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10个不同种品种牧草在宁夏中部地区引种适应性研究

范文

秦萍刘德光许珂叶璐韦孟琪王彬

摘 ? ?要：本试验采用随机区组的设计，在宁夏中部地区对10种不同牧草（7种豆科牧草和3种禾本科牧草）进行引种试验，测定了幼苗期、盛花期/拔节期、成熟期的植株株高、茎基粗度、叶面积、叶色、叶绿素含量、脯氨酸含量、细胞膜透性及抗氧化保护酶[超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）]活性等指标。结果表明，7种豆科牧草中，博拉图和宁苜1号两个苜蓿品种具有较高的株高和茎基粗度及较好的叶色等级，沙打旺具有较高的叶绿素含量，三者均具有较高的叶面积指数、脯氨酸含量和SOD、POD活性及较低的细胞膜透性;3种禾本科牧草中，披碱草具有较高的株高、茎基粗度、叶色等级和脯氨酸含量及较低的细胞膜透性，扁穗冰草具有较高的SOD和POD活性;利用隶属函数对10种牧草的生态适应性进行综合评价得知，豆科牧草沙打旺和苜蓿（博拉图、宁苜1号）及禾本科牧草披碱草生态适应性较强，适合在宁夏中部干旱带引种栽培。

关键词：牧草;引种;生态适应性;抗逆性;宁夏中部干旱带

中图分类号：S54 ? ? ? ? ? ?文献标识码：A ? ? ? ? DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.08.008

Abstract：The 10 different forages （7 leguminous and 3 gramineous） were studied through introduction experiment with randomized block method in middle area of Ningxia. The indexes， such as plant height， stem base diameter， leaf area， leaf color， chlorophyll and proline content， cell membrane permeability and antioxidant protective enzyme （SOD and POD） activity were measured from the seedling period to the maturity period. The results showed that among the 7 leguminous forages， the two alfalfa varieties （Plato and No.1 of NingMu） had the higher plant height， stem base diameter and leaf color grade， and Astragalus adsurgens had the higher chlorophyll content; the 3 forages above had the higher leaf area， proline content， SOD and POD activity， and their cell membrane permeability were lower. Among the 3 gramineous forages， Elymus dahuricus had the higher plant height， stem base diameter， leaf color grade， proline content and the lower cell membrane permeability， while Agropyron cristatum had the higher SOD and POD activity. The ecological adaptability of 10 forages was evaluated comprehensively by membership function. According to the analysis results， A. adsurgens， two alfalfa varieties （Plato and No.1 of NingMu） and E. dahuricus had the better ecological adaptability which were suitable for introduction and cultivation in the middle arid area of Ningxia.

Key words： herbage; introduction; ecological adaptability; stress resistance; middle arid area of Ningxia

宁夏位于我国农牧交错带，自古就是重要的牧区之一，现有天然草场近240万hm2[1]。近年来，宁夏自治区政府一直把草畜产业作为宁夏农业四大战略性主导产业之一，也是宁夏中部干旱带发展农村经济，促进农民脱贫致富的支柱产业[2]。

发展草畜产业的根本措施之一就是高产优质牧草的育种与栽培，但在宁夏尤其在中部干旱带，目前适宜栽培的高产优质牧草品种较少，难以满足当地大力发展草畜产业的需求。故本试验从国内外引进若干牧草品种，对其生态适应性进行了比较，旨在筛选出适合宁夏中部干旱带的优良牧草，为宁夏乃至西北干旱地区高产优质牧草的育种与栽培提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

本试验于2018年在宁夏吴忠市红寺堡开发区孙家滩现代农业示范园区开展。红寺堡位于宁夏中部，地势南高北低，海拔1 240～1 450 m，为山间盆地，属典型的温带大陆性气候，常年干旱少雨，昼夜温差大。多年平均降水量251 mm，年平均蒸發量2 387 mm，年平均气温8.7 ℃，全年>10 ℃积温达3 200 ℃以上。

1.2 试验材料

参试豆科牧草7种，其中苜蓿（Medicago sativa L.）6个品种（阿尔冈金、金皇后、固原紫花、博拉图、宁苜1号、三得利）和沙打旺（Astragalus adsurgens Pall.）;参试禾本科牧草3种，分别为披碱草（Elymus dahuricus Turcz.）、无芒雀麦（Bromus inermis Leyss.）、扁穗冰草[Agropyron cristatum （L.） Gaertn]。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，小区面积20 m2（5 m×

4 m），3次重复。2018年5月下旬人工播种，播种量15.0 kg·hm-2，行距20～25 cm。播种前施入有机肥（牛粪）30 t·hm-2，尿素225 kg·hm-2，过磷酸钙60 kg·hm-2，硫酸钾60 kg·hm-2。

1.4 指标测定

本试验在豆科牧草苗期、盛花期、成熟期和禾本科牧草苗期、拔节期、成熟期分别测定植株的株高和茎基粗度，并选取同一植株同一部位不同叶片，测定其叶色、叶面积、脯氨酸含量、细胞膜透性、叶绿素含量以及超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）活性和过氧化物酶（Peroxidase，POD）活性。每个小区5次重复。

用直尺测量牧草株高;用游标卡尺测定牧草基部的粗度;以甘肃草原生态研究所种检中心研制的草坪草颜色分级卡为依据，用目测法评定各牧草品种的颜色，按1～9级分级制进行分级;用剪纸法对牧草叶面积进行测定;采用酸性茚三酮法，对不同生长时期的不同种牧草进行脯氨酸（Proline， Pro）含量测定[3];采用电导率仪（CM-230型）测定叶片电导率并计算细胞膜透性[3];采用95%乙醇法测定叶片叶绿素含量[3];采用氮蓝四唑光还原法测定超氧化物歧化酶（SOD）活性[4];采用愈创木酚法测定过氧化物酶（POD）活性[5]。

1.5 数据分析

将各种（品种）牧草不同指标的隶属函数值相加并求平均值，最后根据隶属函数平均值，对不同牧草的生态适应性进行排序。

采用DPS 10.0和Microsoft Excel 2010软件对数据进行处理与分析。

2 结果与分析

2.1 不同牧草形态指标分析

2.1.1 株高和茎基粗度 ? ?由表1可知，7种豆科牧草宁苜1号长势最好，至成熟期，其株高和茎基粗度均显著高于其他品种（P<0.05），其次是博拉图、三得利和固原紫花品种，三者间株高和茎基粗度差异均不显著（P>0.05）;禾本科牧草在不同生育期的株高均表现为披碱草>无芒雀麦>扁穗冰草，且前二者之间差异均不显著（P>0.05）。

2.1.2 叶色和叶面积指数 ? ?由表2可知，随着生育期的推进，豆科牧草中阿尔冈金和三得利苜蓿叶色等级先升后降，其他豆科牧草品种及3种禾本科牧草叶色等级均呈升高趋势;至成熟期，豆科牧草叶色等级以博拉图最高，其次是宁苜1号，禾本科牧草中以披碱草和扁穗冰草最高。7种豆科牧草叶面积指数均呈增加趋势，但品种间增幅不同，以宁苜1号增幅（87.31%）最大;至成熟期，叶面积指数以博拉图最高，与沙打旺（第2位）差异不显著（P>0.05），但显著高于其他品种（P<0.05），宁苜1号排第3位。

2.2 不同牧草生理生化指标分析

2.2.1 细胞膜透性 ? ?由表3可知，随着生育期的推进，除博拉图苜蓿的细胞膜透性呈先升高后降低的趋势，其他6种豆科和3种禾本科牧草均呈升高趋势，但种间增幅不同，7种豆科牧草中以宁苜1号增幅（10.82%）最小，其次是博拉图（12.20%），3种禾本科牧草中以披碱草增幅（11.75%）最小。至成熟期，7种豆科牧草间细胞膜透性差异均显著（P<0.05），其中以沙打旺最低，然后是博拉图，宁苜1号排第3位，而阿尔冈金细胞膜透性最大;3种禾本科牧草种间差异亦显著（P<0.05），以披碱草最低而无芒雀麦最高，扁穗冰草居中。

2.2.2 叶绿素 ? ?由表4可知，随着生育期的推进，除博拉图苜蓿的叶绿素含量呈先增后减趋势，其他6种豆科和3种禾本科牧草均呈增加趋势。至成熟期，7种豆科牧草中以沙打旺叶绿素含量最高，显著高于其他豆科牧草（P<0.05），其次是三得利苜蓿，与宁苜1号（第3位）和固原紫花（第4位）差异不显著（P>0.05），但显著高于其他3种豆科牧草（P<0.05）;3种禾本科牧草中以扁穗冰草叶绿素含量最高，显著高于无芒雀麦（P<0.05），披碱草与二者差异均不显著（P>0.05）。

2.2.3 脯氨酸 ? ?由表4可知，随着生育期的推进，除博拉图和三得利苜蓿的脯氨酸含量呈先增后减趋势，其他5种豆科和3种禾本科牧草均呈增加趋势，但种间增幅不同，豆科和禾本科牧草中分别以宁苜1号和披碱草增幅最大，分别为220.59%和137.13%。至成熟期，7种豆科牧草以沙打旺脯氨酸含量最高，显著高于宁苜1号（第2位）（P<0.05），二者均显著高于其他5种豆科牧草（P<0.05）;3种禾本科牧草中以披碱草脯氨酸含量最高，显著高于无芒雀麦和扁穗冰草（P<0.05），后二者间差异不显著（P>0.05）。

2.2.4 SOD ? ?由表5可知，随着生育期的推进，除阿尔冈金和固原紫花苜蓿SOD活性呈下降趋势，其他5个豆科和3个禾本科牧草SOD活性均呈先升高后降低的趋势;至盛花期/拔节期，7种豆科牧草中以沙打旺SOD活性最高，其次是博拉图（第2位）和宁苜1号（第3位），三者间差异显著且均显著高于其他4種豆科牧草（P<0.05），3种禾本科牧草表现为扁穗冰草>披碱草>无芒雀麦，三者间差异均显著（P<0.05）。

2.2.5 ? ?POD ? ?由表5可知，随着生育期的推进，宁苜1号苜蓿、披碱草和扁穗冰草POD活性先降后升，三得利苜蓿先升后降，其他6个牧草品种均呈升高趋势;至成熟期，7种豆科牧草POD活性种间差异均显著（P<0.05），以沙打旺最高，其次是博拉图，宁苜1号排第3位;3种禾本科牧草中以扁穗冰草最高，显著高于无芒雀麦和披碱草（P<0.05）。

2.3 不同牧草生态适应性综合评价

利用模糊数学的隶属函数法对不同牧草的生态适应性进行评价，结果见表6。由表6可知，7种豆科牧草中，苗期沙打旺、宁苜1号和博拉图的生态适应性分别位列前三名，盛花期沙打旺、博拉图和三得利的生态适应性分别位列前三，成熟期沙打旺、博拉图和宁苜1号的生态适应性分别位列前三;3种禾本科牧草中，披碱草的生态适应性在各生育期均为第一位。综合而言，豆科牧草沙打旺、博拉图、宁苜1号和禾本科牧草披碱草具有较强的生态适应性。

3 结论与讨论

有关不同种（品种）牧草的引种适应性研究在国内外已开展多年，并取得了相应的研究成果。兰吉勇等[6]在新疆察布查尔县对8个多年生禾本科牧草进行了引种适应性研究，筛选出了3个优良品种;古琛等[7]在内蒙古四子王旗对13份禾本科牧草和9份豆科牧草进行了适应性评价，筛选出了适应性较强的4个牧草品种;王建丽等[8]在哈尔滨对9个草地早熟禾（Poa pratensis L.）品种进行了引种适应性评价，筛选出了适应性较强的2个品种。

大量研究表明[9-11]，气候是影响植物引种适应性的主要因素，而温度与降水量是决定区域气候的两个最主要因素，也是决定引种成败的关键因素。对宁夏中部地区而言，干旱是限制植物生长的首要因素，同时严寒和土壤贫瘠亦影响着植物的生长发育，因此在该地区引进新品种，首先要具有较强的抗旱性，其次还要具有抗寒性和耐瘠薄性。

在以上原则指导下，张学文[12]在宁夏南部干旱半干旱区对6个多年生禾本科牧草品种进行了生态适应性比较研究，筛选出3个适宜于在宁夏南部山区推广种植的冰草品种;贾倩民等[13]在宁夏盐池干旱风沙区对6个豆科和6个禾本科牧草品种进行了适应性比较试验，研究结果表明：苜蓿两个品种（宁苜1号、中苜1号）和沙打旺的适应性较强，可作为该地区推广种植的优良牧草;马甜等[14]在宁夏盐池县对中科2号羊草[Leymus chinensis （Trin.） Tzvel.]品种进行了引种试验，认为中科2号羊草新品种适宜在宁夏盐池等类似地区种植，宁夏有建立羊草新品种种源繁殖基地的潜力。

本研究表明，在宁夏中部地区干旱缺水条件下，7种豆科牧草中，博拉图、宁苜1号具有较高的株高和茎基粗度及较好的叶色等级，沙打旺具有较高的叶绿素含量，三者均具有较高的叶面积指数、脯氨酸含量和SOD、POD活性及较低的细胞膜透性，说明三者具有较强的渗透调节能力和抗氧化保护能力，在逆境中所遭受的伤害较小，生长发育良好，其生态适应性综合（隶属函数）排名位列前三，其中沙打旺与苜蓿在各指标间的差异主要因其种属特性所致，前者属于豆科黄芪属而后者属于豆科苜蓿属，故在具体品种的选择上还应考虑到牧草的产量、质量及综合利用方式，相关研究有待于进一步开展;3种禾本科牧草中，披碱草具有较高的株高、茎基粗度、叶色等级和脯氨酸含量及较低的细胞膜透性，扁穗冰草具有较高的SOD和POD活性，生态适应性综合评价（隶属函数）以披碱草最高。由此可见，豆科牧草沙打旺和苜蓿（博拉图、宁苜1号）及禾本科牧草披碱草生态适应性较强，适合在宁夏中部干旱带引种栽培。

参考文献：

[1]李世忠，徐坤，谢应忠.浅谈宁夏半干旱地区牧草产业的可持续发展[J].中国草地，2005，27（3）：75-77.

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[3]李合生等.植物生理生化试验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2000.

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[5]高俊风.植物生理学试验指导[M].北京：高等教育出版社，2006.

[6]兰吉勇，李学森，张学洲，等.8个多年生禾本科牧草引种试验[J].草食家畜，2011（6）：68-70.

[7]古琛，潘占磊，乌力吉，等.短花针茅荒漠草原引种牧草适应性评价[J].草业科学，2016（1）：25-30.

[8]王建丽，申忠宝，潘多锋，等.九个草地早熟禾品种在哈尔滨地区引种适应性评价[J].黑龙江农业科学，2016（6）：110-114.

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[11]希斯M E，巴恩斯R F，梅特卡夫D S.牧草——草地农业科学[M].黄文惠，苏加楷，张玉发，等，译. 第四版.北京：中国农业出版社，1992.

[12]张学文.宁南干旱半干旱区多年生冰草引种试验研究[J].内蒙古农业科技，2013（5）：48-49.

[13]贾倩民，陈彦云，陈科元，等.若干牧草在宁夏盐池干旱风沙区的引种试验[J].干旱区资源与环境，2014，28（12）：154-158.

[14]马甜，齊冬梅，陈延，等.中科2号羊草品种在宁夏的引种试验初探[J].草地学报，2013，21（4）：670-675.

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