紫花苜蓿(Medicago sativa)为多年生优质豆科牧草,具有产量高、适应性强、品质好等特点,是世界上栽培面积最大的牧草,被誉为“牧草之王”[1-2]。紫花苜蓿在保持水土、改善生态环境等方面起重要作用,具有较高的推广利用价值[3]。由于生态环境的复杂多样,不同品种紫花苜蓿在不同地区的综合表现也存在差异[4]。研究发现,不断开展苜蓿引种试验和综合评价是建植人工草地、建立高产优质苜蓿基地、促进苜蓿产业化发展的关键和前提条件[5]。近年来,关于科尔沁沙地紫花苜蓿品种比较的研究较多。李春龙等[6]综合越冬率、草产量和营养品质认为,阿尔冈金、WL 323HQ和农宝是科尔沁沙地农田种植紫花苜蓿的适宜品种。陈玲玲等[7]通过灰色关联分析综合评价不同苜蓿品种的生产性能,结果表明,肇东苜蓿、龙牧系列、公农一号和敖汉苜蓿综合表现良好,且越冬率较高。也有研究发现,WL298抗旱、抗寒性较强[8-9]。张玉霞等[10]研究表明,公农一号具有较强的抗寒性。科尔沁沙地北部拥有较大面积的盐碱化草地,牧草产量低、品质差等特点限制了当地畜牧业的发展。目前关于科尔沁沙地北部盐碱化草地紫花苜蓿品种比较的研究较少。研究表明,紫花苜蓿具有中强度的抗盐碱特性,叶片具有排盐能力,能够在含盐量0.1%~0.8%的盐碱地中生长[11]。选择适宜在科尔沁沙地北部栽培的紫花苜蓿品种,对提高土地利用效率、改善生态环境有利。因此,本研究通过比较20个紫花苜蓿品种的生产性能及营养品质,为筛选适宜在科尔沁沙地北部种植的紫花苜蓿提供参考。1材料与方法1.1试验品种及来源20种苜蓿品种及来源见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.13.022.T001表120种苜蓿品种及来源编号品种来源编号品种来源1图牧2号兴安盟农牧科学研究所11中苜3号中国农业科学院草原研究所2肇东中国农业科学院草原研究所12公农1号中国农业科学院草原研究所3敖汉内蒙古农业大学13沃苜1号克劳沃(北京)生态科技有限公司4辉腾原兴安盟农牧科学研究所14标靶北京佰青源畜牧业科技发展有限公司5龙牧801中国农业科学院草原研究所15耐盐之星克劳沃(北京)生态科技有限公司6龙牧806中国农业科学院草原研究所16斯贝德克劳沃(北京)生态科技有限公司7草原3号内蒙古农业大学17WL168HQ北京正道种业有限公司8农菁1号黑龙江省农业科学院18WL298HQ北京正道种业有限公司9中苜1号中国农业科学院草原研究所19阿迪娜北京佰青源畜牧业科技发展有限公司10中苜2号中国农业科学院草原研究所20阿尔冈金克劳沃(北京)生态科技有限公司1.2试验设计盆栽试验于2021年2月至4月在兴安盟农牧科学研究所智能气候室内进行。供试20个苜蓿品种,随机排列,每个品种4个重复。选用直径35 cm、高25 cm的塑料花盆。土壤采自科尔沁右翼中旗巴彦茫哈苏木盐碱化草地沙壤土。土壤理化性状为:含盐量0.278%,pH值为8.474,有机质含量为15.753 g/kg,全氮含量为0.794 g/kg,全磷含量为8.487 g/kg,全钾含量为2.6 g/kg,碱解氮含量为51.567 mg/kg,有效磷含量为6.033 mg/kg,速效钾含量为60.745 mg/kg,CO32-含量为0.002 g/kg,HCO3-含量为30.061 g/kg,Cl-含量为0.138 g/kg,SO42-含量为40.539 g/kg-,Ca2+含量为0.133 g/kg,Mg2+含量为0.078 g/kg,K+含量为1.67 g/kg,Na+含量为1.833 g/kg。1.3测定指标及方法苜蓿达到初花期,每盆随机选取10株植株,采用直尺测定其自然株高,游标卡尺测定基部茎秆直径。齐地刈割,茎叶分离,自然风干,称重,计算单株生物量和茎叶比。样品风干,粉碎,过40目筛,测定营养指标。参考《饲料分析及饲料质量检测技术》[12]测定粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量,计算饲草相对饲喂价值(RFV)[13]。RFV=DMI(%BW)×DDM(%DM)/1.29(1)1.4数据统计与分析数据采用Microsoft Excel 2013软件整理,DPS 7.0软件进行单因素方差分析,Duncan's法进行多重比较。采用灰色关联度分析进行综合评价[14-15],选取所有参试紫花苜蓿材料各项指标的最优值为参考列X0,将株高、茎粗、单株生物量、茎叶比、CP、Ash、EE、NDF、ADF和RFV共10个指标分别设定为比较数列X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9。采用均值法对所测数据进行无量纲化处理,计算绝对差值、关联系数、关联度和加权关联度、权关联度。ζik=miniminkX0k-Xik+ρmaximaxkX0k-XikX0k-Xik+ρmaximaxkX0k-Xik (2)γi=1n∑k=1nζik (3)ωi=γi∑γii (4)γi'=∑k=1nωikζik (5)式中:ζi(k)为X0和Xi关联系数;|X0(k)-Xi(k)|为X0数列与Xi数列在k点的绝对差,minimink|X0(k)-Xi(k)|为2级最小差;maximaxk|X0(k)-Xi(k)|为2级最大差;ρ为分辨系数,取值范围在0~1,本研究中取0.5;n为样品个数;γi为比较数列与参考数列的关联度,ωi为权重系数,γi'为加权关联度。2结果与分析2.120种紫花苜蓿的生产性能(见表2)由表2可知,图牧2号株高最高,为73 cm,显著高于其他19个品种(P0.05)。WL168HQ和WL298HQ的株高最低,分别为40.8、40.0 cm,显著低于其他18个品种(P0.05)。敖汉茎粗为2.74 mm,显著高于除肇东、中苜1号、沃苜1号、耐盐之星、斯贝德和WL298HQ外的其他13个品种(P0.05)。斯贝德的茎粗为1.84 mm;图牧2号单株重最高,为3.35 g,显著高于其他19个品种(P0.05)。WL298HQ的单株重最低,为0.79 g。公农1号茎叶比最高,为1.56,草原3号的茎叶比最低,为0.85。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.13.022.T002表220种紫花苜蓿的生产性能品种株高/cm茎粗/mm单株重/g茎叶比图牧2号73.00±4.15a2.50±0.13abcd3.35±0.40a1.28±0.11abcd肇东62.40±1.74bc2.32±0.34cde2.43±0.93b1.16±0.14abcde敖汉54.00±3.03defg2.74±0.22a2.07±0.80bcde1.15±0.14abcde辉腾原56.20±3.66de2.40±0.15abcde2.49±0.38b0.93±0.06cde龙牧80159.00±4.43cd2.64±0.19abc2.41±0.82bc1.20±0.40abcde龙牧80649.00±2.10fghij2.57±0.21abc1.43±0.30defgh1.05±0.09bcde草原3号49.80±4.40fghij2.71±0.15ab2.12±0.36bcd0.85±0.19e农菁1号52.40±0.80efghi2.61±0.08abc1.56±0.32defgh1.22±0.15abcde中苜1号47.20±1.47ij2.38±0.16bcde1.28±0.18fgh1.30±0.33abcd中苜2号54.20±6.97def2.52±0.38abcd1.65±0.97bcd1.42±0.26ab中苜3号46.00±1.10j2.44±0.11abcd1.18±0.17fgh1.30±0.18abcd公农1号52.80±1.47efgh2.65±0.30abc1.91±0.44bcdef1.56±0.22a沃苜1号49.20±3.66fghij2.07±0.08efg1.15±0.22fgh1.22±0.27abcde标靶65.80±4.17b2.73±0.45ab0.90±0.19gh1.35±0.32abc耐盐之星47.40±4.32hij1.96±0.09fg1.02±0.29gh1.43±0.25ab斯贝德49.40±1.62fghij1.84±0.14g0.95±0.19gh1.19±0.12abcdeWL168HQ40.80±0.75k2.43±0.05abcd1.10±0.23gh0.97±0.12cdeWL298HQ40.00±2.19k2.19±0.09def0.79±0.15h0.89±0.24de阿迪娜48.60±4.84ghij2.40±0.04abcde1.64±0.16cdefg1.03±0.09bcde阿尔冈金48.80±1.72fghij2.39±0.19abcde1.31±0.05efgh1.13±0.18bcde2.220种紫花苜蓿的营养品质(见表3)由表3可知,WL298HQ的粗蛋白含量最高,为23.94%,显著高于其他19个品种(P0.05)。图牧2号粗蛋白含量最低,为14.86%,显著低于除标靶外的其他品种(P0.05)。斯贝德的粗灰分含量最高,为9.95%。图牧2号粗灰分含量最低,为6%,显著低于除敖汉苜蓿外的其他苜蓿品种(P0.05)。WL168HQ的粗脂肪含量,为3.47%。图牧2号苜蓿中性洗涤纤维含量最高,为46.24%,显著高于除公农1号外的其他苜蓿品种(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.13.022.T003表320种紫花苜蓿的营养品质品种CP/%Ash/%EE/%NDF/%ADF/%RFV图牧2号14.86±0.14i6.00±0.37i2.55±0.06fg46.24±1.58a33.98±0.99ab125.74±4.56g肇东21.62±1.07bc8.62±0.07cde3.16±0.22abc28.77±1.44g21.15±0.43h234.81±12.08a敖汉16.50±0.50gh6.47±0.34hi2.63±0.16defg39.09±1.35cd30.51±2.70bcd155.35±10.18de辉腾原17.70±0.36efg8.19±0.36ef2.46±0.01fg41.88±1.07bc34.05±1.64ab138.65±5.26efg龙牧80117.88±0.75efg8.63±0.23cde2.73±0.14def38.95±0.84cd29.55±1.28cde157.45±5.17d龙牧80619.90±0.54d8.58±0.58cde3.13±0.22bc33.77±1.16e26.03±3.42efg189.49±13.52c草原3号18.06±0.58ef8.35±0.09def2.54±0.20fg40.38±0.88cd33.48±0.43abc144.80±3.75def农菁1号21.36±0.24bcd9.20±0.09abc2.92±0.08cde33.20±0.55ef25.44±1.27fg193.68±5.80bc中苜1号18.29±0.20e8.46±0.51cde2.59±0.06defg39.12±0.56cd31.88±0.13abcd152.38±2.06de中苜2号20.41±0.76cd7.55±0.49fg2.94±0.23bcd31.35±0.33efg23.72±0.96gh208.97±3.48b中苜3号22.07±0.47b9.51±0.47ab3.27±0.11ab31.57±1.11ef28.13±2.18def197.71±10.69bc公农1号16.61±0.92fgh7.53±0.49fg2.54±0.11fg44.36±0.88ab33.37±0.58abc131.95±2.04fg沃苜1号17.38±0.19efgh7.94±0.46ef2.72±0.05def41.39±3.11c34.36±3.46ab140.78±16.01defg标靶16.04±0.41hi7.89±0.22ef2.53±0.19fg45.11±1.66a35.75±1.82a126.15±6.95g耐盐之星17.62±0.32efg7.91±0.23ef2.57±0.07efg41.86±1.46bc34.21±1.73ab138.61±7.74efg斯贝德20.23±0.92cd9.95±0.09a2.29±0.17g39.43±0.98cd29.50±2.02cde155.67±7.52deWL168HQ19.89±0.72d6.83±0.26gh3.47±0.09a33.93±0.76e26.29±0.25efg187.72±4.63cWL298HQ23.94±0.47a9.84±0.30ab2.76±0.09def30.88±0.67fg24.53±1.53fgh210.60±7.74b阿迪娜19.95±0.88d7.92±0.41ef2.53±0.28fg38.25±0.18d31.95±1.74abcd155.67±3.23de阿尔冈金20.14±1.12d9.08±0.44bcd2.53±0.16fg40.20±1.22cd31.43±2.18bcd149.25±7.32def肇东苜蓿中性洗涤纤维含量最低,为28.77%。标靶的酸性洗涤纤维含量最高,为35.75%。肇东苜蓿酸性洗涤纤维含量最低,为21.15%。肇东苜蓿的相对饲喂价值最高,为234.81,显著高于其他苜蓿品种(P0.05)。图牧2号苜蓿相对饲喂价值最低,为125.74。2.320种紫花苜蓿的生产性能、营养品质的关联度及排名(见表4)由表4可知,试验20种紫花苜蓿的10个指标灰色关联度综合评价结果为:阿迪娜(0.918)中苜1号(0.893)龙牧801(0.891)阿尔冈金(0.884)敖汉(0.867)农菁1号(0.860)沃苜1号(0.854)龙牧806(0.850)草原3号(0.838)斯贝德(0.837)中苜2号(0.830)辉腾原(0.829)公农1号(0.811)耐盐之星(0.805)中苜3号(0.800)WL168HQ(0.790)标靶(0.761)肇东(0.760)WL298HQ(0.733)图牧2号(0.727)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.13.022.T004表420种紫花苜蓿的生产性能、营养品质的关联度及排名项目关联系数得分排序株高茎粗单株重茎叶比粗蛋白粗灰分粗脂肪中性洗涤纤维酸性洗涤纤维相对饲喂价值图牧2号0.5710.9470.3350.8660.7080.6620.8850.7090.7990.6910.72720肇东0.7330.9270.5210.9700.7960.9190.7780.6860.6420.5540.76018敖汉0.9450.8040.6670.9550.8010.7130.9300.9510.9700.9050.8675辉腾原0.8780.9840.5030.7130.8860.9960.8380.8390.7960.7700.82912龙牧8010.8060.8580.5270.9740.9000.9170.9940.9570.9780.9250.8913龙牧8060.8960.9000.8080.8270.9220.9270.7900.8280.8020.7800.8508草原3号0.9190.8190.6420.6530.9150.9750.8790.8960.8200.8150.8389农菁1号1.0000.8750.9210.9450.8130.8180.8930.8090.7790.7520.8606中苜1号0.8460.9690.7080.8420.9350.9510.9070.9490.8940.8770.8932中苜2号0.9380.9330.9880.7240.8810.8680.8820.7520.7180.6630.83411中苜3号0.8160.9910.6540.8420.7680.7720.7340.7590.8980.7260.80015公农1号0.9850.8520.7610.6220.8080.8640.8790.7600.8240.7270.81113沃苜1号0.9010.7840.6400.9450.8610.9420.9880.8570.7840.7850.8547标靶0.6720.8090.5390.7890.7720.9320.8740.7390.7330.6930.76117耐盐之星0.8510.7350.5830.7160.8800.9360.8960.8400.7900.7700.80514斯贝德0.9070.6870.5570.9900.8950.7160.7630.9360.9750.9080.83710WL168HQ0.7070.9990.6170.7480.9230.7580.6660.8330.8130.7930.7916WL298HQ0.6920.8470.5050.6820.6720.7290.9920.7390.7450.6550.73319阿迪娜0.8840.9841.0000.8060.9180.9380.8740.9900.8910.9080.9181阿尔冈金0.8900.9770.7260.9260.9020.8370.8740.9030.9180.8500.8844关联度0.8420.8840.6600.8270.8480.8580.8660.8370.8280.777权重0.1020.1070.0800.1000.1030.1040.1050.1020.1010.0943讨论3.120种紫花苜蓿的生产性能比较植株高度是衡量苜蓿生长发育状况、反映苜蓿生产潜力的一个重要指标[16],通常高植株具有更高的生产潜力[17]。苜蓿品种间的遗传特性、生长发育阶段以及对环境条件的适应性不同,从而使植株生长速度出现差异[18]。本研究中,供试20个苜蓿品种间株高不同,株高变化范围为40.0~73.0 cm。光合作用是苜蓿产量形成的基础,在盐渍化土壤中Na+、Ca2+等离子抑制了植物光合作用和蒸腾活动,从而影响了植物从光合作用中获取足够的物质和能量,苜蓿生长受到限制,导致产量下降。因此,不同产草量能够反映不同品种的生产性能及适应性[19]。本研究中,图牧2号苜蓿株高(73.0 cm)和单株重(3.35 g)均显著高于其他19个品种,表明图牧2号苜蓿在本试验条件下的净光合速率较强,能够积累较多的光合产物,具有较高的生产性能和适应性。茎叶比是衡量牧草经济性状的重要指标,由于紫花苜蓿叶中营养物质含量明显高于茎秆,其叶片所占的比例越高,蛋白质含量越丰富,粗纤维含量越低,适口性越好,牧草的品质也越高[20]。在盐渍土壤中,水分亏缺会延缓牧草茎的生长发育,使茎叶比降低[21]。本研究中,WL298HQ紫花苜蓿茎叶比(0.89)最低,公农一号苜蓿茎叶比(1.56)最高。杜桂娟等[22]研究表明,紫花苜蓿叶片中蛋白质含量是茎秆的2~3倍,叶片粗纤维含量比茎秆少50%~100%,叶片养分总消化率比茎秆多40%。因此,在人工苜蓿草地建植中选择茎叶比较低的品种是提高苜蓿品质的重要途径[23-24]。3.220种紫花苜蓿的营养品质比较苜蓿营养品质决定其经济价值,根据牧草质量标准,苜蓿CP含量越高,NDF和ADF含量越低苜蓿的营养价值越高[25]。不同苜蓿品种的品质特性因不同生产区气候条件、土壤因素、地形和田间管理水平等差异而表现不同。在盐渍环境下,植物生长受盐分离子和许多矿质养分离子间交互作用的影响,造成植物体内养分吸收、利用和分配不平衡,增加了植物对必需营养元素的需求。CP含有动物有机体所必需的多种氨基酸和含氮化合物,能够促进动物有机体的生长发育。本研究中,WL298HQ CP含量最高(23.94%),略低于郑敏娜等[26]在雁门关农牧交错区24.71%的研究结果,可能与不同生产区的土壤因子有关,土壤溶液中高浓度的盐分离子(Na+、Cl-)造成植物的营养失调,抑制了苜蓿对氮元素的吸收积累。牧草NDF和ADF含量与家畜对饲草的适口性与消化率呈负相关[26]。本研究中,WL298HQ中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量均处于较低水平,表明WL298HQ消化率高,适口性好,品质优良。优良的苜蓿品种应该同时具备较高的生物量和良好的营养品质。研究发现,一些苜蓿品种生物产量和营养品质并不呈正相关[27-28]。本研究中,图牧2号生物量高,但品质低,需要通过田间管理调控提高营养品质;WL298HQ生物量低,但营养品质较高,需要结合种植目标确定种植品种。运用灰色关联度法对牧草生产性能和营养价值进行综合评价,具有较少的人为因素,结果更加准确、客观,能够明确苜蓿各性状指标的相对重要性[29]。本研究运用灰色关联度法将参试的20个苜蓿品种生产性能和营养价值的株高、茎粗、单株重、茎叶比、CP、Ash、EE、NDF、ADF和RFV共计10个指标进行综合评价,结果表明,阿迪娜(0.918)和中苜1号(0.893)得分较高,均达到一级牧草标准[30]。4结论参试的20个苜蓿品种中,阿迪娜和中苜1号生产性能和营养品质综合表现较好,在科尔沁沙地北缘盐碱化草地具有较高的推广价值。

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