紫花苜蓿在長沙地區的引種及適應性研究

鄭 霞，吳端欽，王延周，侯振平

（中國農業科學院麻類研究所，湖南長沙410205）

紫花苜蓿（Medicago sativa）營養豐富，富含蛋白，被譽為“牧草之王”，但其生物學特性在很大程度上將其栽培區域限制在溫帶和寒帶。因此，我國紫花苜蓿的種植主要以北方溫帶地區為主。湖北、湖南和廣西北部等長江以南地區，處于溫帶與亞熱帶季風氣候的過渡帶，夏季炎熱多雨，使紫花苜蓿難以越夏，適應當地氣候的紫花苜蓿品種很少（劉瑞峰等，2006）。因此，長江以南地區長期以來被認為不適合種植紫花苜蓿。近年來，隨著南方畜牧業對高質量牧草的需求加大，以及高秋眠級紫花苜蓿品種的引進與選育，紫花苜蓿開始在我國南方部分地區種植（陳菲等，2018；翡翠明等，2017；馬進等，2016）。

苜蓿的秋眠性是其引種及劃分種植帶的重要依據，已有研究發現，半秋眠和非秋眠型紫花苜蓿可以在南方種植，但相關研究較少。因此，有必要對不同秋眠級的紫花苜蓿在南方地區的生長特性、產量和品質等進行研究，掌握南方地區紫花苜蓿的生長規律，制定科學的南方育種目標，促進其種植。本研究選擇“熱浪”“勁能5010”和“甘農5號”三個半秋眠級紫花苜蓿品種為供試品種，于2015年11月在湖南長沙白箬鋪試驗基地播種，2016—2017年，連續兩年對上述三個紫花苜蓿品種進行品種及茬次間農藝性狀和營養成分的研究，以期為紫花苜蓿在南方亞熱帶地區的種植提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及供試材料 試驗地位于湖南省長沙市望城區的中國農業科學院麻類研究所白箬鋪創新綜合試驗基地（N 28°26′22.7″，E 113°03′2 8.4″），為北亞熱帶季風性濕潤氣候，降水1500 mm，平均溫度≥10℃，積溫5300～6500℃，春秋多雨，夏天酷熱，冬季短暫，平均相對濕度80%。土壤養分如下：有機質22.81 g/kg、全氮5.2 g/kg、堿解氮120.02 mg/kg、全磷2.49 g/kg、速效磷52.10 mg/kg、全鉀13.5 g/kg和速效鉀82.06 mg/kg。供試紫花苜蓿品種和秋眠級、產地及來源信息見表1。

表1 供試紫花苜蓿品種信息

1.2 田間種植管理 2015年11月30日，采用人工條播方式播種，小區面積為8 m2（2 m×4 m），采用隨機區組設計，行距30 cm，播種量為1.5 g/m2，播種深度1～2 cm，每個品種3個重復。試驗期間各小區統一管理，適時澆灌、施肥、除草、培土。

1.3 紫花苜蓿刈割次數 2016年，共進行5次刈割，刈割時間分別是5月9日（初花期）、6月17日（初花期）、8月3日（初花期）、9月20日（蟲害比較嚴重）和11月3日。2017年，以初花期為刈割標準，刈割時間分別是4月6日、5月15日、6月20日，僅刈割3次。2017年6月底，湖南省遭遇特大暴雨，導致苜蓿試驗田嚴重受損，后續未能繼續刈割試驗。綜合連續兩年數據，此文中只進行前三茬次苜蓿種植的統計與分析。

1.4 測定指標與方法 越夏率測定：2016年10月份調查小區內存活苜蓿株數與定植苜蓿株數的百分比。產量測定：每小區除去保護行作為測產面積，小區人工收割，稱鮮重，隨后隨機取紫花苜蓿約1 kg，置于70℃烘48 h至恒重，稱量并計算干物質重量。株高：種植后第一年（2016年），于每茬初花期進行紫花苜蓿株高測量。每小區隨機選擇10株，測定地面至植株頂端的絕對高度，計算平均值（李德明等，2018）。葉莖比測定：刈割時隨機取整株苜蓿鮮重約500 g，放入烘干機（FX-6CHZ-12C-70型茶葉烘干機，福鑫牌），70℃烘48 h至恒重，分離莖和葉并稱重，計算葉重與莖重的比值。營養成分測定：取苜蓿初花期樣品，其粗蛋白質（CP）、粗脂肪（EE）、粗灰分（Ash）和粗纖維（CF）的含量按照張麗英（2016）的方法進行測定。

1.5 數據分析 采用Excel 2010對數據進行初步整理，然后采用SAS 8.2軟件的MIXED過程統計，對于苜蓿生物學及營養成分指標，統計模型中的固定效應包括品種、刈割茬次以及兩者的交互作用，每個品種的樣品指標為重復測定，品種作為隨機效應。不同苜蓿品種之間和不同刈割茬次之間的差異采用Tukey’s法進行多重比較，結果以“平均值±標準誤”表示，當P＜0.05時表示差異顯著，P＜0.01時表示差異極顯著，0.05

2 結果與分析

2.1 紫花苜蓿的收獲期和刈割次數 由表2可知，湖南地區紫花苜蓿種植后第一年第一次刈割時間為5月上旬。隨著氣溫及雨水的增加，苜蓿第二茬與第三茬的生育期明顯較短。而到了第二年，第一茬苜蓿的生育期則比第一年短了9 d，第二茬與第一年一樣，但是第三茬卻比同期短了11 d。

2.2 紫花苜蓿品種越夏率 從圖1可知，三個紫花苜蓿的越夏率品種間沒有顯著性差異（P>0.05）。“勁能5010”的越夏率最高，熱浪越夏率次之，“甘農5號”平均越夏率最低。

2.3 紫花苜蓿的產量 由表3可知，2016年“熱浪的”鮮產量顯著高于“甘農5號”和“勁能5010”（P<0.05），品種對茬次鮮產量有影響趨勢（P=0.070），茬次對各品種鮮產量有顯著的影響（P<0.001），品種和茬次的交互作用對苜蓿的鮮產量有顯著影響（P=0.008）。2017年各品種之間的鮮產量無顯著差異（P>0.05），品種（P=0.396）以及品種與茬次（P=0.831）的交互作用對各品種的鮮產量無顯著影響，但是“勁能5010”的鮮產量隨著茬次的增加，鮮產量呈現下降趨勢，尤其是第三茬的鮮產量顯著低于第一茬的鮮產量（P<0.05）。

表3 不同紫花苜蓿品種的產量分析kg/m2

2.4 株高、干鮮比及葉莖比測定 由表4可知，品種和茬次對不同紫花苜蓿的株高有顯著影響（P<0.001），但是品種與茬次的交互作用對株高無顯著影響（P=0.297）。“熱浪”的株高顯著高于“甘農5號”與“勁能5010”（P<0.05），而且三個品種隨著收割茬次的增加，株高也顯著降低（P<0.05）。品種對不同紫花苜蓿的干鮮比和葉莖比無顯著影響（P>0.05），但是茬次（P<0.05）和品種與茬次的交互作用（P<0.05）對兩者有顯著的影響。

表4 不同紫花苜蓿品種初花期的株高、干鮮比及葉莖比分析

2.5 營養成分特點 由表5可知，品種對葉中的粗蛋白質、粗纖維、粗脂肪和粗灰分的含量無顯著影響（P>0.05），而茬次對葉中的粗蛋白質、粗纖維、粗脂肪和粗灰分的含量均有顯著影響（P<0.05）。茬次與品種交互作用對葉中粗蛋白質含量有顯著影響（P<0.05），對粗灰分含量有影響的趨勢（P=0.064），但是對粗纖維和粗脂肪的含量均無顯著影響（P>0.05）。

表5 不同紫花苜蓿品種間葉和莖營養成分含量比較%

品種對紫花苜蓿莖的粗蛋白質含量有顯著的影響（P<0.001），對粗纖維含量有影響的趨勢（P=0.065），但是對粗脂肪和粗灰分的含量無顯著影響（P>0.05）。茬次對不同品種紫花苜蓿莖中的粗蛋白質、粗纖維、粗脂肪和粗灰分含量均有顯著影響（P<0.05）。品種與茬次的交互作用對莖中的粗蛋白質含量有顯著影響（P=0.001），但是對粗纖維、粗脂肪和粗灰分的含量無顯著影響（P>0.05）。

3 討論

3.1 紫花苜蓿在南方地區的適應性 紫花苜蓿喜溫暖、半干燥的氣候條件，最適日均溫度為15～21℃，適宜的年降水量為300～800mm，沙壤土和壤土最適宜其生長，pH呈弱堿性，當pH為7～8時最為有利（林麗秀等，2007）。湖南省屬亞熱帶季風氣候，夏季較長，年平均溫度高。戴澤軍等（2014）研究湖南夏季高溫氣候特征發現，全省7月8日起高溫均值達到36℃以上，并一直維持到8月末。而且，長沙屬于湘東地區，土壤主要為紅壤土，酸性土壤（歐陽寧相等，2017）。無論是地理氣候，還是土壤性質來看，湖南地區不是非常適宜紫花苜蓿的生長。初曉輝等（2012）引進國外10個紫花苜蓿品種，在昆明地區進行生產性能和持久性比較研究，結果發現有兩個品種適應云南省北亞熱帶氣候條件，其他8個品種適應性較差。

苜蓿秋眠性是在秋季日照變短和溫度降低時植株所表現出的一種適應性生長特性，一般被作為判斷品種適應性的重要依據（趙海明等，2020；何云等，2005）。有研究認為，秋眠性和土壤的pH是我國苜蓿難以南移的一個重要障礙（盧欣石，1997）。羅旭輝等（2007）從國外引進22個紫花苜蓿品種在福建中亞熱帶區進行適應性試驗，研究發現引進的品種可以適應當地夏季高溫氣候和土壤條件，其中8個品種為高產品種。本試驗的3個品種，整體適應南方的高溫氣候和土壤條件，但是“勁能5010”的越夏率相比其他兩個品種更優。這與前人在南方地區引種的相關研究相一致，品種的不同，對南方地區氣候和土壤的適應性不盡相同。

3.2 紫花苜蓿品種與茬次對生產性能的影響不同的紫花苜蓿品種，其生產性能差異很大。紫花苜蓿的適應性體現了其在一個地區的適應能力，但是生產性能是考察其能否優質、高產的重要參考依據。李志華等（2006）在南京地區開展了10個紫花苜蓿品種的生產性能比較試驗，研究發現，種植第二年株高為64.07～78.57 cm，而第三年則為63.70～86.93 cm，差異較大。劉勝洪等（2013）在廣東地區開展的不同品種紫花苜蓿適應性試驗，結果發現，不同品種對干鮮比和莖葉比有顯著的影響。張艷娟等（2010）在南方農區冬閑田上種植了8個紫花苜蓿品種，結果表明，不同品種的株高和產量均有顯著差異，而且第一茬和第二茬的干物質產量有明顯的差異。這些研究與本試驗的結果相一致，不同的品種表現出不同的生產性能。

3.4 紫花苜蓿品種和茬次對營養成分的影響不同品種的紫花苜蓿生長特性有差異，因此對營養成分的含量有很大的影響。同樣，紫花苜蓿栽培的當地氣候及水肥管理與刈割密切相關，而不同茬次的營養成分含量也有明顯差異，通常以第一茬次的品質最佳（王麗學等，2018）。韓學琴等（2009）分析研究了金沙江干熱河谷地區引種的14個紫花苜蓿的蛋白質含量，發現不同品種之間的蛋白質含量差異較大，最高的蛋白質含量為19.7%，而最低為16.6%。王儀明等（2017）在上海崇明地區對20份紫花苜蓿進行了評價比較，結果顯示不同品種間的粗蛋白質、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量存在顯著性差異。本研究中品種對葉中的蛋白質含量無顯著影響，但是對莖中的含量有顯著影響，與前人的研究并不完全一致，這可能與品種、地區、氣候及水肥條件的不同有關。紫花苜蓿刈割越早，苜蓿越幼嫩，營養品質越高，適口性越好，并有利于植株再生。有研究發現，第一茬初花期處理綜合評價高于第一茬盛花期處理及第二茬初花期處理（李菲菲等，2019）。本試驗均在紫花苜蓿初花期進行刈割，而且茬次對營養成分表現出顯著影響。因此，不同地區應探索適宜的刈割時間，使紫花苜蓿的營養成分含量最大化，改善其營養品質。

4 結論

本研究結果表明，3個紫花苜蓿品種中“勁能5010”越夏率最高，連續兩年的鮮產量表現優異，葉莖比較高，而且葉莖的粗蛋白質含量高，粗纖維含量較低，適宜長沙地區種植開發利用。