紫花苜蓿在长沙地区的引种及适应性研究

郑 霞，吴端钦，王延周，侯振平

（中国农业科学院麻类研究所，湖南长沙410205）

紫花苜蓿（Medicago sativa）营养丰富，富含蛋白，被誉为“牧草之王”，但其生物学特性在很大程度上将其栽培区域限制在温带和寒带。因此，我国紫花苜蓿的种植主要以北方温带地区为主。湖北、湖南和广西北部等长江以南地区，处于温带与亚热带季风气候的过渡带，夏季炎热多雨，使紫花苜蓿难以越夏，适应当地气候的紫花苜蓿品种很少（刘瑞峰等，2006）。因此，长江以南地区长期以来被认为不适合种植紫花苜蓿。近年来，随着南方畜牧业对高质量牧草的需求加大，以及高秋眠级紫花苜蓿品种的引进与选育，紫花苜蓿开始在我国南方部分地区种植（陈菲等，2018；翡翠明等，2017；马进等，2016）。

苜蓿的秋眠性是其引种及划分种植带的重要依据，已有研究发现，半秋眠和非秋眠型紫花苜蓿可以在南方种植，但相关研究较少。因此，有必要对不同秋眠级的紫花苜蓿在南方地区的生长特性、产量和品质等进行研究，掌握南方地区紫花苜蓿的生长规律，制定科学的南方育种目标，促进其种植。本研究选择“热浪”“劲能5010”和“甘农5号”三个半秋眠级紫花苜蓿品种为供试品种，于2015年11月在湖南长沙白箬铺试验基地播种，2016—2017年，连续两年对上述三个紫花苜蓿品种进行品种及茬次间农艺性状和营养成分的研究，以期为紫花苜蓿在南方亚热带地区的种植提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及供试材料 试验地位于湖南省长沙市望城区的中国农业科学院麻类研究所白箬铺创新综合试验基地（N 28°26′22.7″，E 113°03′2 8.4″），为北亚热带季风性湿润气候，降水1500 mm，平均温度≥10℃，积温5300～6500℃，春秋多雨，夏天酷热，冬季短暂，平均相对湿度80%。土壤养分如下：有机质22.81 g/kg、全氮5.2 g/kg、碱解氮120.02 mg/kg、全磷2.49 g/kg、速效磷52.10 mg/kg、全钾13.5 g/kg和速效钾82.06 mg/kg。供试紫花苜蓿品种和秋眠级、产地及来源信息见表1。

表1 供试紫花苜蓿品种信息

1.2 田间种植管理 2015年11月30日，采用人工条播方式播种，小区面积为8 m2（2 m×4 m），采用随机区组设计，行距30 cm，播种量为1.5 g/m2，播种深度1～2 cm，每个品种3个重复。试验期间各小区统一管理，适时浇灌、施肥、除草、培土。

1.3 紫花苜蓿刈割次数 2016年，共进行5次刈割，刈割时间分别是5月9日（初花期）、6月17日（初花期）、8月3日（初花期）、9月20日（虫害比较严重）和11月3日。2017年，以初花期为刈割标准，刈割时间分别是4月6日、5月15日、6月20日，仅刈割3次。2017年6月底，湖南省遭遇特大暴雨，导致苜蓿试验田严重受损，后续未能继续刈割试验。综合连续两年数据，此文中只进行前三茬次苜蓿种植的统计与分析。

1.4 测定指标与方法 越夏率测定：2016年10月份调查小区内存活苜蓿株数与定植苜蓿株数的百分比。产量测定：每小区除去保护行作为测产面积，小区人工收割，称鲜重，随后随机取紫花苜蓿约1 kg，置于70℃烘48 h至恒重，称量并计算干物质重量。株高：种植后第一年（2016年），于每茬初花期进行紫花苜蓿株高测量。每小区随机选择10株，测定地面至植株顶端的绝对高度，计算平均值（李德明等，2018）。叶茎比测定：刈割时随机取整株苜蓿鲜重约500 g，放入烘干机（FX-6CHZ-12C-70型茶叶烘干机，福鑫牌），70℃烘48 h至恒重，分离茎和叶并称重，计算叶重与茎重的比值。营养成分测定：取苜蓿初花期样品，其粗蛋白质（CP）、粗脂肪（EE）、粗灰分（Ash）和粗纤维（CF）的含量按照张丽英（2016）的方法进行测定。

1.5 数据分析 采用Excel 2010对数据进行初步整理，然后采用SAS 8.2软件的MIXED过程统计，对于苜蓿生物学及营养成分指标，统计模型中的固定效应包括品种、刈割茬次以及两者的交互作用，每个品种的样品指标为重复测定，品种作为随机效应。不同苜蓿品种之间和不同刈割茬次之间的差异采用Tukey’s法进行多重比较，结果以“平均值±标准误”表示，当P＜0.05时表示差异显著，P＜0.01时表示差异极显著，0.05

2 结果与分析

2.1 紫花苜蓿的收获期和刈割次数 由表2可知，湖南地区紫花苜蓿种植后第一年第一次刈割时间为5月上旬。随着气温及雨水的增加，苜蓿第二茬与第三茬的生育期明显较短。而到了第二年，第一茬苜蓿的生育期则比第一年短了9 d，第二茬与第一年一样，但是第三茬却比同期短了11 d。

2.2 紫花苜蓿品种越夏率 从图1可知，三个紫花苜蓿的越夏率品种间没有显著性差异（P>0.05）。“劲能5010”的越夏率最高，热浪越夏率次之，“甘农5号”平均越夏率最低。

2.3 紫花苜蓿的产量 由表3可知，2016年“热浪的”鲜产量显著高于“甘农5号”和“劲能5010”（P<0.05），品种对茬次鲜产量有影响趋势（P=0.070），茬次对各品种鲜产量有显著的影响（P<0.001），品种和茬次的交互作用对苜蓿的鲜产量有显著影响（P=0.008）。2017年各品种之间的鲜产量无显著差异（P>0.05），品种（P=0.396）以及品种与茬次（P=0.831）的交互作用对各品种的鲜产量无显著影响，但是“劲能5010”的鲜产量随着茬次的增加，鲜产量呈现下降趋势，尤其是第三茬的鲜产量显著低于第一茬的鲜产量（P<0.05）。

表3 不同紫花苜蓿品种的产量分析kg/m2

2.4 株高、干鲜比及叶茎比测定 由表4可知，品种和茬次对不同紫花苜蓿的株高有显著影响（P<0.001），但是品种与茬次的交互作用对株高无显著影响（P=0.297）。“热浪”的株高显著高于“甘农5号”与“劲能5010”（P<0.05），而且三个品种随着收割茬次的增加，株高也显著降低（P<0.05）。品种对不同紫花苜蓿的干鲜比和叶茎比无显著影响（P>0.05），但是茬次（P<0.05）和品种与茬次的交互作用（P<0.05）对两者有显著的影响。

表4 不同紫花苜蓿品种初花期的株高、干鲜比及叶茎比分析

2.5 营养成分特点 由表5可知，品种对叶中的粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪和粗灰分的含量无显著影响（P>0.05），而茬次对叶中的粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪和粗灰分的含量均有显著影响（P<0.05）。茬次与品种交互作用对叶中粗蛋白质含量有显著影响（P<0.05），对粗灰分含量有影响的趋势（P=0.064），但是对粗纤维和粗脂肪的含量均无显著影响（P>0.05）。

表5 不同紫花苜蓿品种间叶和茎营养成分含量比较%

品种对紫花苜蓿茎的粗蛋白质含量有显著的影响（P<0.001），对粗纤维含量有影响的趋势（P=0.065），但是对粗脂肪和粗灰分的含量无显著影响（P>0.05）。茬次对不同品种紫花苜蓿茎中的粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪和粗灰分含量均有显著影响（P<0.05）。品种与茬次的交互作用对茎中的粗蛋白质含量有显著影响（P=0.001），但是对粗纤维、粗脂肪和粗灰分的含量无显著影响（P>0.05）。

3 讨论

3.1 紫花苜蓿在南方地区的适应性 紫花苜蓿喜温暖、半干燥的气候条件，最适日均温度为15～21℃，适宜的年降水量为300～800mm，沙壤土和壤土最适宜其生长，pH呈弱碱性，当pH为7～8时最为有利（林丽秀等，2007）。湖南省属亚热带季风气候，夏季较长，年平均温度高。戴泽军等（2014）研究湖南夏季高温气候特征发现，全省7月8日起高温均值达到36℃以上，并一直维持到8月末。而且，长沙属于湘东地区，土壤主要为红壤土，酸性土壤（欧阳宁相等，2017）。无论是地理气候，还是土壤性质来看，湖南地区不是非常适宜紫花苜蓿的生长。初晓辉等（2012）引进国外10个紫花苜蓿品种，在昆明地区进行生产性能和持久性比较研究，结果发现有两个品种适应云南省北亚热带气候条件，其他8个品种适应性较差。

苜蓿秋眠性是在秋季日照变短和温度降低时植株所表现出的一种适应性生长特性，一般被作为判断品种适应性的重要依据（赵海明等，2020；何云等，2005）。有研究认为，秋眠性和土壤的pH是我国苜蓿难以南移的一个重要障碍（卢欣石，1997）。罗旭辉等（2007）从国外引进22个紫花苜蓿品种在福建中亚热带区进行适应性试验，研究发现引进的品种可以适应当地夏季高温气候和土壤条件，其中8个品种为高产品种。本试验的3个品种，整体适应南方的高温气候和土壤条件，但是“劲能5010”的越夏率相比其他两个品种更优。这与前人在南方地区引种的相关研究相一致，品种的不同，对南方地区气候和土壤的适应性不尽相同。

3.2 紫花苜蓿品种与茬次对生产性能的影响不同的紫花苜蓿品种，其生产性能差异很大。紫花苜蓿的适应性体现了其在一个地区的适应能力，但是生产性能是考察其能否优质、高产的重要参考依据。李志华等（2006）在南京地区开展了10个紫花苜蓿品种的生产性能比较试验，研究发现，种植第二年株高为64.07～78.57 cm，而第三年则为63.70～86.93 cm，差异较大。刘胜洪等（2013）在广东地区开展的不同品种紫花苜蓿适应性试验，结果发现，不同品种对干鲜比和茎叶比有显著的影响。张艳娟等（2010）在南方农区冬闲田上种植了8个紫花苜蓿品种，结果表明，不同品种的株高和产量均有显著差异，而且第一茬和第二茬的干物质产量有明显的差异。这些研究与本试验的结果相一致，不同的品种表现出不同的生产性能。

3.4 紫花苜蓿品种和茬次对营养成分的影响不同品种的紫花苜蓿生长特性有差异，因此对营养成分的含量有很大的影响。同样，紫花苜蓿栽培的当地气候及水肥管理与刈割密切相关，而不同茬次的营养成分含量也有明显差异，通常以第一茬次的品质最佳（王丽学等，2018）。韩学琴等（2009）分析研究了金沙江干热河谷地区引种的14个紫花苜蓿的蛋白质含量，发现不同品种之间的蛋白质含量差异较大，最高的蛋白质含量为19.7%，而最低为16.6%。王仪明等（2017）在上海崇明地区对20份紫花苜蓿进行了评价比较，结果显示不同品种间的粗蛋白质、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量存在显著性差异。本研究中品种对叶中的蛋白质含量无显著影响，但是对茎中的含量有显著影响，与前人的研究并不完全一致，这可能与品种、地区、气候及水肥条件的不同有关。紫花苜蓿刈割越早，苜蓿越幼嫩，营养品质越高，适口性越好，并有利于植株再生。有研究发现，第一茬初花期处理综合评价高于第一茬盛花期处理及第二茬初花期处理（李菲菲等，2019）。本试验均在紫花苜蓿初花期进行刈割，而且茬次对营养成分表现出显著影响。因此，不同地区应探索适宜的刈割时间，使紫花苜蓿的营养成分含量最大化，改善其营养品质。

4 结论

本研究结果表明，3个紫花苜蓿品种中“劲能5010”越夏率最高，连续两年的鲜产量表现优异，叶茎比较高，而且叶茎的粗蛋白质含量高，粗纤维含量较低，适宜长沙地区种植开发利用。