9 个紫花苜蓿品种在甘肃河西地区引种栽培研究

2023-11-27周惠丽耿小丽

中国草食动物科学 2023年6期

周惠丽，耿小丽

（甘肃省草原技术推广总站，兰州 730010）

紫花苜蓿（Medicago sativa）是世界上分布最广、种植面积最大的多年生豆科牧草，其具有适应性强、产草量高、蛋白含量高、适口性好、生物固氮等优点。紫花苜蓿也是我国栽培面积最广的饲草之一［1］。近年来，随着国家农业产业结构的调整，草食畜牧业快速发展，苜蓿产业表现出巨大的发展优势，苜蓿商品草需求量逐年大幅提高，促使其种植面积、草种用量大幅提升。甘肃河西是全国苜蓿草及苜蓿种子产业化最发达的区域之一，本地区种植的苜蓿品种绝大多数为进口品种，近年来引进品种多、乱、杂现象凸显，严重制约了河西地区苜蓿的产业化种植和规模化发展［2］。同时，大量国外苜蓿品种不仅对国内苜蓿种子价格造成了很大冲击，更严重制约了国内优秀苜蓿品种的推广与应用［3］。为此，引进、评价国内优质苜蓿品种在河西地区的适应性，对国内品种在该地区的推广应用具有十分重要的意义。

甘肃省河西走廊位于欧亚大陆腹地，远离海洋，降水稀少，气候干旱，地域辽阔，土地平坦广袤，光热资源和地下水资源丰富，非常适合规模化发展苜蓿产业，也是我国优质苜蓿商品草的最主要产区［4］。根据河西的生态气候特点和牧草种植条件引进适宜的苜蓿品种不仅能够实现生态环境与苜蓿品种的最佳匹配以及经济效益最大化，还能促进当地畜牧业的高效可持续发展［5-6］。本研究通过引种试验，对9 个国内紫花苜蓿品种在河西地区的生产性能和营养品质进行测定，以期筛选出适宜当地种植的高产、优质紫花苜蓿品种，为国内优秀紫花苜蓿品种大面积推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及试验地概况

参试紫花苜蓿品种为：中兰2 号、中天1 号、中苜1号、中苜3 号、中苜7 号、甘农3 号、甘农9 号、草原3 号和草原4 号。种子净度在80%以上，发芽率在80%以上。

试验于2018—2021 年在甘肃省高台县进行。试验地地理位置为东经99°58′，北纬39°13′，海拔1 398 m；年均气温8.3℃，年降水量111.0 mm，年日照时数2 457.8 h，无霜期163 d。该地区属河西灌溉区生态类型。试验地土壤肥力中等，前茬玉米，播种前施磷肥750 kg/hm2，尿素225 kg/hm2。

1.2 试验设计

试验采用随机区组设计，设4 次重复，小区面积为15 m2（3 m×5 m），条播，行距30 cm，每个小区播种10行，播深3 cm 左右，播种量18 kg/hm2。参试苜蓿于2018年8 月7 日播种。试验地按照常规大田管理水平管理，全年灌溉5 次。

1.3 测定指标及方法

株高和单株分枝数测定：第1 茬草刈割（初花期）前，每个小区随机选取30 个单株，测定每株自地面到达植株最高点的垂直高度，测定每株地表根茎部形成的分枝数。

干草产量测定：每茬的初花期进行测产，刈割留茬高度为3～5 cm，按实际面积计算鲜草产量，刈割后取约1 kg的样品，剪成3～4 cm 长的小段，然后放入60～80℃的烘箱内烘至恒重，计算鲜干比和干草产量，干草产量＝鲜草产量×鲜干比。

茎叶比测定：第1 茬草测产时，每品种刈割后取约1 kg 的样品，分离茎叶，置于干燥通风处自然风干后称重，茎叶比＝茎干重/叶干重。

营养成分含量测定：取2020 年第1 茬刈割的干草样，参照相应国家标准［7-11］测定粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗脂肪、粗灰分含量。

1.4 数据分析

使用Excel 2007 整理数据、Origin 18.0 软件作图；使用SPSS 16.0 进行方差分析、相关性分析、灰色关联度分析，用Duncan 法进行多重比较。结果以平均数±标准差表示。

参照张鸭关等［12］和初晓辉等［13］方法进行灰色关联度综合评价。选择株高、分枝数、干草产量、叶茎比、干草产量和粗蛋白含量6 个指标，将每个品种看成一个灰色系统，通过分析每个品种的多个性状，进而对9 个苜蓿品种生产性能及营养品质进行综合评价。根据最优性原则设置一个“参考值”，各指标含量值设置如下：含量值（与干草生产性能和营养品质呈正相关）= 测定最大值×（1+5%），或含量值（干草生产性能和营养品质呈负相关）=供试品种测定最小值×（1-5%），根据灰色关联度分析原则，关联度大的数列与标准数列越接近，综合性状评价表现越优，反之表现越差。

2 结果与分析

2.1 生育期

各参试品种于2018 年8 月7 日播种，播种后10 d内相继出苗，14 d 左右进入分枝期。2019 年4 月2—5 日返青，5 月下旬进入现蕾期，6 月初进入初花期。各品种的生育期没有明显差异（表1）。

表1 2018—2019 年各紫花苜蓿品种的物候期月- 日

2.2 株高、单株分枝数

对2019—2021 年第1 茬草刈割前的单株高度和分枝数进行了测量（初花期）（表2）。2019 年平均株高中苜1 号最高，达99.1 cm，显著高于中兰2 号、中苜7 号、甘农3 号、甘农9 号、草原3 号、草原4 号（P＜0.05）；2020年平均株高中苜3 号最高，达100.5 cm，显著高于中苜7号、甘农9 号、草原3 号和草原4 号（P＜0.05）；2021 年平均株高甘农3 号最高，达96.7 cm，显著高于中苜7 号、甘农9 号、草原3 号（P＜0.05）；3 年平均株高最高的是中苜3 号，为97.4 cm，显著高于中苜7 号、甘农9 号、草原3号、草原4 号（P＜0.05）。

表2 2019—2021 年9 个紫花苜蓿品种的平均株高 cm

由图1 可知，2019 年单株分枝数各紫花苜蓿品种间差异均不显著（P＞0.05），平均分枝数最多的是甘农3 号（5.74 个），最少的是中天1 号（5.04 个）；2020 年单株分枝数最高的为中苜3 号（7.40 个），最少的是甘农9 号（6.10 个），中苜3 号与甘农9 号、中兰2 号、草原4 号间差异显著（P＜0.05）；2021 年单株分枝数最高的为中苜3号（8.14 个），最少的为甘农9 号（6.45），中苜3 号与甘农9 号、草原3 号间差异显著（P＜0.05）；3 年平均单株分枝数为中苜3 号＞甘农3 号＞中苜7 号＞中苜1 号＞草原3 号＞中天1 号＞草原4 号＞中兰2 号＞甘农9 号，中苜3 号最高，为6.99 个，甘农9 号最低，为5.93 个。

图1 2019—2021 年9 个紫花苜蓿品种的单株分枝数

2.3 干草产量和茎叶比

由表3 可知，2019 年平均干草产量中苜1 号最高（21 159.57 kg/hm2），其次为甘农3 号（19 342.67 kg/hm2），两者均显著高于其余各品种（P＜0.05）；2020 年干草产量中苜3 号最高（23 717.85 kg/hm2），其次为中兰2号（23 014.52 kg/hm2），然后为中苜1 号（22 821.91 kg/hm2），以上3 个品种的干草产量均显著高于除草原3 号外的其他参试品种（P＜0.05）；2021 干草产量甘农3 号最高（24 809.44 kg/hm2），其次为中天1 号（23 849.42 kg/hm2），甘农3 号的干草产量显著高于其他参试品种（P＜0.05）；3年平均干草产量为中苜1 号＞甘农3 号＞草原3 号＞中苜3 号＞草原4 号＞中苜7 号＞中天1 号＞中兰2 号＞甘农9 号。

表3 2019—2021 年9 个紫花苜蓿品种各年度的干草产量 kg/hm2

用2019—2021 年第1 茬草的干样对各品种的茎叶比做了测定（初花期）（图2）。2019 年各品种的茎叶比间均差异不显著（P＞0.05），茎叶比中兰2 号最高（1.17），草原4 号最低（0.91）；2020 年茎叶比最高的为中苜7 号（1.67）和草原4 号（1.67），二者均显著高于中兰2 号和中苜1 号（P＜0.05）；2021 年茎叶比最高的为甘农9 号（1.53）；3 年平均茎叶比各品种间均差异不显著（P＞0.05），中兰2 号最高（1.39），中苜3 号最低（1.31）。

图2 2019—2021 年9 个紫花苜蓿品种的茎叶比

2.4 营养成分含量分析

取2020 年第1 茬草干草样测定参试品种的营养成分含量（表4）。9 个品种紫花苜蓿的粗蛋白含量在17.52%～20.63%之间，中苜7 号的粗蛋白含量最高（20.63%），显著高于甘农7 号、中天1 号和草原3 号（P＜0.05）；9 个品种的粗脂肪含量在1.17%～1.90%之间，粗脂肪含量最高的为草原4 号（1.90%）；中性洗涤纤维含量最高的是中天1 号（37.81%），最低的是草原3 号（34.56%）；酸性洗涤纤维含量最高的是中苜3 号（32.62%），最低的是甘农3 号（27.22%）；9 个品种粗灰分含量在9.37%～11.23%之间，最高的为中兰2 号。综合考虑，中苜1 号、中苜7 号、甘农3 号、中兰2 号、草原4 号的粗蛋白含量高，纤维含量适中，在品质方面是比较理想的品种。

2.5 9 个紫花苜蓿品种生产性能、营养品质的灰色关联度综合评价

由表5 可知，9 个紫花苜蓿品种的综合排序为中苜1号＞甘农3 号＞中苜3 号＞草原3 号＞中兰2 号＞中苜7 号＞草原4 号＞中天1 号＞甘农9 号，中苜1 号、甘农3 号、中苜3 号、草原3 号综合性状与参考值的相似度最大，关联度分别为0.967 1、0.966 4、0.950 8、0.906 1，说明这4 个品种的综合性状突出，适宜在河西灌区推广种植。

表5 9 个紫花苜蓿品种的灰色关联度分析

3 讨论

干草产量是衡量牧草生产性能及适应性的主要指标［14］。苜蓿生产性能及相关性状的研究对苜蓿的引种、选育、评价具有十分重要的意义［15-16］。本试验结果表明，9个紫花苜蓿品种均能在高台县完成整个生育周期，各品种间生育期差异不大；9 个品种的干草产量差异明显，中苜1 号的3 年平均干草产量最高，为22 519.25 kg/hm2，甘农3 号、草原3 号、中苜3 号的3 年平均干草产量也很突出，分别为22 426.72、21 680.00 和21 542.77 kg/hm2，说明上述4 个品种的紫花苜蓿在河西灌区具有较高的草产量，适应性强，适合该地区种植。

株高和分枝数能够反映苜蓿的生长发育状况及其潜在草产量，由于不同苜蓿品种的遗传多样性和生物学特性不同，其生长发育阶段及对外界环境变化的反应能力各异，株高亦不相同［17］。本研究中各品种间的株高差异较大，这反映了不同品种的适应性和干草生产性能的差异。紫花苜蓿的分枝数与品种自身遗传特性、栽培管理条件和种植利用年限有较大关系［18］。在本研究中，9 个苜蓿品种的分枝数间差异较大，同时各品种随生长年限的增加分枝数均呈上升趋势，这种增长趋势可能是随苜蓿根系的生长其分蘖能力增强，进而促进了分枝数的增加。

苜蓿的营养品质受品种自身的遗传特性、生长年限、收获期、管理措施及气候等因素的影响［19］。茎叶比是衡量苜蓿品质的重要指标之一。紫花苜蓿叶片的蛋白质含量高于茎秆1.0～1.5 倍，粗纤维含量低于茎秆50%～100%，因此，叶量越丰富，其适口性和营养品质越好［19-20］。生长时期也是影响苜蓿营养品质的重要因子，初花期刈割的苜蓿，粗蛋白含量一般在18%左右，种子成熟期蛋白质则会降至最低［21］。本研究中9 个紫花苜蓿品种的3 年平均茎叶比间均差异不显著，其中第1 年各品种的茎叶比最低，品种间差异不显著，第2 年、第3 年品种间出现较大差异，茎叶比较低的品种为中苜1 号、中兰2 号、中苜3号、中天1 号、草原3 号；9 个品种初花期的粗蛋白含量除甘农9 号外均在18%以上，其中中苜7 号和中兰2 号达到20%以上。另外，不同的管理措施，如施肥、灌溉及刈割次数等，也会影响苜蓿的营养品质，降水量的减少可能是苜蓿粗纤维含量增加的原因［22］。在苜蓿生长期增加灌水并补充适量氮肥能显著提高粗蛋白含量，同时，显著降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量［23］。因此，根据种植地区的气候条件选择适宜的苜蓿品种是提高产量及营养品质的关键环节，但掌握适宜的水肥管理措施也是提高苜蓿草品质的关键。

甘肃河西地区种植的苜蓿多为国外引进品种，大多数在种植的前4 年生长迅速，株高和产量均占优势，但种植4 年后草产量会明显降低，持久性、抗性明显低于国内品种［24-26］。本试验中9 个国内苜蓿品种从种植第2 年开始干草产量最低的也能达到19 700.85 kg/hm2，粗蛋白含量、抗性、对当地环境的适应性都很好，种子用价大大低于国外品种，特别是中苜1 号、甘农3 号、中苜3 号、草原3 号苜蓿品种在河西灌区的生产中表现出了优异的综合性能，可以在河西灌区大面积推广。