不同紫花苜蓿品种在河西走廊盐碱地的适应性研究

张延林，李天银，马银生，吴大荣，刘 军，吴德斌

（甘肃亚盛田园牧歌草业集团有限责任公司／甘肃省国营黄花农场，甘肃 玉门 735213）

随着我国现代畜牧业的持续发展，农区舍饲畜牧业由原来的家庭模式逐渐向企业化模式发展，已成为我国现代畜牧业的支柱产业之一［1］。随着舍饲畜牧业企业化的发展，农区饲草料供给的需求持续增加，需要有大量优良的饲草料生产基地。我国耕地面积仅占国土面积的10%［2］，远远低于世界平均水平，因此，在保障粮食安全的前提下将耕地作为饲草料生产基地的潜力十分有限，需要挖掘未利用的边际土地资源，建立饲草料生产基地。我国盐碱地面积已达36 658×103hm2，居世界第3位［3］，这些土地资源至今尚未得到很好的利用。甘肃河西走廊在独特地形、地质、水文结构，以及干旱气候条件的综合作用下，土地盐渍化十分严重，目前，盐碱地面积已达179.8万hm2，远远超过耕地面积［4］。然而这些盐碱地土层深厚，地势平坦，若能够遴选出适宜该盐碱地种植的饲用植物，将其建成饲草料生产基地，不仅可以增加农区的饲草料供给，而且能够改良土地，优化环境。

紫花苜蓿（Medicago sativa）是一种多年生优质豆科牧草，生态幅宽，再生能力强，已经成为我国西部生态环境建设和畜牧业生产的重要牧草［5－7］。已有研究表明，盐碱地种植紫花苜蓿能够明显的降低土壤pH和土壤含盐量，提高土壤肥力［8，9］。然而紫花苜蓿品种很多，不同品种适应盐碱地的能力差异很大，因此，遴选适宜河西走廊盐碱地种植的紫花苜蓿品种，是将河西走廊盐碱地建植为饲草料生产基地的核心和关键。采用田间试验方法，分析了引自国内外16个紫花苜蓿品种的适应性，为河西走廊盐碱地建成饲草料生产基地提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 研究地区概况

研究地区位于河西走廊西段的甘肃农垦公司黄花农场，地理坐标 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，年蒸发量2 478～3 033 mm；年日照时数3 025.5 h，平均日照时数8.4 h／d；年均气温6.9℃；≥10℃有效积温2 800℃，属温带荒漠气候，土壤为灰棕土，富含钙质，土壤有机质含量21.4 g／kg，碱解氮80 mg／kg，速效磷23 mg／kg，速效钾156 mg／kg，pH 8.24，土壤含盐量0.5%～0.8%，主要易溶盐以硫酸盐为主，属轻度到中度过渡盐碱地［10］。

1.2 研究方法

1.2.1 供试材料 供试的16个紫花苜蓿品种来自中国、美国、加拿大和荷兰（表1）。

1.2.2 试验处理 试验于2013年进行。每个紫花苜蓿品种种植面积为3 m×4 m，3个重复，随机区组，相邻2小区间隔0.5 m作为保护行。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，膜间距30 cm，每膜7行，每小区播种320穴，每穴25粒，播种量1.6 g／m2。试验期间的田间管理只有人工除杂草，和当地农户的管理方式保持一致。2013年7月8日测定株高、分枝数、倒伏率、叶茎比，然后第1次刈割，2013年8月23日再次取样测定指标，第2次刈割。2013年9月5日，每小区设置3个长度为1 m的标记段，记录每段的紫花苜蓿株数，2014年4月5日统计标记段内返青的紫花苜蓿株数。

1.2.3 测定指标及方法 物候期：观察记录了紫花苜蓿出苗期、分枝期、现蕾期、始花期等的时间［11］，鉴别标准以10%植株到达某一生育阶段即定为初期；50%的植株达到定为到达该生育期；70%～80%达到为盛期。

出苗率：播种15 d，每个小区随机选择10穴，测定每穴的实际出苗数。

出苗率＝实际出苗数／每穴播种数×100%。

株高：各小区随机取样20株，测量地面距其顶部的自然高度，取其均值。

分枝数：测定时从地表轻轻的剖开土壤，让主根露出，以主根为基础，测定每单株的分枝数，每小区随机选择10株，最后求平均值。

倒伏率：在初花期观测记录各小区紫花苜蓿的倒伏面积，倒伏率＝倒伏面积／小区面积×100%。

叶茎比：每小区随机选择10株，将其茎、叶和花序分开，105℃杀青15 min，在65℃下烘24 h至恒重，分别称量，花序归为叶的部分。叶茎比＝叶生物量／茎生物量。

草产量：刈割在初花期进行。在每个小区内密度均匀、长势中等未倒伏的地方，选3个50 cm×50 cm的样方取样。样方内收获紫花苜蓿地上部分，分别编号装入编制袋，实验室105℃杀青15 min，65℃下烘24 h，称重。2次刈割产量的和为草产量。

越冬率：越冬率＝标记段内返青植株数／越冬前标记段内植株总数×100%。

1.2.4 数据分析 统计分析采用SPSS 17.0软件分析，制图采用Excel 2003。

2 结果与分析

2.1 不同紫花苜蓿品种的物候期

16个参试紫花苜蓿品种的生育期出现明显差异（表1），金皇后和阿尔冈金出苗期较迟，相对滞后于其他14个品种3～4 d。甘农3号分枝期出现最早（6月3日），较其他品种早3～6 d。WL343HQ和阿迪娜的现蕾期最早（6月21日），阿尔冈金的最迟（6月25日）。甘农3号、阿尔冈金、德宝的始花期最迟（7月9日），较其余品种滞后7～9 d。

2.2 16个紫花苜蓿品种的出苗率

16个紫花苜蓿的出苗率为58.33%～89.22%（图1），骑士T、SR4030和巨能的出苗率依次为89.22%、85.33%和84.33%，甘农3号的出苗率最低，为58.33%。总体表现为骑士T、SR4030、巨能、骑士3的出苗率显著大于阿尔冈金、WL343HQ、标靶、岩石、德宝和甘农3号的出苗率。

注：不同小写字母表示差异显著（P＜0.05），下同。图中1.甘农3号；2.BR4010；3.SR4030；4.WL343HQ；5.骑士 T；6.巨能；7.岩石；8.阿尔冈金；9.德宝；10.标靶；11.金皇后；12.阿迪娜；13.康赛；14.亮苜2号；15.骑士3；16.WL363HQ

表1 16个紫花苜蓿品种的来源和生育期Table 1 The growth stages of tested varieties 月－日

2.3 不同紫花苜蓿品种的株高、分枝数、叶茎比

紫花苜蓿品种株高为75.83～88.17 cm（表2），但不同紫花苜蓿品种间株高的差异不显著（P＜0.05）。各个品种的单株分枝数为1.07～2.47个／株，其中，BR4010、WL343 HQ、阿迪娜、亮苜2号、WL363 HQ的单株分枝数显著大于其他品种的分枝数（P＜0.05），且标靶和金皇后的单株分枝数最低。叶茎比为0.32～1.41，其中，岩石和德宝的叶茎比显著高于其他品种的叶茎比（P＜0.05），骑士3、金皇后和骑士T的叶茎比较低。

表2 16个紫花苜蓿品种的株高、分枝数、叶茎比Table 2 Height，branches per plant，leaf／stem ratio of 16 varieties

2.4 16个紫花苜蓿品种的草产量

16个紫花苜蓿品种第1茬的产量在0.68～0.85 kg／m2，其中，以骑士T的第1茬产量最高，为0.85 kg／m2。其次是阿迪娜和亮苜2号，而 WL343 HQ产量最低，仅为0.68 kg／m2，约是骑士T的80%。紫花苜蓿品种第2茬的产量在0.35～0.68kg／m2，其中，德宝的产量最高，为0.68 kg／m2，其次是巨能、康赛，而甘农3号的产量最低，为0.35 kg／m2，约是德宝的51%，说明德宝的再生能力较强。

图2 16个紫花苜蓿品种的干物质产量Fig.2 Dry matter yield of 16 varieties

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

图3 16个紫花苜蓿品种的聚类分析Fig.3 Cluster analysis of 16 varieties

2.5 16个紫花苜蓿品种的倒伏率和越冬率

倒伏严重影响紫花苜蓿的产量，不同紫花苜蓿品种的倒伏率以阿迪娜和WL343HQ最低，而骑士T和标靶的倒伏率最高（表3）。不同紫花苜蓿品种的越冬率均较高，在70%以上，其中，以亮苜2号、骑士3的越冬率最高，达84.1%；阿迪娜的越冬率最低，为71.4%。

2.6 不同紫花苜蓿品种适应性的聚类分析

以参试紫花苜蓿品种的株高、分枝数、茎叶比、生物量、出苗率和越冬率作为分析变量，采用欧氏距离完全联锁法对16个参试品种进行聚类分析（图3）。当取距离等于10时，可将16个品种分为6类，分别是BR4010、WL363 HQ、阿迪娜、WL343 HQ为一类；骑士T，亮苜2号，骑士3（3010）为一类；岩石、阿尔冈金、甘农3号为一类；金皇后为单独一类；标靶、康赛、SR4030、巨能为一类；德宝为单独一类。当取距离等于15时，可将这16个品种分为4类，分别是BR4010、WL363 HQ、阿迪娜、WL343 HQ为一类；骑士T，亮苜2号，骑士3（3010）为一类；岩石、阿尔冈金、甘农3号、金皇后为一类；标靶、康赛、SR4030、巨能、德宝为一类。综合各个指标整体分析，亮苜2号、骑士T、骑士3（3010）类群在河西走廊区盐碱地具有较好的适应性。

3 讨论

盐碱地是一种边际土地资源［10］，若能够用于种植优质豆科牧草紫花苜蓿，不仅提供农区现代畜牧业发展所需的饲草，而且可通过豆科植物改良土壤［6］，逐渐优化盐碱地的土壤。虽然盐碱地种植紫花苜蓿存在诸多优点，但并不是所有的紫花苜蓿品种均适宜种植于盐碱地，因此，需要选择适宜盐碱地种植的紫花苜蓿品种。出苗是衡量一个紫花苜蓿品种能否种植于盐碱地的首要条件，一个紫花苜蓿品种生产性能再好，品质再优异，但不能在盐碱地中出苗，是无法有效建植饲草生产基地。试验结果表明，16个参试紫花苜蓿品种在河西走廊区盐碱地的出苗率不同，其中，骑士T、SR4030、巨能和骑士3的出苗率较高，而甘农3号和德宝的出苗率较低，说明甘农3号和德宝的种子或者芽体在出苗期适应盐生境的能力较弱［12，13］。

不同紫花苜蓿品种在河西走廊盐碱地种植时生育期存在一定的差异，特别是甘农3号、阿尔冈金、德宝的始花期出现的时间较迟，说明不同品种从种植到适宜收获时所经历的时间存在一定差异，即不同品种积累干物质的时间段也有所差异。试验表明，紫花苜蓿不同品种在河西走廊盐碱地种植时，其株高差异不明显，这与紫花苜蓿种植于青藏高原周边高寒地区［14］和内蒙古［15］时的表现不同，说明株高作为紫花苜蓿产量构成要素之一，在不同环境存在差异。紫花苜蓿单株一级分枝数常被用作衡量产量高低的标准之一［16］，在河西走廊盐碱地种植时，不同紫花苜蓿品种的分枝数存在显著差异，阿迪娜和亮苜2号不仅分枝数较多，而且产量较大，但BR4010、WL343HQ和 WL363HQ的分枝数虽高，其产量表现并不优异。叶茎比是衡量紫花苜蓿品质的重要标准［17－19］，叶茎比越高，植株叶量越丰富，紫花苜蓿品质越好。研究中叶茎比以岩石、康赛和甘农3号的较高，但他们的产量却较低，而德宝的产量和叶茎比俱佳，但其越冬率较低。

紫花苜蓿因外力作用往往出现倒伏现象，倒伏时枝条相互遮盖，冠层接受光照的面积相对减少，光合作用减少，从而造成减产［20］，同时容易引起底层叶片的腐烂，影响饲草品质。16个紫花苜蓿品种的倒伏率不同，WL343HQ、阿迪娜、康赛的倒伏最轻，骑士T、标靶、金皇后的倒伏最严重。河西走廊的通道效应，使紫花苜蓿生产过程中大风时日较多［21］，因此，易倒伏品种不宜种植在该地区。河西走廊昼夜温差很大［4］，早春低温往往引起紫花苜蓿枯死，不能返青或返青后死亡，从而影响紫花苜蓿生产的持续性［22］。选择适宜盐碱地种植的紫花苜蓿品种，不但考虑品质和产量，同时要兼顾生产的持续性。所有参试紫花苜蓿品种，亮苜2号和骑士3越冬率最高，阿迪娜越冬率最低，越冬性能表明，亮苜2号和骑士3适宜建植人工饲草基地。

16个参试的紫花苜蓿品种不同性状对河西走廊盐碱地的适应性出现差异。通过聚类分析，将综合适应性能相对接近的品种聚为一个类群，则会遴选出虽然某一方面不是特别优异［6］，但综合性能相对优良的品种。聚类分析结果表明，16个紫花苜蓿品种可以聚为6类，综合考量株高、出苗率、分枝数、茎叶比、产量和越冬率，亮苜2号、骑士T、骑士3紫花苜蓿品种的综合性状良好，对河西走廊盐碱地的适应性最高，可以适当进行推广种植。

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