9 個紫花苜蓿品種在甘肅河西地區(qū)引種栽培研究

周惠麗，耿小麗

（甘肅省草原技術(shù)推廣總站，蘭州 730010）

紫花苜蓿（Medicago sativa）是世界上分布最廣、種植面積最大的多年生豆科牧草，其具有適應(yīng)性強、產(chǎn)草量高、蛋白含量高、適口性好、生物固氮等優(yōu)點。紫花苜蓿也是我國栽培面積最廣的飼草之一［1］。近年來，隨著國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，草食畜牧業(yè)快速發(fā)展，苜蓿產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)出巨大的發(fā)展優(yōu)勢，苜蓿商品草需求量逐年大幅提高，促使其種植面積、草種用量大幅提升。甘肅河西是全國苜蓿草及苜蓿種子產(chǎn)業(yè)化最發(fā)達的區(qū)域之一，本地區(qū)種植的苜蓿品種絕大多數(shù)為進口品種，近年來引進品種多、亂、雜現(xiàn)象凸顯，嚴重制約了河西地區(qū)苜蓿的產(chǎn)業(yè)化種植和規(guī)模化發(fā)展［2］。同時，大量國外苜蓿品種不僅對國內(nèi)苜蓿種子價格造成了很大沖擊，更嚴重制約了國內(nèi)優(yōu)秀苜蓿品種的推廣與應(yīng)用［3］。為此，引進、評價國內(nèi)優(yōu)質(zhì)苜蓿品種在河西地區(qū)的適應(yīng)性，對國內(nèi)品種在該地區(qū)的推廣應(yīng)用具有十分重要的意義。

甘肅省河西走廊位于歐亞大陸腹地，遠離海洋，降水稀少，氣候干旱，地域遼闊，土地平坦廣袤，光熱資源和地下水資源豐富，非常適合規(guī)?；l(fā)展苜蓿產(chǎn)業(yè)，也是我國優(yōu)質(zhì)苜蓿商品草的最主要產(chǎn)區(qū)［4］。根據(jù)河西的生態(tài)氣候特點和牧草種植條件引進適宜的苜蓿品種不僅能夠?qū)崿F(xiàn)生態(tài)環(huán)境與苜蓿品種的最佳匹配以及經(jīng)濟效益最大化，還能促進當?shù)匦竽翗I(yè)的高效可持續(xù)發(fā)展［5-6］。本研究通過引種試驗，對9 個國內(nèi)紫花苜蓿品種在河西地區(qū)的生產(chǎn)性能和營養(yǎng)品質(zhì)進行測定，以期篩選出適宜當?shù)胤N植的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)紫花苜蓿品種，為國內(nèi)優(yōu)秀紫花苜蓿品種大面積推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及試驗地概況

參試紫花苜蓿品種為：中蘭2 號、中天1 號、中苜1號、中苜3 號、中苜7 號、甘農(nóng)3 號、甘農(nóng)9 號、草原3 號和草原4 號。種子凈度在80%以上，發(fā)芽率在80%以上。

試驗于2018—2021 年在甘肅省高臺縣進行。試驗地地理位置為東經(jīng)99°58′，北緯39°13′，海拔1 398 m；年均氣溫8.3℃，年降水量111.0 mm，年日照時數(shù)2 457.8 h，無霜期163 d。該地區(qū)屬河西灌溉區(qū)生態(tài)類型。試驗地土壤肥力中等，前茬玉米，播種前施磷肥750 kg/hm2，尿素225 kg/hm2。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)4 次重復(fù)，小區(qū)面積為15 m2（3 m×5 m），條播，行距30 cm，每個小區(qū)播種10行，播深3 cm 左右，播種量18 kg/hm2。參試苜蓿于2018年8 月7 日播種。試驗地按照常規(guī)大田管理水平管理，全年灌溉5 次。

1.3 測定指標及方法

株高和單株分枝數(shù)測定：第1 茬草刈割（初花期）前，每個小區(qū)隨機選取30 個單株，測定每株自地面到達植株最高點的垂直高度，測定每株地表根莖部形成的分枝數(shù)。

干草產(chǎn)量測定：每茬的初花期進行測產(chǎn)，刈割留茬高度為3～5 cm，按實際面積計算鮮草產(chǎn)量，刈割后取約1 kg的樣品，剪成3～4 cm 長的小段，然后放入60～80℃的烘箱內(nèi)烘至恒重，計算鮮干比和干草產(chǎn)量，干草產(chǎn)量＝鮮草產(chǎn)量×鮮干比。

莖葉比測定：第1 茬草測產(chǎn)時，每品種刈割后取約1 kg 的樣品，分離莖葉，置于干燥通風處自然風干后稱重，莖葉比＝莖干重/葉干重。

營養(yǎng)成分含量測定：取2020 年第1 茬刈割的干草樣，參照相應(yīng)國家標準［7-11］測定粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、粗脂肪、粗灰分含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2007 整理數(shù)據(jù)、Origin 18.0 軟件作圖；使用SPSS 16.0 進行方差分析、相關(guān)性分析、灰色關(guān)聯(lián)度分析，用Duncan 法進行多重比較。結(jié)果以平均數(shù)±標準差表示。

參照張鴨關(guān)等［12］和初曉輝等［13］方法進行灰色關(guān)聯(lián)度綜合評價。選擇株高、分枝數(shù)、干草產(chǎn)量、葉莖比、干草產(chǎn)量和粗蛋白含量6 個指標，將每個品種看成一個灰色系統(tǒng)，通過分析每個品種的多個性狀，進而對9 個苜蓿品種生產(chǎn)性能及營養(yǎng)品質(zhì)進行綜合評價。根據(jù)最優(yōu)性原則設(shè)置一個“參考值”，各指標含量值設(shè)置如下：含量值（與干草生產(chǎn)性能和營養(yǎng)品質(zhì)呈正相關(guān)）= 測定最大值×（1+5%），或含量值（干草生產(chǎn)性能和營養(yǎng)品質(zhì)呈負相關(guān)）=供試品種測定最小值×（1-5%），根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析原則，關(guān)聯(lián)度大的數(shù)列與標準數(shù)列越接近，綜合性狀評價表現(xiàn)越優(yōu)，反之表現(xiàn)越差。

2 結(jié)果與分析

2.1 生育期

各參試品種于2018 年8 月7 日播種，播種后10 d內(nèi)相繼出苗，14 d 左右進入分枝期。2019 年4 月2—5 日返青，5 月下旬進入現(xiàn)蕾期，6 月初進入初花期。各品種的生育期沒有明顯差異（表1）。

表1 2018—2019 年各紫花苜蓿品種的物候期 月- 日

2.2 株高、單株分枝數(shù)

對2019—2021 年第1 茬草刈割前的單株高度和分枝數(shù)進行了測量（初花期）（表2）。2019 年平均株高中苜1 號最高，達99.1 cm，顯著高于中蘭2 號、中苜7 號、甘農(nóng)3 號、甘農(nóng)9 號、草原3 號、草原4 號（P＜0.05）；2020年平均株高中苜3 號最高，達100.5 cm，顯著高于中苜7號、甘農(nóng)9 號、草原3 號和草原4 號（P＜0.05）；2021 年平均株高甘農(nóng)3 號最高，達96.7 cm，顯著高于中苜7 號、甘農(nóng)9 號、草原3 號（P＜0.05）；3 年平均株高最高的是中苜3 號，為97.4 cm，顯著高于中苜7 號、甘農(nóng)9 號、草原3號、草原4 號（P＜0.05）。

表2 2019—2021 年9 個紫花苜蓿品種的平均株高 cm

由圖1 可知，2019 年單株分枝數(shù)各紫花苜蓿品種間差異均不顯著（P＞0.05），平均分枝數(shù)最多的是甘農(nóng)3 號（5.74 個），最少的是中天1 號（5.04 個）；2020 年單株分枝數(shù)最高的為中苜3 號（7.40 個），最少的是甘農(nóng)9 號（6.10 個），中苜3 號與甘農(nóng)9 號、中蘭2 號、草原4 號間差異顯著（P＜0.05）；2021 年單株分枝數(shù)最高的為中苜3號（8.14 個），最少的為甘農(nóng)9 號（6.45），中苜3 號與甘農(nóng)9 號、草原3 號間差異顯著（P＜0.05）；3 年平均單株分枝數(shù)為中苜3 號＞甘農(nóng)3 號＞中苜7 號＞中苜1 號＞草原3 號＞中天1 號＞草原4 號＞中蘭2 號＞甘農(nóng)9 號，中苜3 號最高，為6.99 個，甘農(nóng)9 號最低，為5.93 個。

圖1 2019—2021 年9 個紫花苜蓿品種的單株分枝數(shù)

2.3 干草產(chǎn)量和莖葉比

由表3 可知，2019 年平均干草產(chǎn)量中苜1 號最高（21 159.57 kg/hm2），其次為甘農(nóng)3 號（19 342.67 kg/hm2），兩者均顯著高于其余各品種（P＜0.05）；2020 年干草產(chǎn)量中苜3 號最高（23 717.85 kg/hm2），其次為中蘭2號（23 014.52 kg/hm2），然后為中苜1 號（22 821.91 kg/hm2），以上3 個品種的干草產(chǎn)量均顯著高于除草原3 號外的其他參試品種（P＜0.05）；2021 干草產(chǎn)量甘農(nóng)3 號最高（24 809.44 kg/hm2），其次為中天1 號（23 849.42 kg/hm2），甘農(nóng)3 號的干草產(chǎn)量顯著高于其他參試品種（P＜0.05）；3年平均干草產(chǎn)量為中苜1 號＞甘農(nóng)3 號＞草原3 號＞中苜3 號＞草原4 號＞中苜7 號＞中天1 號＞中蘭2 號＞甘農(nóng)9 號。

表3 2019—2021 年9 個紫花苜蓿品種各年度的干草產(chǎn)量 kg/hm2

用2019—2021 年第1 茬草的干樣對各品種的莖葉比做了測定（初花期）（圖2）。2019 年各品種的莖葉比間均差異不顯著（P＞0.05），莖葉比中蘭2 號最高（1.17），草原4 號最低（0.91）；2020 年莖葉比最高的為中苜7 號（1.67）和草原4 號（1.67），二者均顯著高于中蘭2 號和中苜1 號（P＜0.05）；2021 年莖葉比最高的為甘農(nóng)9 號（1.53）；3 年平均莖葉比各品種間均差異不顯著（P＞0.05），中蘭2 號最高（1.39），中苜3 號最低（1.31）。

圖2 2019—2021 年9 個紫花苜蓿品種的莖葉比

2.4 營養(yǎng)成分含量分析

取2020 年第1 茬草干草樣測定參試品種的營養(yǎng)成分含量（表4）。9 個品種紫花苜蓿的粗蛋白含量在17.52%～20.63%之間，中苜7 號的粗蛋白含量最高（20.63%），顯著高于甘農(nóng)7 號、中天1 號和草原3 號（P＜0.05）；9 個品種的粗脂肪含量在1.17%～1.90%之間，粗脂肪含量最高的為草原4 號（1.90%）；中性洗滌纖維含量最高的是中天1 號（37.81%），最低的是草原3 號（34.56%）；酸性洗滌纖維含量最高的是中苜3 號（32.62%），最低的是甘農(nóng)3 號（27.22%）；9 個品種粗灰分含量在9.37%～11.23%之間，最高的為中蘭2 號。綜合考慮，中苜1 號、中苜7 號、甘農(nóng)3 號、中蘭2 號、草原4 號的粗蛋白含量高，纖維含量適中，在品質(zhì)方面是比較理想的品種。

2.5 9 個紫花苜蓿品種生產(chǎn)性能、營養(yǎng)品質(zhì)的灰色關(guān)聯(lián)度綜合評價

由表5 可知，9 個紫花苜蓿品種的綜合排序為中苜1號＞甘農(nóng)3 號＞中苜3 號＞草原3 號＞中蘭2 號＞中苜7 號＞草原4 號＞中天1 號＞甘農(nóng)9 號，中苜1 號、甘農(nóng)3 號、中苜3 號、草原3 號綜合性狀與參考值的相似度最大，關(guān)聯(lián)度分別為0.967 1、0.966 4、0.950 8、0.906 1，說明這4 個品種的綜合性狀突出，適宜在河西灌區(qū)推廣種植。

表5 9 個紫花苜蓿品種的灰色關(guān)聯(lián)度分析

3 討論

干草產(chǎn)量是衡量牧草生產(chǎn)性能及適應(yīng)性的主要指標［14］。苜蓿生產(chǎn)性能及相關(guān)性狀的研究對苜蓿的引種、選育、評價具有十分重要的意義［15-16］。本試驗結(jié)果表明，9個紫花苜蓿品種均能在高臺縣完成整個生育周期，各品種間生育期差異不大；9 個品種的干草產(chǎn)量差異明顯，中苜1 號的3 年平均干草產(chǎn)量最高，為22 519.25 kg/hm2，甘農(nóng)3 號、草原3 號、中苜3 號的3 年平均干草產(chǎn)量也很突出，分別為22 426.72、21 680.00 和21 542.77 kg/hm2，說明上述4 個品種的紫花苜蓿在河西灌區(qū)具有較高的草產(chǎn)量，適應(yīng)性強，適合該地區(qū)種植。

株高和分枝數(shù)能夠反映苜蓿的生長發(fā)育狀況及其潛在草產(chǎn)量，由于不同苜蓿品種的遺傳多樣性和生物學(xué)特性不同，其生長發(fā)育階段及對外界環(huán)境變化的反應(yīng)能力各異，株高亦不相同［17］。本研究中各品種間的株高差異較大，這反映了不同品種的適應(yīng)性和干草生產(chǎn)性能的差異。紫花苜蓿的分枝數(shù)與品種自身遺傳特性、栽培管理條件和種植利用年限有較大關(guān)系［18］。在本研究中，9 個苜蓿品種的分枝數(shù)間差異較大，同時各品種隨生長年限的增加分枝數(shù)均呈上升趨勢，這種增長趨勢可能是隨苜蓿根系的生長其分蘗能力增強，進而促進了分枝數(shù)的增加。

苜蓿的營養(yǎng)品質(zhì)受品種自身的遺傳特性、生長年限、收獲期、管理措施及氣候等因素的影響［19］。莖葉比是衡量苜蓿品質(zhì)的重要指標之一。紫花苜蓿葉片的蛋白質(zhì)含量高于莖稈1.0～1.5 倍，粗纖維含量低于莖稈50%～100%，因此，葉量越豐富，其適口性和營養(yǎng)品質(zhì)越好［19-20］。生長時期也是影響苜蓿營養(yǎng)品質(zhì)的重要因子，初花期刈割的苜蓿，粗蛋白含量一般在18%左右，種子成熟期蛋白質(zhì)則會降至最低［21］。本研究中9 個紫花苜蓿品種的3 年平均莖葉比間均差異不顯著，其中第1 年各品種的莖葉比最低，品種間差異不顯著，第2 年、第3 年品種間出現(xiàn)較大差異，莖葉比較低的品種為中苜1 號、中蘭2 號、中苜3號、中天1 號、草原3 號；9 個品種初花期的粗蛋白含量除甘農(nóng)9 號外均在18%以上，其中中苜7 號和中蘭2 號達到20%以上。另外，不同的管理措施，如施肥、灌溉及刈割次數(shù)等，也會影響苜蓿的營養(yǎng)品質(zhì)，降水量的減少可能是苜蓿粗纖維含量增加的原因［22］。在苜蓿生長期增加灌水并補充適量氮肥能顯著提高粗蛋白含量，同時，顯著降低中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量［23］。因此，根據(jù)種植地區(qū)的氣候條件選擇適宜的苜蓿品種是提高產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但掌握適宜的水肥管理措施也是提高苜蓿草品質(zhì)的關(guān)鍵。

甘肅河西地區(qū)種植的苜蓿多為國外引進品種，大多數(shù)在種植的前4 年生長迅速，株高和產(chǎn)量均占優(yōu)勢，但種植4 年后草產(chǎn)量會明顯降低，持久性、抗性明顯低于國內(nèi)品種［24-26］。本試驗中9 個國內(nèi)苜蓿品種從種植第2 年開始干草產(chǎn)量最低的也能達到19 700.85 kg/hm2，粗蛋白含量、抗性、對當?shù)丨h(huán)境的適應(yīng)性都很好，種子用價大大低于國外品種，特別是中苜1 號、甘農(nóng)3 號、中苜3 號、草原3 號苜蓿品種在河西灌區(qū)的生產(chǎn)中表現(xiàn)出了優(yōu)異的綜合性能，可以在河西灌區(qū)大面積推廣。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，中苜1 號、甘農(nóng)3 號、中苜3 號、草原3 號紫花苜蓿在河西灌區(qū)的生產(chǎn)性能、營養(yǎng)品質(zhì)及灰色關(guān)聯(lián)度綜合評價良好，適宜在河西灌區(qū)推廣種植。