袁群英 肖占文 鄂利鋒 任建忠 程紅玉 璞超 王治江 高小軍



摘要:為篩選適宜嘉峪關市鹽堿地種植的紫花苜蓿優良品種,引進國內外10個紫花苜蓿品種,采用隨機區組試驗法進行了生產性能和耐鹽性比較。結果表明,兩茬鮮草和干草總產量位居前3位的品種是中蘭2號、龍威和公農1號,鮮草產量分別為54 897.44、48 054.02、45 662.82 kg/hm2;干草產量分別為13 056.53、11 115.56、11 095.5 kg/hm2, 均與其他品種差異極顯著。10個紫花苜蓿品種在耕層含鹽量3.6 g/kg以下均能正常出苗,均具有一定耐鹽性,中苜3號、中苜1號和中蘭2號、龍威耐鹽性較好。綜合分析可得,中蘭2號、龍威和公農1號這3個品種的豐產性、適應性、耐鹽性等綜合性狀優良,適宜在嘉峪關市中輕度鹽堿地種植。
關鍵詞:鹽堿土;紫花苜蓿;品種;產量;耐鹽性
中圖分類號:S541.9? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼:A? ? ? ? ? ? ? 文章編號:2097-2172(2023)01-0036-05
doi:10.3969/j.issn.2097-2172.2023.01.009
Screening and Comparison of Alfalfa Varieties for Salt Tolerance in
Saline-alkali Land
YUAN Qunyin 1, Xiao Zhanwen 2,? E Lifeng 2, REN Jianzhong 1, CHENG Hongyu 2, PU Chao 2,
WANG Zhijiang 2, GAO Xiaojun 1
(1. Jiayuguan Agricultural Technology Extension Station, Jiayuguan Gansu 735001, China; 2. College of
Agriculture and Ecological Engineering, Hexi University, Zhangye Gansu 734001, China)
Abstract: In order to screen the fine alfalfa varieties suitable for cultivation in the saline-alkali land of Jiayuguan, 10 alfalfa varieties, domestic or international, were introduced, and the production performance and salt tolerance were compared by random block test method. The results showed that the top three varieties in terms of total fresh grass and hay yield in two cuts were Zhonglan 2, Longwei and Gongnong 1, with fresh grass yields of 54 897.44 kg/ha, 48 054.02 kg/ha and 45 662.82 kg/ha, respectively. The hay yields were 13 056.53 kg/ha, 11 115.56 kg/ha and 11 095.5 kg/ha, respectively, which were significantly different from other varieties(P? 0.01). All 10 varieties could emerge under the salt content of 3.6 g/kg in top soil which all showed certain salt tolerance, among which Zhangmu 3, Zhongmu 1 and Zhonglan 2 showed ideal salt tolerance. The comprehensive analysis showed that Zhonglan 2, Longwei and Gongnong 1 had excellent comprehensive traits such as high yield, adaptability and salt tolerance, and were suitable for popularizing and planting in mildly saline-alkali land in Jiayuguan.
Key words: Saline-alkali soil; Medicago sativa L.; Variety; Yield; Salt tolerance
土壤鹽堿化是耕地退化和農業生態環境惡化的重要因素。全球鹽堿地總面積已達10億hm2,并以每年100萬~150萬hm2的速度增長[1 ]。中國的鹽堿化土地面積高達9 913萬 hm2,約占國土面積的1.03%[2 ]。因此,開展鹽堿地生態修復與治理是提升耕地質量、確保我國1.2億hm2耕地和糧食安全的重大舉措。嘉峪關市位于甘肅河西走廊中部,氣候干旱、生態環境脆弱、耕地資源緊張,境內分布大量鹽堿耕地,主要集中在新城鎮一帶。初步調查,當地現有鹽堿地面積625.7 hm2,約占耕地面積的18.31%,其中輕度鹽堿地約占60%,中度和重度鹽堿地各占20%,以硫酸鹽、氯鹽和鈉堿為主。由于耕地土壤母質含鹽量較高,土壤板結嚴重,改良措施滯后,制約了土地的有效利用和效益發揮。提高現有土地生產能力,改良與開發利用鹽堿化土地以及防治土壤的次生鹽堿化,已成為實現土地資源可持續利用和農業可持續發展的一個重要方面。在鹽堿地上種植適合的作物有利于調節土壤鹽分含量,改良鹽堿地,防止土壤侵蝕[3 - 4 ]。紫花苜蓿(Medicago sativa L.) 是一種營養豐富、適應能力強、產草量高、適口性好的優質飼草[5 ]。其莖葉繁茂,地表覆蓋度大,覆蓋時間長,可有效減少地面蒸騰,抑制土壤返鹽;還能改善土壤結構,提高鹽堿土壤的生產力,更是生物措施改良鹽堿地的有效途徑之一。目前嘉峪關市尚缺乏耐鹽堿紫花苜蓿優良品種,農戶盲目種植,品種良莠不一,產量和適應性不高,影響了農牧協同發展。為此,我們開展了鹽堿地紫花苜蓿新品種引進品種篩選試驗,以期為苜蓿生產選用優良品種提供支撐。
1? ?材料與方法
1.1? ?試驗區概況
試驗于2021 — 2022年在甘肅省嘉峪關市新城鎮麻灣村鹽堿地上進行。試驗區海拔1 469 m,位于嘉峪關市北部(39° 7′ 52″ N,98° 27′ 6″ E),屬溫帶大陸性荒漠氣候。年均氣溫6.7~7.7 ℃,日照時數3 088 h,全年無霜期130 d左右,年均溫 8.3 ℃左右,年平均自然降水量85.3 mm,年均蒸發量2 149 mm,晝夜溫差大。供試土壤為中度鹽漬化壤土,前茬為玉米。試驗地肥力均勻,灌排方便,地勢平坦,播種前采集0~20 cm耕作層混合土樣檢測,含有機質14.61 g/kg、堿解氮54.22 mg/kg、速效磷24.21 mg/kg、速效鉀113.12 mg/kg、CEC 14.05 cmol/kg。
1.2? ?供試品種及來源
供試紫花苜蓿為引進國內外的10個品種,品種名稱及來源見表1,以耐鹽堿的紫花苜蓿品種中苜3號為對照(CK)。試驗前對種子進行檢驗,其種子發芽勢、發芽率和純凈度等指標均符合國家質量標準。
1.3? ?試驗方法
試驗采用隨機區組設計,重復3次,重復間設走道寬50 cm,試驗田四周設寬4 m以上保護行。小區面積34 m2(6.8 m×5.0 m)。2021 年4月下旬耕翻整地,耕翻深度20 cm, 5月9日采用機械條播,播量30 kg/hm2,行距25 cm,播種深度2 cm,播種后覆土鎮壓,田間管理同大田。當年7月初收割第1茬,9月底收割第2茬。
1.4? ?測定項目及方法
出苗后每小區選擇代表性樣點,采用5點取樣法,每個樣點觀測面積1 m2, 統計出苗率。當年冬灌前每小區選擇代表性樣點,采用5點取樣法,每個樣點觀測面積1 m2,分別測定越冬前和越冬后2022年植株數,統計越冬率。
2021年播種前(4月28日),每小區采用5點取樣法取試驗地0~20 cm 土樣,測定全鹽含量和pH,當年收割后(10月6日)以同樣方法取樣重復測定結果。土壤pH采用酸度計法(水土質量比為1∶1)[6 ]。每茬收割前每小區以對角線方式隨機選15株,用卷尺測量從地面至植株頂部的絕對高度,取其平均數值記為株高。初花期每個小區各隨機取樣1 000g,莖葉分離后,于105 ℃烘箱分別烘 15 min,然后于 65 ℃烘干12 h后稱重,計算莖葉比(莖葉比=莖質量/葉質量)。
每茬收割測產在初花期進行,每小區以2m×3m 樣方為單位留茬5 cm刈割,測定紫花苜蓿鮮草產量,折算單位面積鮮草產量。從測產樣方中取鮮草2.0 kg,置于65 ℃烘箱中烘至恒重后稱干重,計算干鮮比[干鮮比=(干重/鮮重)×100]。利用鮮草產量和干鮮比折算成單位面積干草產量。
2? ?結果與分析
2.1? ?出苗率和越冬率
從表2可知,10個供試苜蓿品種的出苗率均在92%以上,為92.15%~96.12%。出苗率最高的是中蘭2號,為96.12%;其次是龍威,為94.85%;公農1號和北極熊出苗率分別為94.44%、94.31%,位居第3、第4位。這4個品種間出苗率差異不顯著,均與中苜3號(CK)和佳能差異不顯著,與其他品種差異顯著。10個苜蓿品種的越冬率均在91%以上,為91.13%~95.16%。越冬率最高的是北極熊,為95.16%;其次是中蘭2號,越冬率為94.21%;龍威、公農1號越冬率分別為93.51%、93.47%,位居第3、第4位。北極熊和中蘭2號間越冬率差異不顯著,均與龍威和公農1號差異不顯著,均與其他品種差異不顯著;龍威和公農1號間差異顯著,與甘農9號差異不顯著,均與其他品種差異顯著。其他品種間出苗率和越冬率差異均不顯著。
2.2? ?不同品種不同茬次的株高、莖葉比
從表3可知,不同紫花苜蓿品種不同茬次株高存在顯著差異,各品種2茬平均株高為67.52 ~86.72 cm。其中中蘭2號、龍威、公農1號、奇跡的2茬平均株高分別為86.72、84.05、83.16、80.83 cm,差異不顯著,分別較對照中苜3號顯著增加21.05%、17.32%、16.08%、12.83%。莖葉比表現較好的是龍威、中蘭2號、公農1號、甘農9號,分別為1.06、1.07 、1.08、1.07,均與其他品種差異顯著。
2.3? ?不同品種的產量表現
結果(表4)表明,各品種的產量第2茬均高于第1茬。中蘭2號、龍威和公農1號的鮮草產量和干草產量均居前3位,2茬總計鮮草產量分別達? ? 54 897.44、48 054.02、45 662.83 kg/hm2,分別較對照品種中苜3號極顯著增產39.12%、21.78%、15.72%;兩茬總計干草產量分別13 056.53、? ? ? ?11 115.56、11 095.5 kg/hm2,分別較對照品種中苜3號極顯著增產43.09%、21.82%、21.60%。
2.4? ?不同品種的耐鹽性比較
從表5可知,播種前各小區0~20 cm耕層土壤含鹽量為3.4~3.6 g/kg,pH為8.5~8.7,收割后各小區0~20 cm耕層土壤含鹽量為2.7~3.1 g/kg,pH為8.2~8.4。含鹽量較播前下降13.89%~22.22%,pH較播前下降2.35%~5.73%。其中中苜3號、中苜1號播種小區的含鹽量較播前均下降22.22%,pH較播前均下降5.75%;中蘭2號和龍威含鹽量播種小區的較播前均下降20.59%,pH較播前均下降4.65%。可見,不同品種耐鹽堿性有一定差異,10個供試苜蓿品種均具有一定的耐鹽堿性,在耕層含鹽量3.6 g/kg以下均能正常出苗,相對而言,中苜3號、中苜1號、中蘭2號和龍威耐鹽性較好。
4? ?討論與結論
紫花苜蓿是一種適應性較強的多年生豆科牧草,但同一品種在不同地區的適應性和生產性能差異較大,篩選適應當地區種植的品種要綜合考慮氣候、土壤、品種特性、種植方式等因素[7 ]。嘉峪關市地區氣候干燥,冬季寒冷,晝夜溫差大,耕地有不同程度鹽堿危害。引進紫花苜蓿品種必須在保證高產優質前提下,確保在當地能安全越冬,具備一定的耐鹽性。本試驗表明, 10個品種的越冬率均在91%以上,越冬率最高的品種是北極熊和中蘭2號,其次是龍威和公農1號。說明引進苜蓿品種抗寒性較好,在嘉峪關市的寒冷條件有較強的適應性。
前人研究認為,紫花苜蓿具有中度耐鹽能力,在發芽期和苗期對鹽分比較敏感[8 - 9 ]。郝林鳳[4 ]在河套灌區鹽堿地的試驗表明,輕度鹽堿地對苜蓿的發芽出苗影響較小,出苗率與保苗率均在95%以上;中度鹽堿地的出苗率與保苗率參差不齊,最高出苗率可達91.1%;而最低出苗率只有34.8%。張俊麗等[10 ]認為,鹽堿地種植不同苜蓿品種的出苗率差異明顯,這種差異反映了不同品種苜蓿耐鹽堿性能不同。本試驗表明,10個供試苜蓿品種均具有一定的耐鹽堿性,在0~20 cm耕層含鹽量3.6 g/kg以下、pH 8.7以下的中輕度鹽堿地均能正常出苗。出苗率均在92%以上,但不同品種出苗率表現出一定差異,變幅為92.83%~96.12%,這與郝林鳳[4 ]、張俊麗等[10 ]的試驗結果相近。景鵬成等[11 ]認為,紫花苜蓿可有效降低土壤鹽分,改善土壤環境,本試驗也得出了相似的結果,種植一季紫花苜蓿后含鹽量較播前下降13.89%~22.22%,pH較播前下降2.35%~5.75%。但品種間表現一定差異性,其中中苜3號、中苜1號含鹽量較播前均下降22.22%,pH較播前均下降5.75%;中蘭2號和龍威含鹽量較播前均下降20.59%,pH較播前均下降4.65%。這可能與品種本身有較強的耐鹽堿性有關。
株高和產草量是衡量苜蓿品種生產性能優劣的重要指標,在一定的范圍內株高與干草產量成正相關;莖葉比是評價苜蓿品種營養價值的重要指標,一般莖葉比越高,品質越差[7 ]。高潤等[12 ]研究表明,苜蓿的產草量隨著株高的增加而增加,干草產量呈現第1 茬高于第2 茬和第3 茬的變化規律。本試驗表明,各品種第2茬產量均高于第1茬,這與高潤等[12 ]的試驗結論不一致,可能與水肥管理有關。本試驗條件下不同品種的株高和產草量及莖葉比存在顯著差異。中蘭2號、龍威、公農1號的兩茬平均株高與其他品種差異顯著。莖葉比表現較好的品種是中蘭2號、龍威、公農1號和甘農9號,與其他品種差異顯著。從田間測產結果看,兩茬鮮草和干草產量較高的品種同樣是中蘭2號、龍威和公農1號,與其他品種差異極顯著。說明中蘭2號、龍威、公農1號的株高、莖葉比和產草量變化趨勢一致,具有較高的生產性能和經濟價值,在當地具有良好的適應性和推廣價值。
試驗表明,越冬率最高的品種是北極熊和中蘭2號,達95.16%和94.21%;其次是龍威和公農1號,達93.51%和93.47%。莖葉比表現較好的品種是龍威、中蘭2號、公農1號和甘農9號。兩茬鮮草和干草產量居前3位的品種是中蘭2號、龍威、公農1號,鮮草產量分別為54 897.44、48 054.02、45 662.82 kg/hm2;干草產量分別為? 13 056.53、11 115.56、11 095.5 kg/hm2,與其他品種比較差異均達極顯著(P < 0.01)水平。10個供試品種在耕層含鹽量3.6 g/kg以下時均具有一定的耐鹽性,中苜3號、中苜1號和中蘭2號、龍威耐鹽性較好。
綜合分析可知,中蘭2號、龍威和公農1號豐產性、適應性、耐鹽性等綜合性狀優良,適宜在嘉峪關市中輕度鹽堿地種植。
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收稿日期:2022 - 05 - 12;修訂日期:2022 - 10 - 15
基金項目:嘉峪關市重點研發計劃(20-19)。
作者簡介:袁群英(1971 — ),女,陜西戶縣人,高級農藝師,研究方向為農業技術推廣與植物保護。Email: 244437175@qq.com。
通信作者:肖占文(1966 — ),男,甘肅金塔人,教授,碩士,研究方向為作物高產高效栽培與土壤改良。Email: xzw2868@163.com。