黄河三角洲地区引种紫花苜蓿的灰色关联度分析与综合评价

陈小芳，徐化凌，毕云霞，燕海云，许 洁，宁 凯，于德花

(1.东营市农业科学研究院，山东 东营 257091；2.东营科达基建有限公司，山东 东营 257091)

紫花苜蓿为豆科苜蓿属多年生草本植物，具有高产、质优，营养成分丰富的特性，在粗蛋白质、维生素和无机盐含量方面尤其突出，是家畜优质的粗饲料[1-5],是发展种草养畜的首选作物[6-7]。黄河三角洲地区畜牧业集约化、规模化的发展，迫切需要高品质植物性蛋白饲料的充足供应，决定了苜蓿作为战略性保障饲草的重要地位[8-11]。

我国苜蓿分布广泛、生境复杂，造就了遗传资源丰富、品种类型众多、生态类群多样的现状[12]。因此，为建立优质苜蓿基地，保障草地畜牧业稳定发展，就需要不间断、有针对性地进行苜蓿品种的引种、评价试验[13]。本研究在雨养旱作条件下开展，根据东营地区的立地条件，引进21个紫花苜蓿品种进行生产性能和营养品质评价和比较，为筛选优良苜蓿品种建植栽培草地提供理论参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地位于山东省东营市广北农场三分厂(118°33′E，37°13′N)，属温带季风型大陆性气候，年日照时数2 440.3 h，无霜期为203 d，年平均气温12.2 ℃，年均降水量543.3 mm，主要集中在7月和8月，雨热同季。土壤为壤质潮土(重壤土)，耕层(0～30 cm)土壤主要理化性质(表1)：有机质含量1.97%，全氮含量0.82 mg·kg-1，速效氮含量73.02 mg·kg-1，速效磷含量15.84 mg·kg-1，速效钾含量251.69 mg·kg-1，pH值8.55。

表1 试验地土壤检测概况Table 1 Survey of soil detection in the test site

1.2 试验材料

供试21个紫花苜蓿品种的详细信息见表2。

表2 紫花苜蓿品种Table 2 Different alfalfa varieties

1.3 试验设计

2017年4月6—7日条播，采用随机区组设计，设3次重复。每个小区面积3 m×5 m，区间距0.8 m，走道宽1 m，行距0.3 cm，播种量为15 kg·hm-2，播种深度为1～2 cm。播后浅覆土、轻镇压，苗期进行人工中耕除草。2017年刈割未测产，次年返青后，在初花期进行刈割，共刈割3次。

1.4 测定指标及方法

1.4.1生产性能指标测定

株高、每平方米枝条数、枝条重、茎粗均为每小区初花期刈割前测定。

株高：测量10株苜蓿自地面到顶端的绝对高度。

每平方米枝条数：每小区随机取1 m样段，数出枝条数，重复3次，每平方米枝条数根据样段枝条数和行距计算。

枝条重：将30根枝条剪成3～5 cm小段，烘箱中105 ℃烘至恒重，称重。

茎粗：用电子游标卡尺测量10个枝条基部直径。

干草产量：根据鲜草产量和鲜干比换算获得。每小区全部刈割(留茬高度5 cm左右)称量为鲜草产量。每小区随机取鲜草1 kg，烘箱105 ℃烘至恒重，称重，计算鲜干比。

1.4.2营养成分分析

2018年采集第1茬干草为分析样品，测定指标及方法：粗蛋白(crude protein,CP)采用凯氏定氮法、粗脂肪(ether extract,EE)采用索氏提取法、粗纤维(crude fiber,CF)采用酸碱洗涤法、粗灰分(crude ash,CA)采用灼烧法、酸性洗涤纤维(acid detergent fiber,ADF)和中性洗涤纤维(netural detergent fiber,NDF)采用范式洗涤法。

1.5 数据统计分析

利用Excel软件进行数据整理，DPS软件进行方差分析和灰色关联度分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种主要生物性状的比较

2.1.1株 高

方差分析(表3)表明，21个苜蓿品种第1茬和第2茬株高差异极显著(p<0.01)。第1茬时，Bara 416 WET和Bara 420 YQ品种的株高显著低于对照品种(p<0.05)，其余品种与对照无显著差异；第2茬时，Bara 420 YQ的株高仍然显著低于对照品种(p<0.05)；第3茬时，皇冠的株高显著高于其他品种(p<0.05)。总体来看，苜蓿株高第1茬(99.73 cm)>第3茬(82.38 cm)>第2茬(77.26 cm)；3茬平均值，巨能801最高，其次为WL 712、WL 414、赛迪7、三得利和WL 298 HQ。

表3 紫花苜蓿品种株高比较Table 3 Comparison of plant height of different alfalfa varieties

2.1.2鲜干比

第1茬鲜干比在3.28～5.07范围内(表4)，最大为巨能801 ，最小为WL 326 GZ，且其显著低于其他品种(p<0.05)；第2茬鲜干比在3.08～5.20范围内，最小为Bara 420 YQ，最大为WL 712；第3茬鲜干比在2.70～3.93范围内，最小为中苜5号，最大为4030。

表4 参试紫花苜蓿品种的鲜干比Table 4 The ratio of fresh and dry weight of alfalfa varieties tested

2.1.3茎 粗

第1茬和第2茬时(表5)，Bara 420 YQ茎粗均显著低于对照品种(p<0.05)，其中巨能2和Bara 416 WET第2茬的茎粗显著高于对照，其他各品种茎粗与对照差异均不显著；第3茬时，巨能801茎粗显著低于对照，其余品种与对照差异不显著。从三茬平均值来看，除Bara 420 YQ显著低于对照外，其余各品种间差异不显著，第1茬茎粗(3.78 mm)>第3茬(3.37 mm)>第2茬(2.96 mm)。

表5 参试紫花苜蓿品种的茎粗Table 5 Comparison of stem diameters of alfalfa varieties tested

2.1.4枝条数和枝条重

枝条数方差分析结果(表6)表明，赛迪7和耐盐之星枝条数分别在第1茬和第3茬时显著高于对照(p<0.05)，其余品种与对照差异不显著；第2茬各品种枝条数与对照相比均无显著差异。三茬总体来看，第2茬枝条数(548.35)>第1茬(441.88)>第3茬(359.95)。

对枝条重进行方差分析(表6)，第1茬时，WL 326 GZ枝条重显著高于对照(p<0.05)；第2茬时，4030枝条重显著高于对照(p<0.05)，Bara 420 YQ枝条重显著低于对照(p<0.05)；其余品种与对照差异不显著。第3茬时，各品种枝条重与对照差异不显著。三茬总体来看，第1茬枝条重(2.00 g)>第3茬(1.44 g)>第2茬(1.04 g)。

表6 参试紫花苜蓿品种的枝条数和单个枝条重Table 6 The number of branches and weight of single branches of alfalfa varieties

分别比较所有品种第1茬，第2茬、第3茬枝条数、单个枝条重和鲜干比平均值占全年总量的百分比(图1)，枝条数越多，鲜干比越大，单个枝条重越小，枝条数和鲜干比与单个枝条重呈负相关。

2.2 不同品种干草产量的比较

对21个苜蓿品种干草产量进行分析，结果(表7)表明，苜蓿第1茬各品种产量呈极显著差异，各品种年产量差异显著。除Bara 420 YQ外，其他20个品种第1茬干草产量最高，其中，中苜5号和耐盐之星第1茬产量分别达到8 584.94 kg·hm-2和8 121.52 kg·hm-2。除4030外，其他品种第2茬产量最低，第3茬产量略高于第2茬，两茬产量分别介于2 600～3 400 kg·hm-2和3 000～4 700 kg·hm-2之间。苜蓿年产量最高的是中苜5号，其次为中苜3号、耐盐之星和WL 414。可见，第1茬产量对苜蓿的高产起主要作用。

表7 紫花苜蓿品种干草产量Table 7 Comparison of hay yield of alfalfa varieties

2.3 不同品种营养成分的比较

2018年测定结果(表8)表明，不同品种间粗蛋白含量和无氮浸出物含量呈显著差异(p<0.05)。粗蛋白含量最高的是Bara 420 YQ，占干物质的23.54%，显著高于对照品种；其次为中苜3号，粗蛋白含量占干物质的22.48%。粗脂肪含量最高的是耐盐之星，占干物质的4.48%；其次为WL 326 GZ，粗脂肪含量占干物质的4.42%。粗纤维含量变化范围为21.00%～23.72%，WL 298 HQ含量最低，含量最高的品种为巨能801。粗灰分含量变化范围为8.57%～11.76%，中苜4号含量最低，中苜3号含量最高。Bara 420 YQ的无氮浸出物含量为34.22%，显著低于对照品种；其次为中苜3号，含量为36.07%。酸性洗涤纤维含量变化范围为27.03%～31.64%，WL 326 GZ含量最低，中苜5号含量最高。中性洗涤纤维含量变化范围为31.82%～39.94%，WL 712含量最低，中苜4号含量最高。

2.4 不同品种生产性能与品质的灰色关联度分析

采用灰色关联度法[14-18]，将21个苜蓿品种看成一个灰色系统，分析每一品种的多个性状，进而对各品种的生产性能和品质进行综合评价。根据最优性原则设置一个“参考品种”(表9)，各指标含量值设置如下：

表9 参考品种Table 9 Reference Variety

含量值(与生产性能呈正相关)=供试品种测定最大值×(1+5%) ；

或含量值(与生产性能呈负相关)=供试品种测定最小值×(1-5%)；

式中：与生产性能呈正相关的指标为干草产量、株高、粗蛋白、粗脂肪、粗灰粉、无氮浸出物，与生产性能呈负相关的指标为粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维。根据关联度分析原则，关联度大的数列与标准数列最接近，综合性状评价表现最优，反之表现最差。

由表10可知，供试品种与参考品种的关联度大小依次为：中苜5号>中苜3号>耐盐之星>3010>中苜4号>赛迪7>中苜1号=WL 712>WL 414>巨能2>巨能801>三得利>WL 298 HQ>WL-SALT>Bara 416 WET>WL 326 GZ>苜蓿王>皇冠>4030>WL 353 LH>Bara 420 YQ。据此可知，中苜5号与参考品种的相似度最大，其次为中苜3号、耐盐之星、3010、中苜4号，而Bara 420 YQ与参考品种相似度最小。

表10 紫花苜蓿品种灰色关联度分析Table 10 Grey correlation analysis of alfalfa varieties

3 讨 论

奶牛养殖是东营市现代畜牧业发展的标志性产业，国家级标准化示范场规模大，产业化程度高，对优质苜蓿需求量大，本地种植苜蓿不能满足需求，大量进口，增加了饲养成本。通过分析我国现有登记的苜蓿品种情况，有针对性地引进品种，充分掌握其在当地的生长发育状况，选择适宜品种建植苜蓿草地是当前苜蓿生产的首要问题[19-21]。

3.1 不同品种紫花苜蓿生产性能的差异分析

苜蓿生长发育状况、健壮程度和生产性能都可以从株高、分枝重和茎粗中反映出来[22]。苜蓿干草产量、株高、茎粗和单个枝条重平均值均为第1茬>第3茬>第2茬，表明年产量与株高、茎粗、单个分枝重相关。鲜干比反映了苜蓿的干物质积累程度和利用价值，鲜干比、分枝数平均值均为第2茬>第1茬>第3茬，分枝数越多、鲜干比越高，适口性越好[23]。

紫花苜蓿第1茬草的产量明显高于第2茬和第3茬，占全年产草量的比重最大[24]。上年最后一茬刈割后至第二年5月第一次刈割，这段时间根部获得了充足的养分积累，并且来年3至5月的温度、光照等气候条件适宜，苜蓿具有较长的营养生长时间[25-26]。在东营地区，第2茬苜蓿生长期从5月中旬到6月中旬，此时根部积累的养分在第1茬生长过程中大量消耗后还未能获得有效的恢复，即使雨水、光照、温度等气候条件较好，30 d左右进入初花期，生长期短是产量低于第1茬的主要影响因素。本试验产量测定表明，21个苜蓿品种的第1茬产量最高(除Bara 420 YQ)，占年总产量的45%～56%，与谢楠等[27]在河北沧州地区、赵海明等[28]在河北深州地区开展的苜蓿品种评价试验结果相似。可见，苜蓿第1茬产量决定年产量的高低，高质量的第1茬田间管理是保障苜蓿全年草产品生产的重点。

3.2 不同品种紫花苜蓿的营养品质性状差异分析

苜蓿含有多种营养成分，粗蛋白质提供营养物质，粗脂肪和无氮浸出物供给热能，粗灰分为矿物质，均与营养价值呈正相关关系，因此这几个指标的测定值越高，说明其适口性及品质也就越好，饲料价值越高[23]，而粗纤维、酸性洗涤纤维及中性洗涤纤维等与营养价值呈负相关关系，含量越少越好。

4 结 论

本研究通过21个苜蓿品种在东营地区的引种试验，从生产性能和营养价值综合考虑，中苜5号、中苜3号、耐盐之星、3010、中苜4号综合性状突出，为当地建植苜蓿草地的优选品种。本研究结果可为黄河三角洲地区及其它生态条件相似区域苜蓿草地建植过程中适宜草种的选择提供理论依据。