人工栽培高产优质的饲草是缓解天然草场压力,满足农牧民饲草料需求,提高牲畜生产力的有效途径。优质牧草对牲畜健康和畜产品营养组成都有积极意义,更能够保证人类膳食营养的合理摄取。苜蓿(Medicago sativa)是一种可以整合到现有牲畜饲养系统中的多年生豆科牧草,以高饲草质量和对土壤肥力的积极影响而闻名[1]。相比其他牧草,苜蓿在各种环境中均表现出较高的产量和对不同气候条件的高度适应性,再生能力强,一年可多次刈割利用[2]。苜蓿在灌溉条件下,内蒙古地区干草产量可达10~20 t/hm²[3]。苜蓿蛋白质含量高、矿物质和维生素含量丰富[4]。2016年,苜蓿在内蒙古自治区的种植面积为51.57万hm²,鲜草产量为250.74万t,但是单产仅为4 860 kg/hm²[5]。除了改进耕作和管理措施,找到适合不同生态区域种植的苜蓿品种是增加单产的方法。因此,许多学者在不同地区开展了苜蓿引种试验,通过观察其越冬率、物候期、产量性状、营养成分、遗传表现等指标[6-9],评价其在引种地的适应能力。但是,关于兴安盟地区苜蓿引种的研究报道较少。本试验拟在兴安盟地区旱作条件下对11个苜蓿品种的生产性能和饲用价值进行比较研究,运用灰色关联分析法对11个苜蓿品种的越冬性状、产量性状、营养成分进行综合分析,选出适宜当地生长、综合性能良好的苜蓿品种,为当地优良苜蓿品种的引种栽培和大面积推广提供参考。1材料与方法1.1试验地概况(见表1、图1)试验地设在内蒙古自治区兴安盟乌兰浩特市呼和马场(46°10′N,122°24′E),地处乌兰浩特市东北方向,距乌兰浩特市30 km。2015~2017年平均气温为6.76 ℃,最高和最低温度分别为42.5 ℃和-26.4 ℃,平均年积温为2 964.23 ℃,年平均降水量为383.1 mm,无霜期为125~128 d,土壤为暗栗钙土。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.02.023.T001表1试验地气候概况(2015~2017年)年份总日照时数/h年平均气温/℃最高气温/℃最低气温/℃年积温/℃≥10℃年积温/℃年降水量/mm20153 148.96.9036.3-22.52 902.52 362.7503.820162 282.76.1741.5-26.42 931.72 703.1355.020172 859.27.2142.5-22.73 058.52 503.2230.510.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.02.023.F001图1试验地月平均降水量和平均温度(2015年~2017年)1.2试验材料(见表2)10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.02.023.T002表2试验材料种子来源品种名称种子来源图牧2号内蒙古图牧吉劳教所敖汉苜蓿内蒙古敖汉旗草原站呼伦贝尔杂花苜蓿内蒙古呼伦贝尔市草原站斯普雷德北京克劳沃生态科技有限公司巨能2北京克劳沃生态科技有限公司SK3010北京克劳沃生态科技有限公司斯贝德北京克劳沃生态科技有限公司巨能2R北京克劳沃生态科技有限公司WL168HQ北京正道种业有限公司WL319HQ北京正道种业有限公司WL343HQ北京正道种业有限公司本试验共种植11个苜蓿品种,分别为:图牧2号、敖汉苜蓿、呼伦贝尔杂花苜蓿、斯普雷德、巨能2、SK3010、斯贝德、巨能2R、WL168HQ、WL319HQ和WL343HQ。1.3试验设计试验采用随机区组设计,小区面积15 m2(3 m×5 m)。于2015年7月28日采用条播方式播种,每品种4行,行距为20 cm,小区间隔40 cm,未包衣品种和包衣品种在每小区的播种量分别为2 g/m2和2.5 g/m2,3次重复。根据试验地气候条件,结合本次试验不浇水、不施肥的旱作特点,所有品种均为一年一次刈割,刈割留茬高度约为5 cm,在初花期至盛花期收割。1.4测定指标及方法每小区随机选取具有代表性的样段,每样段长1 m,作好标记。在越冬前及第二年返青后分别统计样段内苜蓿植株总数及返青苜蓿株数,重复3次,计算越冬率。越冬率=(返青苜蓿株数/越冬前苜蓿植株总数)×总数%[10] (1)刈割前,在每个小区随机选取10株长势均匀的植株,测量其自然高度。以返青期到初花期株高差除以该段天数计算平均日生长速度。在初花期,每小区随机选取3个1 m2样方进行刈割称重,计算小区产量,留茬高度均为5 cm。样方中随机称取鲜草500 g,分离茎叶,分别称量叶片和茎秆鲜重,自然风干后分别称量叶片和茎秆的干重,重复3次,计算茎叶比(干重)和干鲜比。另每样方中随机称取500 g鲜草,105 ℃杀青15 min后,置于65 ℃烘箱中烘干至恒重,粉碎后过40目筛,分别测定干物质(DM)[11]、粗蛋白质(CP)[12]、粗纤维(CF)[13]和粗灰分(Ash)[14]。1.5数据统计与分析采用SPSS 24.0软件(SPSS,Inc.,Chicago,IL,USA)中的单因子方差分析(ANOVA)法对供试品种的越冬率、产量性状、营养成分等指标进行分析。采用灰色系统理论方法,构建最优标准品种,选取11个苜蓿品种2年的越冬率、生长速度、株高、干草产量、茎叶比、CP、CF、DM和Ash等指标进行综合分析。先将选取的指标数据标准化,再进行关联系数、关联度和加权关联度计算[7]。2结果与分析2.1不同苜蓿品种的越冬率(见表3)由表3可知,生长第二年(2016)各苜蓿品种中,图牧2号越冬率最高,达60.76%,显著高于其他品种(P0.05),其次为敖汉苜蓿,其他品种越冬率均低于50%,其中WL343HQ的越冬率最低,为8.54%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.02.023.T003表3不同苜蓿品种的越冬率品种2016年2017年平均值图牧2号60.76±0.62a73.29±1.09efg67.03敖汉54.32±0.61b72.26±0.87fg63.29呼伦贝尔杂花苜蓿30.61±1.13c90.91±1.21a60.76斯普雷德22.84±2.22d81.10±1.54c51.97巨能220.43±1.23de75.76±1.02def48.09SK301019.76±3.193e72.12±2.66g45.94斯贝德19.29±1.24e78.36±2.35cd48.82巨能2R13.82±0.75f78.63±0.91cd46.22WL168HQ11.75±1.68f76.74±2.27de44.25WL319HQ8.67±0.26g87.23±1.62b47.95WL343HQ8.54±2.49g89.74±2.41ab49.14注:同列数据肩标相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P<0.05);下表同。%生长第3年(2017)各苜蓿品种越冬率均有大幅提高,均高于72%,其中,呼伦贝尔杂花苜蓿越冬率最高,达90.91%,其次为WL343HQ和WL319HQ,SK3010最低,为72.12%。综合两年的越冬率调查结果可知,图牧2号、敖汉苜蓿和呼伦贝尔杂花苜蓿的越冬率平均值位居前三,均高于60%,其次是斯普雷德,为51.97%,其他品种的越冬率平均值均在44%~50%之间。在11个苜蓿品种中,只有图牧2号和敖汉苜蓿两年的越冬率均大于50%。2.2不同苜蓿品种的株高、生长速度和干草产量(见表4)由于生长第1年(2015)种植时间较晚,产量和品质特性指标均从2016年开始记录。由表4可知,2016年各苜蓿品种中,呼伦贝尔杂花苜蓿植株最高,达86.1 cm,显著高于其他品种(P0.05),其次为SK3010和图牧2号,分别为69.6 cm和43.9 cm,其他品种株高均低于40 cm,其中斯普雷德的株高最低,仅为25.50 cm,显著低于其他品种(P0.05)。2017年各苜蓿品种的株高均高于60 cm,其中呼伦贝尔杂花苜蓿植株最高,达88.20 cm,显著高于其他品种(P0.05),其次为SK3010,斯普雷德和巨能2R较低,分别为60.20 cm和60.00 cm,显著低于其他品种(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.02.023.T004表4不同苜蓿品种的株高、生长速度和干草产量品种2016年2017年株高/cm生长速度/(cm/d)干草产量/(kg/hm2)株高/cm生长速度/(cm/d)干草产量/(kg/hm2)图牧2号43.90±0.51c0.91±0.01b4 211.23±5.47c66.60±1.71e1.19±0.06b6 391.87±5.29e敖汉38.80±1.09d1.12±0.08ab3 689.81±5.33d73.60±1.08c1.39±0.08ab7 000.20±4.68c呼伦贝尔杂花苜蓿86.10±1.02a1.30±0.12ab6 137.95±3.56a88.20±0.97a1.66±0.11ab5 104.81±5.79h斯普雷德25.50±0.68i0.96±0.02ab2 972.92±4.71g60.20±2.03h1.18±0.06b7 019.30±3.63b巨能232.10±1.29e1.13±0.09ab3 662.03±3.94e66.20±0.82e1.41±0.04ab7 548.11±4.16aSK301069.60±0.33b1.54±0.11a4 451.76±5.80b84.20±1.16b1.87±0.09a5 382.44±6.08g斯贝德30.00±1.18f1.22±0.13ab3 067.55±5.68f63.40±1.47g1.35±0.05b6 481.96±5.49d巨能2R39.00±0.98d0.89±0.09b2 834.97±4.36h60.00±1.30h1.18±0.11b4 363.02±7.17kWL168HQ30.60±0.74f1.08±0.13ab2 543.79±7.97i67.20±0.57d1.37±0.03ab5 589.56±4.65fWL319HQ29.20±1.12g0.99±0.04ab2 315.67±4.85j63.60±1.09g1.30±0.08b5 050.07±6.33iWL343HQ27.70±0.76h1.15±0.13ab1 960.58±6.92k65.40±0.91f1.45±0.07ab4 624.87±7.74j2016年SK3010的生长速度最快,达1.54 cm/d,其次为呼伦贝尔杂花苜蓿和斯贝德,图牧2号和巨能2R较慢,分别为0.91 cm/d和0.89 cm/d,显著低于SK3010(P0.05)。2017年SK3010的生长速度仍是供试品种中最快的,达1.87 cm/d,其次为呼伦贝尔杂花苜蓿,其他品种生长速度在1.18~1.45 cm/d之间,其中斯贝德、WL319HQ、图牧2号、斯普雷德和巨能2R的生长速度较低,均显著低于SK3010(P0.05)。2016年,呼伦贝尔杂花苜蓿的干草产量最高,达6 137.95 kg/hm2,显著高于其他品种(P0.05),其次为SK3010和图牧2号,其他品种干草产量在1 960.58~3 689.81 kg/hm2之间,其中WL343HQ最低,显著低于其他品种(P0.05)。与2016年相比,2017年的干草产量除呼伦贝尔杂花苜蓿略有下降外,其他苜蓿品种的产量均有大幅增加。其中巨能2的干草产量最高,达7 548.11 kg/hm2,显著高于其他品种(P0.05),其次为斯普雷德和敖汉苜蓿,分别为7 019.30 kg/hm2和7 000.20 kg/hm2,巨能2R的产量最低,为4 363.02kg/hm2,显著低于其他品种(P0.05)。2.3不同苜蓿品种的饲用品质(见表5)由表5可知,2016年,苜蓿供试品种的茎叶比无显著差异(P0.05),除图牧2号的茎叶比达到1.04外,其他品种的叶重均大于茎重,其中茎叶比较高的品种有呼伦贝尔杂花苜蓿、SK3010、敖汉苜蓿和斯贝德,分别为0.96、0.88、0.79和0.73;其余6品种的茎叶比均低于0.70,叶量丰富,营养品质较高。巨能2R的DM含量最高,达30.92%,其次为巨能2,敖汉苜蓿和WL168HQ最低,均为21.60%。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.02.023.T005表5不同苜蓿品种的饲用品质年份品种茎叶比DM/%CP/%DMCF/%DMAsh/%DM图牧2号1.04±0.07a21.62±1.67cd17.48±0.71d27.44±1.13ef9.60±0.79cd敖汉0.79±0.11a21.60±1.24d16.91±1.49e29.35±0.87bc9.80±0.67c呼伦贝尔杂花苜蓿0.96±0.10a24.34±1.35cd18.02±1.18c23.15±0.78h10.50±0.29ab斯普雷德0.60±0.17a24.39±0.88cd18.58±0.83b28.86±1.31cd9.80±0.24c2016年巨能20.66±0.11a29.92±0.98ab15.12±1.65g32.39±1.07a8.20±0.53eSK30100.88±0.02a26.29±1.09bc17.43±0.67d26.67±1.15g10.00±0.25bc斯贝德0.73±0.13a24.39±0.59cd15.72±1.12f29.78±1.21b9.10±0.43d巨能2R0.64±0.09a30.92±0.18a17.61±0.74cd28.50±0.68d9.60±0.37cdWL168HQ0.69±0.15a21.60±1.06d19.82±0.69a27.04±0.87fg10.80±0.45aWL319HQ0.67±0.14a26.24±1.01bc19.36±0.87a27.75±0.79e10.00±0.15bcWL343HQ0.54±0.15a24.39±0.96cd17.68±0.89cd29.74±0.96b10.40±0.18ab图牧2号1.59±0.04a28.08±1.67a15.16±0.58c29.79±0.85c10.10±0.88de敖汉1.15±0.06ab19.66±1.21bcd18.62±1.08a26.14±1.17e12.00±0.54a呼伦贝尔杂花苜蓿1.20±0.09ab30.02±1.33a17.12±1.11b26.92±1.22d10.40±0.63cde斯普雷德1.18±0.06ab22.46±0.87b18.68±0.86a25.78±1.01e11.20±0.47b2017年巨能20.98±0.10b27.14±0.98a12.75±0.97e32.96±0.78a8.40±0.50gSK30100.93±0.13b26.24±1.10ab16.76±0.53b26.18±0.46e10.40±0.61cde斯贝德1.11±0.04ab20.57±0.64bc14.24±0.46d31.01±0.79b9.20±0.36f巨能2R0.99±0.07b21.48±0.17b18.88±0.27a22.44±0.33g11.80±0.11aWL168HQ1.14±0.09ab17.77±1.06cd18.82±0.19a23.63±0.58f10.60±0.48cdWL319HQ0.88±0.08b21.55±1.01b15.62±0.26c30.65±0.69b10.00±0.57eWL343HQ1.04±0.12b16.88±0.96d18.62±1.01a19.30±0.81h10.90±0.46bcWL168HQ和WL319HQ的蛋白含量较高,分别为19.82%和19.36%,显著高于其他品种(P0.05),其次为斯普雷德和呼伦贝尔杂花苜蓿,分别为18.58%和18.02%,巨能2最低,为15.12%,显著低于其他品种(P0.05)。CF含量最高和最低的品种分别为巨能2和呼伦贝尔杂花苜蓿,分别为32.39%和23.15%,这两个品种均与其他品种存在显著差异(P0.05)。WL168HQ的Ash含量最高,达10.8%,巨能2的最低,为8.2%,显著低于其他品种(P0.05)。2017年,图牧2号的茎叶比最高,达1.59,巨能2R、巨能2、SK3010和WL319HQ的茎叶比较低,在0.8~1.0之间,其余6个品种的茎叶比在1.0~1.2之间,即茎重大于叶重。呼伦贝尔杂花苜蓿的DM含量最高,达30.02%,敖汉苜蓿、WL168HQ和WL343HQ的DM含量较低,分别为19.66%、17.77%和16.88%,其余品种的DM含量在20%~30%之间。CP含量较高的5个品种为巨能2R、WL168HQ、斯普雷德、呼伦贝尔杂花苜蓿和WL343HQ,分别为18.88%、18.82%、18.68%、18.62%和18.62%,显著高于其他品种(P0.05),巨能2的CP含量最低,为12.75%,显著低于其他品种(P0.05)。巨能2的CF含量最高,达32.96%,其次为斯贝德和WL319HQ,WL343HQ的最低,19.3%,显著低于其他品种(P0.05)。敖汉苜蓿和巨能2R的Ash含量较高,分别为12%和11.8%,显著高于其他品种(P0.05),其次为斯普雷德,巨能2较低,为8.4%,显著低于其他品种(P0.05)。2.4不同苜蓿供试品种的关联系数与加权关联度分析(见表6)由表6可知,呼伦贝尔杂花苜蓿、SK3010和巨能2三个品种的加权关联度值高于0.7,初步可以得出这3个品种综合表现优于其余8个品种,其中巨能2的越冬率较低,产量特性属中等偏上,CP含量较低,而CF含量较高;SK3010的产量特性较好,但越冬率和营养品质均处于中等水平;呼伦贝尔杂花苜蓿的产量特性最高,越冬率较高,品质特性除茎叶比较差外其他指标均高于中等水平,综合表现最优,生产中可酌情考虑适当提前收获。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.02.023.T006表6不同苜蓿供试品种的加权关联度分析品种关联系数加权关联度排名越冬率生长速度株高产量茎叶比CPCFDMAsh图牧2号1.000 00.407 00.535 80.854 50.373 30.641 00.645 70.818 10.603 90.641 86敖汉苜蓿0.864 30.531 80.653 60.872 50.548 90.789 50.691 70.962 90.501 40.662 84呼伦贝尔杂花苜蓿0.784 80.756 11.000 01.000 00.461 30.767 20.926 90.750 30.538 30.792 21斯普雷德0.565 00.401 50.445 90.738 60.654 40.898 60.717 90.863 40.533 80.632 48巨能20.488 60.545 90.529 70.992 00.816 80.459 30.511 00.714 01.000 00.704 13SK30100.450 51.000 00.887 40.711 70.630 00.716 10.783 40.776 00.562 90.725 72斯贝德0.502 20.504 50.489 00.666 10.608 20.531 20.574 30.895 50.720 90.574 611巨能2R0.455 30.401 50.443 40.386 20.832 90.847 80.874 90.777 80.516 80.633 77WL168HQ0.422 30.518 00.545 00.480 50.615 21.000 00.890 21.000 00.516 80.617 69WL319HQ0.486 10.472 20.491 80.401 81.000 00.758 30.619 30.848 20.585 30.614 910WL343HQ0.508 30.575 20.517 80.333 30.928 00.835 91.000 00.962 50.520 90.646 253讨论越冬率不仅是苜蓿抗寒性的常用指标,也是体现苜蓿适应性最有利的证据。本试验中,11个苜蓿品种在兴安盟乌兰浩特市生长第2年(2016),除图牧2号和敖汉苜蓿外,其他品种越冬率均低于31%,WL319HQ和WL343HQ的越冬率更是低于10%。而生长第三年(2017),各苜蓿品种越冬率均高于70%。其中,呼伦贝尔杂花苜蓿的越冬率最高,达到90.91%,充分体现呼伦贝尔杂花苜蓿的抗寒性特点。结合气象数据分析,2016年的3月气温较高(高于2015年和2017年),苜蓿提前萌发,而同年4月份气温下降,使处于萌动状态的苜蓿受冻,5月份气温回升,造成原本受冻的细胞质壁分离,细胞内水分大量外渗,导致死亡。2017年3月和4月气温均较低,苜蓿萌发较晚,未出现大范围倒春寒导致苜蓿死亡,因此2017年供试苜蓿品种的整体越冬率高于2016年。图牧2号、敖汉苜蓿和呼伦贝尔杂花苜蓿两年的平均越冬率高于60%,证明国产苜蓿品种的越冬率普遍高于国外品种,抗寒性更强[15-16]。株高是重要的产量性状指标,通常与产量呈极显著正相关[16]。2016年,受倒春寒的影响,11个苜蓿品种的株高和产量均受到不同程度的影响,呼伦贝尔杂花苜蓿,SK3010和图牧2号的株高分列前三位,对应的产量也分列前3位。而在2017年,呼伦贝尔杂花苜蓿和SK3010的株高仍列前两位,但其产量却分列第9和第8位,主要原因可能是两个品种的生长速度较高,导致部分倒伏所致。试验结果表明,2016年和2017年生长速度最快的品种均是SK3010,其次是呼伦贝尔杂花苜蓿。牧草叶片的营养价值比茎秆高一倍以上[17]。因此,茎叶比是评价牧草品质的重要指标,同时也是体现牧草适口性重要依据[18]。2016年,除了图牧2号的茎叶比达到1.04外,其余品种的叶重均大于茎重,叶量丰富,营养品质较高。2017年,有7个品种的茎叶比大于1.0,其中图牧2号的茎叶比最大,达到1.59,其余品种的茎叶比在0.8~1.0之间。CP含量是国际上公认的牧草营养品种评价指标之一,在中国标准化协会最新发布的苜蓿干草质量分级中[19],CP作为最重要的分级依据,将苜蓿划分为5级,其中,特级苜蓿干草的CP含量≥22%,优级20%~22%,一级18%~20%,二级16%~18%,三级<16%。按此标准,两年均达到一级干草标准的品种是WL168HQ、斯普雷德和呼伦贝尔杂花苜蓿。CF能够反映饲料的有效能值消化率[20]。CF又是反刍动物保证反刍活动,增加唾液,维持瘤胃正常pH值,促进胃肠蠕动和消化的功能的重要日粮组成[21]。较高的CF含量可以保证有较高的产量,但是CF含量过高,会降低瘤胃降解率,导致反刍动物对纤维素的利用效率降低,不能提供较多的能量,降低牧草的饲用价值。2016年,只有巨能2的CF含量高于30%,2017年除巨能2外,还有斯贝德和WL319HQ的CF含量大于30%,整体供试品种的CF含量较低,消化率和适口性较好。Ash太高有可能是含有泥土等杂质较多。在中国标准化协会最新发布的苜蓿干草质量分级中[19],统一对Ash含量做了标准要求,即≤12.5。苜蓿供试品种中Ash含量均低于12%,符合苜蓿干草质量分级标准。灰色关联分析是通过比较供试苜蓿品种各参数与构建的最优标准品种参数间的差异大小进行综合评价的方法,关联度越大,综合性能越好,反之则低[22]。11个苜蓿品种的越冬率、产量特性和品质特性的灰色关联分析结果表明,呼伦贝尔杂花苜蓿的产量特性最高,越冬率较高,品质特性高于中等水平,综合表现最优,因其茎叶比较高,在生产中可酌情考虑提前收获。4结论供试品种中,图牧2号、敖汉苜蓿和呼伦贝尔杂花苜蓿2年的平均越冬率较高;SK3010、呼伦贝尔杂花苜蓿和敖汉苜蓿在株高、生长速度和干草产量方面表现较好;WL168HQ、斯普雷德、呼伦贝尔杂花苜蓿CP含量均较高,达到一级苜蓿干草标准。灰色关联分析结果显示,呼伦贝尔杂花苜蓿综合表现最优,适合在该地区种植推广。

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