路 遠，田福平，胡 宇，張 茜，崔光欣

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所，蘭州 730050）

黃土高原半干旱荒漠地區(qū)鹽堿地優(yōu)良豆科牧草適應(yīng)性評價

路 遠，田福平，胡 宇，張 茜，崔光欣

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所，蘭州 730050）

篩選適宜黃土高原半干旱荒漠地區(qū)鹽堿地生長的優(yōu)良豆科牧草草種，為鹽堿化草地植被恢復(fù)與重建提供適宜的豆科牧草資源，對該區(qū)草地生態(tài)功能恢復(fù)和畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。文章在典型鹽堿地上對引進和采集的13個耐寒性較強的豆科牧草品種的種子發(fā)芽特性和生長特性等進行了研究。結(jié)果表明：中蘭2號紫花苜蓿、毛苕子和沙打旺3個耐鹽牧草品種，對黃土高原半干旱荒漠地區(qū)鹽堿地氣候和土壤環(huán)境適應(yīng)性較好，其中中蘭2號表現(xiàn)最佳。

黃土高原；半干旱荒漠；鹽堿地；適應(yīng)性評價

全世界現(xiàn)有鹽漬土9.55×108hm2，在灌溉區(qū)，土壤鹽漬化面積正以每年100 000 hm2的速度發(fā)展［1］。與此同時，全球淡水資源短缺，淡水貯量僅占總貯水量的2.5%［2］，土壤鹽漬化與淡水嚴(yán)重不足已成為限制農(nóng)業(yè)發(fā)展的世界性問題［1］。經(jīng)過長期研究及實踐表明，以生物改良為核心的改良技術(shù)是未來鹽堿地改良修復(fù)的突破口。耐鹽植物種類繁多，在鹽堿地生物改良和生態(tài)修復(fù)過程中，選擇合理的耐鹽植物類型及其種植模式是實現(xiàn)鹽堿地改良和提升鹽堿地生態(tài)服務(wù)功能的關(guān)鍵技術(shù)［3］。這就要求在鹽堿化比較嚴(yán)重的地區(qū)引種時，需選出耐鹽堿能力較強的種或品種用于生產(chǎn)［4］。為此，筆者選擇了北方常見的幾種主要豆科牧草為材料，通過測定種子發(fā)芽特性和生長特性，篩選出耐鹽堿品種，為鹽堿地生物改良過程中合理選擇植物種類，實現(xiàn)高效利用提供理論支撐。

1 試驗地概況

試驗地位于蘭州新區(qū)北部，地處秦王川盆地。海拔1 800 m，相對高差600 m，位于半干旱荒漠向干旱荒漠的過渡地帶，年日照時數(shù)2 660～2 768 h。受季風(fēng)氣候的影響，年度內(nèi)氣溫變化較大，晝夜溫差大，年平均氣溫5.9℃，無霜期125～175 d，冬季嚴(yán)寒期較長，年平均降水量僅263 mm，且分布極不均勻，多集中在7—9月份，94%消耗于蒸發(fā)。地下淡水資源也十分缺乏，水體厚度僅10 m左右，埋藏深度在60 m以下，且含鹽量高。土壤類型中灰鈣土分布最廣，還有少量的栗鈣土和黃綿土，屬堿性土壤。

2 材料與方法

2.1 材料

試驗所用豆科牧草共有7屬11個品種，分別為苜蓿屬的5個品種（包括德寶苜蓿、三德利苜蓿、甘農(nóng)1號苜蓿、新疆大葉苜蓿、中蘭2號苜蓿），小冠花屬的1個品種（小冠花），黃耆屬的1個品種（沙打旺），紅豆草屬的1個品種（蒙農(nóng)紅豆草），錦雞兒屬的1個品種（檸條）及野豌豆屬的2個品種（春箭筈豌豆、毛苕子）。各引種牧草種或品種的種子來源見表1。

表1 各引種材料種子來源

2.2 方法

2.2.1 試驗設(shè)計 各試驗區(qū)精心平整土地，小區(qū)面積5 m×8 m，條播，行距根據(jù)牧草品種來確定，按照《牧草飼料作物栽培學(xué)》要求進行，小區(qū)間走道1 m。2014年5月7日種植，田間管理措施一致，試驗期2014—2016年。

2.2.2 觀測方法

（1）牧草生育期的觀測：以全小區(qū)為調(diào)查對象，以小區(qū)內(nèi)50%的植株達到該生育期為標(biāo)準(zhǔn)；

（2）株高測定：在開花期測定，從每個試驗小區(qū)隨機取樣30株，分別測量自地面到植株花序自然狀態(tài)下的最高部位。單位cm，精確到0.1 cm。

（3）生育天數(shù)：由春季返青到種子完全成熟的總天數(shù)。

（4）青綠期：從返青到枯黃期的總天數(shù)。

（5）鮮草產(chǎn)量：在開花期測定。根據(jù)不同牧草自行確定不同的刈割次數(shù)。設(shè)樣方時注意避開小區(qū)邊緣地段。樣方面積為1 m×1 m，3次重復(fù)。精確到0.1 kg。

（6）干草產(chǎn)量：干草產(chǎn)量是在鮮草測產(chǎn)樣品自然風(fēng)干后稱重。精確到0.1 kg。

（7）種子產(chǎn)量：在種子成熟期進行。樣方面積為1 m×1 m，3次重復(fù)。設(shè)樣方時注意避開小區(qū)邊緣和測過鮮草產(chǎn)量的地段。精確到0.1 kg。

（8）越冬率：翌年植物返青后調(diào)查小區(qū)內(nèi)返青的株（叢）數(shù)。采用隨機取樣法調(diào)查。以%表示，精確到0.1%，避開邊緣地段。如果是叢生植物，記錄時只記母株數(shù)，不記分蘗枝數(shù)。

2.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用SPASS 10.0進行了統(tǒng)計分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 種子發(fā)芽率

如果播種后，牧草種子不發(fā)芽，勢必造成播期的延遲，而且造成很大的浪費和損失。因此，牧草種子的發(fā)芽率是檢驗種子的一個重要客觀指標(biāo)，也是決定種子能否使用的重要科學(xué)數(shù)據(jù)。

表2 種子發(fā)芽率

由表2可知，在供試的品種中幾種苜蓿和小冠花以及春箭筈豌豆都有很好的發(fā)芽率（＞70%），而沙打旺、檸條、毛苕子以及蒙農(nóng)紅豆草的發(fā)芽率均不是很高，分別為42.67%、13.33%、31.33%和61.67%。鑒于課題組之前剛剛種植過，出苗率較高，故仍作為本次試驗的主試品種。

3.2 豆科牧草生育期

根據(jù)田間觀察記載（見表3），播種當(dāng)年（2014年）5個苜蓿品種均未完成生育期；沙打旺和小冠花播種當(dāng)年出現(xiàn)部分現(xiàn)蕾植株，不能開花和成熟，生長較為緩慢；蒙農(nóng)紅豆草在播種當(dāng)年就能開花和結(jié)莢，但沒有成熟種子，檸條出苗后生長良好；一年生的毛苕子和春箭筈豌豆在播種當(dāng)年均能完成生育期，毛苕子有90%的種子成熟；春箭筈豌豆雖然當(dāng)年能開花和結(jié)莢，但成熟種子很少，兩個品種已完成適應(yīng)性試驗，第2年沒有再種植。

第2年（2015年），苜蓿各個品種在3月中下旬均返青，可以完成生育期；沙打旺、小冠花和蒙農(nóng)紅豆草翌年在4月初返青；除檸條和小冠花外，所有品種均在8月底或9月初種子成熟，均表現(xiàn)出了很強的適應(yīng)性，能完成生育期，小冠花能開花但不能結(jié)莢。

第3年（2016年），各品種情況與2015年大體相同。

表3 豆科牧草生育期月-日

3.3 豆科牧草株高、產(chǎn)量與越冬率

由表4可知，苜蓿品種在播種當(dāng)年株高均在29.8 cm以上，第1年產(chǎn)量均較低，鮮草產(chǎn)量在3 400.3～7 200.2 kg/hm2之間，干草產(chǎn)量在1 216.1～2 710.4 kg/hm2之間。翌年苜蓿株高、產(chǎn)量均有很大的提高，株高均在46.7 cm以上，鮮草產(chǎn)量在8 006.0～27 796.7 kg/hm2之間，干草產(chǎn)量在4 050.1～12 574.4 kg/hm2之間。第2年越冬率均在100%以上，種子產(chǎn)量在159.3～328.0 kg/hm2之間。第3年比第2年略有增長，鮮草產(chǎn)量在10 828.2～34 566.3 kg/hm2之間，干草產(chǎn)量在5 483.4～14 689.2 kg/hm2之間，第3年越冬率也均在100%以上，種子產(chǎn)量在204.2～348.3 kg/hm2之間。

通過3年的試驗表明，除第1年的鮮草產(chǎn)量低于毛苕子外，其余年份中蘭2號苜蓿的株高和鮮草產(chǎn)量均優(yōu)于其他品種，表現(xiàn)出極強的適應(yīng)性。中蘭2號紫花苜蓿是以中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所為主，聯(lián)合甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)共同培育的育成品種。是根據(jù)甘肅地方苜蓿品種一般抗逆性較強而豐產(chǎn)性不足，引進篩選育成的國內(nèi)外優(yōu)良品種。大多在水肥條件較好的條件下表現(xiàn)出較高生產(chǎn)力，而在土壤貧瘠干旱的條件下，往往生產(chǎn)能力會出現(xiàn)大幅度降低的現(xiàn)狀。該品種在試驗地第1年株高為 54.6 cm，鮮草產(chǎn)量 7 200.2 kg/hm2，干草產(chǎn)量2 710.4 kg/hm2；翌年株高和鮮、干草產(chǎn)量均有顯著增加，株高 110.4 cm，鮮草產(chǎn)量 27 796.7 kg/hm2，干草產(chǎn)量12 574.4 kg/hm2；第 3年株高 117.8 cm，鮮草產(chǎn)量34 566.3 kg/hm2，干草產(chǎn)量14 689.2 kg/hm2。第2年和第3年的種子產(chǎn)量分別為328.0 kg/hm2和348.3 kg/hm2。

通過3年的栽培試驗，小冠花第2年仍然完成不了生育期，不能開花結(jié)莢，第3年雖然有種子，但是產(chǎn)量極低，無論在株高、產(chǎn)量還是越冬率等方面均表現(xiàn)不佳，不適合在蘭州旱農(nóng)區(qū)、鹽堿地地區(qū)種植和推廣。

蒙農(nóng)紅豆草和沙打旺在該試驗中也表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性，3年的越冬率均為100%，第1年鮮草產(chǎn)量分別為5 004.2 kg/hm2和3 623.0 kg/hm2；第2年鮮草產(chǎn)量分別為18 466.3 kg/hm2和19 352.4 kg/hm2，干草產(chǎn)量分別為7 350.2 kg/hm2和7 800.1 kg/hm2，種子產(chǎn)量分別為117.0 kg/hm2和189.3 kg/hm2；第3年鮮草產(chǎn)量分別為16 863.3 kg/hm2和23 349.4 kg/hm2，干草產(chǎn)量分別為5 823.7 kg/hm2和12 330.4 kg/hm2，種子產(chǎn)量分別為158.1 kg/hm2和229.0 kg/hm2。由表4可以看出，經(jīng)過3年的種植試驗，沙打旺在種植的第2年和第3年產(chǎn)量均顯著高于德寶苜蓿、甘農(nóng)1號苜蓿、新疆大葉苜蓿和小冠花（P＜0.05），可以作為一種優(yōu)質(zhì)飼草在該區(qū)進行推廣。

表4 豆科牧草株高、產(chǎn)量與越冬率

毛苕子為一年生牧草，在種植當(dāng)年就能完成生育期，草產(chǎn)量經(jīng)TukeyHSDa檢驗，均顯著高于2014年種植的其他品種（P＜0.05），有很好的適應(yīng)性。2014年鮮草產(chǎn)量為 15 490.2 kg/hm2，干草產(chǎn)量為 4 958.6 kg/hm2，種子產(chǎn)量為260.0 kg/hm2，可以作為一種優(yōu)質(zhì)飼草在該區(qū)進行推廣。

4 討論

地球上的耐鹽植物種類繁多、用途甚廣，鹽生植物有1 560余種，中國有502種［5-9］。它們很多具有重要的經(jīng)濟價值，可以廣泛地用于食品、紡織、釀造、建筑、家具、醫(yī)藥、化工等方面［10］。而土壤蒸發(fā)量大于降水量是鹽土形成的原因之一，在鹽土上種植耐鹽植物，將裸露的土壤覆蓋起來，以植物蒸騰代替土壤蒸發(fā)，減少了土壤蒸發(fā)量，降低了土壤積鹽速度，減少了鹽分在耕層的累積［11］。由于植物吸收和水分淋洗作用，耕層土壤中鹽分越來越少，數(shù)年后，耕作層的鹽分含量可以達到種植一般農(nóng)作物的水平。趙可夫等［12］研究表明，在輕質(zhì)和重質(zhì)鹽土上種植耐鹽植物一年后，耕作層含鹽量下降了0.15%～0.35%，下降幅度10%～20%。

5 結(jié)論

選用多年生豆科草本以及一年生的耐鹽植物進行試驗，開展鹽堿土耐鹽植物篩選試驗。本研究實施地屬于半干旱荒漠地區(qū)鹽堿地，通過3年的引種馴化研究試驗表明：播種的11個豆科牧草中，苜蓿屬的6個品種，小冠花屬的1個品種，黃耆屬的1個品種，紅豆草屬的1個品種，錦雞兒屬的1個品種，木藍屬的1個品種及野豌豆屬的2個品種在第2年都能夠完成生育期，其中中蘭2號返青早，越冬率高，并具有很高的草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量。適宜在該地區(qū)推廣應(yīng)用。另外，毛苕子和沙打旺在種植中表現(xiàn)出了較高的草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量，并能完成生育期，表現(xiàn)出了很好的適應(yīng)性。3年的栽培試驗表明，小冠花和檸條在該地區(qū)種植前兩年均完成不了生育期，不能開花結(jié)莢，無論在株高、產(chǎn)量，還是越冬率等方面均表現(xiàn)不佳，不適宜大面積種植。

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Adaptability Evaluation of Fine Legume Forage in Saline and Alkaline Land in Semi-arid Desert Area on Loess Plateau

Lu Yuan，Tian Fuping，Hu Yu，et al
（Lanzhou Institute of Husbandry and Pharmaceutics Sciences of CAAS，Lanzhou 730050，China）

Screening fine legume forage adapting to saline and alkaline land in semi-arid desert area on Loess Plateau is good for salinized grassland restoration and reconstruction and also is important for grassland ecological function regain and animal husbandry development.13 legume varieties living in typical saline and alkaline land with strong cold tolerance were chosen and their seed germination and growth characteristics were studied.Results showed that three of the legumes，Medicago sativa L.cv.Zhonglan No.2，Vicia villosa Roth.and Astragalus albus Pall.，were salt tolerant varieties and could adapt to the saline and alkaline soil environment in semi-arid desert area on Loess Plateau，and Medicago sativa L.cv.Zhonglan No.2 was the best.

loess plateau；semi-arid desert area；saline and alkaline land；adaptability evaluation

S54

A

2095-3887（2017）06-0039-05

10.3969/j.issn.2095-3887.2017.06.011

2017-06-20

蘭州市科技計劃項目（2013-4-155）；中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程專項資金項目（CAAS-ASTIP-2016-LIHPS-08）；甘肅省農(nóng)牧廳項目“苜蓿良種資源適應(yīng)性評價及豐產(chǎn)栽培技術(shù)研究”

路遠（1980-），女，副研究員，碩士，主要從事牧草育種及草原生態(tài)工作。

田福平，男，副研究員。