不同紫花苜蓿品種在河西走廊鹽堿地的適應性研究

張延林，李天銀，馬銀生，吳大榮，劉 軍，吳德斌

（甘肅亞盛田園牧歌草業集團有限責任公司／甘肅省國營黃花農場，甘肅 玉門 735213）

隨著我國現代畜牧業的持續發展，農區舍飼畜牧業由原來的家庭模式逐漸向企業化模式發展，已成為我國現代畜牧業的支柱產業之一［1］。隨著舍飼畜牧業企業化的發展，農區飼草料供給的需求持續增加，需要有大量優良的飼草料生產基地。我國耕地面積僅占國土面積的10%［2］，遠遠低于世界平均水平，因此，在保障糧食安全的前提下將耕地作為飼草料生產基地的潛力十分有限，需要挖掘未利用的邊際土地資源，建立飼草料生產基地。我國鹽堿地面積已達36 658×103hm2，居世界第3位［3］，這些土地資源至今尚未得到很好的利用。甘肅河西走廊在獨特地形、地質、水文結構，以及干旱氣候條件的綜合作用下，土地鹽漬化十分嚴重，目前，鹽堿地面積已達179.8萬hm2，遠遠超過耕地面積［4］。然而這些鹽堿地土層深厚，地勢平坦，若能夠遴選出適宜該鹽堿地種植的飼用植物，將其建成飼草料生產基地，不僅可以增加農區的飼草料供給，而且能夠改良土地，優化環境。

紫花苜蓿（Medicago sativa）是一種多年生優質豆科牧草，生態幅寬，再生能力強，已經成為我國西部生態環境建設和畜牧業生產的重要牧草［5－7］。已有研究表明，鹽堿地種植紫花苜蓿能夠明顯的降低土壤pH和土壤含鹽量，提高土壤肥力［8，9］。然而紫花苜蓿品種很多，不同品種適應鹽堿地的能力差異很大，因此，遴選適宜河西走廊鹽堿地種植的紫花苜蓿品種，是將河西走廊鹽堿地建植為飼草料生產基地的核心和關鍵。采用田間試驗方法，分析了引自國內外16個紫花苜蓿品種的適應性，為河西走廊鹽堿地建成飼草料生產基地提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 研究地區概況

研究地區位于河西走廊西段的甘肅農墾公司黃花農場，地理坐標 N 97°05′～97°21′，E 40°21′～40°28′，海拔1 245～1 393 m；年降水量28.5～56.1 mm，年蒸發量2 478～3 033 mm；年日照時數3 025.5 h，平均日照時數8.4 h／d；年均氣溫6.9℃；≥10℃有效積溫2 800℃，屬溫帶荒漠氣候，土壤為灰棕土，富含鈣質，土壤有機質含量21.4 g／kg，堿解氮80 mg／kg，速效磷23 mg／kg，速效鉀156 mg／kg，pH 8.24，土壤含鹽量0.5%～0.8%，主要易溶鹽以硫酸鹽為主，屬輕度到中度過渡鹽堿地［10］。

1.2 研究方法

1.2.1 供試材料 供試的16個紫花苜蓿品種來自中國、美國、加拿大和荷蘭（表1）。

1.2.2 試驗處理 試驗于2013年進行。每個紫花苜蓿品種種植面積為3 m×4 m，3個重復，隨機區組，相鄰2小區間隔0.5 m作為保護行。2013年4月27日采用地膜人工穴播，播深1.5～2.0 cm，行距20 cm，穴距15 cm，膜間距30 cm，每膜7行，每小區播種320穴，每穴25粒，播種量1.6 g／m2。試驗期間的田間管理只有人工除雜草，和當地農戶的管理方式保持一致。2013年7月8日測定株高、分枝數、倒伏率、葉莖比，然后第1次刈割，2013年8月23日再次取樣測定指標，第2次刈割。2013年9月5日，每小區設置3個長度為1 m的標記段，記錄每段的紫花苜蓿株數，2014年4月5日統計標記段內返青的紫花苜蓿株數。

1.2.3 測定指標及方法 物候期：觀察記錄了紫花苜蓿出苗期、分枝期、現蕾期、始花期等的時間［11］，鑒別標準以10%植株到達某一生育階段即定為初期；50%的植株達到定為到達該生育期；70%～80%達到為盛期。

出苗率：播種15 d，每個小區隨機選擇10穴，測定每穴的實際出苗數。

出苗率＝實際出苗數／每穴播種數×100%。

株高：各小區隨機取樣20株，測量地面距其頂部的自然高度，取其均值。

分枝數：測定時從地表輕輕的剖開土壤，讓主根露出，以主根為基礎，測定每單株的分枝數，每小區隨機選擇10株，最后求平均值。

倒伏率：在初花期觀測記錄各小區紫花苜蓿的倒伏面積，倒伏率＝倒伏面積／小區面積×100%。

葉莖比：每小區隨機選擇10株，將其莖、葉和花序分開，105℃殺青15 min，在65℃下烘24 h至恒重，分別稱量，花序歸為葉的部分。葉莖比＝葉生物量／莖生物量。

草產量：刈割在初花期進行。在每個小區內密度均勻、長勢中等未倒伏的地方，選3個50 cm×50 cm的樣方取樣。樣方內收獲紫花苜蓿地上部分，分別編號裝入編制袋，實驗室105℃殺青15 min，65℃下烘24 h，稱重。2次刈割產量的和為草產量。

越冬率：越冬率＝標記段內返青植株數／越冬前標記段內植株總數×100%。

1.2.4 數據分析 統計分析采用SPSS 17.0軟件分析，制圖采用Excel 2003。

2 結果與分析

2.1 不同紫花苜蓿品種的物候期

16個參試紫花苜蓿品種的生育期出現明顯差異（表1），金皇后和阿爾岡金出苗期較遲，相對滯后于其他14個品種3～4 d。甘農3號分枝期出現最早（6月3日），較其他品種早3～6 d。WL343HQ和阿迪娜的現蕾期最早（6月21日），阿爾岡金的最遲（6月25日）。甘農3號、阿爾岡金、德寶的始花期最遲（7月9日），較其余品種滯后7～9 d。

2.2 16個紫花苜蓿品種的出苗率

16個紫花苜蓿的出苗率為58.33%～89.22%（圖1），騎士T、SR4030和巨能的出苗率依次為89.22%、85.33%和84.33%，甘農3號的出苗率最低，為58.33%。總體表現為騎士T、SR4030、巨能、騎士3的出苗率顯著大于阿爾岡金、WL343HQ、標靶、巖石、德寶和甘農3號的出苗率。

注：不同小寫字母表示差異顯著（P＜0.05），下同。圖中1.甘農3號；2.BR4010；3.SR4030；4.WL343HQ；5.騎士 T；6.巨能；7.巖石；8.阿爾岡金；9.德寶；10.標靶；11.金皇后；12.阿迪娜；13.康賽；14.亮苜2號；15.騎士3；16.WL363HQ

表1 16個紫花苜蓿品種的來源和生育期Table 1 The growth stages of tested varieties 月－日

2.3 不同紫花苜蓿品種的株高、分枝數、葉莖比

紫花苜蓿品種株高為75.83～88.17 cm（表2），但不同紫花苜蓿品種間株高的差異不顯著（P＜0.05）。各個品種的單株分枝數為1.07～2.47個／株，其中，BR4010、WL343 HQ、阿迪娜、亮苜2號、WL363 HQ的單株分枝數顯著大于其他品種的分枝數（P＜0.05），且標靶和金皇后的單株分枝數最低。葉莖比為0.32～1.41，其中，巖石和德寶的葉莖比顯著高于其他品種的葉莖比（P＜0.05），騎士3、金皇后和騎士T的葉莖比較低。

表2 16個紫花苜蓿品種的株高、分枝數、葉莖比Table 2 Height，branches per plant，leaf／stem ratio of 16 varieties

2.4 16個紫花苜蓿品種的草產量

16個紫花苜蓿品種第1茬的產量在0.68～0.85 kg／m2，其中，以騎士T的第1茬產量最高，為0.85 kg／m2。其次是阿迪娜和亮苜2號，而 WL343 HQ產量最低，僅為0.68 kg／m2，約是騎士T的80%。紫花苜蓿品種第2茬的產量在0.35～0.68kg／m2，其中，德寶的產量最高，為0.68 kg／m2，其次是巨能、康賽，而甘農3號的產量最低，為0.35 kg／m2，約是德寶的51%，說明德寶的再生能力較強。

圖2 16個紫花苜蓿品種的干物質產量Fig.2 Dry matter yield of 16 varieties

表3 16個紫花苜蓿品種的越冬率和倒伏程度Table 3 Winter－covering rate and lodging rate of 16 varieties

圖3 16個紫花苜蓿品種的聚類分析Fig.3 Cluster analysis of 16 varieties

2.5 16個紫花苜蓿品種的倒伏率和越冬率

倒伏嚴重影響紫花苜蓿的產量，不同紫花苜蓿品種的倒伏率以阿迪娜和WL343HQ最低，而騎士T和標靶的倒伏率最高（表3）。不同紫花苜蓿品種的越冬率均較高，在70%以上，其中，以亮苜2號、騎士3的越冬率最高，達84.1%；阿迪娜的越冬率最低，為71.4%。

2.6 不同紫花苜蓿品種適應性的聚類分析

以參試紫花苜蓿品種的株高、分枝數、莖葉比、生物量、出苗率和越冬率作為分析變量，采用歐氏距離完全聯鎖法對16個參試品種進行聚類分析（圖3）。當取距離等于10時，可將16個品種分為6類，分別是BR4010、WL363 HQ、阿迪娜、WL343 HQ為一類；騎士T，亮苜2號，騎士3（3010）為一類；巖石、阿爾岡金、甘農3號為一類；金皇后為單獨一類；標靶、康賽、SR4030、巨能為一類；德寶為單獨一類。當取距離等于15時，可將這16個品種分為4類，分別是BR4010、WL363 HQ、阿迪娜、WL343 HQ為一類；騎士T，亮苜2號，騎士3（3010）為一類；巖石、阿爾岡金、甘農3號、金皇后為一類；標靶、康賽、SR4030、巨能、德寶為一類。綜合各個指標整體分析，亮苜2號、騎士T、騎士3（3010）類群在河西走廊區鹽堿地具有較好的適應性。

3 討論

鹽堿地是一種邊際土地資源［10］，若能夠用于種植優質豆科牧草紫花苜蓿，不僅提供農區現代畜牧業發展所需的飼草，而且可通過豆科植物改良土壤［6］，逐漸優化鹽堿地的土壤。雖然鹽堿地種植紫花苜蓿存在諸多優點，但并不是所有的紫花苜蓿品種均適宜種植于鹽堿地，因此，需要選擇適宜鹽堿地種植的紫花苜蓿品種。出苗是衡量一個紫花苜蓿品種能否種植于鹽堿地的首要條件，一個紫花苜蓿品種生產性能再好，品質再優異，但不能在鹽堿地中出苗，是無法有效建植飼草生產基地。試驗結果表明，16個參試紫花苜蓿品種在河西走廊區鹽堿地的出苗率不同，其中，騎士T、SR4030、巨能和騎士3的出苗率較高，而甘農3號和德寶的出苗率較低，說明甘農3號和德寶的種子或者芽體在出苗期適應鹽生境的能力較弱［12，13］。

不同紫花苜蓿品種在河西走廊鹽堿地種植時生育期存在一定的差異，特別是甘農3號、阿爾岡金、德寶的始花期出現的時間較遲，說明不同品種從種植到適宜收獲時所經歷的時間存在一定差異，即不同品種積累干物質的時間段也有所差異。試驗表明，紫花苜蓿不同品種在河西走廊鹽堿地種植時，其株高差異不明顯，這與紫花苜蓿種植于青藏高原周邊高寒地區［14］和內蒙古［15］時的表現不同，說明株高作為紫花苜蓿產量構成要素之一，在不同環境存在差異。紫花苜蓿單株一級分枝數常被用作衡量產量高低的標準之一［16］，在河西走廊鹽堿地種植時，不同紫花苜蓿品種的分枝數存在顯著差異，阿迪娜和亮苜2號不僅分枝數較多，而且產量較大，但BR4010、WL343HQ和 WL363HQ的分枝數雖高，其產量表現并不優異。葉莖比是衡量紫花苜蓿品質的重要標準［17－19］，葉莖比越高，植株葉量越豐富，紫花苜蓿品質越好。研究中葉莖比以巖石、康賽和甘農3號的較高，但他們的產量卻較低，而德寶的產量和葉莖比俱佳，但其越冬率較低。

紫花苜蓿因外力作用往往出現倒伏現象，倒伏時枝條相互遮蓋，冠層接受光照的面積相對減少，光合作用減少，從而造成減產［20］，同時容易引起底層葉片的腐爛，影響飼草品質。16個紫花苜蓿品種的倒伏率不同，WL343HQ、阿迪娜、康賽的倒伏最輕，騎士T、標靶、金皇后的倒伏最嚴重。河西走廊的通道效應，使紫花苜蓿生產過程中大風時日較多［21］，因此，易倒伏品種不宜種植在該地區。河西走廊晝夜溫差很大［4］，早春低溫往往引起紫花苜蓿枯死，不能返青或返青后死亡，從而影響紫花苜蓿生產的持續性［22］。選擇適宜鹽堿地種植的紫花苜蓿品種，不但考慮品質和產量，同時要兼顧生產的持續性。所有參試紫花苜蓿品種，亮苜2號和騎士3越冬率最高，阿迪娜越冬率最低，越冬性能表明，亮苜2號和騎士3適宜建植人工飼草基地。

16個參試的紫花苜蓿品種不同性狀對河西走廊鹽堿地的適應性出現差異。通過聚類分析，將綜合適應性能相對接近的品種聚為一個類群，則會遴選出雖然某一方面不是特別優異［6］，但綜合性能相對優良的品種。聚類分析結果表明，16個紫花苜蓿品種可以聚為6類，綜合考量株高、出苗率、分枝數、莖葉比、產量和越冬率，亮苜2號、騎士T、騎士3紫花苜蓿品種的綜合性狀良好，對河西走廊鹽堿地的適應性最高，可以適當進行推廣種植。

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