3(19.59 μg/g)和對(duì)照中蘭1號(hào)(18.02 μg/g)，與其他各品種差異顯著(P<0.05)；兩個(gè)Pick系列的脯氨酸相對(duì)較低(10.74和11.90 μg/g)，且相互之間差異不顯著(P>0.05)。

2.4.3丙二醛 丙二醛含量高，表明組織的保護(hù)能力弱[19]。苜蓿王的丙二醛含量最低(2.4 μmol/mg)，與Spreador-3差異顯著(P<0.05)，與其他品種差異極顯著(P<0.01)；其次是Spreador-3 (2.6 μmol/mg)，與除苜蓿之外其他品種差異極顯著(P<0.01)；最高的是Pick8925(4.1 μmol/mg)，與其他品種差異極顯著。

2.4.4可溶性糖 可溶性糖含量高說明植物本身具有一種適應(yīng)性調(diào)節(jié)機(jī)制，通過各種代謝反應(yīng)來盡可能避免由干旱脅迫引起的傷害，從而提高抗旱性能[19]。苜蓿王的可溶性糖含量最高(0.028 3 μg/mg)，其次是Spreador-3(0.024 5 μg/mg)和對(duì)照中蘭1號(hào)；兩個(gè)Pick系列較低，各品種間差異極顯著(P<0.01)。

表2 農(nóng)藝性狀測(cè)定分析表

表3 營(yíng)養(yǎng)含量分析 %

表4 苜蓿品種抗旱性指標(biāo)分析

3 結(jié)論

1) 引種的12個(gè)苜蓿，在半干旱區(qū)蘭州、半濕潤(rùn)區(qū)甘谷均能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、水肥管理和耕作措施，均能正常生長(zhǎng)生活，完成生育周期的全過程，無異常表現(xiàn)，未發(fā)現(xiàn)病蟲害侵染，植株健壯死苗少。

2)營(yíng)養(yǎng)成分綜合評(píng)價(jià)，苜蓿王、Pick3006及對(duì)照中蘭1號(hào)優(yōu)于其他品種。

3)抗旱性指標(biāo)值：苜蓿王的游離脯氨酸含量和可溶性糖含量最高，丙二醛含量最低，表明苜蓿王的抗旱性能最強(qiáng)，其次是Spreador-3苜蓿和對(duì)照中蘭1號(hào)苜蓿。

4)綜合各項(xiàng)農(nóng)藝性狀指標(biāo)，苜蓿王、Pick3006及對(duì)照中蘭1號(hào)優(yōu)于其他品種；Spreador-3苜蓿出苗最早，葉大、桿中實(shí)、抗倒伏同樣優(yōu)良。

5) 引進(jìn)苜蓿品種，各自都具自生的優(yōu)良獨(dú)特性狀，通過半干旱區(qū)蘭州、半濕潤(rùn)區(qū)甘谷栽培試驗(yàn)，綜合評(píng)價(jià)各指標(biāo)可得：苜蓿王、Pick3006、Spreador-3優(yōu)良，對(duì)照中蘭1號(hào)同樣優(yōu)良，建議在我國黃土高原半干旱區(qū)及半濕潤(rùn)區(qū)推廣種植。

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