17种豆科牧草引种海南岛适应性评价研究

张瑜 严琳玲 虞道耿 罗小燕 白昌军

摘 要 应用灰色关联分析法评价17种豆科牧草的引种适应性，为饲料资源早期选择和新品种选育提供科学依据。参试材料经过3 a综合评价，结果表明：CIAT17403大叶千斤拔和CPI46562度尼山蚂蝗不仅具有较高的产量，其年均产量分别为300.76、217.80 kg/100m2，且具有较高的旱季产量，相对抗旱，对叶锈病和虫害有较强的抵抗能力，植株存活率较高，茎叶比小，综合评分较高，对海南岛的土壤和气候适应性较强。

关键词 豆科牧草；适应性；灰色关联分析；综合评价

中图分类号 S54 文献标识码 A

Adaptability Evaluation of Seventeen Legume

Forage Species in Hainan Island

ZHANG Yu， YAN Linling， YU Daogeng， LUO Xiaoyan， BAI Changjun*

Tropical Crops Genetic Resources Institute， CATAS / Ministry of Agriculture Key Laboratory for Utilization

of Tropical Crops Germplasm Resources， Danzhou， Hainan 571737， China

Abstract On the basis of gray correlation analysis， the study evaluated the adaptability of seventeen legume forage in order to provide a scientific basis for early feed resources selection and breed of new varieties. After three years of comprehensive evaluation， the results showed that： Desmodium rensonii CPI46562 and Flemingia macrophylla CIAT17403 had higher yield， and the average annual yield was 300.76 and 217.80 kg/100m2， while the dry season production accounted for a higher proportion of annual output. These two materials had relative drought resistance， stronger resistance to leaf rust and insect pests， more survival plant， small ratio of stem and leaf， higher comprehensive score， and they were suitable for growing in Hainan Island.

Key words Legume forages； adaptability； gray correlation analysis； comprehensive evaluation

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.10.013

熱带豆科牧草是我国南方草地农业生产的重要组成部分，作为蛋白质饲料来源、生物固氮资源、生态保育的重要组分，在畜牧业发展、草田轮作、环境保护和建设方面发挥着极其重要的作用[1-5]。中国一直重视对热带豆科优良牧草资源的引进和利用，从20世纪60年代开始引进柱花草（Stylosanthes spp.）用于绿肥和林下间作的覆盖材料[6-7]，而后又引进决明（Catsia spp.）[8]、山蚂蝗（Desmodium spp.）[9]、千斤拔（Flemingia spp.）[10-11]等资源，并选育出多个具有良好的经济、社会和生态效益的品种，主要用于人工草地建设和天然草地改良，草产品加工与调制，还用于林、果草生态工程建设，控制水土流失等生态建设方面，为草地畜牧业可持续发展、农民脱贫增收提供技术支撑和物质基础。

灰色关联分析方法被广泛用于评价粮食作物[12-13]、油料作物[14-15]、蔬菜[16-17]、棉花[18-19]、烟草[20]、观赏植物[21-22]、牧草[23-26]等适应性方面，其分析结果与实际生长表现基本一致，可以全面客观的反映引种材料的生长状况，避免了人为评价的主观性，在实践中具有很强的可行性。但采用此种分析方法对海南岛半湿润区牧草引种适应性综合评价研究报道较少。本研究从生态条件相似的澳大利亚和哥伦比亚引种，针对初级试验粗放的特点，利用方差分析结合灰色关联分析方法进行适应性评价分析后，筛选出适合本地自然条件、产量高、品质好的牧草材料，能够较为全面的评价资源的优劣，为品种选育提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验地概况 试验位于农业部海南儋州热带牧草种质圃，属热带季风气候区，试验期内年均温24.0 ℃，最热月（6月）平均温度28.4 ℃，年均降水2 060.5 mm。试验地土壤为花岗岩发育的砖红壤土，土壤肥力较差（表1）。

1.1.2 试验材料 参试种质来自中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南儋州国家热带牧草备份库，引种自哥伦比亚国际热带农业中心（CIAT），具体见表2。

1.2 方法

1.2.1 试验方法 本试验采用随机设计，单行种植，3个重复，行长3 m，每行种植16株，株距20 cm，行间距1.5 m，每行末与行初距离1.0 m。每行末距离最后一株50 cm处种植1单株作为种子潜在产量测定及生育期观测。整个试验期内不施肥，不灌水，基本不除草。

1.2.2 测定内容 在整个试验过程中观测株数、病虫害、开花期等；首次观测于播种后5周开始，此后每隔3周观测1次[27]。

（1）存活率统计每行的存活株数。

（2）病害分3级进行评价打分：0分为无病，1分为病斑面积占叶面积的1/3以下，2分为病斑面积占叶面积的2/3以上。

（3）虫害分3级进行评价打分：0分为无虫害，1分为轻微影响到植株生长，2分为严重影响到植株生长。

（4）开花期分3级进行评价打分：0分为未见开花，1分为低于30%的植株开花，2分为高于70%的植株开花。

（5）种子潜势分3级进行评价打分：0分为未见成熟种子，1分为低于30%的植株种子成熟，2分为高于70%的植株种子成熟，种子成熟后收种。

（6）产量测定：首次刈割于播种后4个月，此后每6周刈割测产1次，冬春低温干旱季节不间断。测产时16株全部刈割仅测定每行中间2 m的产量，即测定中间10株的产量，刈割高度见表1。

（7）茎叶比测定：在每次刈割测产后，取约1 kg的样品，按叶（含花序）、茎两部分分开，风干后称重，茎干重与叶干重的比值即为茎叶比。

1.3 数据分析

利用Excel 2003和SAS9.0进行数据统计与分析，采用灰色关联分析法对牧草种质进行综合质量评价[28]。首先对各性状的平均值采用均值化方法进行无量纲化处理，计算各牧草性状的效果测度值Xi，然后计算各种质综合性状的关联度M=（ΣXi）/n（n=7），比较其大小，值越大说明其适应性越强。

2 结果与分析

2.1 17种豆科牧草种质存活率比较

从表3可以看出，各种质的植株存活率存在显著差异，随着各参试牧草种质生育期的延长和刈割次数的增加，大部分种质的存活株数减少。经过3年试验，CPI46562度尼山蚂蝗、CIAT184柱花草和CIAT17403大叶千斤拔的植株存活率为100%，适应性强，适合本地区种植。而Maldonado细茎大翼豆的植株存活率仅为18.75%，长势不良或死亡，适应性相对较差。

2.2 17种豆科牧草种质病害比较

热带豆科牧草主要受叶斑病和炭疽病危害[29-30]。从表4可以看出，参试材料的病害级别之间存在显著差异，CPI32118爪哇葛藤、CIAT7304兰花毛蔓豆、Maldonado细茎大翼豆和CIAT9690合萌，平均病级为1级，受叶斑病和炭疽病危害较重。CIAT52401帚状合欢草和CIAT17403大叶千斤拔最抗病，其平均病级仅为0.269和0.355级。CPI46562度尼山蚂蝗、CIAT22160平托落花生和CIAT184柱花草病害出现率小于10%，为偶感病或不易染病种质。

2.3 17种豆科牧草种质虫害比较

豆科牧草种质主要受蝗虫、粘虫的危害，偶有蚂蚁、蜘蛛等危害花序、果荚等[31]。由表5可知，17个豆科牧草种质虫害级别之间存在显著差异，其中Maldonado细茎大翼豆、CPI32118爪哇葛藤和CIAT9690合萌受危害程度较重，主要受蚂蚁、蜘蛛的危害，平均危害程度分别为1.387、1.323、1.269级，最大危害程度2级，出现频率高于40%，显著高于其他种质。而CIAT17403大叶千斤拔、CPI46562度尼山蚂蝗和CIAT52401帚状合欢草的受虫害程度最轻，其平均受害程度仅为0.387、0.398、0.441级。

2.4 17种豆科牧草开花期及种子潜在产量比较

从表6可见，各牧草种质的开花期、单株种子产量均存在较大不同，CIAT9690合萌、CIAT5275大果距瓣豆、Maldonado细茎大翼豆、CPI32118爪哇葛藤到试验结束也未见开花，而阿玛瑞罗平托落花生和CIAT22160平托落花生虽开花较早，但在试验期内未收到种子。CIAT17403大叶千斤拔的单株种子潜在产量最高，可达11.13 g，其次为CPI46562度尼山蚂蝗、CIAT52401帚状合欢草和CIAT184柱花草，其单株种子潜在产量分别为5.67、4.50和3.98 g。

2.5 17种豆科牧草年均鲜草产量比较

从表7可以看出，参试的17个牧草种质的年均鲜草产量之间存在显著差异。其中CIAT17403大叶千斤拔的产量最高，为300.76 kg/100m2，顯著高于其他参试种质。其次为CPI46562度尼山蚂蝗、CIAT184柱花草、CIAT52401帚状合欢草，年均鲜草产量均大于150.00 kg/100m2。CIAT9690合萌和Maldonado细茎大翼豆的年均产量最低。

2.6 17种豆科牧草旱季鲜草产量比较

海南岛降水分布不均，旱季从11月至翌年4月，此期间降水仅占年降水的18.68%。旱季产量是评价牧草种质抗旱性的重要指标，也是牧草在冬春低温干旱季节青饲料平衡供应的重要指标[32]。各种质在冬春低温干旱季节的产量仅占年均产量的26.4%，即说明各种质在冬春低温干旱季节虽保持生长，但产草量明显下降。从表8可以看出，各种质旱季产量之间存在显著差异，其中CIAT17403大叶千斤拔的旱季产量最高，为97.30 kg/100m2，其次为CIAT52401帚状合欢草柱花草和CPI46562度尼山蚂蝗。CIAT184柱花草旱季产量占年产量的比例最高，为41.50%，抗旱性相对较强。而CIAT9690合萌抗旱性最差，其旱季产量仅占年产量的1.34%。

2.7 17种豆科牧草茎叶比值比较

茎叶比是反映牧草质量的重要指标之一，比值越小，说明叶片的重量越高，牧草的质量也越好[33]。从表9可见，各种质的茎叶比之间存在显著差异。CPI46562度尼山蚂蝗和CIAT17403大叶千斤拔的茎叶比最小，说明其具有较高的叶量收获能力和推广价值，同时说明这2个材料具有较好的品质。CIAT9690合萌、CIAT728宽叶丁葵草、CIAT7304兰花毛蔓豆、Maldonado细茎大翼豆和CIAT5275大果距瓣豆的茎叶比值大于1，说明植株叶量较少。

2.8 17种豆科牧草种质综合质量评价

灰色关联分析结果系统的反映了17种豆科牧草的引种适应性，CPI46562度尼山蚂蝗的综合评分最高，适应性最强；其次为CIAT17403大叶千斤拔、CIAT184柱花草、CIAT52401帚状合欢草、CIAT22160平托落花生。综合评分最低为CPI32118爪哇葛藤、CIAT9690合萌、Maldonado细茎大翼豆和CIAT7304兰花毛蔓豆。不同属种的适应性差异较大（见表10）。

3 讨论

引种时不仅要看所引进草种的产量，还要对牧草的生长速度、抗性、品质等指标进行综合评价，根据引种目的选择适宜材料。同时可运用各种数学方法对各项指标进行综合评价以区分材料间的优劣[34]。同时考虑气候、土壤等自然条件，引种时充分了解所要引种牧草的生长习性是否适合当地栽种，这样才能避免造成不必要的损失，丰富牧草资源[35]。本试验经适应性评价和灰色关联分析相结合研究得出，CIAT9690合萌、CIAT5275大果距瓣豆、Maldonado细茎大翼豆和CPI32118爪哇葛藤产量较低，抗病虫能力差，适应性较差，不能满足选种需求。而CIAT17403大叶千斤拔、CIAT184 柱花草、CIAT52401帚状合欢草和CPI46562度尼山蚂蝗表现出良好的环境适应性和丰产性，适合海南岛推广试种。

罗天琼等[36]利用模糊评分法对美洲合萌、大翼豆等饲用灌木在贵州地区的适应性进行筛选。袁福锦等[37]对云南南亚热带湿热地区引进的落花生、美洲合萌、三裂叶葛藤、决明、山蚂蝗和柱花草等进行综合评价。龙会英等[38]对蝴碟豆、大叶千斤拔和卵叶山蚂蝗等豆科牧草在云南干热河谷地区的生长进行层次分析。应朝阳等[39]采用聚类分析法对40份决明引种福建闽北、闽南、闽东等地的红壤地区进行适应性评价。本研究采用灰色关联法分析得出的结果和植株大田实际生长表现基本一致。利用灰色关联分析法进行适应性评价，克服了常规量化评价方法中不能综合评价的不足，而且此方法明确资源筛选中的侧重点和资源对育种工作的价值大小，避免以前工作中的盲目性，表明灰色关联分析方法有实用性[40]。研究结果对解决当地饲草匮乏、促进热区草地畜牧业的可持续发展具有重要的意义。

参考文献

[1] 易克贤. 我国热带牧草产业化的发展现状、 前景与对策[J]. 热带农业科学， 2001（4）： 30-34.

[2] Jackson Felicity S， Barry Tom N， Lascano Carlos， et al. The ex-tractable and bound condensed tannin content of leaves from tropical tree， shrub and forage legumes[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture， 1996， 71： 15-17.

[3] 周汉林， 李 琼， 唐 军， 等. 海南不同地区几种热带牧草的营养价值评定[J]. 草业科学， 2006（9）： 41-44.

[4] 谢国强， 何余湧， 程树芳， 等. 几种热带牧草饲喂肉牛效果的研究[J]. 中國草地学报， 2006（1）： 51-53.

[5] 李翔宏， 黄珍于， 徐 根， 等. 热带牧草与饲料作物品种选育及推广[J]. 热带农业工程， 2009（3）： 67-70.

[6] 蔡小艳， 赖志强. 我国南方柱花草的利用现状及发展对策[A]. 中国草业发展论坛论文集， 2006： 176-180.

[7] 白昌军， 虞道耿， 刘国道， 等. 桉树间作豆科牧草适应性筛选试验[J]. 草地学报， 2008， 16（3）： 293-297.

[8] 陈志彤， 罗旭辉， 李春燕， 等. 闽引2号圆叶决明的适应性研究[J]. 草地学报， 2012， 20（3）： 484-488.

[9] 唐 军， 何华玄， 易克贤. 幼龄荔枝园间作热带豆科牧草试验初报[J]. 草业科学， 2007（1）： 36-38.

[10] 蔡林宏.几种千斤拔属植物单宁含量动态变化及其饲用价值研究[D]. 海南大学， 2012： 7-8.

[11] 冯世鑫， 马小军， 施力军， 等.蔓性千斤拔新品种千斤拔3号特征特性及配套栽培技术[J]. 作物杂志， 2011（6）： 106.

[12] 吴晓丽， 包维楷. 不同类型冬小麦综合性状与产量间灰色关联分析[J]. 西南农业学报， 2012， 33（2）： 372-378.

[13] 刘翔宇， 刘祖昕， 加帕尔， 等.基于主成分与灰色关联分析的甜高粱品种综合评价[J]. 新疆农业科学， 2016， 53（1）： 99-107.

[14] 陈团伟， 康彬彬， 刘龙燕，等. 花生品种营养特性灰色关联分析[J]. 福建农林大学学报（自然科学版）， 2008， 37（2）： 113-116.

[15] 刘庆鹏， 张 玮， 薛 伟， 等. 油用向日葵杂交种主要性状与产量间的灰色关联分析[J]. 北方农业学报， 2016， 44（1）： 12-14， 18.

[16] 陈连珠， 肖日升， 林道元， 等. 基于灰色关联分析的黄秋葵品种综合评估[J]. 南方农业学报， 2016， 47（3）： 419-423.

[17] 曾 辉， 曹苑南， 王述民， 等. 30份普通菜豆苗期抗旱性鉴定及抗旱指标的确定[J]. 植物遗传资源学报， 2016， 17（6）： 1 014 -1 021.

[18] 韩永亮， 路正营， 李世云， 等. 早熟棉品种的灰色关联分析[J].安徽农业科学， 2015（8）： 37-38， 42.

[19] 熊仁次， 曹新川， 何良荣， 等. 应用灰色关联分析综合评价陆地棉杂交组合[J]. 中国棉花， 2003， 33（6）： 14-16.

[20] 杨天旭， 左安建， 魏秋兰， 等. 遵义烟区烤烟气候因子的适生性评价及其与化学成分间的关联分析[J]. 中国农学通报， 2016， 32（36）： 163-169.

[21] 李秀玲， 王晓国， 李春牛， 等. 基于灰色关联分析方法评价13种野生兜兰的迁地保护适应性[J]. 植物科学学报， 2015， 33（3）： 326-335.

[22] 杨 权， 刘君昂， 吴 毅， 等. 降香黄檀林下伴生种适应性评价[J]. 中南林业科技大学学报， 2016， 36（8）： 33-38.

[23] 王英哲， 徐 博， 徐安凯， 等. 14个紫花苜蓿品种的引种和生产性能比较评价[J]. 中国农学通报， 2015， 31（11）： 38-44.

[24] 侯留飞， 乔安海， 袁青杉， 等. 应用灰色关联度法评定牧草营养价值的研究[J]. 中国草食动物科学， 2017， 37（2）： 3.

[25] 高宏岩， 施海燕， 王剑红， 等. 甘肃禾本科饲用植物11个属的牧草质量分析（简报）[J]. 草业学报， 2008， 17（1）： 140-144.

[26] 王玉梅， 罗富成， 周冬梅. 亚热带高湿地区柱花草品种综合性状评价[J]. 草原与草坪， 2007（3）： 12-16.

[27] 白昌军， 刘国道. 热带牧草种质资源数据质量控制规范[M]. 北京： 中国农业出版社， 2007.

[28] 邓聚龙. 灰色系统基本方法[M]. 武汉：华中理工大学出版社，1987： 17-30.

[29] 刘晓妹， 蒲金基， 零 羽. 海南热带牧草真菌病害调查Ⅰ[J]. 热带作物学报， 2006， 27（3）： 2 459-2 463.

[30] 郑 丽， 易小平， 文衍堂， 等. 海南省热带牧草病害调查及病原菌初步鉴定[J]. 热带作物学报， 2014， 35（5）： 967-973.

[31] 覃新导， 周 祥， 何华玄， 等. 海南岛热带牧草害虫种类初步调查研究[J]. 草地学报， 2003（4）： 306-311， 320.

[32] 龙会英， 何华玄， 张德金， 等. 干热河谷退化山地柱花草品种（系）比较试验[J]. 草业学报， 2011， 20（6）： 230-236.

[33] 严秀将， 万井尉， 王文成. 辽西地区优良苜蓿品种引种观察试验初探[J]. 现代畜牧兽医， 2016（1）： 1-7.

[34] 韩瑞宏， 卢欣石， 余建斌. 我国牧草引种及其适应性鉴定概况[J]. 四川草原， 2005（2）： 19-21.

[35] 周艳春， 王志峰， 徐安凯. 澳大利亚引种的10份禾本科牧草种质资源适应性初步评价[J]. 吉林农业科学， 2010， 35（5）： 43-45.

[36] 罗天琼， 龙忠富， 赵明坤， 等. 热带豆科饲用灌木引种筛选研究[J]. 湖北农业科学， 2015， 54（9）： 2 179-2 184.

[37] 袁福锦， 奎嘉祥， 谢有标. 南亚热带湿热地区引进豆科牧草的适应性及评价[J]. 四川草原， 2005（10）： 9-12.

[38] 龙会英， 张 德， 朱红业， 等. 元谋干热河谷豆科牧草的引种试验[J]. 草业科学， 2011， 28（8）： 1 485-1 490.

[39] 应朝阳， 黄毅斌， 方金梅， 等. 紅壤区豆科决明属牧草引种筛选及其综合利用研究[C]. 中国国际草业发展大会暨中国草原学会代表大会， 2002： 107-113.

[40] 张金云， 高正辉， 潘海发， 等. 利用灰色关联分析法综合评价30个草花品种[J]. 种子， 2010， 29（10）： 77-79， 82.