12个引进苜蓿品种适应性栽培试验

杨红善，常根柱，周学辉，路 远

(中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所，甘肃 兰州 730050)

紫花苜蓿(Medicagosativa)是多年生的优良豆科牧草，其营养价值高，生产潜力大，用途广泛，在我国西部半干旱地区具有十分重要的价值和地位。目前我国苜蓿品种单一、老化且产量低、质量差、病虫害发生严重,地方品种虽有较好的适应性，但品质和产量不能满足北方地区生态环境建设和农牧业结构调整的需要，因此引进优质新品种有十分重要的意义[1-2]。我国是世界上主要的干旱国家之一，干旱、半干旱面积占国土面积的52.5%。近年来由于环境恶化，气候转暖，水资源缺乏导致各地旱情频频发生。苜蓿抗旱性研究是苜蓿育种在我国西部地区重要的研究方向之一。苜蓿抗旱性综合评判方法比较多，陶玲[3]使用21个抗旱指标对14种苜蓿进行了系统聚类；宋淑明[4]对14种苜蓿抗旱性综合评判使用了隶属函数法。任君[5]提出了牧草抗旱性综合评价指标体系的层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)模型。各种不同方法只是一种手段，其目的是对苜蓿抗旱性做出客观的评价[6-7]。

针对我国干旱面积较大，苜蓿品种单一，老品种产量低、质量差、病虫害发生严重的现状，引进或培育适应性强、耐旱性强、抗寒、耐湿而又高产的苜蓿品种，实为当务之急[2]。中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所从美国和加拿大共引进12个优质苜蓿品种。通过不同区域的栽培试验，选择不同品种的适宜栽培区，完成兰州半干旱地区和天水半湿润地区栽培试验，对其生产能力、营养成分、抗旱性及适宜性等方面提出了科学合理的评价，以便在生产实践中使用或参考借鉴。

1 材料与方法

1.1试验时间 2003-2004年在兰州开展引种驯化试验；2008-2009年在甘谷继续开展适应性试验。

1.2试验地概况 兰州试验区设在中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所大洼山试验站，位于兰州市中心南侧7.5 km处，属于兰州盆地黄河南岸三级阶地。土质为Ⅲ级自重湿陷性黄土[2]。土层深厚，已耕作种植多年，但土壤贫瘠。103°44′36″ E，36°02′20″ N，海拔1 697 m，年均降水量324.5 mm，年平均降水天数75 d；年均温9.3 ℃，极端最高温39.1 ℃，最低温-23.1 ℃，≥0 ℃的活动积温3 700 ℃·d，≥10 ℃的活动积温1 900～2 300 ℃·d。无霜期169 d，相对湿度58%，蒸发量1 450.0 mm，日照时数2 751.4 h。当地为我国典型的黄土高原半干旱区，土壤理化指标分别为土壤有机质1.411%，pH值8.04，全氮230 g/kg，速效钾193.175 g/kg，速效氮61.264 g/kg，速效磷10.11 g/kg。

甘谷试验区位于甘肃省东南部，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。试验区设在甘谷县渭河北岸川道河谷区，属黄土高原地区，四季分明，属温带季风半湿润地区。年平均气温10.2 ℃，日照2 131 h，年降水量473.1 mm，年蒸发量1 457.6 mm，无霜期187 d，土壤为黄壤淀积土，理化指标分别为土壤有机质0.968%，pH值7.18，全氮210 g/kg，速效钾140.6 g/kg，速效氮60.025 g/kg，速效磷16.01 g/kg。

1.3供试材料 9个美国品种：苜蓿王、菲尔兹、金字塔、里奥、辛普劳2000、诺瓦、霍普兰德、多叶苜蓿、大叶苜蓿；3个加拿大品种：Pick3006、Pick8925、Spreador-3；1个国产对照品种：中兰1号。

1.4试验方法

1.4.1田间布置

整地施肥：播种前施美国二铵复合肥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；根据当年降水量也可灌水2次。

小区划分：面积2 m×5 m，各品种编号顺序随机排列，3次重复；每小区播种5行，行距50 cm。

播种：开沟溜种条播，播深2～3 cm。

1.4.2观察记载内容

a)生育期：按饲料牧草田间观察记载规范[7-9]执行，分为播种、出苗、分枝、孕蕾、开花、乳熟、成熟7个阶段。

b)茎叶比测定：在开花初期随机摘取鲜草0.5 kg样品，将茎和叶、花序按两部分分开，待风干后称其质量，求其百分数，每小区重复3次[10-11]。

c)产量测定：在开花期随机取样，以1 m2为一个样方，重复3次，测定产草量及植株高度，种子成熟后测定种子产量。

d)干鲜比测定：在开花期取青草样称鲜质量，待风干后再称干质量，计算干鲜比。

1.4.3实验室测定指标

a)营养成分：开花初期采样，在实验室测定八大营养成分，干物质含量采用烘箱105 ℃烘干直至质量不变[12]，粗蛋白含量采用凯氏定氮法[12]，粗脂肪含量采用索氏乙醚提取法[12]，粗纤维含量采用尼龙袋测定粗纤维[13]，粗灰分采用在高温炉550 ℃下灼烧30 min,冷却称量[12]，钙含量采用EDTA络合滴定法[13]，磷含量采用分光光度法[12]，无氮浸出物含量采用差值计算得出：

无氮浸出物=[100-(水分+粗脂肪+粗纤维+粗灰分)]×100%[12]。

b)抗旱性指标：叶片含水量及相对含水量测定参照邹琦[14]的方法；游离脯氨酸含量测定采用茚三酮法；丙二醛含量测定参照邹琦[14]的方法；可溶性糖测定采用蒽酮比色法[15]。

2 结果与分析

2.1苜蓿生育期 兰州2003年种植，甘谷2008年种植，均适应当地自然条件、水肥管理和耕作措施，能正常生长，完成生育周期全过程，播种当年有少量种子成熟。在半干旱区兰州，2003年4月中旬、5月初种植，5～6 d开始出苗，6月开始分枝，7月中旬开花，8月底、9月初成熟(表1)；第2年3月底返青，4月初分蘖，5月中旬开花，8月底成熟。在半湿润区甘谷，2008年4月中旬种植，5月初出苗，5月底分枝，6月初至中旬孕蕾，6月底开花，8月底成熟,但品种间有所差异(表1)；第2年引进品种于2月底、3月初返青，较对照提前4～7 d，种子成熟基本一致，都于7月中旬成熟。兰州试验点2004年生育期与2003年基本相同，甘谷试验区2009年生育期与2008年基本相同。

2.2农艺性状[16-18]测定 各引进品种能适应当地的水肥管理和耕作措施,兰州点、甘谷点农艺性状[12]测定表明(表2)，各引进品种在兰州，两年的平均鲜草产量，苜蓿王为54 207.00 kg/hm2，对照中兰1号为56 004.15 kg/hm2，明显高于其他品种。甘谷点两年的平均鲜草产量，苜蓿王为82 883.65 kg/hm2，Pick3006为78 639.60 kg/hm2，对照中兰1号为76 677.20 kg/hm2，高于其他品种。种子产量兰州点在160.5～279.0 kg/hm2，甘谷点在145.5～261.0 kg/hm2，相比兰州点高于甘谷点6.9%～9.3%。干鲜比兰州点在1∶3.0～1∶5.3，甘谷点在1∶3.9～1∶4.9，平均值甘谷点略高。茎叶比兰州点在1∶0.7～1∶1.9，甘谷点在1∶1.5～1∶2.2，平均值天水甘谷略高。植株高度兰州点在67.0～105.0 cm，甘谷点在90.6～174.0 cm，株高平均值天水甘谷(148.0 cm)比兰州点(94.3 cm)高53.7 cm。综合各项指标，苜蓿王、Pick3006及对照中兰1号在农艺性状上优于其他品种。

2.3营养成分分析 初花期采样，实验室测定8项营养成分含量(表3)。各引进种粗蛋白含量最高的是苜蓿王(17.57%)其次是Pick3006苜蓿(17.28%),对照中兰1号高于引进品种。粗纤维含量较低的是Pick8925苜蓿(24.72%)和Spreador-3苜蓿(24.78%)；粗脂肪、粗灰分、无氮浸出物、钙、磷和干物质的含量达到正常含量标准，其中Spreador-3苜蓿含钙量最高，苜蓿王含磷量最高。营养评价结果，苜蓿王、Pick3006及对照中兰1号优于其他品种。

表1 生育期观察 月-日

2.4抗旱性指标 将农艺性状优良、营养成分高的5个苜蓿品种进行抗旱指标的测定(表4)。

2.4.1叶绿素 叶绿素是草种的表观特征[19-20]。测定结果(表4)表明，各品种的叶绿素含量较高，色泽较好，其中苜蓿王的叶绿素含量最高(18.80 mg/L)。

2.4.2脯氨酸 脯氨酸含量高说明植物所具备的抗旱性越强[19]。测定结果(表4)表明，苜蓿王的脯氨酸最高(27.26 μg/g)，与其他各品种差异显著(P<0.05)，表明其抗旱性能最强；其次是Spreador-3(19.59 μg/g)和对照中兰1号(18.02 μg/g)，与其他各品种差异显著(P<0.05)；两个Pick系列的脯氨酸相对较低(10.74和11.90 μg/g)，且相互之间差异不显著(P>0.05)。

2.4.3丙二醛 丙二醛含量高，表明组织的保护能力弱[19]。苜蓿王的丙二醛含量最低(2.4 μmol/mg)，与Spreador-3差异显著(P<0.05)，与其他品种差异极显著(P<0.01)；其次是Spreador-3 (2.6 μmol/mg)，与除苜蓿之外其他品种差异极显著(P<0.01)；最高的是Pick8925(4.1 μmol/mg)，与其他品种差异极显著。

2.4.4可溶性糖 可溶性糖含量高说明植物本身具有一种适应性调节机制，通过各种代谢反应来尽可能避免由干旱胁迫引起的伤害，从而提高抗旱性能[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)和对照中兰1号；两个Pick系列较低，各品种间差异极显著(P<0.01)。

表2 农艺性状测定分析表

表3 营养含量分析 %

表4 苜蓿品种抗旱性指标分析

3 结论

1) 引种的12个苜蓿，在半干旱区兰州、半湿润区甘谷均能够适应当地的自然条件、水肥管理和耕作措施，均能正常生长生活，完成生育周期的全过程，无异常表现，未发现病虫害侵染，植株健壮死苗少。

2)营养成分综合评价，苜蓿王、Pick3006及对照中兰1号优于其他品种。

3)抗旱性指标值：苜蓿王的游离脯氨酸含量和可溶性糖含量最高，丙二醛含量最低，表明苜蓿王的抗旱性能最强，其次是Spreador-3苜蓿和对照中兰1号苜蓿。

4)综合各项农艺性状指标，苜蓿王、Pick3006及对照中兰1号优于其他品种；Spreador-3苜蓿出苗最早，叶大、杆中实、抗倒伏同样优良。

5) 引进苜蓿品种，各自都具自生的优良独特性状，通过半干旱区兰州、半湿润区甘谷栽培试验，综合评价各指标可得：苜蓿王、Pick3006、Spreador-3优良，对照中兰1号同样优良，建议在我国黄土高原半干旱区及半湿润区推广种植。

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