引用本文
毛新平, 刘彦, 赵国良, 陈鹏, 赵永刚, 王志刚. 13个紫花苜蓿品种对滴灌模式的适应性. 草业科学, 2017,34(5):1049-1056
Mao Xin-ping, Liu Yan, Zhao Guo-liang, Chen Peng, Zhao Yong-gang, Wang Zhi-gang. Effect of drip irrigation on different varieties of alfalfa in Xinjiang. Pratacultural Science,2017,34(5): 1049-1056  
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《草业科学》编辑部
13个紫花苜蓿品种对滴灌模式的适应性
毛新平1, 刘彦2, 赵国良1, 陈鹏1, 赵永刚2, 王志刚2
1.新疆兵团第七师124团,新疆 奎屯 833200
2.新疆兵团第七师农业科学研究所,新疆 奎屯 833200
通信作者：刘彦(1967-),女,湖北钟祥人,高级农艺师,硕士,主要从事玉米育种和牧草栽培研究。E-mail:112108216@qq.com

第一作者:毛新平(1968-),女,浙江温岭人,高级农艺师,本科,主要从事作物栽培研究。E-mail:ktgqzbz2266@163.com

收稿日期: 2017-01-04
基金: 基金项目:常规苜蓿制种高产繁育关键技术集成研究(2014BA013); 新疆兵团农业技术科技攻关项目
摘要

为筛选出适宜在新疆北疆地区滴灌栽培的紫花苜蓿( Medicago sativa)新品种,本研究分析了滴灌栽培技术对13个紫花苜蓿品种在北疆地区适应性的影响。结果表明,滴灌条件下易建植成功的品种有巨能7、WL319HQ和SK3010;较差的是龙牧806和龙牧801。在产量性状上,品种4010干草产量最高,并且耐寒性强,光温敏感性弱,最适宜新疆北疆地区滴灌种植。SK3010耐寒性强,适合冷凉地区种植。WL343HQ和WL319HQ在冬前寒冷季节生长速度较慢,不适宜滴灌种植。巨能7、WL363HQ和WL354HQ干草产量与对照三得利相当( P>0.05)。品种4010、巨能7、WL363HQ和WL354HQ更适宜在滴灌模式下种植。

关键词: 北疆; 侧根; 生长速度; 株高; 秋眠性; 产量
中图分类号:S816 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2017)05-1049-08 doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0352
Effect of drip irrigation on different varieties of alfalfa in Xinjiang
Mao Xin-ping1, Liu Yan2, Zhao Guo-liang1, Chen Peng1, Zhao Yong-gang2, Wang Zhi-gang2
1.Regimental Farm No.124 of Agricultural Division No.7, Corps in Xinjiang, Kuitun 833200, China
2.The Agricultural Science Academy of No.7 Division, Corps in Xinjiang, Kuitun 833200, China
Corresponding author: Liu Yan E-mail:112108216@qq.com
Abstract

In order to select alfalfa ( Medicago sativa) varieties adapted to drip irrigation cultivation in northern Xinjiang areas, and provide the basis for theories of drip irrigation cultivation techniques in artificial forage planting applications, we studied the effects of drip irrigation cultivation techniques on 13 alfalfa varieties appropriate for cultivation in the northern Xinjiang area. The results showed that Magnum Ⅶ, WL319HQ, and SK3010 easy planting were successful varieties under the conditions of drip irrigation, while Longmu 806 and Longmu 801 were not. Results for yield characteristics showed that the 4010 hay had the highest yield, and had high cold resistance but low light and temperature sensitivity, and it was most appropriate for drip irrigation cultivation in local areas. The SK3010 variety had high cold resistance, which made it suitable for cold areas. The WL343HQ and WL319HQ varieties grew slower before the winter season and were inappropriate for irrigation cultivation. The Magnum Ⅶ, WL363HQ and WL354HQ hay yield was equal to Suntory (Control). The 4010, Magnum Ⅶ, WL363HQ and WL354HQ varieties were more suitable for planting in a drip irrigation cultivation mode.

Keyword: Northern Xinjiang areas; lateral roots; growth rate; plant height; fall dormant; yield

紫花苜蓿(Medicago sativa)被誉为“ 牧草之王” , 属于豆科牧草。在世界牧草生产中, 因其抗逆性强、生产性能好、营养丰富、经济价值高以及兼有固氮和提高土壤肥力的重要作用等优点[1], 稳坐牧草生产的第一位, 其次是青贮玉米(Zea mays)[2, 3]。青贮玉米在产量上很容易满足牲畜的需求, 而苜蓿却一直严重短缺。虽然在奎屯、石河子等北疆地区种植的牧草80%左右是苜蓿, 但是由于苜蓿栽培技术的滞后, 使得苜蓿的生产不是很理想。一直以来, 北疆地区采用漫灌模式给苜蓿浇水, 漫灌模式不仅对水资源浪费比较严重, 而且容易造成积水导致苜蓿死亡。随后又对喷灌技术进行了推广, 但是由于风力阻碍、蒸发损失和水分分布不均等因素的影响, 在新疆北疆并没有得到大面积普及。直到近几年引进了更为先进的滴灌技术[4], 才解决了苜蓿栽培技术的老大难问题之一, 使得水分均匀度和量均得到了控制, 施肥也更为精准。

北疆地区使用滴灌技术后, 苜蓿的第1茬存在倒伏现象, 究其原因有两个, 一是由于随着苜蓿滴灌技术[5]的应用, 苜蓿的出苗率、成活率显著增加, 与漫灌栽培相比, 因成活率增加, 反使密度增大, 茎秆变细, 增加倒伏危险; 二是因为新疆开春气候冷凉, 第1茬苜蓿生长期加长, 造成株高增高, 倒伏现象严重。近十年来, 新疆北疆区域对于紫花苜蓿的生产一直以阿尔冈金品种为主, 但是在滴灌技术被普及后, 由于三得利品种的产量和品质表现都较好而被广泛推广[6, 7]。三得利品种苜蓿茎秆直立, 抗倒伏能力强, 很受北疆牧草栽培者的欢迎[8, 9], 其大面积使用滴管模式已有5年。近年来, 随着技术的成熟, 许多新的苜蓿品种又相继被推出, 其综合性状与三得利品种相比更为优异。为了能够筛选出优异的新品种在北疆地区推广, 本研究在北疆地区进行紫花苜蓿新品种在滴灌栽培下的适应性研究, 筛选出表现优异的紫花苜蓿品种, 替换目前的主栽品种, 以期提高苜蓿产量, 促进该地区牧草种植结构的调整。

1 材料与方法
1.1 试验区概况

本引种试验设置在新疆兵团第七师124团青年连养殖小区内, 具体位于84'47″-85'18″ E, 44'19″-44'49″ N, 平均海拔450~530 m。该地区属北温带大陆性气候, 冬季长而严寒, 夏季短而炎热, 年平均气温7 ℃, 年均日照时数2 129.4 h, 全年无霜期约180 d, 年降水量182 mm, 年蒸发量1 000~1 500 mm。试验地有机质含量为1.6%, 一类壤土, 灌溉模式为滴灌模式。

1.2 试验材料

13个紫花苜蓿品种由石河子大学草学实验室提供, 品种来源和基本情况见表1。

表1 品种名称及来源 Table 1 Name and source of varieties
1.3 试验方法及田间管理

试验采用完全随机区组设计, 每品种3个重复(小区), 小区面积2.1 m× 5 m, 小区间距50 cm, 每亩(667 m2)播量1 kg, 人工条播, 行间距30 cm, 播深1.5~2 cm。

2014年5月14日播种, 27日出苗。为保证出苗及苗后成活率, 前期每7 d滴水一次。苜蓿于初花期刈割, 小区选择2 m2的样点人工刈割称重, 并取500 g样品自然风干, 称干重。当年分别在7月24日和8月21日刈割两茬, 2015年刈割3茬, 刈割日期分别是5月29日、7月11日和8月20日。2014年人工除草3次, 每刈割一茬滴一水, 随水施尿素, 每亩(667 m2)10 kg。

1.4 测定项目与方法

出苗及苗期生长速度测定:统计不同叶片数的株数, 以说明不同品种生长速度。

鲜草产量与干草产量测定:鲜草产量在盛花期(2014年7月、8月和2015年5月、7月、8月)测定小区鲜草重量, 测定时留茬高度为10 cm。干草产量在苜蓿收获后, 每小区取500 g鲜草用作鲜样风干, 称风干草样重, 由干鲜比折算出干草产量。干鲜比为干草样重与鲜草样重的比值[9]。

株高测定:测定产草量的同时测定株高, 每个小区随机选10株, 不够10株的全部测定, 共3次重复。分别于2014年7月13日测定苜蓿收获高度, 7月24日测定苜蓿再生速度, 11月7日测定苜蓿秋眠级别。

倒伏率:倒伏率=倒伏面积/小区面积× 100%。

根系类型的测定:在小区内选取标准地段, 在标准地段内选取标准株为待测样株, 采用挖掘剖面壁法挖取苜蓿根系, 挖取深度为30 cm, 然后数出根数及含有侧根的根数。侧根为苜蓿根下12 cm处有分枝的, 直径≥ 2 mm的根。

根瘤菌数:统计每个根部的根瘤数之和, 计算各品种的平均值。

1.5 数据处理方法

用Excel对试验基本数据进行求和和排序, 用DPS 7.5统计软件对试验所测数据统计分析, 用平均值和标准误表示测定结果, 分别对苜蓿不同时期的株高、不同品种的干鲜比、倒伏率和产量进行单因素方差分析, 并用Duncan法对各测定数据进行多重比较。

2 结果
2.1 苜蓿出苗及苗期生长速度

2014年6月1日对苜蓿苗期不同叶片的株数进行了调查, 13个苜蓿品种的苗期叶片的生长状况各不相同(表2)。与对照品种三得利出苗总株数319株相比, 出苗排在前3位的品种分别是巨能7、WL319HQ和SK3010, 3个小区出苗的总株数在374~405株, 高于对照和其它品种; 出苗总株数在250株以下的苜蓿品种有龙牧806、龙牧801和国产紫花, 为国内品种, 且出苗以1片叶居多, 其中表现最差的龙牧806和龙牧801的总株数均在200株以下; 其余苜蓿品种出苗的总株数平均为303株, 出苗叶片达到2片叶的占多数。

表2 苜蓿苗期生长不同叶片的株数 Table 2 Number of plants in different leaves of alfalfa at seedling stage

从13个苜蓿品种的出苗叶片数来看, 出苗叶片达到3片的株数占全部总株数的2.10%, 排在前3位的苜蓿品种分别是SK3010(30株)、巨能7(27株)和4010(17株), 其它品种苜蓿的出苗叶片达到3片的株数都≤ 4株, 甚至多为0株。13个品种苜蓿的出苗叶片为2片的总株数为2 126株, 占全部总株数的54.30%, 出苗叶片为1片的株数占全部总株数的43.60%。由此可以看出, 13个品种苜蓿的出苗叶片基本以2片和1片为主, 品种SK3010、巨能7和4010的出苗和生长速度较快。

2.2 两年干草产量及方差分析

苜蓿两年刈割5次后对其产量进行测定, 产量最高的品种是4010, 其两年的平均每茬产干草为6 383.4 kg· hm-2, 与对照(5 350.0 kg· hm-2)相比, 产量增加了1 033.4 kg· hm-2, 差异显著(P< 0.05)(表3); 品种巨能7与WL363HQ产量分别为5 783.4和5 600.0 kg· hm-2, 与对照相比, 产量分别增加了433.4和250.0 kg· hm-2, 但差异不显著(P> 0.05), 与品种龙牧806、龙牧801和国产紫花4 650.0 kg· hm-2相比显著增产, 其余各品种产量相当。

表3 两年苜蓿干草产量(kg· hm-2) Table 3 Alfalfa hay yield (kg· hm-2) performance in two years
2.3 各品种不同温度下的生长速度及秋眠性

2.3.1 株高 2014年7月13日初花期测定株高结果可以看出, 株高在80 cm以上的有4个, 从高到低依次是WL319HQ、4010、WL363HQ和WL343HQ; 龙牧801、三得利、草原3号、龙牧806、WL353LH和国产紫花6个苜蓿品种株高在66.77~74.57 cm(表4)。

第1茬收获后10 d对13个苜蓿的再生速度进行测定, SK3010品种再生株高达到25.67 cm; 而品种龙牧806、龙牧801、国产紫花和草原3号平均株高在13 cm左右, 显著低于对照品种三得利(23 cm)(P< 0.05); 其余品种与对照相比差异不显著(P> 0.05)(表4)。

2014年入冬前11月7日株高调查显示了秋眠性状[10, 11], 生长最快的是品种4010, 株高达到29.67 cm, 较对照三得利高出5 cm以上(P< 0.05), 秋眠级别高于对照; 龙牧806、龙牧801、草原3号和国产紫花4个国产品种的再生植株高度在11.00~16.03 cm, 显著低于对照(P< 0.05)(表4)。

表4 不同测定日期各苜蓿品种株高(cm)比较 Table 4 Plant height (cm) of 13 alfalfa varieties of different measurement dates

2.3.2 倒伏性 2015年5月17日第1茬苜蓿刈割时, 国产苜蓿草原3号和国产紫花的倒伏率为19.0%, 显著低于对照品种三得利(P< 0.05); 国外苜蓿品种WL319HQ和WL343HQ的倒伏率分别为50.0%、46.7%, 均高于对照(表5)。

表5 各品种倒伏性及根系类型 Table 5 Lodging and root type of 13 alfalfa varieties

2.3.3 根系类型 13个苜蓿品种均为直根系, 含有侧根较多的品种是龙牧801, 占其总根数的42.55%, 其次是草原3号(40.00%)(表5); 国产紫花和4010分别为28.57%和21.95%, 排第3和第4; 对照三得利为12.50%, 排第5, 其余均低于对照。所有的品种均没有根瘤菌[12]。

2.4 两年苜蓿的干鲜比

两年总平均干鲜比最高的苜蓿品种是草原3号, 达到0.26; 其次是品种巨能7、WL353LH和WL363HQ, 均为0.25; 干鲜比最低的是品种龙牧806和WL354HQ, 只有0.23; 其余苜蓿品种的干鲜比与对照品种三得利相同, 均为0.24(表6)。

表6 两年苜蓿干鲜比 Table 6 Dry to fresh ratio of alfalfa in two years

年份间茬次数据显示, 2014年建植期干鲜比为0.23, 比2015年低0.02, 2014年第1茬干鲜比比第2茬低0.01。2015年的7月11日和8月20日两茬的干鲜比2014年和2015年第1茬高0.05左右。

3 讨论与结论

13个紫花苜蓿品种在新疆北疆地区采用滴灌栽培技术进行适应性引种, 结果表明, 产量高的几个品种都是引进的国外品种, 蛋白质含量高[13, 14]。苜蓿的刈割时间是苜蓿蛋白质含量重要的影响因子, 一般苜蓿现蕾期含量最高[15, 16, 17], 现蕾期收获的国产品种品质会超过国外初花期收获的苜蓿品质。在新疆北疆地区苜蓿历年表现第1茬产量最高, 一般在株高达到90 cm时进行刈割, 既能保证苜蓿品质, 又能保证多收1茬, 同时又可以减少倒伏, 总体产量也可以得到保证。

出苗及苗期生长速度是苜蓿品种在引种过程中所表现出来的对环境适应性的一个重要指标。国内品种与国外品种出苗总数差异明显, 说明国内品种种子生活力差, 国外品种种子质量好, 生活力强[18, 19, 20]。就长势而言, 供试的13个品种, 国产品种的长势均低于国外品种。

苜蓿侧根多的品种抗逆性强, 适应环境的能力也强[21, 22]。本研究含有侧根较多的品种是龙牧801和草原3号, 但其产量性状表现一般。品种4010的侧根数与草原3号相当, 因此, 苜蓿在滴灌条件下侧根多少对产量影响不大。不同苜蓿品种有不同的适应性, 多数国外品种的生长速度快、再生性能好, 但不是每一个都适合在北疆地区栽培。在13个品种苜蓿中, 品种SK3010适合冷凉地区滴灌种植, 品种WL343HQ和WL319HQ因倒伏率较高不适宜滴灌种植, 而品种苜蓿4010不但产量最高, 且适宜滴灌种植, 因此, 在新疆北疆地区可以形成以4010为主, 其它品种为辅的种植模式。

致谢:石河子大学鲁卫华教授在论文修改过程中给予了很大的帮助。

(责任编辑 武艳培)

The authors have declared that no competing interests exist.

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