紅三葉新品系(R)播種當年的生產性能和營養價值研究

楊 丹，田新會，杜文華

(甘肅農業大學 草業學院/草業生態系統教育部重點實驗室/甘肅省草業工程實驗室/中-美草地畜牧業可持續發展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

紅三葉(Trifoliumpratense)又名紅車軸草、紅花苜蓿、紅荷蘭翹搖，屬豆科三葉草屬多年生牧草[1]，具有草質優良、營養豐富、適口性好等特點，已是歐洲、美國、新西蘭等地區最重要的栽培豆科牧草之一[2-3]。在我國云南、貴州、甘肅、江西、四川、新疆等地都有大面積栽培[4]，目前，國內審定通過的紅三葉品種(系)只有4個，遠不能滿足生產需要[5]。紅三葉持久性相對較弱，屬短期多年生草本，壽命2～5年，作為放牧地和刈割牧草地可利用年限為1～3年。紅三葉再生性較差，頻繁的刈割以及感染病蟲害也會導致紅三葉持久性下降[6]。甘肅各地氣候差別大，生態環境復雜多樣[7]，選育和確定適合各地區生態環境的紅三葉材料，對當地農業經濟及畜牧業發展具有重要的作用。故有效的選擇和綜合評價雜交育種形成的紅三葉品系的生產性能和營養價值顯得尤為關鍵。

研究通過對草產量、株高、分枝數、鮮干比、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)各指標的測定，并應用灰色關聯度分析法綜合評價研究項目組選育出的紅三葉新品系的生產性能和營養價值，以期為紅三葉新品種審定奠定基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗在甘肅農業大學牧草種質資源圃進行。地理位置為N 36°03′，E 103°52′，海拔1 560 m,年平均氣溫8.5℃，年降水量380 mm，年蒸發量1 486.5 mm，年無霜期171 d。土壤為栗鈣土，有灌溉條件，地勢平坦。

1.2 供試材料

供試材料為甘肅農業大學利用澳大利亞紅三葉品種Sensation和Renegade有性雜交，培育的紅三葉新品系(R)，岷山紅三葉(CK1)和甘紅1號紅三葉(CK2)作為對照。

1.3 試驗設計

隨機區組設計。條播，行距30 cm，播深1～2 cm，播種量15 kg/hm2，小區面積2 m×5 m，3次重復。播種時間為2016年3月29日。播前施過磷酸鈣374.81 kg/hm2，并按50 kg/hm2施尿素1次，試驗期間分別于紅三葉分枝期、現蕾期和第1次刈割后施氮60 kg/hm2，并進行灌溉。2016年共刈割2次，分別用C1和C2表示。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 分枝數和株高 于初花期(小區內20%植株開花)進行指標測定。每個材料3個重復，每個重復選取10株用直尺量取自然株高，然后在每個小區中隨機選取1 m長樣段(邊行和地頭2邊各除去20 cm)，數取樣段內株高高于20 cm的枝條，計算平均值。

1.4.2 鮮(干)草產量和鮮干比 2次刈割均在初花期進行。齊地面刈割每個小區所有植株的地上部分(除去邊行和地頭兩邊20 cm部分)，稱重，得到鮮草產量。并從中隨機抽取500 g，帶回實驗室，于103℃干燥箱內殺青30 min，在70 ℃干燥箱烘7～8 h，稱重，得到干草產量，并計算鮮干比。播種當年紅三葉材料均刈割2次，分別用C1和C2表示。每個材料2次刈割的鮮(干)草產量之和即為總鮮(干)草產量。

1.4.3 營養成分測定 在實驗室內用半微量凱氏定氮法[14]測定各紅三葉材料的粗蛋白(CP)含量，索氏浸提法[15]測定粗脂肪(EE)含量，濾袋技術改進的范氏酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維測定法[16]測定中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量。

1.4.4 數據的統計分析 應用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0軟件對試驗數據進行統計分析。不同處理之間多重比較采用Duncan法，應用灰色關聯度綜合評價[11-12]。

2 結果與分析

F測驗表明，紅三葉刈割次數間除ADF含量的差異顯著(P<0.05)外，其他各指標均存在極顯著性差異(P<0.01)；紅三葉材料之間枝條數、株高、鮮草產量、干草產量、鮮干比、EE和ADF含量的差異極顯著(P<0.01)，NDF含量差異顯著(P<0.05)；刈割次數(紅三葉材料交互作用間枝條數、株高、鮮草產量、干草產量以及EE和ADF含量的差異極顯著(P<0.01)，鮮干比、CP和NDF含量的差異顯著(P<0.05)(表1)。需對上述存在顯著或極顯著差異的指標進行多重比較。

表1 參試紅三葉材料間、刈割次數間和材料×刈割次數交互作用間紅三葉生產性能和營養價值的方差分析

注：*表示差異達顯著水平(P<0.05)；**表示差異達極顯著水平(P<0.01),下同

2.1 枝條數和株高

2.1.1 紅三葉材料間枝條數和株高的差異 R的枝條數最多(1 409萬個/hm2)，CK1的枝條數最少(1 067萬個/hm2)，前者是后者的1.32倍。R的株高(81.62 cm)略低于CK2(83.22 cm)，顯著高CK1(61.13 cm)(圖1)。

2.1.2 刈割次數間紅三葉材料枝條數和株高的差異 多重比較結果表明，第1次刈割各紅三葉材料的平均枝條數(1 616萬個/hm2)和株高(77.07 cm)均顯著高于第2次刈割，分別為764萬個/hm2和73.43 cm(圖1)。

圖1 紅三葉材料枝條數和株高的差異Fig.1 Differences of branch number and plant height among different red clover materials注：同一指標不同字母表示差異顯著(P<0.05)

2.1.3 材料×刈割次數互作效應間枝條數和株高的差異 RC1的平均枝條數最多(1 727萬個/hm2)，除與CK2C1無顯著差異外，與其他材料均有顯著差異(P<0.05)；CK1C2的平均枝條數最少(619萬個/hm2)，除與CK2C2無顯著差異外，顯著低于其他處理(P<0.05)。供試紅三葉材料第1次刈割的枝條數均顯著高于第2次(P<0.05)(圖2)。

CK2C1的株高最高(85cm)，除與RC1無顯著差異外，顯著高于其他材料(P<0.05)；CK1C2的株高最低(59 cm)，顯著低于其他材料(P<0.05)。

圖2 紅三葉材料×刈割次數互作效應間枝條數和株高的差異Fig.2 Differences of branch number and plant height among interactions of red clover material and cutting frequency

2.2 鮮(干)草產量

2.2.1 紅三葉材料間鮮(干)草產量的差異 3個紅三葉材料播種當年的鮮草產量為：R(34.02 t/hm2)>CK2(22.06 t/hm2)>CK1(16.64 t/hm2)，且差異顯著(P<0.05)；2次刈割干草產量依次為R(6.98 t/hm2)>CK2(4.02 t/hm2)>CK1(3.61 t/hm2)，R顯著高于CK1和CK2(P<0.05)(圖3)。

圖3 紅三葉材料間鮮(干)草產量及鮮干比的差異Fig.3 The fresh yield,hay yield and fresh dry ratio of tested materials

2.2.2 刈割次數間紅三葉(干)草產量的差異 供試紅三葉材料第1次刈割的平均鮮草產量(21.07 t/hm2)和干草產量(3.95 t/hm2)均顯著高于第2次(P<0.05)，第2次刈割鮮干草產量分別為3.2 t/hm2和0.91 t/hm2(P<0.05)。

2.2.3 材料×刈割次數互作效應間鮮(干)草產量 供試紅三葉材料中，RC1的平均鮮草產量最高(30.67 t/hm2)，顯著高于其他處理(P<0.05)；其次為CK2C1和CK1C1，二者的鮮草產量無顯著差異；除RC2和CK2C2外，CK1C2的平均鮮草產量顯著低于其他處理(P<0.05)(圖4)。

圖4 材料×刈割次數互作效應間鮮(干)草產量和鮮干比Fig.4 Differences of the fresh weight,hay yield and fresh dry ratio among interactions of red clover material and cutting frequency

從干草產量分析，RC1的平均干草產量(5.77 t/hm2)顯著高于其他處理(P<0.05)；CK1C2的平均干草產量最低(0.76 t/hm2)，除與RC2和CK2C2無顯著差異外，與其他材料均有顯著差異(P<0.05)。

2.3 鮮干比

2.3.1 紅三葉材料間鮮干比的差異 3個供試紅三葉材料的鮮干比差異顯著(P<0.05)，大小為：R(4.93)>CK2(4.55)>CK1(3.89)(圖3)。

2.3.2 不同刈割次數間紅三葉材料鮮干比的差異 供試紅三葉材料第1次刈割的鮮干比(5.35)顯著高于第2次(3.56)(P<0.05)。

2.3.3 材料×刈割次數互作效應間鮮干比的差異 RC1的鮮干比(5.79)最高，與其他處理間均存在顯著差異(P<0.05)；CK1C2的鮮干比(2.82)顯著低于其他處理。

2.4 營養價值

2.4.1 紅三葉材料間營養成分 供試紅三葉材料的CP含量無顯著差異，其中R的CP含量(27.38%)最高，CK1的CP含量(25.54%)最低；R的EE含量(1.87%)顯著低于CK2(2.82%)(P<0.05)，但與CK1無顯著差異；3個紅三葉材料的NDF含量無顯著差異，R略高(45.54%)于CK2(45.12%)；R的ADF含量(36.91%)顯著高于CK1(34.03%)，但和CK2無顯著差異(表2)。

表2 紅三葉材料間營養成分

注：同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)

2.4.2 不同刈割次數間紅三葉材料的營養成分 第1次刈割各紅三葉材料的平均CP含量(28.53%)顯著高于第2次刈割(24.65%)(P<0.05)，而EE，NDF和ADF含量則顯著低于第2次。

2.4.3 材料×刈割次數互作效應間的營養成分 CK2C1的CP含量(30.19%)最高，與其他材料均有顯著性差異(P<0.05)；RC1的EE含量(1.36%)最低，CK2C1的EE含量(2.87%)最高，除與CK2C2無顯著差異外，與其他處理均有顯著差異(P<0.05)；各紅三葉材料的NDF含量除CK1C1顯著低于其他處理外，其余處理均無顯著差異；RC1的ADF含量(38.36%)最高，除與CK1C1和RC2有顯著差異(P<0.05)外，與其他材料均無顯著差異(圖5)。

圖5 材料×刈割次數互作效應間的營養價值Fig.5 Differences of the forage nutrition among interactions of red clover material and cutting frequency

2.5 綜合評價

草產量、CP及EE含量是決定牧草生產性能和營養價值的最重要因素[13]，NDF和ADF含量是決定飼草適口性及消化率的最重要因素[14]。因此，在研究紅三葉生產性能和營養價值時，必須考慮到草產量、CP和EE、NDF和ADF含量。視所有供試紅三葉材料為一個灰色系統，將試驗中各供試材料性狀指標的平均值作為比較數列(表3)，取草產量，CP和EE的最大值，NDF和ADF的最小值為最優指標構建“標準材料”，作為參考數列，根據以上分析指標的重要程度采用賦值法分別賦值(wk)，權重總和為1(表4)。

根據評價模型計算各性狀的灰色關聯度值，該關聯度為等權關聯度，是在各評價成分都同等重要的情況下營養價值高低的反映，即各種成分同等重要的條件下才能用等權關聯度評判營養價值優劣。然而，牧草中各營養成分對營養價值高低的貢獻率是不同的。因此，為了客觀地評價營養價值的高低，需采用加權關聯度。故根據各供試材料的性狀指標與理想材料性狀間的灰色關聯系數與各權重的乘積之和得出各供試材料的加權關聯度。等權關聯度大小排名：R>CK2>CK1；通過加權關聯度的排序情況可以看出R的位次優于CK2和CK1(表5)。

表3 供試材料的性狀數據

表4 標準紅三葉材料的構建及各指標的權重

表5 供試材料的加權關聯度及排序

3 討論

良好的生產性能是對優質牧草基本要求，而株高和分枝數是評價生產性能的重要指標，在一定程度反應產草量的高低。試驗發現，紅三葉干草產量與枝條數極顯著正相關，與株高無顯著相關性，枝條數對草產量影響較大。紅三葉新品系R的株高雖然居中，但由于其枝條數最多，干草產量也最高；CK2雖然株高最高，但由于其枝條數顯著低于R，所以其干草產量也低于R；CK1由于其株高和枝條數均最低，所以干草產量也最低。試驗結果與George[15]的研究結果相一致。在不同刈割次數間紅三葉材料草產量存在一定差異，供試紅三葉材料第1次刈割的平均鮮(干)草產量顯著高于第2次，是因為紅三葉性喜溫暖濕潤氣候條件，遇高溫干旱環境時產量會下降[16]。試驗紅三葉第1次刈割時間為7月初，蘭州地區4～7月的溫度較低，適宜于紅三葉生長，因而獲得較高草產量；第1次刈割時留茬高度較低，7月蘭州又遭遇高溫干旱天氣，因此，對紅三葉草產量有較大影響，第2茬草產量較低。鮮干比則反映牧草干物質累積程度和利用價值。鮮干比越大，牧草含水量越高，草質越鮮嫩，適口性越好[17]。試驗中，R的鮮干比最高，其次為CK2，CK1最低。這與樊江文[18]的研究結果相一致，不同紅三葉材料的生產性能在一定程度上反映了其在當地的適應性，但還要結合其營養成分進行綜合評價以確定其研究價值。

牧草的營養價值是由遺傳特性決定的，生育期、刈割高度、外界環境和貯存條件等對其品質也有一定影響[19]。試驗第1次刈割的平均CP含量顯著高于第2次，EE，NDF和ADF含量顯著低于第2次。主要是由供試紅三葉材料的遺傳特性決定，和第2茬草生長的氣候條件，以及留茬過低有一定關系。這也與展春芳[20]的研究結果一致，即刈割高度影響牧草品質，高度越高，紅三葉CP含量高，粗纖維含量低，營養價值越高，反之，刈割高度越低，紅三葉CP含量低，粗纖維含量高，營養價值越低。

灰色系統理論廣泛應用于各種類型的綜合評價與相關分析中[21]，同時采用灰色關聯度分析法綜合評判品種的優劣是客觀可行，是一種較好的統計分析方法[22]，由于不同紅三葉材料的適應性不止是單個因素影響的結果，而是多個因素綜合影響的結果，試驗采用灰色關聯度分析法對供試材料進行綜合評價，結果表明，R的綜合性狀最接近理想材料，其次為CK2，CK1的綜合表現最差。

4 結論

供試紅三葉材料中，紅三葉新品系R的草產量和CP含量最高，鮮干比最大，NDF含量和對照無顯著差異，ADF含量介于兩個對照之間。通過灰色關聯分析的方法對參試材料進行綜合評價表明，R的綜合性狀最好，有待于進一步試驗，為審定紅三葉新品種奠定基礎。

[1] 宋超.紅三葉不同品種在蘭州地區產量及質量綜合評價[D].蘭州：甘肅農業大學,2012.

[2] 陳默君,賈慎修.牧草飼料作物栽培學[M].北京:中國農業出版社,2000：654-655.

[3] 王汝富,李新媛,俞聯平.岷山紅三葉及其產業發展思路[J].草原與草坪,2007(4):69-71.

[4] 孔令慧，趙桂琴.紅三葉株型結構與草產量的相關性研究[J].草原與草坪，2013，33(3):11-15.

[5] 宋超,靳曉麗,田新會,等.不同紅三葉品種生產性能及異黃酮含量的比較[J].草原與草坪,2012,32(5):47-52.

[6] 高雪芹,伏兵哲,王俊杰,等.紅三葉的研究現狀及利用前景[J].農業科學研究,2013,34(3):52-54.

[7] 郭正剛,張自和,王鎖民,等.不同紫花苜蓿品種在黃土高原丘陵區適應性的研究[J].草業學報,2003,12(4):45-50.

[8] 李晴媛,徐曉娜.飼料中粗蛋白含量的測定方法[J].中國畜牧獸醫文摘,2013,29(2):190-197.

[9] GB/T6433-2006.飼料中粗脂肪的測定[S].北京:中國標準出版社,2006：1-6.

[10] 袁翠林,朱亞駿,林英庭,等.飼料中中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維不同測定方法的比較[J].糧食與飼料工業,2014,4(17):62-67.

[11] 張鴨關,薛世明,匡崇義,等.云南北亞熱帶冬閑田引種優良牧草的灰色關聯度分析與綜合評價[J].草業學報,2007,16(3):69-73.

[12] 曹宏,章會玲,蓋瓊輝,等.22個紫花苜蓿品種的引種試驗和生產性能綜合評價[J].草業學報,2011,20(6):219-229.

[13] 王增遠,孫元樞,陳秀珍,等.飼草小黑麥及其優質高產配套技術[J].作物雜志,2004(4):40-41.

[14] 李誠,艾尼瓦爾·哈德爾,孔廣超,等.不同飼用小黑麥品種在新疆的最佳收草期研究[J].石河子大學學報(自科版),2006,24(4):406-409.

[15] George H L,Liang and William,A Rield.Agronomic traits influencing forage and secd yield in alfalfa[J].Crop sci,1964(2):394-396

[16] 彭立新,李德全,束懷瑞.園藝植物干旱脅迫生理及耐旱機制研究進展[J].西北植物學報,2002,22(5):1275-1281.

[17] 趙光偉.新疆小蘆葦生長性狀及優質青干草調制技術的研究[D].烏魯木齊：新疆農業大學,2008.

[18] 樊江文.刈割后再生草的生長發育規律和特點的研究[J].草業科學,2001,18(4):18-22.

[19] 田宏,張德罡.影響牧草植物量形成的因素[J].草原與草坪,2003(3):15-18.

[20] 展春芳.牧草產量與品質對不同刈割期和留茬高度及刈割年限的響應[D].呼和浩特：內蒙古農業大學,2012.

[21] 鄧穗生.灰色關聯度對腰果新品種的綜合評估[J].熱帶作物學報,2004,25(2):97-100.

[22] 侯建杰,趙桂琴,焦婷,等.6個燕麥品種(系)在甘肅夏河地區的適應性評價[J].草原與草坪,2013,33(2):26-32.