5种豆科牧草抗旱性研究与评价

doi:10.11686/cyxb2021048

摘要/Abstract

摘要：

通过对牧草生长的水分条件进行系统分析，筛选出适合干旱地区的优质抗旱牧草，本研究以5种多年生豆科牧草（草木樨状黄芪、牛枝子、达乌里胡枝子、小冠花、鹰嘴紫云英）为研究对象，测定土壤水分、牧草农艺性状（绿叶数与株高），利用均方根偏差（RMSD）计算绿叶数和株高离散度与土壤水分离散度，并计算两者间的权衡关系，以土壤水分为自变量，权衡值为因变量，利用分位数模型界定维持植物正常生命活动的土壤水分阈值，同时结合干旱胁迫下牧草生理指标，达到科学评价牧草抗旱性的目的，结果表明：1）胁迫前期牧草农艺性状优于对照，随胁迫时间延长，牧草农艺性状大体呈下降趋势；2）土壤水分阈值（绿叶数）分别为草木樨状黄芪（17%）、牛枝子（10%）、鹰嘴紫云英（5%），土壤水分阈值（株高）分别为草木樨状黄芪（16%）、牛枝子（14%）、鹰嘴紫云英（10%）；3）以隶属函数法对7项生理指标进行综合评价，5种多年生豆科牧草抗旱性强弱表现为：牛枝子>达乌里胡枝子>小冠花>鹰嘴紫云英>草木樨状黄芪；4）综合牧草外部性状与内部生理评价，选出可耐受中度干旱地区的牧草为牛枝子，可作为中度干旱区的引种牧草。

关键词: 豆科牧草, 干旱胁迫, 水分阈值, 综合评价

Abstract:

This research systematically analyzed the suitable water conditions for forage growth in order to screen high-quality drought resistant forages for arid areas. Five perennial leguminous forages （Astragalus melilotoides， Lespedeza potaninii， Lespedeza davurica， Coronilla varia， and Astragalus cicer） were studied， and agronomic traits （number of green leaves and plant height） were systematically analyzed. The trade-off relationship between plant growth and soil moisture supply， using the RMSD （root mean square distance） for plant size and soil moisture content as quantile model variables to determine the soil moisture threshold needed to maintain normal growth of plants， while recording a multivariate score of physiological indicators under drought stress. This drought resistance evaluation showed that： 1） The higher the drought stress， the greater the negative impact on the chlorophyll and plant height of the forage； However， a moderate drought can promote the growth and development of the forage. 2） With respect to the tolerance of different forages to drought stress， differences were found in the degree and scope of exposure， with the soil moisture thresholds of plant green leaves number for A. melilotoides， L. potaninii and A. cicer being 17%， 10% and 5%， respectively， while the soil moisture thresholds of plant height are A. melilotoides， 16%； L. potaninii， 14% and A. cicer 10% and quantile models for other variables failed the significance test. 3） From the evaluation and analysis of seven physiological indicators， the drought resistance of the five leguminous forage species was ranked： L. potaninii>L. davurica>C. varia>A. cicer>A. melilotoides. 4） Based on the combination of soil water content threshold and drought physiological evaluation， the selection of L. potaninii for severe drought can be used as the selective pasture for severe drought， and L. potaninii for moderate drought can be used as the selective pasture for moderate drought.

Key words: legume forages, drought stress, water threshold, integrated evaluation

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图/表 12

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编号 Number	供试牧草 Test plants	种质类型 Germplasm type	来源 Source
A	草木樨状黄芪A. melilotoides	豆科黄耆属Leguminosae Astragalus	盐池 Yanchi
B	牛枝子L. potaninii	豆科胡枝子属Leguminosae Lespedeza	盐池Yanchi
C	达乌里胡枝子L. davurica	豆科胡枝子属Leguminosae Lespedeza	西贝农林牧生态科技公司Xibei Agriculture-Forest-Stock-breeding Biology and Technology Co.， Ltd.
D	小冠花C. varia	豆科小冠花属Leguminosae Coronilla	甘肃农业大学Gansu Agricultural University
E	鹰嘴紫云英A. cicer	豆科黄耆属Leguminosae Astragalus	甘肃农业大学Gansu Agricultural University

编号 Number	供试牧草 Test plants	种质类型 Germplasm type	来源 Source
A	草木樨状黄芪A. melilotoides	豆科黄耆属Leguminosae Astragalus	盐池 Yanchi
B	牛枝子L. potaninii	豆科胡枝子属Leguminosae Lespedeza	盐池Yanchi
C	达乌里胡枝子L. davurica	豆科胡枝子属Leguminosae Lespedeza	西贝农林牧生态科技公司Xibei Agriculture-Forest-Stock-breeding Biology and Technology Co.， Ltd.
D	小冠花C. varia	豆科小冠花属Leguminosae Coronilla	甘肃农业大学Gansu Agricultural University
E	鹰嘴紫云英A. cicer	豆科黄耆属Leguminosae Astragalus	甘肃农业大学Gansu Agricultural University

指标 Index	方法Method
叶绿素 Chlorophyll，Chl	酒精浸提法 Alcohol extraction method ^［9］
脯氨酸 Proline，Pro	磺基水杨酸法Sulfosalicylic acid method^［9］
丙二醛 Malondialdehyde，MDA	硫代巴比妥酸法Thiobarbituric acid method^［10］
超氧化物歧化酶 Superoxide dismutase，SOD	氮蓝四唑法Nitrogen blue tetrazole method^［10］
过氧化物酶 Peroxidase，POD	愈创木酚比色法Guaiacol colorimetry^［11］
过氧化氢酶 Catalase，CAT	紫外吸收法Ultraviolet absorption method^［10］
可溶性糖 Soluble sugar，SS	蒽酮法Anthrone method^［11］

指标 Index	方法Method
叶绿素 Chlorophyll，Chl	酒精浸提法 Alcohol extraction method ^［9］
脯氨酸 Proline，Pro	磺基水杨酸法Sulfosalicylic acid method^［9］
丙二醛 Malondialdehyde，MDA	硫代巴比妥酸法Thiobarbituric acid method^［10］
超氧化物歧化酶 Superoxide dismutase，SOD	氮蓝四唑法Nitrogen blue tetrazole method^［10］
过氧化物酶 Peroxidase，POD	愈创木酚比色法Guaiacol colorimetry^［11］
过氧化氢酶 Catalase，CAT	紫外吸收法Ultraviolet absorption method^［10］
可溶性糖 Soluble sugar，SS	蒽酮法Anthrone method^［11］

编号 Number	隶属函数值Membership function value							D值 D value	排序 Order
编号 Number	过氧化物酶抗旱胁迫指数 POD DRI	脯氨酸抗旱胁迫指数Pro DRI	丙二醛抗旱胁迫指数 MDA DRI	可溶性糖抗旱胁迫指数 SS DRI	叶绿素抗旱胁迫指数 Chl DRI	超氧化物歧化酶抗旱胁迫指数 SOD DRI	过氧化氢酶抗旱胁迫指数 CAT DRI	D值 D value	排序 Order
A	0.00	0.00	0.02	0.02	0.00	0.00	0.04	0.04	5
B	0.01	0.54	0.11	0.06	0.00	0.01	0.02	0.74	1
C	0.00	0.50	0.01	0.01	0.00	0.01	0.02	0.56	2
D	0.23	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.02	0.26	3
E	0.01	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.05	0.07	4