45個苜蓿品種秋眠級初步評定

方珊珊，孫啟忠，閆亞飛，劉志英，陶 雅，李 峰

（1．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古呼和浩特010010；2．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院，北京100081）

45個苜蓿品種秋眠級初步評定

方珊珊1，2，孫啟忠1*，閆亞飛1，2，劉志英1，2，陶 雅1，李 峰1

（1．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古呼和浩特010010；2．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院，北京100081）

以美國11個苜蓿秋眠性標(biāo)準(zhǔn)品種為對照，依據(jù)Teuber等方法連續(xù)兩年（2013年和2014年）在內(nèi)蒙古西部干旱地區(qū)評定國內(nèi)和國外引進(jìn)的共45個苜蓿品種的秋眠級，建立了11個標(biāo)準(zhǔn)品種秋眠級與秋季再生株高的回歸關(guān)系。結(jié)果表明，苜蓿秋季刈割后第21天的再生自然株高與原秋眠級存在真實的線性回歸關(guān)系，R2分別為0．9643和0．9867。相關(guān)性分析表明，11個標(biāo)準(zhǔn)對照品種的實際秋眠級與原秋眠級之間相關(guān)系數(shù)為0．994，存在極顯著正相關(guān)；13個已知原秋眠級的引進(jìn)品種的實際秋眠級與原秋眠級之間的相關(guān)系數(shù)為0．969，存在顯著正相關(guān)。聚類分析表明，21個國內(nèi)苜蓿品種中90%的為秋眠和極秋眠類型，其中渝苜1號、甘農(nóng)5號和涼苜1號實際秋眠級評定結(jié)果分別為6．8，7．4和8．5，屬于非秋眠類型，國外引進(jìn)品種秋眠類型多樣性高，各種類型均有分布。

苜蓿；秋眠性；秋眠級

苜蓿（Medicago sativa）的秋眠性（fall dormancy）是苜蓿隨著秋季北緯地區(qū)日照時數(shù)減少和氣溫下降引起的生理性休眠，是一種與抗寒性和生產(chǎn)力有密切關(guān)系的遺傳性生長特性［1-2］。1921年有研究發(fā)現(xiàn)，秋季苜蓿的地上部分生長習(xí)性與越冬能力關(guān)系密切，當(dāng)秋季日照時數(shù)減少氣溫下降時，適應(yīng)南方氣候的品種在刈割后繼續(xù)旺盛生長，再生植株高大、直立且強壯；而適應(yīng)北方氣候的品種在刈割后生長速度明顯放緩甚至停止生長，再生植株低矮、纖細(xì)且長短不一［3］。相反在春季和夏季長日照條件下，這兩種類型的苜蓿的再生性差異就不明顯，于是人們提出了苜蓿秋眠性的概念。1991年Barnes等［4］依據(jù)苜蓿在短日照條件下的秋眠反應(yīng)，將苜蓿品種劃分為9個等級3種類型（秋眠類型、半秋眠類型、非秋眠類型）。Teuber等［5］在原有的9個等級的基礎(chǔ)上采用相同的測定方法將苜蓿品種的秋眠等級劃分為11個等級，并給出11個對應(yīng)的秋眠性標(biāo)準(zhǔn)對照品種。之后，研究者將11個秋眠等級劃分為5大類型，其中1級為極秋眠型，2，3級為秋眠型，4，5，6級為中等秋眠型，7，8級為非秋眠型，9，10，11級為極非秋眠型［6］。鑒于苜蓿秋眠性與品種適應(yīng)性和產(chǎn)量之間的密切關(guān)系，國外對苜蓿秋眠及其應(yīng)用做了大量研究，其中美國已經(jīng)把苜蓿秋眠性列為品種鑒定的首要指標(biāo)［7］。國內(nèi)學(xué)者對苜蓿秋眠性的研究起步較晚，1991年盧欣石和申玉龍［8］在國內(nèi)首次報道苜蓿秋眠性概念和國外的應(yīng)用情況。盧欣石和申玉龍［8］對中國23個審定品種的秋眠性研究中，從遺傳性評價、農(nóng)藝特性評價、引種和區(qū)劃等方面開始引入秋眠性的概念并以9個苜蓿秋眠標(biāo)準(zhǔn)品種為對照，對中國92個苜蓿地方品種資源進(jìn)行了秋眠性評定［1，9］。畢玉芬等［10］引入美國11個秋眠性標(biāo)準(zhǔn)品種，給出了在云南地區(qū)評價秋眠性的最佳刈割時期。梁金等［11］用11個不同秋眠級的苜蓿制定了在甘肅地區(qū)的苜蓿秋眠性評價技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但并未引進(jìn)美國標(biāo)準(zhǔn)品種作為對照。從苜蓿秋眠性概念引入中國以來，對苜蓿秋眠的研究大多集中于不同秋眠性苜蓿品種農(nóng)藝性狀［12-16］、生理生化指標(biāo)［17-20］以及遺傳多樣性［21-22］等方面的研究，國內(nèi)審定品種時秋眠級依然不是必要的審定指標(biāo)，對國外引進(jìn)的品種在國內(nèi)的秋眠性表現(xiàn)也從未有再次評定，更沒有制定出適宜中國氣候環(huán)境的苜蓿秋眠性的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對照品種和評價體系。本文在前人的研究基礎(chǔ)上，以美國11個秋眠標(biāo)準(zhǔn)品種為對照，研究國內(nèi)和國外引進(jìn)的共45個苜蓿品種的秋眠性，以期初步評定這些苜蓿品種的秋眠等級，為苜蓿的適應(yīng)性引種和種植區(qū)劃提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 試驗地概況

試驗地點位于內(nèi)蒙古巴彥淖爾市五原縣隆興昌鎮(zhèn)，地處河套平原腹地，東經(jīng)108°15′52″，北緯41°5′55″，海拔1026．4 m，屬于中溫帶大陸性氣候。全年日照時數(shù)3263 h，平均氣溫6．1℃，最低溫達(dá)－22℃，出現(xiàn)在1月份，≥5℃積溫為2730℃，≥10℃積溫為1737℃，年均降水量170 mm，初霜日一般在10月中上旬，無霜期117～136 d。土壤速效氮含量108．9 mg／kg，速效磷含量8．49 mg／kg，速效鉀含量188．6 mg／kg，有機質(zhì)含量為11．0 g／kg，全鹽含量1．11 g／kg，p H值8．32。

1．2 試驗材料

試驗共收集國內(nèi)外苜蓿品種56個，其中國內(nèi)審定品種20個（其中新疆大葉部分?jǐn)?shù)據(jù)遺失），地方審定品種1個，國家區(qū)試材料1個，國外引進(jìn)品種23個，標(biāo)準(zhǔn)對照品種11個（表1）。

1．3 材料培育

1．3．1 幼苗培育 育苗溫室為五原蔬菜種植大棚，春季播種（2013年3月20日，2014年4月4日），單株培養(yǎng)缽為圓臺型黑色塑料桶（上口直徑4．0 cm，下口直徑1．5 cm，高20．5 cm），介質(zhì)為盆栽混合土，每桶平均填裝介質(zhì)100 g，播種前施水量約為70 m L／個，每個容器播種子2～4粒，裸種在播種前接種根瘤菌菌劑，播種后在每個容器上覆蓋一層約2 cm厚的蛭石并充分灑水。每個品種5個重復(fù)，每個重復(fù)含30株。育苗期間溫室溫度控制在24～30℃，16 h以上光照周期，適當(dāng)噴水和施肥保證幼苗正常生長。

1．3．2 大田定植 植株生長至8～12周時，將幼苗刈割留茬5～8 cm后移栽至試驗田，采用完全隨機設(shè)計，每個品種每個重復(fù)至少移栽25株，株距30 cm，行距60 cm。

表1 56個苜蓿品種（材料）的編號、品種名稱及來源Table 1 The number，cultivar name and seed source of 56 alfalfa cultivars

續(xù)表1 Continued

1．4 測定方法

試驗期間保持植株旺勢生長，進(jìn)行常規(guī)田間管理，定期去除雜草保證植株正常生長。大田建植后夏季刈割一次，秋季刈割時間為2013年8月18日和2014年8月28日，秋季刈割后第21天測定單株自然株高（natural plant height，NPH），該株高指從土壤表面到植株正常生長的頂端的垂直高度。每個品種每個重復(fù)測20株［5］。

1．5 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計方法

采用Excel 2003整理數(shù)據(jù)，并用SAS軟件（The SAS System for Windows V8）進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 11個對照品種秋眠級與自然株高的線性回歸分析

由圖1、圖2可知，｜t｜2013＝8．32＞t0．01，9＝3．25，｜t｜2014＝6．56＞t0．01，9＝3．25［23］，表明標(biāo)準(zhǔn)苜蓿品種秋季刈割后第21天的自然株高與秋眠級（fall dormancy class，F(xiàn)DC）之間存在真實直線回歸關(guān)系。2013年與2014年回歸方程的回歸系數(shù)分別為0．3359和0．2069均大于0，R2分別為0．9643和0．9867，由此表明，秋眠級與秋季刈割后第21天自然株高存在顯著正相關(guān)。因此，秋季刈割后第21天自然株高可以作為評定苜蓿秋眠的重要指標(biāo)，11個標(biāo)準(zhǔn)對照品種在內(nèi)蒙古西部干旱地區(qū)可以作為試驗材料的對照。

2．2 實際秋眠級評定結(jié)果及其與原秋眠級的相關(guān)性分析

表2顯示，11個對照品種秋眠級呈梯度分布，國內(nèi)苜蓿品種除涼苜1號、甘農(nóng)5號和渝苜1號以外，其他18個國家審定品種實際秋眠級評分均低于苜蓿秋眠標(biāo)準(zhǔn)4級品種Legend，小于4．1。23個引進(jìn)品種的實際秋眠級評分梯度分布跨度大，從1級到10級皆有分布，僅潤布勒苜蓿低于對照一級，17個引進(jìn)品種實際秋眠級集中于2～6級，WL525HQ和WL712秋眠級在8級水平，WL903和WL656 HQ在對照9～10級之間。

表2分析可知，11個秋眠標(biāo)準(zhǔn)對照品種的實際秋眠級（practical fall dormancy rating，practical FDR）和原秋眠級（original fall dormancy rating，original FDR）之間相關(guān)系數(shù)為0．994，存在極顯著正相關(guān)（P＜0．01）。由此說明，美國11個標(biāo)準(zhǔn)對照品種在內(nèi)蒙古地區(qū)的秋眠性表現(xiàn)與其在美國本土的秋眠性表現(xiàn)基本一致，具有明顯的等級梯度。已知原秋眠級的13個引進(jìn)苜蓿品種的實際秋眠級和原秋眠級之間相關(guān)系數(shù)為0．969，存在顯著性正相關(guān)（P＜0．05），僅WL712的實際秋眠級（8．5）與原秋眠級（10．2）有較大差異。

圖1 2013年11個對照品種秋季刈割后自然株高與秋眠級線性回歸Fig．1 The linear regression analysis between FDC and the NPH after final clipping of 11 compared cultivars in 2013

表2 45個待測品種與11個對照品種實際秋眠級Table 2 The practical FDR of 45 under test cultivars and 11 compared cultivars

續(xù)表2 Continued

2．3 55個苜蓿品種秋眠性的聚類分析

以55個（除新疆大葉）苜蓿品種的實際秋眠級為指標(biāo)，采用類平均距離法對55個苜蓿品種進(jìn)行聚類分析，品種平方根距離為1．4142。

表3顯示，當(dāng)類間平均距離為0．5時，55個品種可分為6類，分別記為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。第Ⅰ類，共14個品種，兩小類分別包含對照品種1級（Maverick）和2級（Vernal）；第Ⅱ類，共6個品種實際秋眠級均為負(fù)值，準(zhǔn)格爾苜蓿實際秋眠級極低單獨劃歸為一小類；第Ⅲ類，共21個品種，3小類分別包含對照品種3級（5246）、4級（Legend）和5級（Archer）；第Ⅳ類，共1個品種，為對照品種11級（UC-1465）；第Ⅴ類，共8個品種，第一小類包含對照品種8級（Pierce）和9級（CUF101），第二小類包含對照10級（UC-1887）；第Ⅵ類，共6個品種，兩小類分別包含對照品種6級（ABI-700）和7級（Dona Ana）。

表3 55個苜蓿品種秋眠性聚類結(jié)果Table 3 The cluster result about fall dormancy of 55 alfalfa cultivars

3 結(jié)論

美國11個秋眠級標(biāo)準(zhǔn)對照品種連續(xù)兩年在內(nèi)蒙古西部干旱地區(qū)秋季刈割后的自然株高與秋眠級之間存在真實線性回歸關(guān)系，且兩者之間的相關(guān)性顯著。

20個國內(nèi)品種中除涼苜1號、渝苜1號和甘農(nóng)5號屬于非秋眠類型，其他品種實際秋眠級均低于對照4級，屬于極秋眠和中度秋眠類型。23個引進(jìn)品種秋眠類型多樣性高，各種類型均有分布。

55個苜蓿品種可聚為6大類，12小類，6大類中第Ⅱ類秋眠級低于對照1級，其他5種類型分別為極秋眠型（第Ⅰ類）、中度秋眠型（第Ⅲ類）、半秋眠型（第Ⅵ類）、非秋眠型（第Ⅴ類）和極非秋眠型（第Ⅳ類），這5類中的10小類除8級和9級劃分為同一類之外，其他9類與對照品種一一對應(yīng)。

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Preliminary assessment of fall dormancy in 45 alfalfa cultivars

FANG Shan-Shan1，2，SUN Qi-Zhong1*，YAN Ya-Fei1，2，LIU Zhi-Ying1，2，TAO Ya1，LI Feng1
1.Institute of Grassland Research of Chinese Academy of Agricultural Sciences，Hohhot 010010，China；2.Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China

Following the methods of Teuber and using 11 different American fall dormancy standard alfalfa cultivars as contrasts，we assessed the fall dormancy class of 45 alfalfa cultivars from the drought area of western Inner Mongolia in 2013 and 2014．We conducted a regression analysis of the relationship between fall dormancy class and natural plant height after final clipping and compared results with the 11 American cultivars．Results showed that natural plant height at 21 days after autumn clipping and fall dormancy class had a linear relationship with R2of 0．9643 and 0．9867 respectively．Analysis showed that the correlation coefficient between actual fall dormancy class and the 11 comparator varieties is 0．994．The correlation coefficient for 13 known fall dormancy introduced varieties is 0．969．Cluster analysis showed that 90%of 21 domestic alfalfa cultivars are either dormant or highly dormant types．The actual fall dormancy classes of Yumu No．1，Gannong No．5 and Liangmu No．1 were 6．8，7．4 and 8．5，indicating that they belong to the non-dormant type．

alfalfa；fall dormancy；fall dormancy class

10．11686／cyxb2014511 http：／／cyxb．lzu．edu．cn

方珊珊，孫啟忠，閆亞飛，劉志英，陶雅，李峰．45個苜蓿品種秋眠級初步評定．草業(yè)學(xué)報，2015，24（11）：247-255．

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2014-12-08；改回日期：2015-03-10

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程牧草栽培與加工利用團(tuán)隊（CAAS-ASTIP-IGR 2015-02）和國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-35）資助。

方珊珊（1989-），女，安徽懷寧人，碩士。E-mail：fangshanshan891129＠163．com

*通訊作者Corresponding author．E-mail：sunqz＠126．com