不同品种苜蓿与无芒雀麦单、混播越冬期根系生理指标变化研究

申晓慧

(黑龙江省农业科学院佳木斯分院， 黑龙江 佳木斯 154007)

黑龙江省是我国重要畜牧业发展基地，随着种植结构的调整，奶牛养殖业的不断扩大更是带动了苜蓿(MedicagosativaL.)产业的发展。然而在黑龙江的一些高纬度严寒地区，安全越冬成了苜蓿产业亟待解决的关键问题。要解决这一问题，一是要选择优质抗寒品种，二是了解苜蓿根系对低温寒冷气候的适应规律和特点，通过合理的栽培措施，调节和改善苜蓿根系的微环境，帮助苜蓿安全越冬。

目前对苜蓿抗寒性的评价主要对苜蓿单播在形态学指标、生理生化指标、外源激素及秋眠性与抗寒性的关系[1-3]研究，而对通过与禾草混播的栽培方式改变苜蓿根系微观环境，以此提高苜蓿抗寒性的研究尚未见报道。为此，本试验通过不同品种紫花苜蓿与禾草无芒雀麦单、混播处理，研究秋末冬初和初春单混播处理的不同苜蓿根系可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸、MDA生理指标变化，比较品种间的抗寒性及混播与单播处理间的抗寒差异，为黑龙江省高寒地区苜蓿抗寒品种的选择及栽培措施提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验苜蓿(Medicagosativa)品种为‘驯鹿’、‘龙牧806’、‘ 敖汉’，由黑龙江省畜牧研究所提供，‘WL168HQ’及无芒雀麦(BromusinermisLeyss)由北京正道生态科技有限公司提供。

1.2 试验设计

试验小区采用间、混条播方式，人工开沟播种，单播苜蓿播种量为22.5 kg·hm-2，与无芒雀麦混播时播种量为4.5 kg·hm-2，无芒雀麦播量为15.75 kg·hm-2，小区面积12 m2，条播30 cm间距，开沟深度2.5～3 cm，覆土厚2～3 cm，2013年5月28日播种，随机区组，3次重复，常规大田管理。试验处理方法为Ⅰ:‘驯鹿’单播；Ⅱ:’驯鹿’+无芒雀麦混播;Ⅲ: ‘龙牧806’单播；Ⅳ：‘龙牧806’+无芒雀麦混播；Ⅴ:‘敖汉’单播；Ⅵ: ‘敖汉’+无芒雀麦混播；Ⅶ：‘WL168HQ’单播；Ⅷ：‘L168HQ‘+无芒雀麦混播。

1.3 测定项目

采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量；考马斯亮蓝比色法测定可溶性蛋白含量；磺基水杨酸法测定游离脯氨酸含量，硫代巴比妥酸法测定MDA[4-5]。

1.4 数据分析

试验采用SAS 8.1 (SAS Institute Inc.,2006) 统计软件，在P=0.05水平上对同一处理不同取样时间及同一处理时间不同品种单、混播进行方差分析和Duncan多重比较。

2 结果与分析

2.1 可溶性糖含量变化

由表1可知，不同处理单播及混播紫花苜蓿根系可溶性糖含量呈现先升后降的变化趋势，10月15日至11月15日可溶性糖含量迅速增加，不同品种之间可溶性糖含量增加速度和积累能力不同，至11月15日，除‘龙牧806’外，其他品种单、混播处理均达到差异达显著水平(P<0.05)，‘驯鹿’增加速度最快，其次是‘龙牧806’和‘WL168HQ’，‘敖汉’苜蓿增加最慢。同一品种单、混播处理之间可溶性糖含量差异不显著。翌年3月末至4月末随着春季气温不断上升，可溶性糖作为春季再生的能源被转移利用，其含量下降。

2.2 可溶性蛋白含量变化

由表2可知，越冬期间，各品种及处理之间可溶性蛋白含量变化基本一致。10月15日各品种之间及单、混播处理之间差异不显著，至11月15日随着环境温度的大幅下降，可溶性蛋白含量急速增加，不同品种之间差异达到显著水平(P<0.05)，翌年随着气温逐渐回升，可溶性蛋白含量逐渐下降，说明苜蓿可能在越冬期间，通过消耗体内蛋白能量对细胞起到渗透调节作用，以此抵御严寒，翌年返青后可溶性蛋白含量仍然下降，说明返青期间由于没有大量叶片进行光合作用，需要消耗体内蛋白补充苜蓿能量需求。各时期不同品种之间，以及同一品种单、混播处理之间可溶性蛋白含量差异不同。

表1 不同处理紫花苜蓿根系可溶性糖含量变化Table 1 Changes of soluble sugar content in alfalfa root of different sowing treatments in winter/%

2.3 游离脯氨酸含量变化

由表3可知，苜蓿越冬期间，各品种及处理根系游离脯氨酸含量变化趋势与可溶性蛋白含量变化基本一致。10月15日至11月15日，苜蓿根系游离脯氨酸含量呈增加趋势，且差异达到显著水平(P<0.05)，‘驯鹿’和‘ WL168HQ’ 根系游离脯氨酸含量增加幅度高于‘龙牧806’和‘敖汉’苜蓿，至11月15日，各品种的单、混播处理之间差异显著(P<0.05)，3月末，‘驯鹿’和‘ WL168HQ’单、混播处理根系游离脯氨酸含量仍然存在显著差异(P<0.05)，之后，随着气温逐渐回暖，游离脯氨酸含量不断下降，至4月30日除‘ WL168HQ’单混播处理差异不显著外，其他单混播之间差异显著(P<0.05)。

表3 不同处理紫花苜蓿根系游离脯氨酸含量变化Table 3 Changes of free proline content in alfalfa root of different treatmentsin winter/mg·g-1

2.4 MDA含量变化

由表4可知，入冬初期(10月30日之前)，随着自然环境温度的下降，MDA含量增加，然而不同品种及不同处理之间MDA含量增加程度不同。至10月30日，同一品种单混播之间差异显著(P<0.05),越冬率低的品种‘敖汉’苜蓿单播处理MDA含量增加最多，与其他处理差异达到显著水平(P<0.05)，越冬率高的品种‘驯鹿’苜蓿混播处理MDA含量增加最少，也与其他处理差异达到显著水平(P<0.05)，从表中还可以看出，同一品种混播处理的MDA含量低于单播处理，且差异显著(P<0.05)，说明不同苜蓿品种受到低温胁迫后，膜脂受损害程度不同。10月30日之后，随着环境气温的继续下降，MDA含量大幅下降，说明各品种及处理经抗寒锻炼后，体内的抗寒机制逐渐启动，其细胞抗膜脂过氧化能力较强，其中‘驯鹿’单、混播处理下降幅度最大，与其他处理差异达到显著水平(P<0.05)，说明其抗氧化能力高于其他品种。翌年3月末至4月末，气温逐渐回暖，MDA含量整体表现为增加趋势。多数品种单、混播之间仍达到显著差异水平(P<0.05)。

表4 不同处理紫花苜蓿根系丙二醛(MDA)含量变化Table 4 Changes of MDA content in alfalfa root of different treatments in winter/μmol·g-1

3 讨论与结论

植物通过渗透调节作用，使细胞内溶物主动积累有机酸、糖和蛋白等大分子物质，使植物在低温条件下，减少水分流失，降低冰点，以此抵御逆境胁迫。也有研究表明，可溶性糖含量与植物的抗寒性没有直接关系[6]。本试验表明，越冬期间，在温度降幅较大，寒冷持续较长时期内，除‘敖汉’苜蓿单、混播处理外，其他3个品种单、混播处理根系可溶性糖、蛋白及游离脯氨酸含量都迅速积累并持续较长时间。早春变暖后，苜蓿开始返青，根部和越冬芽开始萌动，可溶性糖、蛋白及游离脯氨酸含量与越冬前相比明显下降。且同一品种混播处理高于单播处理，由于这些生理活性物质与苜蓿抗寒性有关，生理活性物质的增加可能有利于提高其抗寒性。但由于本研究仅是一年试验结果，而抗寒性主要受天气影响，所以试验结论还有待于进一步探讨研究。