35个10龄紫花苜蓿品种的持久性比较

岳彦红，齐晓，王彦荣* ，彭岚清，余玲

(1.草地农业生态系统国家重点实验室兰州大学草地农业科技学院，甘肃兰州730020;2.全国畜牧总站全国草品种审定委员会办公室，北京100125)

紫花苜蓿(Medicago sativa)，多年生豆科牧草，原产伊朗，是当今世界分布最广的栽培牧草。它是各种家畜的上等饲料，适口性好，经济价值很高［1-2］，在促进畜牧业和种草业持续发展中有着不可替代的作用［3-6］。但苜蓿的高产阶段一般出现在第4年，且高产仅持续2～3年，种植6～7年后草品质会迅速下降［7］，草产量和营养成分及再生性都逐渐表现出下降的趋势。因此筛选持久性较强且有持续高产的苜蓿品种就显得尤为重要，它对加强土地的持续利用，提高经济效益，改善土壤质地，防止水土流失，提升生态价值等都有着重要作用。

多年来，国内外对苜蓿的研究众多，主要集中在播种密度、疏枝、施肥、灌溉、刈割、生长调节剂以及授粉媒介等方面［8］，耿华珠［9］和 Hanson［10］对苜蓿的起源、形态与生长发育、品种资源、育种、种子生产、营养价值等方面进行了详尽的论述，但是对其持久性的研究较少。国外关于刈割次数和刈割时间对持久性影响的研究较多，认为秋季过后刈割对苜蓿持久性的影响甚微［11］。Riday和Brummer［12］连续4年对紫花苜蓿(Medicago sativa subsp.sativa)和黄花苜蓿(M.sativa subsp.falcata)不同亚种间杂交后的亲本和子代持久性进行对比分析，认为子代的持久性与亲代中持久性表现较好的品种相似，并且随着年限的增加这一性状更加明显。于林清等［13］比较了我国已审定的33个苜蓿品种的持久性，认为各品种的持久性均较强且差异不显著。刘瑞峰等［14］也对12份引进苜蓿品种在南方地区进行了持久性评价，认为产量和持久性是南方苜蓿选育的主要因子。

苜蓿的持久性是一个复杂的性状，它受多种因素的影响，包括基因型、生物和非生物环境、田间管理及其互作作用等［12，15］。以往研究关于持久性的衡量指标不尽一致，常用的指标包括草产量［14，16］和密度［12，15，17］的变化。但是，生长多年的苜蓿难以准确辨别单个植株，不便用密度测量。近年来有基于通过测定返青或刈割后的间隙以确定持久性的测定方法［18-20］。该法具有简便、快速等特点，适用于条播种植的苜蓿草地持久性的测定。

河西走廊是甘肃省重要农业区之一，其气候干旱，许多地方年降水量不足200 mm，种植苜蓿对于严重缺水的河西走廊的水土保持和草畜发展具有重要的意义［21］，基于此，本实验对甘肃张掖地区的35个苜蓿品种在第10年的持久性及生长状况进行了研究，旨在选出持久性好、生产性能强，能持久利用的品种，为河西地区苜蓿的种植和推广提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 品种及其来源 本实验在兰州大学草地农业科技学院与澳大利亚国际农业研究中心(ACIAR)合作项目(ASI-1998026)试验地进行，选择出苗均匀的35个品种进行测试(表1)。

表1 供试苜蓿品种及其来源Table 1 M.sativa varieties and the sources in this study

1.1.2 试验地概况 试验地位于兰州大学草地农业科技学院张掖试验站，E 100°15'，N 39°06'，海拔1410 m、年均降水量121 mm、年蒸发量4200 mm，年日照时数3051 h，无霜期170 d，年均温7.1℃，≥0℃年积温为3470℃，相对湿度47%，年热辐射6000 MJ/m2，土壤类型为沙壤土，pH 6.5～7.0。

1.1.3 田间设计 供试品种于2001年8月人工条播，每小区3行，行距30 cm，行长450 cm，小区面积4.5 m×1.0 m，每份种质3次重复，完全随机区组排列，每小区播种量为11 kg/hm2，于2011年进行各项指标的测定。

1.1.4 田间管理 在返青期和每次刈割后分别漫灌一次，并根据当地的气候特点，参照苜蓿的种植方法进行除草等田间管理，未施肥及喷洒农药。

1.2 指标测定

1.2.1 持久性 在参照澳大利亚国际农业研究中心(ACIAR)［18］的方法的基础上总结出如下公式:持久性 =(实际测量的样线总长/15 cm－测定当年的间隙数)/(实际测量的样线总长/15 cm－建植当年间隙数)×100%。其中，15 cm是间隙测定尺的长度，为固定的常数;样线总长为测定的行长乘以重复数，本实验具体为450 cm×3=1350 cm。测定时以株间距≥15 cm作为1个间隙计。在返青或刈割后10 d左右测定。

1.2.2 草产量 初花期刈割，留茬5 cm左右，测定各品种鲜草产量，并取样(500±0.5)g，精确到0.1 g，置于纸袋内在105℃烘箱中杀青30 min，之后在80℃恒温条件下烘至恒重，测定干草产量。共刈割2次，草产量以2次刈割的干草产量之和计。

1.2.3 生长速率 第1次刈割后，待再次达到初花期时，在每小区随机选取15株分别测量自地面根茎部至顶部的植株绝对高度。生长速率=株高/初花期天数。

1.2.4 分枝数 参照魏臻武等［22］的方法测定:每次刈割后，随机选取20 cm样段，统计分枝数，每小区重复3次。

1.3 数据分析

采用SPSS 17.0软件进行数据统计和分析，对各指标用ANOVA进行方差分析，用Duncan法分别对持久性、草产量、生长速率及分枝数等进行多重比较;用简单相关分析方法进行持久性与草产量、生长速率、株高及分枝数的关系分析;采用Excel 2007制图。

2 结果与分析

2.1 苜蓿不同品种的持久性

在供试品种中，持久性分布在52.0% ～106.4%之间，平均为93.61%。其中 Prime的持久性最好，为106.4%，与渭南、公农1号和甘农2号等差异不显著(P＞0.05)，但显著高于(P＜0.05)其他品种;持久性在80%以下的有:Super 7、L 90、Eureka、L 33、Jindera和赛特，其中 Super 7 的持久性最差，仅为 52.0%，显著(P ＜0.05)低于其他品种(表2)。

表2 35个苜蓿品种的持久性Table 2 Persistence of 35 M.sativa varieties

2.2 苜蓿不同品种的总干草产量

在供试品种中，草产量的范围为3.56～10.03 t/hm2，平均草产量为6.15 t/hm2。其中，草产量最高的是新疆大叶，为10.03 t/hm2，它与公农1号、Bear No.1、润布勒、YL-3和公农2号等5个种质间无显著性差异(P＞0.05)，但显著高于(P＜0.05)剩余其他种质的草产量。剩余其他种质间草产量无显著差异(P＞0.05)，其中草产量最低的是Jindera，仅为3.56 t/hm2，新疆大叶的草产量是它的2.8倍(表3)。

2.3 苜蓿不同品种的生长速率

供试各苜蓿品种中，第1次刈割后的平均生长速率在0.6～3.4 cm/d之间。其中，生长最快的是Super 7，为3.4 cm/d，其次为三得利、公农2号和德福，它们之间无显著性差异(P＞0.05)，生长速率都在2.8 cm/d以上，生长较快;Jindera生长最慢，仅为0.6 cm/d，生长最快的Super 7是它的5.7倍(图1)。

表3 35个苜蓿品种的干草产量Table 3 Hay yield of 35 M.sativa varieties t/hm2

图1 35个苜蓿品种的生长速率Fig.1 Growth rate of 35 M.sativa varieties

2.4 苜蓿不同品种的分枝数

供试品种中，分枝数总体的差异性不大，分布在95～25个/m之间，其中分枝数最多的是YL-3，为225个/m;其次为无棣、新疆大叶、CN 27、美国大叶、甘农2号、准格尔和定西等;分枝数较少的是Super 7、Jindera和L 33，其中Super 7最少，为95个/m，它们与其他品种之间无显著差异(P＞0.05)，但与分枝数较多的品种间差异显著(P＜0.05)(图2)。

2.5 优良苜蓿品种的综合筛选

综合考虑草产量和持久性，以草产量为7.4 t/hm2为临界，将草产量划分为上下两部分;以持久性为100%作为临界，将持久性划分为左右两部分，做出散点图。草产量高且持久性好的苜蓿品种在第Ⅰ象限;第Ⅰ、Ⅱ象限为草产量高品种，其中以新疆大叶、公农1号最佳;持久性最好的是Ⅰ、Ⅳ象限的品种，其中润布勒和渭南的持久性最佳;第Ⅲ象限中整体草产量低、持久性差(图3)。

图2 35个苜蓿品种的分枝数Fig.2 Number of branches of 35 M.sativa varieties

图3 35个苜蓿品种的草产量和持久性散点图Fig.3 Hay yield and persistence of 35 M.sativa varieties

3 讨论

苜蓿的持久性是将其生产力和性状持久保持以达到最大利用年限的特性［15］。苜蓿的持久性决定于它对当地的气候及土壤的适应性能力，同时还受栽培、管理以及利用方式等因素的影响［14］，良好的管理措施有助于苜蓿保持较长的种植年限和较高的生产性能［23］。提高持久性、增加饲草产量潜力和改善饲草品质是当前世界苜蓿育种的三大方面［24］。本实验通过对35份苜蓿持久性的研究发现:持久性大于100%的种质共有11份，说明这11份种质在2001年至2011年间，在维持自我生长、拓展生存空间以及营养汲取和光合利用方面有较强的优势，能够保持甚至增加地面覆盖度和分枝数，逐渐增强自己的生命力，有较长的利用年限，在促进当地苜蓿产业发展方面具有较大的潜力和可引种价值。种植持久性好的苜蓿品种不仅可以降低草地的退化速率和土壤矿化及沙化程度，而且在水源涵养、水分生产效率以及草地生态系统的保持和恢复等方面具有重要的意义。持久性差的品种有:Super 7、L 90、Eureka、L 33和Jindera，这些品种退化严重。值得一提的是，持久性差的这些品种都来自澳大利亚南澳研究与发展研究所。这可能与澳大利亚位于南半球，季节间的温差不大，而张掖位于我国西北，季节之间的温差较大，它们不适应张掖地区的气候和土壤，故其持久性较差。

35个品种间草产量的差异较大。其中新疆大叶产量最高，说明新疆大叶这一品种在河西地区具有较高的草产量，很有发展前途，适合在这一地区种植，这与耿华珠［9］的结论相同。纵观持久性与草产量的关系，可以通过筛选持久性好的品种来提高苜蓿的草产量，这与李向林和万里强［24］的研究结果相同。但是，持久性好的品种虽可延长草地寿命而其产量未必最好，例如甘农2号，持久性较好而草产量较低，这与戚志强等［25］的研究结果相同。

植物生长速率是植物通过对周围环境中营养物质进行吸收利用，并通过光合作用增加植株高度和空间，为自身谋求更加充足的生长空间和光照面积的一种途径。实验结果显示:Super 7生长最快，这与魏臻武等［26］对南澳引进品种在甘肃农业大学兰州牧草试验站的研究结果一致，同时本研究还发现草产量较高的苜蓿品种其分枝数较多，反之亦然，如新疆大叶的草产量高其分枝数也多，而Jindear的草产量最小其分枝数也较少。

不同苜蓿品种在不同地区的生长特性不同，盲目种植必然会带来不可估量的经济损失和负值效益［27］，因此，应该选择与区域环境相匹配的品种来合理利用。综合分析35个苜蓿品种的持久性和草产量等性状，本实验筛选出以下适宜在河西走廊地区引种和种植的优良品种:公农1号、新疆大叶、润不勒、公农2号、Prime和渭南等，这些品种不仅具有好的持久性而且具有较高的草产量，可以减少种植成本，增加经济效益，在河西地区的适应性较好。其中公农2号的生长速率最快，综合性能最优，在环境条件较好的情况下可进行多次刈割，这与徐安凯和孙袆龙［20］的研究结果一致。如果在正常的施肥、灌溉等管理条件下，这些苜蓿品种的年产量应该会达到一个更高的水平。

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