12個引進苜蓿品種適應性栽培試驗

2011-04-25 09:40:38楊紅善常根柱周學輝

草業科學 2011年8期

楊紅善，常根柱，周學輝，路遠

(中國農業科學院蘭州畜牧與獸藥研究所，甘肅蘭州 730050)

紫花苜蓿(Medicagosativa)是多年生的優良豆科牧草，其營養價值高，生產潛力大，用途廣泛，在我國西部半干旱地區具有十分重要的價值和地位。目前我國苜蓿品種單一、老化且產量低、質量差、病蟲害發生嚴重,地方品種雖有較好的適應性，但品質和產量不能滿足北方地區生態環境建設和農牧業結構調整的需要，因此引進優質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%。近年來由于環境惡化，氣候轉暖，水資源缺乏導致各地旱情頻頻發生。苜蓿抗旱性研究是苜蓿育種在我國西部地區重要的研究方向之一。苜蓿抗旱性綜合評判方法比較多，陶玲[3]使用21個抗旱指標對14種苜蓿進行了系統聚類；宋淑明[4]對14種苜蓿抗旱性綜合評判使用了隸屬函數法。任君[5]提出了牧草抗旱性綜合評價指標體系的層次分析法(analytic hierarchy process,AHP)模型。各種不同方法只是一種手段，其目的是對苜蓿抗旱性做出客觀的評價[6-7]。

針對我國干旱面積較大，苜蓿品種單一，老品種產量低、質量差、病蟲害發生嚴重的現狀，引進或培育適應性強、耐旱性強、抗寒、耐濕而又高產的苜蓿品種，實為當務之急[2]。中國農業科學院蘭州畜牧與獸藥研究所從美國和加拿大共引進12個優質苜蓿品種。通過不同區域的栽培試驗，選擇不同品種的適宜栽培區，完成蘭州半干旱地區和天水半濕潤地區栽培試驗，對其生產能力、營養成分、抗旱性及適宜性等方面提出了科學合理的評價，以便在生產實踐中使用或參考借鑒。

1 材料與方法

1.1試驗時間 2003-2004年在蘭州開展引種馴化試驗；2008-2009年在甘谷繼續開展適應性試驗。

1.2試驗地概況蘭州試驗區設在中國農業科學院蘭州畜牧與獸藥研究所大洼山試驗站，位于蘭州市中心南側7.5 km處，屬于蘭州盆地黃河南岸三級階地。土質為Ⅲ級自重濕陷性黃土[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75 d；年均溫9.3 ℃，極端最高溫39.1 ℃，最低溫-23.1 ℃，≥0 ℃的活動積溫3 700 ℃·d，≥10 ℃的活動積溫1 900～2 300 ℃·d。無霜期169 d，相對濕度58%，蒸發量1 450.0 mm，日照時數2 751.4 h。當地為我國典型的黃土高原半干旱區，土壤理化指標分別為土壤有機質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。

甘谷試驗區位于甘肅省東南部，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。試驗區設在甘谷縣渭河北岸川道河谷區，屬黃土高原地區，四季分明，屬溫帶季風半濕潤地區。年平均氣溫10.2 ℃，日照2 131 h，年降水量473.1 mm，年蒸發量1 457.6 mm，無霜期187 d，土壤為黃壤淀積土，理化指標分別為土壤有機質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個加拿大品種：Pick3006、Pick8925、Spreador-3；1個國產對照品種：中蘭1號。

1.4試驗方法

1.4.1田間布置

整地施肥：播種前施美國二銨復合肥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；根據當年降水量也可灌水2次。

小區劃分：面積2 m×5 m，各品種編號順序隨機排列，3次重復；每小區播種5行，行距50 cm。

播種：開溝溜種條播，播深2～3 cm。

1.4.2觀察記載內容

a)生育期：按飼料牧草田間觀察記載規范[7-9]執行，分為播種、出苗、分枝、孕蕾、開花、乳熟、成熟7個階段。

b)莖葉比測定：在開花初期隨機摘取鮮草0.5 kg樣品，將莖和葉、花序按兩部分分開，待風干后稱其質量，求其百分數，每小區重復3次[10-11]。

c)產量測定：在開花期隨機取樣，以1 m2為一個樣方，重復3次，測定產草量及植株高度，種子成熟后測定種子產量。

d)干鮮比測定：在開花期取青草樣稱鮮質量，待風干后再稱干質量，計算干鮮比。

1.4.3實驗室測定指標

a)營養成分：開花初期采樣，在實驗室測定八大營養成分，干物質含量采用烘箱105 ℃烘干直至質量不變[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：葉片含水量及相對含水量測定參照鄒琦[14]的方法；游離脯氨酸含量測定采用茚三酮法；丙二醛含量測定參照鄒琦[14]的方法；可溶性糖測定采用蒽酮比色法[15]。

2 結果與分析

2.1苜蓿生育期蘭州2003年種植，甘谷2008年種植，均適應當地自然條件、水肥管理和耕作措施，能正常生長，完成生育周期全過程，播種當年有少量種子成熟。在半干旱區蘭州，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。在半濕潤區甘谷，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年引進品種于2月底、3月初返青，較對照提前4～7 d，種子成熟基本一致，都于7月中旬成熟。蘭州試驗點2004年生育期與2003年基本相同，甘谷試驗區2009年生育期與2008年基本相同。

2.2農藝性狀[16-18]測定各引進品種能適應當地的水肥管理和耕作措施,蘭州點、甘谷點農藝性狀[12]測定表明(表2)，各引進品種在蘭州，兩年的平均鮮草產量，苜蓿王為54 207.00 kg/hm2，對照中蘭1號為56 004.15 kg/hm2，明顯高于其他品種。甘谷點兩年的平均鮮草產量，苜蓿王為82 883.65 kg/hm2，Pick3006為78 639.60 kg/hm2，對照中蘭1號為76 677.20 kg/hm2，高于其他品種。種子產量蘭州點在160.5～279.0 kg/hm2，甘谷點在145.5～261.0 kg/hm2，相比蘭州點高于甘谷點6.9%～9.3%。干鮮比蘭州點在1∶3.0～1∶5.3，甘谷點在1∶3.9～1∶4.9，平均值甘谷點略高。莖葉比蘭州點在1∶0.7～1∶1.9，甘谷點在1∶1.5～1∶2.2，平均值天水甘谷略高。植株高度蘭州點在67.0～105.0 cm，甘谷點在90.6～174.0 cm，株高平均值天水甘谷(148.0 cm)比蘭州點(94.3 cm)高53.7 cm。綜合各項指標，苜蓿王、Pick3006及對照中蘭1號在農藝性狀上優于其他品種。

2.3營養成分分析初花期采樣，實驗室測定8項營養成分含量(表3)。各引進種粗蛋白含量最高的是苜蓿王(17.57%)其次是Pick3006苜蓿(17.28%),對照中蘭1號高于引進品種。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、磷和干物質的含量達到正常含量標準，其中Spreador-3苜蓿含鈣量最高，苜蓿王含磷量最高。營養評價結果，苜蓿王、Pick3006及對照中蘭1號優于其他品種。

表1 生育期觀察月-日

2.4抗旱性指標將農藝性狀優良、營養成分高的5個苜蓿品種進行抗旱指標的測定(表4)。

2.4.1葉綠素葉綠素是草種的表觀特征[19-20]。測定結果(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[19]。測定結果(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；其次是Spreador-3(19.59 μg/g)和對照中蘭1號(18.02 μg/g)，與其他各品種差異顯著(P<0.05)；兩個Pick系列的脯氨酸相對較低(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性調節機制，通過各種代謝反應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)和對照中蘭1號；兩個Pick系列較低，各品種間差異極顯著(P<0.01)。