龍會英，張 德

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所, 云南 楚雄 675000；2.元謀干熱河谷植物園, 云南 元謀 651300）

苜蓿(Medicago sativa)屬豆科草本植物，具有營養(yǎng)價值高、適口性優(yōu)等優(yōu)良特性，在飼草飼料生產(chǎn)中具有重要地位[1]，有助于培肥地力，是世界上人工種植面積最大的栽培牧草之一[1-2]。近年來，隨著我國畜(草)牧業(yè)的飛速發(fā)展，國內(nèi)對優(yōu)質(zhì)牧草的需求日益增加，對苜蓿干草及其他成品的需求量也加大。2017 年，國家針對苜蓿產(chǎn)業(yè)出臺了《全國苜蓿產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016－2020)》[3]，提出到2020 年，建設(shè)優(yōu)質(zhì)苜?；?0 萬hm2，增加優(yōu)質(zhì)苜蓿產(chǎn)量180 萬t，因此探索紫花苜蓿高效栽培技術(shù)很有必要[3]。

我國的苜蓿種植主要分布在西北和華北的干旱半干旱區(qū)，素有“北有苜蓿，南有柱花草”之說。近年來，一些非秋眠級紫花苜蓿品種被很多學(xué)者成功培育和引入，在川中及一些熱帶和亞熱帶地區(qū)引種，表現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)性，但鮮見苜蓿在不同季節(jié)產(chǎn)量比例報道[4-5]。由于生態(tài)環(huán)境、不同年份水熱條件，以及各苜蓿品種(系)的植物學(xué)特征和生物學(xué)習(xí)性不同等因素，不同苜蓿種類的產(chǎn)量和品質(zhì)有較大差別。因此，在某一地區(qū)通過田間試驗進行不同年份間優(yōu)良品種的評價和篩選顯得尤為必要[6]。云南熱區(qū)(含干熱區(qū))具有獨特的氣候條件，適宜多數(shù)暖季型牧草的生長，但由于秋季和進入冬季后牧草生長量小，存在秋冬春季缺少優(yōu)質(zhì)飼草的情況。針對以上問題，為避免盲目引種及尋找秋冬初時期種植的冷季型牧草品種(系)，本研究在前期工作基礎(chǔ)上，于2017 年引進8 個苜蓿品種(系)。對參試品種(系)的生長特性、生產(chǎn)性能和養(yǎng)分含量進行測定和評價，旨在篩選出在干熱河谷以及相似生態(tài)區(qū)域栽培的優(yōu)良品種，以期為區(qū)域苜蓿資源收集、不同季節(jié)暖季型牧草和冷季型牧草的種植與優(yōu)化及應(yīng)用推廣提供理論依據(jù)，對促進熱帶亞熱帶地區(qū)秋末、冬季和春季草牧業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017 年在云南省元謀縣黃瓜園鎮(zhèn)苴林基地進行，海拔1 073 m，年均氣溫 22 ℃，日照時數(shù)2 670.4 h，最熱月(6 月) 均溫28.5 ℃，最冷月(12 月)均溫15.9 ℃，≥10 ℃年均積溫8 552.7 ℃·d；年降水量645 mm，雨季集中于5 月－10 月，占全年94.6%，干燥度4。樣地土壤為燥紅土，種植前試驗地土壤有機質(zhì)含量為5.64 g·kg-1，全氮含量為0.42 g·kg-1，有效磷含量為81.83 mg·kg-1，速效鉀含量為104.67 mg·kg-1，堿解氮含量為49.39 mg·kg-1。

1.2 供試材料

參試品種(系)編號：1 號為‘熱引41 號紫花苜蓿’，2 號為‘多葉’，3 號為‘三德利’，4 號為‘游客’，5 號為‘四季旺’，6 號為‘南苜701-特克拉’，7 號為‘WL525HQ’，8 號為‘德欽’，8 個苜蓿材料均引自云南綠盛美地園林景觀有限公司。

1.3 試驗設(shè)計與試驗地田間管理

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，每個品種種植1 個小區(qū)，小區(qū)面積4m × 2.5 m，行距30 cm，4 次重復(fù)，試驗地四周種植1 m 為保護帶。平整試驗地前撒施過 磷 酸 鈣1 500 kg·hm-2為 底 肥，于2017 年10 月17 日播種，人工開溝條播，每小區(qū)播種13 行，播種量為15 kg·hm-2，播種后覆蓋0.5～1 cm 薄土，播后澆水，人工中耕除草[7]，播種30 d 后施75 kg·hm-2尿素一次至刈割，以后每次刈割后的第5～7 天施200 kg·hm-2尿素一次。每次刈割在苜蓿初花期，2018 年刈割8 茬，時間在3 月、4 月、5 月、7 月、8 月、9 月、11 月和12 月；2019 年刈割9 茬，時間在2 月、4 月、5 月、6 月、7 月、8 月、9 月、10 月和12 月；2020 年刈割8 茬，時間在3 月、4 月、5 月、7 月、8 月、9 月、10 月和12 月。其中重復(fù)Ⅰ用于觀察物候期，重復(fù)Ⅱ、重復(fù)Ⅲ和重復(fù)Ⅳ用于測定苜蓿生長量、產(chǎn)量以及營養(yǎng)品質(zhì)的取樣。

1.4 測定指標(biāo)與方法

1.4.1株 高 和 一 級 分 枝 數(shù)

2017 年種植后2018 年3 月初花期第1 次測產(chǎn)，在重復(fù)Ⅱ、重復(fù)Ⅲ和重復(fù)Ⅳ內(nèi)每小區(qū)隨機測10 株，測量株高(從地面至植株頂部的長度)，計數(shù)法數(shù)出一級分枝數(shù)，求其平均值。

1.4.2 莖 葉比和干鮮比

初花期，在重復(fù)Ⅱ、重復(fù)Ⅲ和重復(fù)Ⅳ內(nèi)每小區(qū)，留茬5～8cm刈割后稱鮮重，取平均值為小區(qū)鮮草產(chǎn)量。每小區(qū)取1 kg 鮮草樣，莖葉分離稱重后，放入105 ℃烘箱內(nèi)殺青10 min，65 ℃烘干至恒重稱重，計算干鮮比(干樣重/鮮樣重)，再稱其莖重和葉重，莖葉比為莖干重/葉干重。

1.4.3 草 產(chǎn)量

初花期，在重復(fù)Ⅱ、重復(fù)Ⅲ和重復(fù)Ⅳ內(nèi)每小區(qū)，全小區(qū)留茬5～8cm 刈割后稱鮮重，每小區(qū)取1 kg鮮草樣，放入105 ℃烘箱內(nèi)殺青10 min，65 ℃烘干至恒重，稱其干重，計算干鮮比(干鮮比=干樣重/鮮樣重)，再根據(jù)鮮干比計算每次干草產(chǎn)量，年度產(chǎn)草量為年度刈割(2018 年刈割8 次，2019 年刈割9 次，2020 年刈割8 次)干草產(chǎn)量之和。

1.4.4 營 養(yǎng)指標(biāo)測定

初花期，測定各苜蓿品種(系)的營養(yǎng)成分，將1.4.2 中各小區(qū)莖葉比測定后莖葉混合，粉碎后過0.425 mm 篩，密封干燥保存，樣品委托云南碧科檢測服務(wù)有限公司測試，數(shù)據(jù)由該公司提供。粗蛋白含量(crude protein, CP)參照GB 5009.5-2016 測定[8]，粗脂肪含量(crude fat, CF)參照GB 5009.6-2016 測定[9]， 全 磷 (total phosphorus， TP)和 全 鈣 (total calcium，TC)含量參照NY/T 2017-2011 中6.3.2 測定[10]，粗纖維(crude fiber，CF)參照GB/T 5009.10-2003測定[11]，粗灰分(crude ash，CA)參照GB 5009.4-2016測定[12]，無氮浸出物含量(nitrogen free extract，NFE)采用計算法。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

1.5.1 數(shù)據(jù)整理及方差分析和多重比較

采用SPSS 19.0 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，并用LSD 法進行多重比較[7]，用平均值 ±標(biāo)準(zhǔn)誤表示測定結(jié)果；采用 Excel 2016 制圖。

1.5.2 灰色關(guān)聯(lián)度分析和評價

選擇2018 年測定的株高、一級分枝數(shù)、莖葉比、干鮮比、全磷、全鈣、粗纖維、粗灰分、粗蛋白、粗脂肪、無氮浸出物、干草水分含量和3 年年均產(chǎn)量13 項指標(biāo)，參照鄭敏娜等[1]、孫萬斌等[6]、李德明等[13]和尹利等[14]的分析方法，在2018 年和2020 年測定的平均值進行權(quán)重比較、灰色關(guān)聯(lián)度分析和評價。參試品種采用均值化對原始數(shù)據(jù)進行無量綱處理，運用灰色系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度理論的權(quán)重決策法[15]，并根據(jù)公式(1)、(2)、(3)分別求出各自的絕對離差、關(guān)聯(lián)系數(shù)、 等權(quán)關(guān)聯(lián)度；采用公式(4)、(5)計算權(quán)重系數(shù)和加權(quán)關(guān)聯(lián)度[1，16]，計算公式如如下：

絕對離差：

根據(jù)關(guān)聯(lián)度分析原則，關(guān)聯(lián)度越大，則參試材料越接近參考組合，其綜合性狀評價表現(xiàn)越優(yōu)；關(guān)聯(lián)度越小，綜合性狀表現(xiàn)越差[1，13-14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同苜蓿品種(系)間的生長量、莖葉比和干鮮比比較

方差分析結(jié)果表明，2018 年觀測的苜蓿中株高、莖葉比和干鮮比8 個品種間差異不顯著(P＞0.05) (表1)，一級分枝數(shù)和干草含水量8 個品種間有顯著差異(P＜ 0.05)。其中，株高最高的品種為7 號，達到70.20 cm，其次為6 號和2 號品種，株高分別為62.60 和58.00 cm；莖葉比最高的品種為3 號，為1.06，其次為4 號品種，為1.05；干鮮比最高的品種為3 號，為26.34，其次為7 號、6 號和4 號品種，分別為26.31、25.76 和25.57。一級分枝數(shù)最高的品種(系)為1 號品種，為28.40 枝，與3 號和4 號有顯著差異，而與2 號、5 號、6 號、7 號和8 號品種無顯著差異(P＞ 0.05)；最低的是3 號和4 號，分別為19.60 和17.20 枝，與2 號、5 號、6 號、7 號和8 號品種無顯著差異。

表1 不同苜蓿品種(系)生長量、莖葉比和干鮮比的比較Table 1 Comparison of growth, stem-leaf ratio, and dry-fresh ratio of alfalfa cultivars

2.2 不同苜蓿品種(系)間干草產(chǎn)量性狀比較

2.2.1 不同苜蓿品種(系)間3 年年度和年均產(chǎn)量比較2018 年干草產(chǎn)量較高的品種是6 號和4 號(表2)，分別為34 217.40 和32 496.39 kg·hm-2，兩者產(chǎn)量顯著高于8 號品種(P＜ 0.05)，但與1 號、2 號、3 號、5 號和7 號差異均不顯著(P＞ 0.05)；8 號品種干草產(chǎn)量最低，為17 526.16 kg·hm-2。2019 年和2020 年干草產(chǎn)量最高的苜蓿品種均為6 號，產(chǎn)量分別為32 527.55 和22 024.93 kg·hm-2，顯著高于5 號和8 號品種，但與1 號、2 號、3 號、4 號和7 號苜蓿品種(系)差異均不顯著；產(chǎn)量較低為5 號和8 號品種，2019年分別為16 459.47 和11 260.79 kg·hm-2，2020 年分別為8 040.57 和6 236.59 kg·hm-2。3 年年均干草產(chǎn)量最高苜蓿品種為6 號，產(chǎn)量為29 589.96 kg·hm-2，顯著高于5 號和8 號品種，但與1 號、2 號、3 號、4 號和7 號苜蓿品種(系)差異均不顯著；產(chǎn)量較低為5 號和8 號品種，分別為15 758.18 和11 674.51 kg·hm-2，二者間差異不顯著。

2.2.2 8 個苜蓿品種(系)在2018 年不同季度產(chǎn)量比較2018 年第2 季度產(chǎn)量6 號品種高于其他7 個品種，品種差異均不顯著(P＞ 0.05)，第1 季度、第3 季度和第4 季度品種(系)間沒有差異 (圖1)。8 個苜蓿品種(系)產(chǎn)量在4 個季度中從高到低的排列順 序 為，第3 季 度 ＞ 第2 季 度 ＞ 第4 季 度 ＞ 第1季度。

圖1 8 個苜蓿品種(系)在2018 年不同季度干草產(chǎn)量Figure 1 Hay yield of different seasons for 8 alfalfa cultivars (or lines) in 2018

2.3 不同苜蓿品種(系)間營養(yǎng)品質(zhì)比較

8 個苜蓿品種(系)之間粗纖維、粗脂肪、粗灰分、全鈣、無氮浸出物含量差異均不顯著(P＞ 0.05)(表3)。其中：6 號品種粗纖維含量最高，含量為24.05%，最低為8 號品種，含量為18.36%；2 號品種粗脂肪含量最高，含量為1.09%，最低為7 號品種，含量為0.79%；8 號品種粗灰分含量最高，含量為10.16%，最低為3 號品種，含量為8.76%；7 號品種全鈣含量最高，含量為1.40%，最低為2 號品種，含量為0.98%；7 號品種無氮浸出物含量最高，含量為45.13%，最低為6 號品種，含量為42.43%。粗蛋白含量最高的品種是8 號，占干物質(zhì)的21.43%，顯著高于3 號、6 號和7 號品種(P＜ 0.05)，與其他品種差異不顯著；其次是2 號、1 和5 號品種，含量分別為21.20%、20.75%和20.21%，粗蛋白含量最低的品種是3 號，為17.17%。8 號品種的全磷含量最高，占干物質(zhì)的0.25%，顯著高于3 號、4 號、6 號和7 號品種，但與1 號、2 和5 號品種差異不顯著， 3 號、6 號和7 號品種最低，均為0.16%。

表3 不同苜蓿營養(yǎng)品質(zhì)的比較Table 3 Comparison of nutrient of alfalfa cultivars

2.4 不同苜蓿品種(系)生產(chǎn)性能與品質(zhì)的灰色關(guān)聯(lián)度分析

選取株高、一級分枝數(shù)、莖葉比、干鮮比、3 年年均產(chǎn)量、全磷、全鈣、粗纖維、粗灰分、粗蛋白、粗脂肪、無氮浸出物和干草水分含量13 項指標(biāo)，在2018 和2020 年的平均值基礎(chǔ)上進行灰色關(guān)聯(lián)度分析，采用判斷矩陣法計算各參試品種(系)的加權(quán)關(guān)聯(lián)度，關(guān)聯(lián)度大，表明該品種與最優(yōu)指標(biāo)集的相似程度高，反之則差異大[15]。利用公式(3)計算等權(quán)關(guān)聯(lián)度(表4)，各苜蓿品種的等權(quán)關(guān)聯(lián)度，以1 號品種最大(0.754 6)，綜合性狀最好，為最優(yōu)材料，其次分別為8 號、2 號、7 號、5 號、6 號、4 號和3 號，等權(quán)關(guān) 聯(lián) 度 分 別 為0.738 0、0.736 6、0.722 7、0.709 6、0.694 7、0.686 9 和0.634 0。3 號品種的等權(quán)關(guān)聯(lián)度最小(0.634 0)，綜合表現(xiàn)最差。由關(guān)聯(lián)度表述各指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)值，也可采用專家評定法或判斷矩陣法求得，本試驗采用判斷矩陣法，由公式(4)計算各指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)值，賦予各性狀不同權(quán)重，利用公式(5)計算加權(quán)關(guān)聯(lián)度。各苜蓿品種的加權(quán)關(guān)聯(lián)度，以1 號品種最大(0.775 8)，綜合性狀最好，為最優(yōu)材料，其次分別為8 號、2 號、5 號、7 號、4 號、6 號和3 號，等權(quán)關(guān)聯(lián)度分別為0.765 4、0.760 0、0.735 1、0.733 9、0.707 2、0.702 8 和0.650 8。3 號品種的等權(quán)關(guān)聯(lián)度最小(0.650 8)，綜合表現(xiàn)最差。加權(quán)關(guān)聯(lián)分析結(jié)果與等權(quán)關(guān)聯(lián)分析結(jié)果基本相似。

表4 不同苜蓿品種(系)的權(quán)重、關(guān)聯(lián)度及排序Table 4 Weight, rank, and relational grade of alfalfa cultivars

3 討論

3.1 生長量和產(chǎn)量

苜蓿的生長受氣候、土壤等外界環(huán)境影響較大，不同苜蓿品種(系)的生長量、草產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)均存在差異[17-18]。由于苜蓿各品種和品系之間各自的遺傳特性不同，表現(xiàn)出植株生長高度的差異[6]，本研究中對8 個苜蓿品種(系)第1 年株高分析看出，株高較高的品種為7 號‘WL525HQ’、6 號‘南苜701-特克拉’和2 號‘多葉’品種。莖葉比是衡量牧草經(jīng)濟性狀的指標(biāo)之一，能較好地反映牧草適口性及青干草品質(zhì)。莖葉比越小，葉量越大，飼用價值越高，牛羊喜食。在本研究中，莖葉比較低的品種為2 號‘多葉’、1 號‘熱引41 號紫花苜?！? 號‘德欽’，說明這3 個品種(系)的品質(zhì)優(yōu)；干鮮比是單位面積內(nèi)牧草干草量與鮮草的比值，干鮮比越大，牧草中水分含量越低，干草量越高[19]。干鮮比較低的品種為5 號‘四季旺’、1 號‘熱引41 號紫花苜?！? 號‘德欽’，說明這3 個品種(系)的品質(zhì)優(yōu)；王儀明等[17]在上海崇明地區(qū)開展紫花苜蓿適應(yīng)性研究表明，分枝數(shù)越高紫花苜蓿產(chǎn)草量越高。本研究中一級分枝數(shù)最高的品種為1 號(28.40 枝)，最低的是3 號和4 號。

產(chǎn)量是衡量牧草生產(chǎn)性能和經(jīng)濟性能的重要指標(biāo)[20]，對苜蓿的經(jīng)濟效益具有重要意義[21]。本研究干草產(chǎn)量最高的是6 號苜?！宪?01-特克拉’，2018－2020 年3 年年均產(chǎn)量為29 589.96 kg·hm-2；最低的是8 號‘德欽’品種，2018－2020 年3 年平均產(chǎn)量為11 674.51 kg·hm-2。所有參試材料在2018 年和2020 年每年可割8 次，2019 年為9 次。8 個苜蓿品種(系)中均以第3 季度(7 月－9 月)產(chǎn)量最高，冬春季也有產(chǎn)量。進一步表明，在云南熱帶亞熱帶地區(qū)可種植多年生紫花苜蓿，彌補區(qū)域冬春季飼草不足的問題，促進冬春季畜牧業(yè)的發(fā)展。

3.2 營養(yǎng)價值

粗蛋白質(zhì)含量是反映牧草營養(yǎng)價值的重要指標(biāo)之一[22-23]，關(guān)系到牧草營養(yǎng)價值的高低。

常規(guī)分析化學(xué)(營養(yǎng))成分中，通常把粗蛋白和粗纖維作為評價飼用植物營養(yǎng)價值的指標(biāo)，粗蛋白質(zhì)含量在16%～22%的等級為優(yōu)良豆科牧草[24]；粗纖維小于或等于28%的等級為上。本研究中初花期刈割的苜蓿粗蛋白含量介于17.17%～21.43%，粗纖維含量介于18.36%～24.05%，與前人研究一致[24]，8 個苜蓿品種(系)品質(zhì)為優(yōu)；根據(jù)國際市場飼草交易標(biāo)準(zhǔn)[25]，1級苜蓿干草的蛋白質(zhì)含量在18%以上，參試品種有5 個品種粗蛋白含量均高于18%，為1級標(biāo)準(zhǔn)，營養(yǎng)價值高。粗灰分主要反映苜蓿中礦質(zhì)的總體含量，其大部分是磷、鈣、 鉀的氧化物[24-27]，可間接反映出不同品種對可利用礦質(zhì)元素的吸收情況，本研究中粗灰分含量介于8.76%～10.16%，最高為8 號‘德欽’品種。粗脂肪含有芳香氣味，是評價苜蓿適口性的指標(biāo)，在本研究結(jié)果介于0.79%～1.09%。氮、磷、鉀是植物營養(yǎng)的三大要素[26]，植物氮、磷、鉀含量的測定是植物營養(yǎng)研究中最普通的常規(guī)分析項目。鈣、磷是牧草中兩種重要的大量元素。無氮浸出物含量是指牧草中所含糖分和淀粉的含量。反映在本研究結(jié)果上，8 個紫花苜蓿品種(系)全磷含量介于0.16%～0.25%，全鉀含量介于0.98%～1.40%，無氮浸出物含量介于42.43%～45.13%。

3.3 綜合評價

本研究應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)方法，將參試苜蓿品種(系)的13 個指標(biāo)性狀視為一個整體[28]，將這13 個指標(biāo)平均值進行灰色關(guān)聯(lián)度分析，計算等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度。等權(quán)關(guān)聯(lián)度值最大，綜合性狀最好，為最優(yōu)材料[1]。本研究加權(quán)關(guān)聯(lián)分析結(jié)果與等權(quán)關(guān)聯(lián)分析結(jié)果基本一致[29]，‘熱引41 號紫花苜蓿’‘德欽’‘多葉’‘WL525HQ’ 4 個品種(系)的綜合表現(xiàn)較好，為干熱區(qū)篩選具有較高的推廣利用價值的紫花苜蓿品種。

4 結(jié)論

2017 年10 月種植后，所有參試材料在2018 年和2020 年每年可刈割8 次，2019 年為9 次，8 個苜蓿品種(系)中均以第3 季度(7 月－9 月)產(chǎn)量最高，冬春季有產(chǎn)量，可補充熱區(qū)秋冬季優(yōu)質(zhì)豆科牧草的不足，促進秋冬季畜牧業(yè)的發(fā)展。應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度對云南元謀干熱河谷引種的8 個苜蓿品種(系)的13 個代表性指標(biāo)進行了分析和評價，以‘熱引41 號’紫花苜蓿‘德欽’‘多葉’‘WL525HQ’4 個品種(系)的綜合表現(xiàn)較好。