红三叶新品系(R)播种当年的生产性能和营养价值研究

杨 丹，田新会，杜文华

(甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070)

红三叶(Trifoliumpratense)又名红车轴草、红花苜蓿、红荷兰翘摇，属豆科三叶草属多年生牧草[1]，具有草质优良、营养丰富、适口性好等特点，已是欧洲、美国、新西兰等地区最重要的栽培豆科牧草之一[2-3]。在我国云南、贵州、甘肃、江西、四川、新疆等地都有大面积栽培[4]，目前，国内审定通过的红三叶品种(系)只有4个，远不能满足生产需要[5]。红三叶持久性相对较弱，属短期多年生草本，寿命2～5年，作为放牧地和刈割牧草地可利用年限为1～3年。红三叶再生性较差，频繁的刈割以及感染病虫害也会导致红三叶持久性下降[6]。甘肃各地气候差别大，生态环境复杂多样[7]，选育和确定适合各地区生态环境的红三叶材料，对当地农业经济及畜牧业发展具有重要的作用。故有效的选择和综合评价杂交育种形成的红三叶品系的生产性能和营养价值显得尤为关键。

研究通过对草产量、株高、分枝数、鲜干比、粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)各指标的测定，并应用灰色关联度分析法综合评价研究项目组选育出的红三叶新品系的生产性能和营养价值，以期为红三叶新品种审定奠定基础。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验在甘肃农业大学牧草种质资源圃进行。地理位置为N 36°03′，E 103°52′，海拔1 560 m,年平均气温8.5℃，年降水量380 mm，年蒸发量1 486.5 mm，年无霜期171 d。土壤为栗钙土，有灌溉条件，地势平坦。

1.2 供试材料

供试材料为甘肃农业大学利用澳大利亚红三叶品种Sensation和Renegade有性杂交，培育的红三叶新品系(R)，岷山红三叶(CK1)和甘红1号红三叶(CK2)作为对照。

1.3 试验设计

随机区组设计。条播，行距30 cm，播深1～2 cm，播种量15 kg/hm2，小区面积2 m×5 m，3次重复。播种时间为2016年3月29日。播前施过磷酸钙374.81 kg/hm2，并按50 kg/hm2施尿素1次，试验期间分别于红三叶分枝期、现蕾期和第1次刈割后施氮60 kg/hm2，并进行灌溉。2016年共刈割2次，分别用C1和C2表示。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 分枝数和株高 于初花期(小区内20%植株开花)进行指标测定。每个材料3个重复，每个重复选取10株用直尺量取自然株高，然后在每个小区中随机选取1 m长样段(边行和地头2边各除去20 cm)，数取样段内株高高于20 cm的枝条，计算平均值。

1.4.2 鲜(干)草产量和鲜干比 2次刈割均在初花期进行。齐地面刈割每个小区所有植株的地上部分(除去边行和地头两边20 cm部分)，称重，得到鲜草产量。并从中随机抽取500 g，带回实验室，于103℃干燥箱内杀青30 min，在70 ℃干燥箱烘7～8 h，称重，得到干草产量，并计算鲜干比。播种当年红三叶材料均刈割2次，分别用C1和C2表示。每个材料2次刈割的鲜(干)草产量之和即为总鲜(干)草产量。

1.4.3 营养成分测定 在实验室内用半微量凯氏定氮法[14]测定各红三叶材料的粗蛋白(CP)含量，索氏浸提法[15]测定粗脂肪(EE)含量，滤袋技术改进的范氏酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维测定法[16]测定中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量。

1.4.4 数据的统计分析 应用Microsoft Excel 2010和SPSS 19.0软件对试验数据进行统计分析。不同处理之间多重比较采用Duncan法，应用灰色关联度综合评价[11-12]。

2 结果与分析

F测验表明，红三叶刈割次数间除ADF含量的差异显著(P<0.05)外，其他各指标均存在极显著性差异(P<0.01)；红三叶材料之间枝条数、株高、鲜草产量、干草产量、鲜干比、EE和ADF含量的差异极显著(P<0.01)，NDF含量差异显著(P<0.05)；刈割次数(红三叶材料交互作用间枝条数、株高、鲜草产量、干草产量以及EE和ADF含量的差异极显著(P<0.01)，鲜干比、CP和NDF含量的差异显著(P<0.05)(表1)。需对上述存在显著或极显著差异的指标进行多重比较。

表1 参试红三叶材料间、刈割次数间和材料×刈割次数交互作用间红三叶生产性能和营养价值的方差分析

注：*表示差异达显著水平(P<0.05)；**表示差异达极显著水平(P<0.01),下同

2.1 枝条数和株高

2.1.1 红三叶材料间枝条数和株高的差异 R的枝条数最多(1 409万个/hm2)，CK1的枝条数最少(1 067万个/hm2)，前者是后者的1.32倍。R的株高(81.62 cm)略低于CK2(83.22 cm)，显著高CK1(61.13 cm)(图1)。

2.1.2 刈割次数间红三叶材料枝条数和株高的差异 多重比较结果表明，第1次刈割各红三叶材料的平均枝条数(1 616万个/hm2)和株高(77.07 cm)均显著高于第2次刈割，分别为764万个/hm2和73.43 cm(图1)。

图1 红三叶材料枝条数和株高的差异Fig.1 Differences of branch number and plant height among different red clover materials注：同一指标不同字母表示差异显著(P<0.05)

2.1.3 材料×刈割次数互作效应间枝条数和株高的差异 RC1的平均枝条数最多(1 727万个/hm2)，除与CK2C1无显著差异外，与其他材料均有显著差异(P<0.05)；CK1C2的平均枝条数最少(619万个/hm2)，除与CK2C2无显著差异外，显著低于其他处理(P<0.05)。供试红三叶材料第1次刈割的枝条数均显著高于第2次(P<0.05)(图2)。

CK2C1的株高最高(85cm)，除与RC1无显著差异外，显著高于其他材料(P<0.05)；CK1C2的株高最低(59 cm)，显著低于其他材料(P<0.05)。

图2 红三叶材料×刈割次数互作效应间枝条数和株高的差异Fig.2 Differences of branch number and plant height among interactions of red clover material and cutting frequency

2.2 鲜(干)草产量

2.2.1 红三叶材料间鲜(干)草产量的差异 3个红三叶材料播种当年的鲜草产量为：R(34.02 t/hm2)>CK2(22.06 t/hm2)>CK1(16.64 t/hm2)，且差异显著(P<0.05)；2次刈割干草产量依次为R(6.98 t/hm2)>CK2(4.02 t/hm2)>CK1(3.61 t/hm2)，R显著高于CK1和CK2(P<0.05)(图3)。

图3 红三叶材料间鲜(干)草产量及鲜干比的差异Fig.3 The fresh yield,hay yield and fresh dry ratio of tested materials

2.2.2 刈割次数间红三叶(干)草产量的差异 供试红三叶材料第1次刈割的平均鲜草产量(21.07 t/hm2)和干草产量(3.95 t/hm2)均显著高于第2次(P<0.05)，第2次刈割鲜干草产量分别为3.2 t/hm2和0.91 t/hm2(P<0.05)。

2.2.3 材料×刈割次数互作效应间鲜(干)草产量 供试红三叶材料中，RC1的平均鲜草产量最高(30.67 t/hm2)，显著高于其他处理(P<0.05)；其次为CK2C1和CK1C1，二者的鲜草产量无显著差异；除RC2和CK2C2外，CK1C2的平均鲜草产量显著低于其他处理(P<0.05)(图4)。

图4 材料×刈割次数互作效应间鲜(干)草产量和鲜干比Fig.4 Differences of the fresh weight,hay yield and fresh dry ratio among interactions of red clover material and cutting frequency

从干草产量分析，RC1的平均干草产量(5.77 t/hm2)显著高于其他处理(P<0.05)；CK1C2的平均干草产量最低(0.76 t/hm2)，除与RC2和CK2C2无显著差异外，与其他材料均有显著差异(P<0.05)。

2.3 鲜干比

2.3.1 红三叶材料间鲜干比的差异 3个供试红三叶材料的鲜干比差异显著(P<0.05)，大小为：R(4.93)>CK2(4.55)>CK1(3.89)(图3)。

2.3.2 不同刈割次数间红三叶材料鲜干比的差异 供试红三叶材料第1次刈割的鲜干比(5.35)显著高于第2次(3.56)(P<0.05)。

2.3.3 材料×刈割次数互作效应间鲜干比的差异 RC1的鲜干比(5.79)最高，与其他处理间均存在显著差异(P<0.05)；CK1C2的鲜干比(2.82)显著低于其他处理。

2.4 营养价值

2.4.1 红三叶材料间营养成分 供试红三叶材料的CP含量无显著差异，其中R的CP含量(27.38%)最高，CK1的CP含量(25.54%)最低；R的EE含量(1.87%)显著低于CK2(2.82%)(P<0.05)，但与CK1无显著差异；3个红三叶材料的NDF含量无显著差异，R略高(45.54%)于CK2(45.12%)；R的ADF含量(36.91%)显著高于CK1(34.03%)，但和CK2无显著差异(表2)。

表2 红三叶材料间营养成分

注：同列不同字母表示差异显著(P<0.05)

2.4.2 不同刈割次数间红三叶材料的营养成分 第1次刈割各红三叶材料的平均CP含量(28.53%)显著高于第2次刈割(24.65%)(P<0.05)，而EE，NDF和ADF含量则显著低于第2次。

2.4.3 材料×刈割次数互作效应间的营养成分 CK2C1的CP含量(30.19%)最高，与其他材料均有显著性差异(P<0.05)；RC1的EE含量(1.36%)最低，CK2C1的EE含量(2.87%)最高，除与CK2C2无显著差异外，与其他处理均有显著差异(P<0.05)；各红三叶材料的NDF含量除CK1C1显著低于其他处理外，其余处理均无显著差异；RC1的ADF含量(38.36%)最高，除与CK1C1和RC2有显著差异(P<0.05)外，与其他材料均无显著差异(图5)。

图5 材料×刈割次数互作效应间的营养价值Fig.5 Differences of the forage nutrition among interactions of red clover material and cutting frequency

2.5 综合评价

草产量、CP及EE含量是决定牧草生产性能和营养价值的最重要因素[13]，NDF和ADF含量是决定饲草适口性及消化率的最重要因素[14]。因此，在研究红三叶生产性能和营养价值时，必须考虑到草产量、CP和EE、NDF和ADF含量。视所有供试红三叶材料为一个灰色系统，将试验中各供试材料性状指标的平均值作为比较数列(表3)，取草产量，CP和EE的最大值，NDF和ADF的最小值为最优指标构建“标准材料”，作为参考数列，根据以上分析指标的重要程度采用赋值法分别赋值(wk)，权重总和为1(表4)。

根据评价模型计算各性状的灰色关联度值，该关联度为等权关联度，是在各评价成分都同等重要的情况下营养价值高低的反映，即各种成分同等重要的条件下才能用等权关联度评判营养价值优劣。然而，牧草中各营养成分对营养价值高低的贡献率是不同的。因此，为了客观地评价营养价值的高低，需采用加权关联度。故根据各供试材料的性状指标与理想材料性状间的灰色关联系数与各权重的乘积之和得出各供试材料的加权关联度。等权关联度大小排名：R>CK2>CK1；通过加权关联度的排序情况可以看出R的位次优于CK2和CK1(表5)。

表3 供试材料的性状数据

表4 标准红三叶材料的构建及各指标的权重

表5 供试材料的加权关联度及排序

3 讨论

良好的生产性能是对优质牧草基本要求，而株高和分枝数是评价生产性能的重要指标，在一定程度反应产草量的高低。试验发现，红三叶干草产量与枝条数极显著正相关，与株高无显著相关性，枝条数对草产量影响较大。红三叶新品系R的株高虽然居中，但由于其枝条数最多，干草产量也最高；CK2虽然株高最高，但由于其枝条数显著低于R，所以其干草产量也低于R；CK1由于其株高和枝条数均最低，所以干草产量也最低。试验结果与George[15]的研究结果相一致。在不同刈割次数间红三叶材料草产量存在一定差异，供试红三叶材料第1次刈割的平均鲜(干)草产量显著高于第2次，是因为红三叶性喜温暖湿润气候条件，遇高温干旱环境时产量会下降[16]。试验红三叶第1次刈割时间为7月初，兰州地区4～7月的温度较低，适宜于红三叶生长，因而获得较高草产量；第1次刈割时留茬高度较低，7月兰州又遭遇高温干旱天气，因此，对红三叶草产量有较大影响，第2茬草产量较低。鲜干比则反映牧草干物质累积程度和利用价值。鲜干比越大，牧草含水量越高，草质越鲜嫩，适口性越好[17]。试验中，R的鲜干比最高，其次为CK2，CK1最低。这与樊江文[18]的研究结果相一致，不同红三叶材料的生产性能在一定程度上反映了其在当地的适应性，但还要结合其营养成分进行综合评价以确定其研究价值。

牧草的营养价值是由遗传特性决定的，生育期、刈割高度、外界环境和贮存条件等对其品质也有一定影响[19]。试验第1次刈割的平均CP含量显著高于第2次，EE，NDF和ADF含量显著低于第2次。主要是由供试红三叶材料的遗传特性决定，和第2茬草生长的气候条件，以及留茬过低有一定关系。这也与展春芳[20]的研究结果一致，即刈割高度影响牧草品质，高度越高，红三叶CP含量高，粗纤维含量低，营养价值越高，反之，刈割高度越低，红三叶CP含量低，粗纤维含量高，营养价值越低。

灰色系统理论广泛应用于各种类型的综合评价与相关分析中[21]，同时采用灰色关联度分析法综合评判品种的优劣是客观可行，是一种较好的统计分析方法[22]，由于不同红三叶材料的适应性不止是单个因素影响的结果，而是多个因素综合影响的结果，试验采用灰色关联度分析法对供试材料进行综合评价，结果表明，R的综合性状最接近理想材料，其次为CK2，CK1的综合表现最差。

4 结论

供试红三叶材料中，红三叶新品系R的草产量和CP含量最高，鲜干比最大，NDF含量和对照无显著差异，ADF含量介于两个对照之间。通过灰色关联分析的方法对参试材料进行综合评价表明，R的综合性状最好，有待于进一步试验，为审定红三叶新品种奠定基础。

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