李超 高麗 王育青 閆志堅(jiān) 朱勇
摘要:在田間旱作條件下,對9個苜蓿品種分枝期、現(xiàn)蕾期和初花期的葉綠素?zé)晒鈪?shù)、葉片水勢進(jìn)行觀測,并應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析研究比較這些指標(biāo)。結(jié)果表明:(1)葉片水勢方面。各茬分枝期不同苜蓿品種葉片水勢維持在較高水平,品種間差異不顯著,花期品種間差異最大,其中準(zhǔn)格爾苜蓿葉片水勢較高,表現(xiàn)較優(yōu),其次是敖漢苜蓿、中苜1號和草原2號,較差的為公農(nóng)1號、肇東苜蓿。(2)葉綠素?zé)晒夥矫?。基于聚類分析?個苜蓿品種葉綠素?zé)晒庵笜?biāo)進(jìn)行綜合評價,可以分為兩大類,熒光特性較優(yōu)的一類為草原2號、準(zhǔn)格爾苜蓿、敖漢苜蓿、中苜1號和龍牧801,熒光特性較差的一類為甘農(nóng)3號、肇東苜蓿、公農(nóng)1號和龍牧803。(3)生產(chǎn)特性方面。中苜1號和龍牧803年產(chǎn)量較優(yōu),準(zhǔn)格爾苜蓿和敖漢苜蓿產(chǎn)量較差。(4)灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)法綜合評價顯示,表現(xiàn)較好的品種依次為龍牧801、準(zhǔn)格爾苜蓿、中苜1號、草原2號和敖漢苜蓿,與參考品種加權(quán)關(guān)聯(lián)度在0.65~0.75之間;表現(xiàn)較差的為甘農(nóng)3號、龍牧803、公農(nóng)1號和肇東苜蓿,加權(quán)關(guān)聯(lián)度在 0.35~0.55之間。
關(guān)鍵詞:苜蓿;田間旱作;葉片水勢;葉綠素?zé)晒鈪?shù);生產(chǎn)特性;灰色關(guān)聯(lián)度分析;綜合評價
中圖分類號: S551+.703.7? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A? 文章編號:1002-1302(2019)05-0156-06
收稿日期:2017-03-06
基金項(xiàng)目:西藏特色家畜選育與健康養(yǎng)殖專項(xiàng)牦牛健康養(yǎng)殖技術(shù)與技術(shù)集成示范課題(編號:Z2016B01N04);西藏自治區(qū)自然科學(xué)基金(編號:2016zr-15-49)。
作者簡介:李 超(1986—),男,重慶人,碩士,助理研究員,主要從事草地資源利用與保護(hù)研究。E-mail:lichao866560@hotmail.com。
我國國土面積中干旱、半干旱地區(qū)占56%,降水稀少,農(nóng)作物生產(chǎn)力較低,屬于生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)。干旱已成為限制草地畜牧業(yè)生產(chǎn)的一個主要因子,作為牧草之王,苜蓿的品質(zhì)、生產(chǎn)能力和抗逆性等優(yōu)勢將在該區(qū)域大有作為;另一方面應(yīng)加快引種優(yōu)勢品種,加強(qiáng)品種更新來滿足該區(qū)域苜蓿產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
通過國內(nèi)引進(jìn)的不同苜蓿品種的葉綠素?zé)晒鈪?shù)的特征和水分生理指標(biāo)特性,來觀測和研究不同苜蓿品種在干旱地區(qū)的適應(yīng)性能力,結(jié)合這些品種的產(chǎn)量性能選取某一綜合評價法進(jìn)行分析和評價,篩選出既能適應(yīng)半干旱、干旱地區(qū)又能保證產(chǎn)量品質(zhì)的苜蓿品種。
本研究應(yīng)用近年較為認(rèn)可的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)法,綜合評價適合在干旱條件下種植的9個苜蓿品種,為較干旱地區(qū)選擇適合推廣利用的苜蓿品種。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)地位于內(nèi)蒙古呼和浩特市土默特左旗沙爾沁鎮(zhèn)的中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所農(nóng)牧交錯試驗(yàn)示范基地(以下簡稱示范基地),其地理位置為40°34′39″~40°35′41″N、111°34′39″~111°47′06″E,海拔1 055 m,屬大陸性半干旱氣候,干旱、寒冷、多風(fēng)沙。年平均氣溫5.8~6.3 ℃,7月極端高溫37.3 ℃,1月極端低溫-32.8 ℃,≥10 ℃積溫2 700 ℃以上,無霜期130 d左右,年平均降水量350~450 mm。試驗(yàn)地屬于沙質(zhì)脫潛育土,pH值8.5左右,土壤貧瘠,含鹽量 0.03%,有機(jī)質(zhì)含量0.6%,含氮量0.035%。
1.2 試驗(yàn)材料
為了保證測試品種生長環(huán)境條件的一致性,在示范基地選取生長于相同立地條件的9個苜蓿品種作為測試材料(表1)。供試品種株齡2年。
1.3 測定項(xiàng)目
1.3.1 大田指標(biāo)的測定 葉綠素?zé)晒鈪?shù)測定:使用英國產(chǎn)Handy PEA進(jìn)行測定,于08:00測定相同葉位葉片(植株頂端第1張完全展開3葉的中間小葉)。測定前,用葉夾暗適應(yīng)葉片20 min,每2 h測定1次。每個品種重復(fù)6次。
葉片水勢測定:采用WP4(Decagon Devices,Inc. USA)植物水勢儀,于08:00選取照光均一、生長健康、長勢一致的同一葉位葉片(植株頂端第1張完全展開3葉中間小葉)。每 2 h 測定1次,每個品種3次重復(fù)。
葉綠素相對含量:用SPAD-502型葉綠素計(jì)測定相同葉位葉片(植株頂端第1張完全展開3葉中間小葉)。每10 d測定1次,每個品種重復(fù)10次。
形態(tài)與品質(zhì)指標(biāo)測定:株高、單株分枝數(shù)、葉面積、主莖直徑、莖葉比、鮮干比、產(chǎn)草量等。
1.3.2 室內(nèi)測定 葉片相對含水量[1]:隨機(jī)選取苜蓿頂端第
1張完全展開3葉的中間小葉,裝入封閉性較好的塑料小盒中,帶回實(shí)驗(yàn)室稱鮮質(zhì)量。然后將葉片立即浸入水中24 h,取出用濾紙吸干葉片表面水分,稱飽和質(zhì)量,然后置于烘箱內(nèi),105 ℃烘干15 min,再于65 ℃烘干至恒質(zhì)量,稱干質(zhì)量,每個品種重復(fù)3次。參照以下公式計(jì)算葉片相對含水量:
式中:m1為葉片鮮質(zhì)量,g;m2為葉片干質(zhì)量,g;m3為葉片飽和質(zhì)量,g。
葉片相對保水力:隨機(jī)選取苜蓿頂端第1張完全展開3葉的中間小葉,快速裝入封閉性較好的塑料小盒中,帶回實(shí)驗(yàn)室稱鮮質(zhì)量。然后將樣品平鋪于空氣相對濕度為20%的恒溫箱內(nèi)干燥,溫度設(shè)置為20 ℃,分別于1、3、6、9、24 h取出定時稱質(zhì)量,最后置于烘箱,烘干至恒質(zhì)量,溫度設(shè)置為 65 ℃,稱干質(zhì)量,每個樣品重復(fù)3次。參照以下公式計(jì)算葉片相對保水力:
式中:m1表示葉片鮮質(zhì)量,g;m2表示定時稱質(zhì)量,g;m3表示葉片干質(zhì)量,g。
細(xì)胞膜透性的測定(電導(dǎo)法):取各苜蓿品種同位鮮葉片,稱取0.1 g,用去離子水清洗干凈,再用吸水紙吸干其表面的水分,然后剪成1 cm大小放入已清洗干凈的試管中,加入10 mL的去離子水,自然浸泡24 h,之后將各試管充分搖勻,用電導(dǎo)儀測其初電導(dǎo)率E1;加塞,在沸水浴中浸提20 min,取出冷卻至室溫,搖勻、平衡后測定其終電導(dǎo)率E2[2]。
式中:E1為初電導(dǎo)率,S/m;E2為終電導(dǎo)率,S/m。
1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
采用Excel 2003、SAS V8.0以及OriginPro 8.0等統(tǒng)計(jì)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和作圖。采用聚類分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析法,評價品種的綜合性能。
根據(jù)灰色系統(tǒng)理論,將所有參試性狀或品種看作1個灰色系統(tǒng),其中每一性狀或品種都是該系統(tǒng)中的1個因素,系統(tǒng)中各因素關(guān)聯(lián)度越大,因素間相似程度越高,越接近參試性狀或品種[3]。
選取1個參考性狀或品種,其各項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成參考數(shù)列,計(jì)算參考數(shù)列中各性狀的權(quán)重系數(shù),而比較數(shù)列則由參試性狀或品種的各項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成,根據(jù)權(quán)重系數(shù)計(jì)算各參試性狀或品種與參考性狀或品種之間的關(guān)聯(lián)度,從而確定性狀或品種的優(yōu)劣。
設(shè)X0為參考數(shù)列,Xi(i=1,2,…,N)為比較數(shù)列,且 X0={X0(1),X0(2),…,X0(N)},Xi={Xi(1),Xi(2),…,Xi(N)},將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱初始化處理,則
式中:ζi(k)為X0與Xi在第k點(diǎn)的關(guān)聯(lián)系數(shù);Δi(k)=|X0(k)-Xi(k)|表示X0數(shù)列與Xi數(shù)列在第k點(diǎn)的絕對值;最小絕對差a=minimink|X0(k)-Xi(k)|=miniminkΔj;最大絕對差b=maximaxk|X0(k)-Xi(k)|=maximaxkΔj;ρ為分辨系數(shù),用于提高關(guān)聯(lián)系數(shù)間的差異顯著性,取值范圍為0~1。本研究共選取15個性狀指標(biāo),其中指標(biāo)1~5表示初始熒光(Fo)、可變熒光(Fv)、葉片PSⅡ的潛在活性(Fv/Fo)、葉片PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)和葉片的光合性能指數(shù)(PI)等,這5個指標(biāo)中對植物的抗逆性方面,F(xiàn)o越小越好,而Fv、Fv/Fm、Fv/Fo、PI越大越好;指標(biāo)6~9表示水分指標(biāo)中的葉片相對含水量、葉片保水力、葉片水勢和細(xì)胞膜透性:指標(biāo) 10~15表示產(chǎn)量性狀中的干草產(chǎn)量、莖葉比、干鮮比、主莖直徑、單株分枝數(shù)和株高。X0表示各理論最優(yōu)指標(biāo)的向量,X1~X9為9個苜蓿品種(下標(biāo)序號對應(yīng)各品種的序號)各指標(biāo)向量。
將關(guān)聯(lián)系數(shù)ζi(k)代入公式
式中:ri為每個性狀或品種的關(guān)聯(lián)度值;W(k)為各指標(biāo)的權(quán)重,其計(jì)算方法參考董寒青的方法[4]。
2 結(jié)果與分析
2.1 各茬次不同生育期08:00葉片水勢比較
從圖1可以看出,植物經(jīng)過整夜的水分調(diào)整恢復(fù),08:00葉片水勢趨于穩(wěn)定。第1茬和第2茬葉片水勢整體趨勢有明顯區(qū)別,可能因?yàn)?茬在整個生長期間土壤含水量差異較大;2茬分枝期均保持較高的水平,進(jìn)入現(xiàn)蕾期后開始緩慢下降,之后初花期又降低但第1茬規(guī)律不明顯,可能與土壤水勢有關(guān),有待進(jìn)一步分析研究。
第1茬分枝期水勢較大的為草原2號(-1.80 MPa)、敖漢苜蓿(-1.87 MPa)、龍牧801(-1.96 MPa)、甘農(nóng)3號(-1.88 MPa),分別比平均值高13.8%(P<0.01)、10.53%(P<0.05)、6.22%(P<0.05)、10.47%(P>0.05),與準(zhǔn)格爾苜蓿相比分別高14.69%(P<0.01)、11.37%(P<0.05)、10.05%(P<0.05)、7.12%(P>0.05);水勢較小的為龍牧803(-2.32 MPa)、中苜1號(-2.31 MPa)、肇東苜蓿(-2.30 MPa)、公農(nóng)1號(-2.29 MPa),品種間水勢差別不顯著,比準(zhǔn)格爾苜蓿低9%。第2茬分枝期水勢較大的為中苜1號(-1.02 MPa),比平均值高18.4%(P>0.05),較準(zhǔn)格爾苜蓿高25%(P<0.01);水勢最小的為公農(nóng)1號(-1.5 MPa),比平均值低20%(P<0.01),比準(zhǔn)格爾苜蓿低10.29%(P>0.05)。
第1茬現(xiàn)蕾期草原2號(-2.73 MPa)、甘農(nóng)3號(-2.06 MPa)分別高于平均值26.95%、15.96%(P<0.01),分別高于準(zhǔn)格爾苜蓿32.24%、22.04%(P<0.01);水勢較小的為龍牧803、敖漢苜蓿和準(zhǔn)格爾苜蓿。第2茬現(xiàn)蕾期水勢較大的為準(zhǔn)格爾苜蓿(-1.4 MPa)、草原2號(-1.46 MPa),其次為龍牧803(-1.51 MPa)、龍牧801(-1.52 MPa)、中苜1號(-1.61 MPa),水勢較小的為肇東苜蓿(-1.82 MPa)和公農(nóng)1號(-1.99 MPa)。
第1茬花期水勢較大的為甘農(nóng)3號(-2.01 MPa)和準(zhǔn)格爾苜蓿(-2.39 MPa),分別比平均值高28.21%(P<0.01)、14.64%(P<0.05);其次為草原2號(-2.55 MPa)、敖漢苜蓿(-2.61 MPa);水勢較小的為公農(nóng)1號(-3.6 MPa)和肇東苜蓿(-3.24 MPa),分別比平均值低28.57%(P<0.01)、15.7%(P<0.05),分別比準(zhǔn)格爾苜蓿低50.63%、35.56%(P<0.01)。第2茬花期水勢最高的為準(zhǔn)格爾苜蓿(-1.71 MPa),極顯著高于其他苜蓿品種,其次是中苜1號、龍牧801、草原2號,都在-2.2~-2.3之間,水勢較低的為肇東苜蓿、公農(nóng)1號、龍牧803等。
綜上可以看出2茬不同生育期苜蓿品種的水勢變動,因土壤含水量、降水等環(huán)境因素以及苜蓿在不同生育期的生理需水量不同而表現(xiàn)出差異性。整體上來看,第1茬規(guī)律不明顯,第2茬準(zhǔn)格爾苜蓿水勢較高且穩(wěn)定,其次是敖漢苜蓿;而水勢較低的苜蓿為公農(nóng)1號和肇東苜蓿。
2.2 苜蓿不同品種葉綠素?zé)晒馓匦栽u價
苜蓿熒光特性受多種熒光特性指標(biāo)綜合作用的影響,對9個苜蓿品種生長第2年的5個基本熒光特性指標(biāo)如初始熒光、可變熒光、葉片PSⅡ的潛在活性(Fv/Fo)、葉片PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)和葉片的光合性能指數(shù)(PI)的日變化平均值標(biāo)準(zhǔn)化處理后,在SAS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中選擇最長距離法進(jìn)行聚類。從圖2聚類結(jié)果可以看出,選取相似系數(shù)L=1.20對所有品種分類,可以分為2類:第Ⅰ類,熒光特性較好,包括草原2號、準(zhǔn)格爾苜蓿、敖漢苜蓿、中苜1號和龍牧801;第Ⅱ類,熒光特性較差,包括甘農(nóng)3號、肇東苜蓿、公農(nóng)1號和龍牧803。
2.3 不同苜蓿品種產(chǎn)量性狀分析
2.3.1 株高 株高是描述牧草生長狀況反映牧草產(chǎn)量高低的較為理想的特征量,既是衡量草地生產(chǎn)力的重要指標(biāo),也是反映植物生長發(fā)育狀況的重要指標(biāo)。株高與產(chǎn)量呈正相關(guān),分枝前苜蓿的株高生長緩慢,進(jìn)入分枝期后其生長速度急劇加大,進(jìn)入開花期生長幾乎停止,株高達(dá)到最大值;在開花前,苜蓿生長速度和生長強(qiáng)度在變化趨勢上基本一致。從圖3可以看出,各苜蓿品種第1茬和第2茬的生長趨勢基本一致,生長曲線近似直線,呈明顯的上升趨勢,未出現(xiàn)較大波動。第1茬返青時間在2011年4月20日左右,返青后生長緩慢,至5月14日第1次測株高時,9個苜蓿品種的株高差異極顯著(P<0.01),株高較高的有中苜1號、龍牧803、甘農(nóng)3號、肇東苜蓿和草原2號,株高較低的為準(zhǔn)格爾苜蓿和敖漢苜蓿。5月14日之后,隨著溫度逐漸升高,生長逐漸加快,9個苜蓿品種之間株高差異顯著,總體而言,株高較高的為龍牧801、中苜1號、草原2號,而株高較低的為準(zhǔn)格爾苜蓿、公農(nóng)1號和敖漢苜蓿。第2茬的生長趨勢與第1茬相似,不同的是第2茬生長周期短,刈割后生長較第1茬更快地進(jìn)入分枝期??傮w而言,株高較高的為中苜1號、龍牧801,較低的為準(zhǔn)格爾苜蓿、敖漢苜蓿和肇東苜蓿。
生長速率能在一定程度上反映牧草的生長能力。從圖4中可以看出,各個苜蓿品種在第1茬生長速率趨勢一致。4月底返青后至5月中旬,生長速率整體緩慢,其中中苜1號和龍牧803生長較快,分別達(dá)0.812、0.804 cm/d,而生長較慢為準(zhǔn)格爾苜蓿和敖漢苜蓿,分別為0.544、0.568 cm/d,其余品種在0.68~0.77 cm/d。隨著溫度升高,9個苜蓿品種生長速率逐漸加快,龍牧803、中苜1號、草原2號和甘農(nóng)3號的生長速率較大,而準(zhǔn)格爾苜蓿、敖漢苜蓿和肇東苜蓿生長較為緩慢。第2茬這種差別更明顯,草原2號的生長速率明顯快于其他苜蓿品種,最大時達(dá)到9.5 cm/d,其次是中苜1號和龍牧801,生長較為緩慢的品種同樣是敖漢苜蓿、肇東苜蓿和準(zhǔn)格爾苜蓿。
2.3.2 產(chǎn)量 產(chǎn)量是衡量苜蓿生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)性能的重要指標(biāo)。由表2可知,第1茬各苜蓿品種間干草產(chǎn)量表現(xiàn)最好的為龍牧801,達(dá)3 826.90 kg/hm2,高于平均值26.11%,高于當(dāng)?shù)仄贩N準(zhǔn)格爾苜蓿35.74%;其次為中苜1號,產(chǎn)量達(dá) 3 626.67 kg/hm2,高于平均值19.52%,高于準(zhǔn)格爾苜蓿 28.64%;表現(xiàn)較差的為公農(nóng)1號和肇東苜蓿,產(chǎn)量分別為 2 336.00、2 335.50 kg/hm2,分別低于平均值23.02%、23.03%,與產(chǎn)量最高的龍牧801相比,分別低38.96%、38.97%,同時分別低于當(dāng)?shù)仄贩N準(zhǔn)格爾苜蓿17.14%、17.16%。其余苜蓿品種的干草產(chǎn)量在2 600~3 300 kg/hm2。第2茬苜蓿的干草產(chǎn)量中苜1號最高,為3 286.75 kg/hm2,與其他苜蓿品種相比差異極顯著(P<0.01),分別高于平均值和當(dāng)?shù)胤N準(zhǔn)格爾苜蓿47.72%、65.95%;其次為龍牧801;肇東苜蓿的干草產(chǎn)量最低,為1 318.33 kg/hm2,分別低于平均值和準(zhǔn)格爾苜蓿40.75%、33.44%。其余品種的干草產(chǎn)量在1 800~2 400 kg/hm2。從年總產(chǎn)量上來看,中苜1號和龍牧803的年總產(chǎn)量較高,分別較準(zhǔn)格爾苜蓿高44.03%、43.89%(P<0.01),說明它們在當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)性能較好;肇東苜蓿的年總產(chǎn)量較低,較準(zhǔn)格爾苜蓿低23.88%(P<0.01),說明它在當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)性能較差。第2茬苜蓿的干草產(chǎn)量較第1茬苜蓿的干草產(chǎn)量低,第1茬生長周期長,對年總產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大,但第2茬的產(chǎn)量也對苜蓿年總產(chǎn)量產(chǎn)生很大的影響,也應(yīng)該予以重視。
2.4 不同苜蓿品種葉綠素?zé)晒庵笜?biāo)、水分指標(biāo)與產(chǎn)量性狀的分析
本研究選用葉綠素?zé)晒庵笜?biāo)、水分指標(biāo)與產(chǎn)量性狀這3個層次指標(biāo)對種植在陰山南麓的9個苜蓿品種進(jìn)行評價。葉綠素?zé)晒庵笜?biāo)選取最基本的參數(shù):初始熒光(Fo)、可變熒光(Fv)、葉片PSⅡ的潛在活性(Fv/Fo)、葉片PSⅡ最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)和葉片的光合性能指數(shù)(PI),這5個指標(biāo)中對植物的抗逆性方面,F(xiàn)o越小越好,而Fv、Fv/Fm、Fv/Fo、PI越大越好。水分指標(biāo)包括葉片相對含水量、葉片保水力、葉片水勢和細(xì)胞膜透性的測定。產(chǎn)量性狀包括干草產(chǎn)量、莖葉比、干鮮比、主莖直徑、單株分枝數(shù)和株高。最后將所有指標(biāo)同一量綱,并將各指標(biāo)轉(zhuǎn)化為對總目標(biāo)越大越好的方向,采用灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)法對9個苜蓿品種葉綠素?zé)晒?、水分指?biāo)和產(chǎn)量性狀的得分進(jìn)行排序,確定出不同品種的優(yōu)劣順序。
由于評價指標(biāo)過多,筆者對產(chǎn)量和其他各指標(biāo)做關(guān)聯(lián)度分析,得到各指標(biāo)權(quán)重,分別得到等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度值(表3、表4、表5)。根據(jù)權(quán)重構(gòu)造的苜蓿品種綜合評價模型為:
ri=∑nk=1W(k)ζi(k)。
式中:W(k)為各指標(biāo)的權(quán)重;ζi(k)為關(guān)聯(lián)系數(shù)(表6)。
分別計(jì)算出各品種評價值ri,由表7可知,表現(xiàn)較好的品種為龍牧801、準(zhǔn)格爾苜蓿、中苜1號、草原2號和敖漢苜蓿,它們加權(quán)關(guān)聯(lián)度在0.65~0.75;表現(xiàn)較差的為甘農(nóng)3號、龍牧803、公農(nóng)1號和肇東苜蓿,它們加權(quán)關(guān)聯(lián)度在0.35~0.55。對于表現(xiàn)較優(yōu)的苜蓿品種可以在該地區(qū)優(yōu)先考慮、重點(diǎn)考察、廣泛推廣,并能在旱作、低田間管理的條件下,有相對較好的產(chǎn)量;反之,對于表現(xiàn)較差的苜蓿品種不適合在該地區(qū)
推廣,建議慎重選擇。采用葉綠素?zé)晒狻⑺稚碇笜?biāo),同時結(jié)合部分產(chǎn)量性狀指標(biāo),加之當(dāng)年遭遇旱年,其結(jié)果能夠在一定程度上反映出一個品種在旱作條件下生產(chǎn)性能的優(yōu)劣,其結(jié)果較為合理可信。
3 討論與結(jié)論
3.1 9個苜蓿品種水分生理參數(shù)比較
旱作條件下,苜蓿不同生育期葉片水勢日變化幅度也增大。本試驗(yàn)得出,分枝期葉片水勢日變化幅度小于現(xiàn)蕾期和初花期,不同苜蓿品種各生育期08:00葉片水勢具有一定的規(guī)律性,分枝期—現(xiàn)蕾期—初花期葉片水勢呈現(xiàn)“高—低— 低”的變化趨勢,說明9個苜蓿品種的抗旱性也因生育期的不同而變化,這與前人研究[5]一致。通過觀察2茬不同苜蓿品種的水勢得出,水勢的變化也因環(huán)境變動而出現(xiàn)波動。分枝期各苜蓿品種間的水勢較高且穩(wěn)定的品種為準(zhǔn)格爾苜蓿和敖漢苜蓿,同時水勢較低的為公農(nóng)1號和肇東苜蓿。
旱作條件下,9個苜蓿品種的葉片水勢日變化在不同時期均呈現(xiàn)一致的變化趨勢,即早晚水勢較高,午間較低,這可
能是由于午間溫度高,光照強(qiáng),導(dǎo)致葉片蒸騰失水較快,植物須吸收更多的水分而降低其組織水勢。各時期在午間處理的葉片水勢值均比較高,因?yàn)榇藭r空氣干燥、氣溫較高、太陽凈輻射大,過度的蒸騰使植物葉片水分平衡失調(diào),保衛(wèi)細(xì)胞失水收縮,開度比其他時間點(diǎn)小,即通過“午睡”現(xiàn)象來調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的水分,以防止失水過多[6]。
紫花苜蓿在耐旱性方面屬于高水勢延遲脫水型,主要通過加強(qiáng)根系吸水來延遲脫水,本試驗(yàn)結(jié)果表明,苜蓿葉片水勢日變化幅度增大,具有較高的葉水勢。同時第1茬和第2茬的葉水勢變動范圍不同,表現(xiàn)在第2茬水勢值的變動范圍在較高水平,且幅度較小,可能是由于第2茬的土壤含水量較大,這也說明植物水勢的變化幅度可以在一定程度上反映植物環(huán)境的多樣性。9個苜蓿品種午間葉水勢呈極顯著差異,主要是和苜蓿品種的吸水能力有關(guān)。
葉片水勢與葉片相對含水量呈極顯著正相關(guān),與葉片保水力呈極顯著負(fù)相關(guān),即葉片相對含水量較小,葉片失水較慢,水勢值較低,葉片保水力較大;相反,葉片含水量較大,葉片失水則較快,水勢值較高,葉片保水力較小。本試驗(yàn)與前人的報(bào)道[5]基本一致。
3.2 9個苜蓿品種葉綠素?zé)晒鈪?shù)比較
在本試驗(yàn)中9個苜蓿品種葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fo、Fv、Fv/Fo、Fv/Fm、PI表現(xiàn)出不同程度的差異。
PSⅡ反應(yīng)中心完全開放時的熒光用初始熒光Fo表示,F(xiàn)o的增加或減少都反映反應(yīng)中心的情況:Fo增加表明PSⅡ反應(yīng)中心遭到不可逆轉(zhuǎn)的破壞,F(xiàn)o減少表明反應(yīng)中心天線的熱耗散增加[7]。本試驗(yàn)中9個苜蓿品種初始熒光Fo上升,午間達(dá)到最大值,這說明午間PSⅡ反應(yīng)中心的破壞或可逆失活導(dǎo)致初始熒光增加[8],發(fā)生了光抑制,而這9個品種中敖漢苜蓿、草原2號、準(zhǔn)格爾苜蓿等較小?;谌~綠素?zé)晒鈪?shù)將參試品種用聚類分析分為兩大類,第1類包括準(zhǔn)格爾苜蓿、草原2號、敖漢苜蓿、中苜1號和龍牧801,葉綠素?zé)晒馓匦暂^優(yōu);第2類包括肇東苜蓿、甘農(nóng)3號、公農(nóng)1號和龍牧803,葉綠素?zé)晒馓匦暂^差。9個苜蓿品種水勢日變化較大,其中準(zhǔn)格爾苜蓿和敖漢苜蓿葉片水勢較高且較為穩(wěn)定,而公農(nóng)1號和肇東苜蓿葉水勢較低。綜上,準(zhǔn)格爾苜蓿、草原2號、敖漢苜蓿、中苜1號和龍牧801對環(huán)境耐受性較好,肇東苜蓿、甘農(nóng)3號、公農(nóng)1號和龍牧803對環(huán)境耐受性較差。
3.3 9個苜蓿品種產(chǎn)量性狀比較
株高、分枝數(shù)、莖粗、葉面積、干鮮比、莖葉比等都是構(gòu)成苜蓿生物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因子。Volence等的研究表明,構(gòu)成苜蓿生物量的重要因子包括葉片、枝條直徑、質(zhì)量、長度和側(cè)枝數(shù)[9]。能夠描述苜蓿生長狀況、反映苜蓿產(chǎn)量的較為理想的特征量是株高,它還是衡量草地生產(chǎn)力和植物生長發(fā)育狀況的重要指標(biāo)之一。也有文獻(xiàn)報(bào)道,作物產(chǎn)量與其高度呈正相關(guān),高作物有更高的產(chǎn)量潛力[10]。彭宏春等的研究表明,紫花苜蓿生長高度與生物產(chǎn)量呈正相關(guān)[11]。干鮮比即干草與鮮草質(zhì)量的比值是衡量牧草產(chǎn)量的基本指標(biāo)之一,也是晾制或青貯飼草的重要依據(jù),通常情況下,干鮮比越高越適合晾制干草[12]。干鮮比較高的品種在相同條件下晾制干草質(zhì)量大,獲得較多干草,且干物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)含量高[13]。莖葉比即陰干后莖的質(zhì)量與葉的質(zhì)量之比,能夠反映牧草適口性與品質(zhì),是衡量紫花苜蓿經(jīng)濟(jì)性狀的一個重要指標(biāo)。一般葉中粗蛋白含量比莖中高1.0~2.5倍,而粗纖維含量則比莖少50%~100%,可消化的營養(yǎng)物質(zhì)葉比莖高40%,所以莖葉比直接決定牧草營養(yǎng)價值和牧草品質(zhì),牧草葉量越多,其品質(zhì)越好。莖葉比隨著苜蓿的成熟而下降,而干鮮比在苜蓿整個生育期的變化趨勢呈逐漸下降趨勢[14]。
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