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Breeding of High Yield High Protein and High Resistance Alfalfa Cultivar

高产高蛋白质高抗性苜蓿品种选育



全 文 :文章编号: 1007-0435( 2002) 01-0028-05
高产高蛋白质高抗性苜蓿品种选育
李 红, 罗新义, 王玉林, 柴凤久, 王凤国
(黑龙江省畜牧研究所, 齐齐哈尔市 161041)
摘要: 以肇东苜蓿与扁蓿豆远缘杂交种 F3 代群体为原始材料, 采用系统选育方法,通过多次单株选择, 结合越冬
率, 产草量,粗蛋白质含量等指标反复筛选后,进行无性繁殖,选育出 7 个优良品系。建立无性系和多元杂交圃,实
行开放授粉, 通过品系比较试验、区域试验、生产试验。选育出具有“高产、高蛋白质、高抗性”的 60号苜蓿新品系。
关键词: 苜蓿; 品种选育
中图分类号: S541  文献标识码: A
Breeding of High Yield High Protein and High Resistance Alfalfa Cultivar
LI Hong, LU O Xin-yi, WANG Yu-lin, CAI Feng-jiu, WANG Feng-guo
( Anim al Scien ce Inst itute of Heilongj iang Province, Qiqih ar , 161041, China)
Abstract: Seven good l ine were breeded using system breeding method through individual select ion w ith
many times and screening w ith over w inter rate, rude protein content index , eat , f rom o riginal mater ial in
F 3 generation populat ion. established clones and polyhybrid nursery w ith open poll inat ion, cult ivar
compar at ive test , regional test and product ive test w ere done to breed new cultiv ar o f alfalfa No. 60 w ith
high yield, high protein and high resistance.
Key words : Alfal fa; Cult ivar breeding
  苜蓿具有优质高产,粗蛋白质含量高, 适应性广
等特点,是调整种植业结构, 提高土壤肥力, 缓解家
畜蛋白质供需矛盾的理想牧草。但由于我国北方天
然草原面积较大, 草原植被的豆科牧草普遍缺乏,加
之长年投入不足,管理不善, 超载过牧,导致草场生
产力和土壤肥力逐年下降,无法满足家畜对各类营
养物质,尤其是对蛋白质的需求。此外,适宜北方半
干旱地区种植的优良苜蓿品种较少,而引进品种越
冬率低,难以适应我省栽培种植。针对苜蓿生产中存
在的上述问题, 黑龙江省畜牧研究所“八五”期间开
展适宜我国北方半干旱地区种植的产草量高,粗蛋
白质含量高, 同时具有较强抗旱、抗寒、抗病虫、耐盐
碱性能优良苜蓿品种的选育工作。经过 10 年
( 1991- 2000)的选育工作,业已选出适于我省的优
质高产高抗性的 60号苜蓿新品系,以期今后在我国
东北、西北、华北、内蒙等高寒干旱地区推广种植。
1 材料与方法
1. 1 单株选择
1. 1. 1 1991年在肇东苜蓿与扁蓿豆远缘杂交种 F 3
代群体原始材料圃, 选择株型直立高大、分枝多、无
病虫害、发育健壮的 130个单株,分别记载其外部形
态特征,挂牌编号,并用木桩插上标记。
1. 1. 2 在此基础上,进一步筛选单株株高在 65~
75cm ,鲜草重在 400g 以上, 分枝数 60~120个的单
株,共入选 101个单株,通过在初花期化验分析粗蛋
白质含量在 17. 4%~20. 0%, 比对照高 1~2 个百
分点的单株。符合上述各项标准的有 3、46、60、74、
81、100、112号 7个单株。
1. 1. 3 测试项目 单株形态特征、抗逆性、单株重、
再生性和营养成份含量。
收稿日期: 2001-05-18; 修回日期: 2001-11-15
作者简介: 李红( 1960-) ,女,副研究员,主要从事牧草育种与饲料、草坪研究工作,发表论文 40余篇
第 10卷 第 1期
 Vo l. 10  No. 1
草 地 学 报
ACT A AGRESTIA SIN ICA
 2002 年 3月
March  2002
1. 2 建立无性系材料圃
1. 2. 1 1992年对入选的 7 个单株进行扦插, 小区
面积为 21m2 ( 6m×3. 5m) , 株距 30cm , 行距 70cm,
单区制,未设重复。当返青后株高达 20~25cm 时,
于 5月 18日分株刈割扦插枝条 572个, 7月 17日
进行第二次扦插,插前对枝条采用生根粉稀释液浸
泡处理, 共扦插598个。两次共扦插枝条1170个。建
立 7个无性系材料圃。
1. 2. 2 测试项目 扦插枝条成活率、物候期、越冬
率、抗逆性、营养分析、单株产量、生长速度。
1. 3 建立多元杂交圃
1. 3. 1 1993年在无性系材料圃的基础上,返青后
各株系于 5月 10日对入选的无性系,采用扦插方式
建立多元杂交圃。株距 40cm ,行距 70cm ,行长 8m,
每区 3~5行,每行栽植 20株。7个株系移栽 24行,
共 480株,采取开放授粉, 种子成熟后分系收种,以
便翌年进行品系比较试验。
1. 3. 2 测试项目 物候期、植株高度、产草量、种子
产量。
1. 4 品系比较试验
1. 4. 1 1994和 1995年分别进行品系比较试验,其
中 1994 年 5月 18 日播种, 小区面积 4m 2 ( 2. 2m×
1. 8m ) , 1995 年 4 月 20 日播种, 小区面积 12m 2
( 6. 7m×1. 8m )。小区均为 6行区,行距 30cm ,重复
3次,随机排列,区组间留1m 宽间隔道。播种量分别
为 10. 0kg / hm2和 11. 0kg/ hm 2。
1. 4. 2 参试材料 3、46、60、74、81、100、112号 7
个品系。以肇东苜蓿为对照。
1. 4. 3 测试项目 物候期、植株高度、生长速度、抗
寒性、抗病虫性、产草量、种子产量、营养成分含
量等。
1. 5 区域试验
1. 5. 1 区域试验基点 1998- 1999 年, 选择我省
具有典型代表的 3个地区进行区域试验,分别隶属
3种土壤类型, 2个气候带(寒温带和寒带气候) (见
表 1)。
1. 5. 1. 1 北部寒带黑钙土壤区的大兴安岭大杨树
区,于 1998年 6月 23日播种。
1. 5. 1. 2 西部干旱风沙土壤, 齐齐哈尔市省畜牧
所,于 1998年 6月 3日播种。
1. 5. 1. 3 盐碱土壤安达市先锋乡, 于 1998年 6月
21日播种。
表 1 区域试验基点情况
Table 1 Condition of r egional t est lo ca tion
区试基点名称
Name of
reg ion al tes t
locat ion
地理位置
Geographical pos iti on
北纬
North
lati tu de
东经
East
longitude
年均气温(℃)
M ean annu al
air
temperatu re
最低气温(℃)
T he minmum
temperature
≥10℃积温
≥10℃
Accumulated
tem perature
年均降水量
( mm)
Mean annual
precipi tat ion
土壤类型
Soil type
pH
无霜期( d)
fros t-f ree
period
省畜研所
Animal lns t itu te
of province
47°15′ 123°40′ + 3. 0 - 39. 5 2722 454. 0
风沙黑钙土
Chemozem of
s and dun es
7. 4 130
安达
Anda
46°24′ 125°21′ + 3. 2 - 25. 4 2753 419. 7
盐碱土
S aline-alkali
soil
8. 2 135
大杨树
Dayangsh u
49°44′ 132°37′ - 2~- 4 - 45 1900 500. 0 黑钙土
Chern oz em
7. 0 90
1. 5. 2 试验设采草和采种区 采草区面积 16. 2m2
( 9m×1. 8m ) ,行距30cm, 6行区。采种区9m 2( 5m×
1. 8m) , 行距 45cm , 4行区,各重复三次,随机区组排
列,区组间留 1m 观察道,四周设保护区。采草区播
种量 12. 0kg / hm2 ,采种区 7. 5kg / hm 2。试验区在播
前耕翻平整, 分行点播,踩底格子,覆土 2cm ,播后镇
压,各试点均按统一试验方案进行。
1. 5. 3 参试材料 3、60、81、112号品系, 以肇东苜
蓿为对照。
1. 5. 4 测试项目 物候期、植物学特征、生长速度、
茎叶比、分枝数、抗寒性、抗旱性、耐盐碱性、抗病虫
害性能、营养成分含量、产草量、种子产量。
29第 1期 李 红等:高产 高蛋白质高抗性苜蓿品种选育
1. 6 生产试验
1999- 2000 年, 在省畜研所进行生产试验, 试
验采取大区制, 1999 年 6 月 24日播种, 不设重复,
区长 35. 8m , 宽 15. 0m ,面积 522m 2, 其中参试的选
育品系 60号面积为 328. 5m 2, 对照区 193. 5m 2, 行
距 30cm, 播种量 15. 0kg / hm2。播前平整土地, 覆土
2cm,播后镇压。
2 结果与分析
2. 1 品系比较试验
参试的 7个品系,其中 46、60和 100号品系均
已超过原定各项技术指标, 二年生干草产量分别为
7612. 05、7998. 30 和 8288. 25kg / hm2 比 对照 区
( 6201. 05kg / hm
2
) 增 产 22. 75%、 28. 98%和
33. 66%。越冬率分别为 92. 0%、93. 0%和 96. 5% ,
比对照区( 88. 5%)高 3. 5、4. 5和 8. 0个百分点。初
花期粗蛋白质含量分别为 18. 29%、19. 05%和
20. 22%, 比对照区( 14. 78% )分别高 3. 51、4. 27 和
5. 44个百分点。而且具有较强的抗旱、抗寒、抗病虫
害性能(表 2)。
表 2 品系比较试验
T able 2 Cultivar s compa rative test
参试品系
St rain of
test
生长年限
Plant ing
period
干草产量
Dry weight
k g/ hm2
增产( % )
Increased
种子产量
S eed w eight
kg/ hm 2
增产( %)
In creas ed
越冬率( % )
Over
winter rate
初花期
粗蛋白质含量( % )
CP content of earlier
anthesis ( %)
生长速度
( cm/ d)
Grow th speed
( cm/ d)
46 二年生 7612. 05 22. 75 201. 9 43. 50 92. 0 18. 29 1. 37
100 二年生 8288. 25 33. 66 150. 0 6. 60 96. 5 20. 22 1. 37
74 二年生 7588. 05 22. 37 30. 0 - 78. 68 95. 5 17. 46 1. 20
60 二年生 7998. 30 28. 98 183. 0 30. 06 93. 0 19. 05 1. 36
3 二年生 7829. 55 26. 26 273. 9 94. 67 95. 5 17. 49 1. 34
81 二年生 8191. 65 32. 10 744. 0 528. 8 96. 5 16. 74 1. 38
112 二年生 7708. 80 24. 31 411. 0 192. 10 94. 5 17. 40 1. 37
CK 二年生 6201. 05 140. 7 88. 5 14. 78 1. 34
2. 2 区域试验
1998- 1999年区域试验产草量测定结果, 60号
品系在 3个试点表现较为突出(见表 3)。
2. 2. 1 省畜牧所基点 第 2年产干草 7500kg/
hm
2 , 第 3 年 7500. 6kg/ hm 2, 分 别 比 对 照 区
( 5753. 25、5724. 5kg/ hm2 )增产 30. 36%和 31. 0%,
二年平均增产 30. 69%, 二者差异显著( P< 0. 05)。
2. 2. 2 安达基点 第 2、3年分别产干草 7722. 75
和 7693. 70kg / hm2 ,对照区分别为 8250. 3和7218. 5
kg/ hm
2。结果表明,第 2年 60号苜蓿比对照区减产
6. 39% ,第 3年增产 6. 6%, 2年平均产草量与对照
区相近。
2. 2. 3 大杨树基点 第 2、3 年干草产量为
8487. 45kg / hm2 和 11218. 52kg / hm2, 与 对 照 区
( 8814. 90kg/ hm
2 和 10509. 55kg / hm 2)相比,第 2年
减产 3. 7% ,第 3年增产 6. 8%, 二年平均干草产量
为 9852. 99kg / hm2 ,比对照区高 3. 58%。
2. 3 生产试验
生产试验结果, 选出 60号苜蓿品系, 1999 年在
生长第 2年干草产草量为 1388. 85kg/ hm 2。高于对
照( 1166. 7kg / hm2 ) 19. 04%。第 2年刈割三次,干草
产量分别为 2011. 1 (头茬)、4166. 75 (二茬) 和
3000. 0 kg/ hm2 (三 茬 ) , 全 年 干 草 总 产 量 为
9177. 75kg/ hm
2, 对照区 3 茬干草产量分别为
1197. 5、3333. 3和 2031. 25kg / hm 2, 全年干草总产
6562. 05kg/ hm 2。60号苜蓿品系的产草量高于对照
区 39. 86%。
2. 4 植物学特征
60号苜蓿株型直立,花期株高 75~110cm , 分
枝期根颈分枝 4个, 叶片卵圆型, 为三出羽状复叶,
长2~3cm ,叶缘有锯齿无毛。总状花序腋生, 由15~
30个深紫色小花组成,花冠为蝶型, 荚果螺旋状卷
曲 2~3圈,种子肾形浅黄色, 每荚含种子 4~8粒,
千粒重 2. 2g。
2. 5 生物学特性
2. 5. 1 物候期 区域试点观察结果, 60号苜蓿于
22/ 4~4/ 5返青,分枝期 14/ 5~20/ 5,现蕾期 7/ 6~
30 草 地 学 报 第 10卷
29/ 6,开花期 26/ 6~11/ 7,结荚期 17~30/ 7,成熟期
3/ 8~4/ 9,枯萎期 14/ 9。生育期 100~124d,生长期
130~140d。
2. 5. 2 生长速度 三个试验基点的测定结果表明,
60号苜蓿品种日生长速度均高于对照区。
2. 5. 2. 1 畜牧所基点 1998年测定结果, 60号苜
蓿返青后, 两次刈割的日均生长速度为 1. 01cm 和
1. 28cm , 分别高于对照区 ( 0. 95cm 和 1. 16cm )
6. 3%和 10. 3%。1999年两次刈割的日均生长速度
为 1. 31cm ,高于对照( 1. 06cm) 23. 6%。
2. 5. 2. 2 安达基点 1999 年测定结果,从返青至
两次刈割期间, 日均生长速度为 1. 39cm, 比对照区
( 1. 21cm)高 14. 88%。
2. 5. 2. 3 大杨树基点 返青至第二次刈割期间,日
均生长速度为 1. 62cm, 略高于对照区。
2. 5. 3 茎叶比 叶量占全株的比例与牧草质量的
优劣密切相关。经 60号苜蓿和对照区各 50株的测
定结果, 总重量均为 0. 46kg, 其中 60号苜蓿叶量占
全株比例为 54. 35%, 对照为 52. 12%。前者的叶量
高于对照 2. 23个百分点。
2. 5. 4 抗旱性 1995和 1999年, 春季在牧草生长
季节出现严重干旱, 畜牧所基点 1995 年测 30~
60cm 土层含水量为 7. 0%~9. 7%。60号苜蓿从地
表至株高 20cm 层次叶片出现黄叶数量少于对照。
日均生长速度 1. 36cm ,比对照( 1. 34cm )高 1. 49%。
干物质增长量 49. 97kg / hm 2·d,比对照( 38. 44kg /
hm
2·d)高 30. 0%。1999年春季再次出现干旱, 0~
60cm 土层含水量仅 5. 8%~12. 6% ,较正常牧草生
长需水量少 30%的干旱环境条件下,第一次花期刈
割, 60 号苜蓿株高 60. 40cm , 比对照( 49. 67cm )高
21. 6%, 干物质增长量为 2430. 2kg / hm2 , 比对照
( 1958. 26kg/ hm2 )高 24. 1%。结果表明, 60号苜蓿
品种抗旱性高于对照。
表 3 区域试验
T able 3 The regional t est result s
试验基点
Locat ion
参试品系
Cu lt ivars
of tes t
干草产量( kg/ hm2)  Dry w eight ( k g/ hm2)
2年生
The second year
3年生
T he thir d year
两年平均
Average of 2 years
比对照增产
Increas ed to CK
越冬率( % )
Over
w inter rate
茎叶比
Stem/ leaf
畜牧所
Animal s cience
ins t itu te of
province
60 7500. 0 7500. 6 7500. 3 aA 30. 69 93. 0 0. 84∶1
81 4791. 2 7058. 5 5924. 9 bB 3. 24 96. 5 1. 17∶1
3 5780. 0 7223. 0 6501. 5 aA 13. 29 95. 5 1. 08∶1
112 5190. 8 5942. 0 5566. 4 bB - 3. 00 94. 5 0. 88∶1
CK 5753. 3 5724. 5 5738. 9 bB 88. 5 0. 92∶1
安达
Anda
60 7722. 8 7693. 7 7708. 2 aA - 0. 34 96. 4 0. 95∶1
81 6217. 5 3679. 0 4948. 3 bcB - 36. 00 94. 4 0. 95∶1
3 6812. 5 6219. 0 6515. 8 bAB - 15. 80 92. 0 1∶1
112 7189. 2 5732. 0 6460. 6 bAB - 16. 47 90. 0 0. 84∶1
CK 8250. 3 7218. 5 7734. 4 aA 85. 0 1. 1∶1
大杨树
Dayangshu
60 8487. 5 11218. 5 9853. 0 aA 3. 58 92. 0 1. 17∶1
81 6394. 8 7281. 3 6838. 0 bB - 28. 11 85. 3 1. 38∶1
3 6662. 5 6734. 0 6698. 5 bB - 29. 58 93. 4 1. 17∶1
112 6892. 5 7213. 0 7052. 8 bB - 25. 86 86. 8 1. 63∶1
CK 8814. 9 10509. 6 9512. 2 aA 81. 0 1. 51∶1
  注:同列间不同小写字母间差异显著( P< 0. 05水平) ,不同大写字母间差异极显著( P< 0. 01)
  Note: T he dif feren t smal let ter s ind icate s ignif icant in s am e l ine ( P < 0. 05) , th e di ff er ent capital let ter s ind icate ext remely signif icant
( P< 0. 01)
2. 5. 5 抗寒性 抗寒性能的强弱在黑龙江省则是
衡量苜蓿品种优劣的重要指标。在区域试验点不同
气候环境状况下, 对选出的 60号苜蓿品系越冬率进
行测定。
2. 5. 5. 1 黑龙江省畜牧研究所试点地处北纬 47°
15′, 冬季最低气温达- 39℃,且干旱少雪, 60 号苜
蓿品系 2个年度平均越冬率 93% ,比对照(肇东苜
蓿)高 5个百分点。
2. 5. 5. 2 在黑龙江省北部地处北纬 49°44′的大兴
安岭寒带区大杨树试点, 最低气温在- 45℃以下的
31第 1期 李 红等:高产 高蛋白质高抗性苜蓿品种选育
条件下, 60号苜蓿两年平均越冬率 92%, 高于对照
11个百分点。结果表明,选出的 60号苜蓿品种抗寒
性高于对照品种。
2. 5. 6 耐盐碱性 60号苜蓿品系在安达试点, pH
值为 8. 2 的盐碱 土壤, 第三 年干 草产 量为
7693. 7kg / hm
2, 比对照增产 6. 6%。结果表明, 该品
种表现出较强的耐盐碱性能。
2. 5. 7 抗病虫性状 选出的 60号苜蓿品系,在所
内外基点不同土壤类型与气候区域以及不同年度试
验期间,均未发生过病害与虫害现象,表现出具有相
当强的抗病、虫害性能。
2. 5. 8 产草量 60号苜蓿在黑龙江省两年平均产
草量达 7500. 3~11218. 5kg/ hm 2, 比对照 ( 5724. 5
kg/ hm
2 )高 6. 6%~30. 69% ,越冬率, 茎叶比均优于
对照及其它品系。
2. 5. 9 种子产量 60号苜蓿品系经三个年度的种
子产量测定结果表明, 平均产量为 347. 9kg/ hm2 ,比
对照区( 216. 77kg/ hm 2)增产 60. 52%。
3 结语
3. 1 本项课题从 1991至 2000年,历经 10个年度,
经采用株系选育方法进行新品种选育,培育出具有
“高产、高蛋白质、高抗性”的 60号苜蓿新品系。
3. 2 该苜蓿的主要性状:株型直立,花期株高 75~
110cm , 种子肾形, 每荚含种子 4~8 粒, 千粒重
2. 2g。生育期 100~110d。其生长速度、再生性及茎
叶比均优于对照(肇东苜蓿)。并具有较强的抗逆性,
在黑龙江省北部大兴安岭地区种植,气温达- 45℃,
越冬率为 92% ,高于对照11个百分点。在干旱年度
测定 0~60cm 土壤水分含量仅 5. 8%~12. 6%的环
境下, 刈割期株高比对照区高 21. 6%, 干草产量高
24. 1%。并具有较强的耐盐碱性, 在 pH8. 2的盐碱
土,干草产量高于对照6. 6%。60号苜蓿新品系在黑
龙江省干草产量为 7500~11218. 5kg / hm 2, 种子产
量为 347. 9kg / hm 2,粗蛋白质含量 19. 05%。
3. 3 该品系适应性强, 对土壤要求不严,具有较强
的耐旱、耐寒、耐盐碱等特性, 最适宜在我国的东北、
西北、内蒙等高寒、干旱地区推广种植。
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32 草 地 学 报 第 10卷