川北地区紫花苜蓿品种筛选及栽培技术研究

杜周和，冯礼斌，左艳春，陈义安，朱永群，寇晶，周晓康，刘俊凤

（1.四川省农业科学院牧业研究中心，四川南充637000；2.四川省农业科学院蚕业研究所，四川南充637000；3.南充市植保植检站，四川南充637000）

川北地区紫花苜蓿品种筛选及栽培技术研究

杜周和1，2，冯礼斌3，左艳春1，陈义安2，朱永群1，寇晶1，周晓康1，刘俊凤2

（1.四川省农业科学院牧业研究中心，四川南充637000；2.四川省农业科学院蚕业研究所，四川南充637000；3.南充市植保植检站，四川南充637000）

用灰色系统理论对11个苜蓿（Medicagosativa）品种在川北丘陵低山区的生产性能（鲜草产量、干草产量、茎叶比、株高、分枝数、主根长、再生速度等指标）进行了分析，建立了综合评价模型，评价了各品种的生产性能。结果表明，各项指标在综合评价模型中的权重顺序为株高＞分枝数＞主根长＞鲜草产量＞茎叶比=再生速度＞干草产量；在川北地区综合生产性能表现较好的紫花苜蓿品种是猎人河、霍普兰德和WL323等，爱菲尼特、特瑞和农宝等品种生产性能较差，苜蓿王和胜利两个品种虽然鲜草产量较高，但其再生速度慢，且苜蓿王茎叶比低，胜利干物质含量低，因而综合评价较差。

苜蓿；生产性能；灰色关联度；综合评价

四川地处长江上游，是国家长江上游防林工程重点建设区域。四川是农业大省，在农业产业结构调整中大力实施退耕还草工程，发展农区畜牧业。“十一五”期间，全省人工种草389.73万hm2，建设牧草种子基地1.33万hm2。川北地区是四川省的重要畜牧业产区，畜牧产值占农业总产值的55%以上，四川省定的“南茶北草”战略把草食畜牧业确定为该区的优势产业。

紫花苜蓿（Medicagosativa）是世界公认的“饲草之王”，起源于小亚细亚、外高加索、伊朗和土库曼高地。公元前126年引入我国，先在长安地区种植，后分布范围不断扩大，种植面积逐年增加，目前种植面积约150万hm2，主要分布在黄河流域及其以北地区［1-4］。长期以来，我国苜蓿栽培主要集中在北方地区，在长期的自然选择和人工选择作用下，逐渐形成了适应北方地区干冷气候特征的生态类型，以至于在相当长的一段时期内存在着“紫花苜蓿不适于我国南方地区栽培”的认识。近10多年来，由于“种草养畜”工程的实施和国外大量高秋眠级苜蓿品种的引进，南方地区开始了大规模的引种筛选工作，各地陆续发掘出一些适合当地种植的紫花苜蓿品种。

川北地区地处四川盆地北部丘陵、低山区，属亚热带湿润季风气候，热量丰富，雨量充沛。年日照时数1 052～1 168h，年均温14.8～17.3℃，≥10℃年总积温4 850～5 030℃·d，年均降水量980～1 070mm，土壤pH值6.5～8.7，自然地理气候条件适合紫花苜蓿生长。从2005年起，该区引进30多个高秋眠级紫花苜蓿品种在多点进行了品比试验。2009年在以上试验的基础上从各地初选出的较优品种中选出11个进行集中比较试验，进一步确定最优品种。前人对紫花苜蓿的引种研究多侧重于对生物产量的方差分析［5］，对其他性状只局限于单项评价［6］，分析中难免顾此失彼；而运用相关分析、回归分析、通径分析等方法又需要大量样本，且要求数据符合典型的概率分布［7-8］，生产中难以普遍应用。灰色系统理论分析方法则可以克服上述缺陷［9-10］。本研究运用灰色关联分析法对11个参试品种的生产性能进行综合评估，筛选最适于川北地区种植的紫花苜蓿品种，并研究其配套栽培技术，为川北山地、丘陵地区的紫花苜蓿引种栽培提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验在川北区域中心地南充市顺庆区进行，地处31°6′N，106°12′E，海拔275m，亚热带湿润性季风气候，年日照时数1 086h，年均温15.8℃，1月月均温5.3℃，7月月均温25.2℃。极端最高温41.2℃，极端最低温-2.8℃，≥10℃年积温4 920℃·d，全年无霜期305d，年均降水量990mm。土壤养分含量较低，pH值7.2，缺磷少氮，钾和铁含量丰富。

1.2 供试材料 国外引进的11个高秋眠级紫花苜蓿品种，其生产性能见表1。

表1 不同苜蓿品种和参考品种的生产性能指标Table 1 Productivity parameters of the reference and experimental varieties

1.3 试验设计 试验地随机分成33个小区，小区面积3m×5m，各区肥力一致；小区播种量35g，条播，行距30cm，播种深度1.5～2.0cm，每品种设3个重复小区；试验地周边设保护行，播种对应的参试品种。2009年4月下旬播种。

1.4 测定项目及方法 各品种均于初花期进行刈割，每小区先割除两侧2行和其余8行两端0.5m的区域，再分别测定各小区鲜草产量、风干草产量，每小区随机抽取0.5kg鲜草调查茎叶比，每小区随机取3个0.5m样段调查株高、分枝数，每次刈割后每小区随机选定16株作好标记，调查再生速度，秋季最后一次刈割后每小区随机挖取10株测量主根长。

1.5 数据分析 运用灰色系统关联度理论，选择鲜草产量、干草产量、茎叶比、株高、分枝数、主根长、再生速度7项指标进行权重比较，以此为基础构建评估模型，对供试苜蓿品种生产性能进行综合评估。

2 结果

2.1 不同苜蓿品种的生产性能 首先设立参考品种（A0）。参考品种是根据苜蓿育种目标或生产需求构建的理想化品种，其各项性状为参试品种中相对应性状的最大值或优化理论值，符合苜蓿高产、优质的育种目标。11个供试品种和参考品种的主要性状值见表1，将各品种性状数值进行无量纲化（表2）。

2.2 求关联系数及关联度 计算各点的绝对值差Δi（k）=∣A0（k）-Ai（k）∣（表3）。

表2 生产性能指标（因子）初值标准化处理结果Table 2 Computed results of characteristics with dimensionless methods

表3 A0对Ai的绝对值差Δi（k）Table 3 Absolute difference［Δi（k）］of characteristics of between experimental varieties（Ai）and‘reference variety’（A0）

关联度越大，表明该品种与对照品种的相似程度越高，反之则越低。各项性状指标的关联度分别为r1=1.30，r2=1.27，r3=1.49，r4=1.37，r5= 1.28，r6=1.32，r7=1.28。

表4 各性状指标的关联系数值Table 4 Relational coefficient of characteristics between experimental varieties and‘reference variety’

2.3 各品种综合评估及模型构建 计算各性能指标权重值，记为：β=rk（∑rk）。

计算得：β1=0.139 6，β2=0.136 4，β3= 0.160 0，β4=0.147 2，β5=0.137 5，β6=0.141 8，β7=0.137 5。从高到低排序为β3＞β4＞β6＞β1＞β5=β7＞β2。根据各指标权重构建综合评价模型为：

椐此计算各品种的综合评价值Wk，可以看出，在川北地区综合生产性能表现较好的紫花苜蓿品种是猎人河、霍普兰德和WL323等，爱菲尼特、特瑞和农宝等品种生产性能较差，苜蓿王和胜利两个品种虽然鲜草产量较高，但其再生速度慢，且苜蓿王茎叶比低，胜利干物质含量低，因而综合评价较差（表5）。

表5 各品种的综合评价值及其排序Table 5 Comprehensive evaluation values and ordering of experimental varieties

3 讨论

3.1 综合评价模型中的指标权重 灰色关联分析根据各因素变化曲线几何形状的相似程度来判断因素之间的关联程度，所需样本容量较少，对试验数据类型没有特殊要求［11-13］。本研究利用灰色系统理论对川北地区引种的苜蓿品种主要生产性能指标进行了综合分析，结果表明，权重较高的3个指标是株高、分枝数和主根长，这与韩学琴等［14］在干热河谷地区的研究结果差别较大，而与李近军等［15］和慕平等［16］在亚热带地区的研究结果相似。韩学琴等［14］的研究中蛋白质含量与参考品种的关联度最大，在综合评价模型中权重最大，其余依次为鲜草产量、茎叶比、株高、干草产量和分枝数；李近军等［15］的研究显示在综合评价模型中各指标的权重依次为株高＞蛋白含量＞分枝数＞根长＞叶茎比＞鲜草产量；慕平等［16］的研究中各指标权重依次为分枝数＞株高＞叶量＞鲜草产量＞再生速度。本研究所处气候带与李近军等［15］和慕平等［16］的试验地较为相似，同为亚热带气候，与韩学琴等［14］的试验地气候类型差别较大。进一步考察其他气候条件下的相关研究，辛宗绪等［17］在北温带大陆季风气候条件下的试验结果为再生速度＞株高＞叶量＞干草产量＞分枝数；何毅等［10］在高寒地区研究结果是出苗率＞越冬率＞干草产量＞抗病性＞生长速度＞叶量率＞分枝数；刘明秀［18］报道，在西南湿热地区，紫花苜蓿的株高、再生速度与产量呈显著正相关，可将其作为紫花苜蓿的引种选育指标。综合前人的研究结果分析认为，在不同生态气候小区引种紫花苜蓿品种，各指标的权重系数不一，相似生态气候地区有相似的指标权重顺序；在亚热带气候区，株高、分枝数和根长是较为重要的参考指标；株高、分枝数和根长主要反映饲草的产量性状，考虑饲草的品质因数，蛋白质含量和茎叶比是应重视的指标；在寒冷地区，出苗率和越冬率是首先需要考虑的指标，这是决定苜蓿能否建植成功的先决条件。

紫花苜蓿生产性能的评价指标有很多［9］，本研究主要根据前人的探索和当地的生产试验条件选择了部分指标进行分析评价，其他指标还有待进一步研究和验证，以期建立更为科学的评价模型。

3.2 参试紫花苜蓿品种的品比选优 根据参试品种综合评价性状指标的权重比较，构建出川北丘陵低山区紫花苜蓿综合评价模型为：Wk= 0.139 6x1+0.136 4x2+0.160 0x3+0.147 2x4+ 0.137 5x5+0.141 8x6+0.137 5x7。用此模型对参试品种进行综合评价，结果表明，在川北地区引进的紫花苜蓿品种中综合评价最好的为猎人河，其产草量（干草和鲜草）最高，株高最高，生长速度最快，7个指标中有4个指标在所有参试品种位居榜首，其余3个指标也位居前列，最适宜在该区推广种植；其次为霍普兰德和WL323；而皇后2000、爱菲尼特和特瑞综合评价较差。苜蓿王虽然鲜草产量和干草产量都较高，但因其再生速度较慢，特别是茎叶比较低，产量构成中叶片所占比例较小，饲料营养价值较低，所以综合排名较后。李近军等［15］的研究中，苜蓿王虽然产量较高，但因其蛋白质含量低，综合排名也较靠后，与本研究结果一致。

3.3 紫花苜蓿的区域适应性 紫花苜蓿引进我国后主要在北方地区推广种植，逐渐形成了适应北方地理气候特征的生态类型。长期以来，人们习惯性地认为紫花苜蓿只能在北方地区栽培而不适宜南方地区栽种。近10年来，南方各地相继开展了大量的引种试验，结果表明南方地区不仅适合栽培紫花苜蓿，而且比北方地区更有产量优势，因为南方地区热量丰富、雨热同步、光合作用效率高，同时南方地区无秋眠现象，生长期长。以前之所以认为南方不适宜种植苜蓿，可能是因为国内的苜蓿品种主要在北方地区育成，抗寒而不耐热，秋眠而产量低。近年随着国外大量高秋眠级品种的引进，出现了许多耐热性好、秋眠性弱或不秋眠的品种，因而扩大了紫花苜蓿的适种范围。按照九级系统的分类，紫花苜蓿的秋眠性分为9个等级，1～3级为秋眠品种，4～6级为半秋眠品种，7～9级为非秋眠品种［19］。南方地区引种紫花苜蓿时建议首先选择6级以上的高秋眠级品种，再在此基础上鉴定其他性状的适应性，以充分利用其热量资源，获得优质、高产。

3.4 紫花苜蓿的栽培管理 紫花苜蓿是豆科植物，通常认为有共生根瘤菌，能固定空气中的氮而为自身提供氮素，栽培过程中一般不需施用氮肥［4，20-21］。然而，土壤pH值与根瘤菌数之间存在极显著相关性［22］。酸性土壤抑制根瘤菌在土壤中的存活率，显著减少结瘤数［23-24］。在我国南方地区，特别是长江流域以南，强降水常导致土壤酸度增加，降低根瘤菌与宿主植物间的亲和性，抑制根瘤菌存活，使豆科植物生物固氮受阻［25］。同时，根瘤菌与寄主植物间具有相互选择性，只有与某种宿主匹配性良好的根瘤菌才能与其互利共生，实现自身固氮，如果匹配性差，就没有共生固氮效果［25-27］。我国紫花苜蓿主要分布在北方地区，南方地区近年才开始引进试种，土壤中很少有与其匹配的根瘤菌，因而根瘤固氮力很弱。调查显示，川北地区种植的紫花苜蓿根部基本没有根瘤生长，适当增施氮肥能显著提高紫花苜蓿产量，通过施用石灰改良土壤pH值和人工接种根瘤菌可以促进根瘤形成。

紫花苜蓿耐旱性较强，怕积水，土壤积水会使根部腐烂，研究表明50%～60%的田间持水量最适紫花苜蓿生长［4］。南方地区雨水较多，降水集中，洼地容易积水，土壤排涝是重要的栽培管理工作之一；在选择品种时可以把耐涝性作为参考指标［28］。

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Selection and cultivation of introduced alfalfa varieties in North-Sichuan region

DU Zhou-he1，2，FENG Li-bin3，ZUO Yan-chun1，CHEN Yi-an2，ZHU Yong-qun1，KOU Jing1，ZHOU Xiao-kang1，LIU Jun-feng2
（1.Animal Husbandary Research Centre，Sichuan Academy of Agricultural Sciences，Nanchong 637000，China；2.Sericultural Research Institute，Sichuan Academy of Agricultural Sciences，Nanchong 637000，China；3.Plant Protecting and Quaranting station of Nanchong，Nanchong 637000，China）

The production performances of introduced 11alfalfa（Medicagosativa）cultivars in North-Sichuan region of China were evaluated by using the comprehensive evaluation model of grey relevancy theory based on seven main indexes，including fresh forage yield，dry forage yield，the ratio leaf to stem，plant height，branch number，main root length and regrowing rate.A comprehensive evaluation model was established in the study.By analyzing the data using the model，the results showed that the order of weight of seven indexes was fresh forage yield＞dry forage yield＞the ratio of leaf to stem＞plant height＞branch number＞main root length＞regrowing rate.Cultivars of Hunter river，Hoopuland and WL323had relatively good productive performances，while Afliter，Terry and Farmer’s treasure had poor performances.Although Emperor and Victoty had higher fresh forage yields，but the comprehensive evaluation scores were low because of their slower regrowing rate，lower ratio of leaf to stem and dry material contents.

alfalfa；production performance；grey relevancy；comprehensive evaluation

LIU Jun-feng E-mail：liujunfeng1993＠126.com

S816；S541+.104

A

1001-0629（2012）03-0465-06

2011-04-22 接受日期：2011-06-20

四川省财政基因工程项目（2011JYGC10-028）；四川省科技支撑项目（2011GZ0026）

杜周和（1968-），男，四川南充人，研究员，博士，主要从事饲草遗传育种研究。E-mail：zhouhedu＠263.net

刘俊凤 E-mail：liujunfeng1993＠126.com