紫花苜蓿的种子生产
韩建国 王　文 高洪文

     ［摘要］　作者分析了国内外紫花苜蓿种子生产的历史及现状，并指出紫花苜蓿种子生产具有明显的地域性，气候温暖、光照充足、降水稀少有灌溉条件地区可获得高产优质的紫花苜蓿种子。紫花苜蓿种子生产田间管理要求较高的技术水平，种子生产中施磷肥、钾肥、硼肥、锌肥和铁肥均能明显提高种子产量，施适量的磷钾肥使种子产量提高1倍以上。营养生长期、开花和结荚期合理灌溉可大幅度提高种子产量。开花期引入传粉昆虫苜蓿切叶蜂、碱蜂均使紫花苜蓿种子产量提高1～2倍。紫花苜蓿种子干物质累积高峰期是收获的最佳时期，此时荚果有2/3～3/4着色变为褐色，如喷施除莠剂加速叶片干燥，宜在60%～75%荚果变为褐色时喷施，之后当荚果含水量降低到10%～20%时可用联合收割机直接收获。为了确保紫花苜蓿品种在世代繁殖过程中所生产的种子的基因纯度和一致性，种子生产过程中必须进行种子审定，种子审定是通过生产者申请、审定机构核实、田间检查、收获加工监督、质量检验和签发证书完成的。
      ［关键词］紫花苜蓿　种子生产　生产地域　田间管理　种子审定
      紫花苜蓿（Michaud,1988)。然而紫花苜蓿的种子生产却受地域的限制，种子生产适合在气候温暖，天气晴朗，光照充足、降水稀少并有灌溉条件的地区进行。与其它的牧草相比，紫花苜蓿的种子产量较低，波动较大，有报道显示，最高产量可达2100kg/hm2(Rincker等，1987），最低却有颗粒无收的现象。紫花苜蓿的种子产量受生产地条件的制约，晴朗、干燥、日照充分的气候条件有利于紫花苜蓿开花和传粉昆虫的授粉活动，而不利于病虫害的发生，适宜于苜蓿种子生产；由于紫花苜蓿的花序为无限花序，开花时间长，受环境气候条件的影响大。开花到收获期的降雨量对紫花苜蓿种子产量有显著的影响，如果这一时期的降雨量超过100mm，种子产量明显下降（Hacquet,1990)。除了选择适合的生产地区外，紫花苜蓿种子生产中的田间管理技术亦至关重要。目前，紫花苜蓿的实际种子平均产量仅为其潜在产量的4%（Lorenzetti,1993)，最高不超过18%，生产实践中种子产量提高的潜力还很大。
      1紫花苜蓿种子生产的国内外现状
      1.1国内紫花苜蓿种子生产现状
      紫花苜蓿是美国最重要的栽培牧草，所有的州都有紫花苜蓿种植，总面积超过1200万公顷（Burgon等，1997），其中种子田面积在17万公顷以上（表1），是世界上紫花苜蓿种植面积最大的国家。 全美国有20个以上的州进行紫花苜蓿种子生产，单位面积平均产量为267kg/hm2,年产量平均为45,417吨。美国西部五个州的气候条件比较适合于牧草种子生产，并且有灌溉条件，产量高（表2），是美国紫花苜蓿种子的主要产区。西部五个州种子田的面积共约70875公顷，种子产量约占美国的75%，其中加利福尼亚35%，爱达荷15%，华盛顿12%，内华达8%和俄勒冈5%；俄克拉荷马州、堪萨斯州、南达科他、蒙大拿和犹他州紫花苜蓿种子田的面积共约101250公顷，其中大部分是旱地，种子产量占全美国的20%左右（Rincker等，1988）。美国每年有一大部分紫花苜蓿种子销往亚洲、南美洲及墨西哥等国家和地区。
      加拿大紫花苜蓿的种子田的面积为60284公顷，产量约9000吨（表1），主要集中在气候干燥的西部省份，包括亚伯达，萨斯克其万和曼尼托巴，占全加拿大种子田面积的95%以上，此外不列颠哥伦比亚、安大略和魁北克省也生产少的种子。传粉昆虫对加拿大紫花苜蓿种子业的影响较大。由于野生的传粉蜂群的减少，加拿大的紫花苜蓿种子生产1954～1980年经历了一个低谷时期，全加拿大种子年产量不超过2000吨，甚至滑落到1000吨以下。1980年以来，随着苜蓿切叶蜂（Megachile rotundata)的应用，种子田面积和产量稳步回升，1989年最高达到12000吨，而且苜蓿切叶蜂的生产也成为一项副产业。1989～1994年加拿大平均年出口的紫花苜蓿种子在3000吨左右，其中1990年达到6600　，主要是抗寒的，秋眠级为1～3的品种。
      世界紫花苜蓿种子市场当中，欧洲的法国（表1）、西班牙和南美洲的阿根迁也占有一定比从事贸易。西班牙紫花苜蓿种子田的面积约10000公顷，最高产量可达1000kg/hm2，主要供给国内需要和出口墨西哥。由于气候、土壤条件适宜，传粉昆虫充足，阿根廷的紫花苜蓿种子生产集中在西部和北部的灌溉区，一般产量可达500～600kg/hm2,1967年以来，每年出口紫花苜蓿种子超过1100吨（Michaud,1988)。
      1.2国内紫花苜蓿种子生产现状
      我国紫花苜蓿种子的生产地主要集中在甘肃陇东、陕西关中、宁夏南部、内蒙敖汉以及新疆等地，种子产量与地域关系明显（表3），西北灌区种子产量高，适合于紫花苜蓿的种子生产。据农业部1989年对北方13个省、市、自治区的不完全统计，全国当年生产紫花苜蓿种子约10860吨，其中出口达1645吨。甘肃省是国内紫花苜蓿种植无原则要外，每年约有800～1000吨种子销往青海、宁夏、内蒙古、新疆等省区。内蒙古赤峰地区有紫花苜蓿种子生产田33万多公顷，每年生产种子300～400吨。
      国内苜蓿种子的生产通常只作为种草的副产品，缺少专业化的种子生产田，管理和加工技术落后，品种选育、种子繁殖和推广远远不能满足需要。据农业部兰州牧草及草坪草质量监督可偿还测中心抽可偿还结果，西北市场上流通的紫花苜蓿种子质量堪忧，合格率公为40%，主要问题是发芽率低和其它植物种子含量超标（王彦荣等，1993）。
      近年来在甘肃张掖和酒泉、山东无棣等出现了一些紫花苜蓿种子生产的专业化基地以及专业化的企业或专业户、专业村等，国内紫花苜蓿种子生产正逐步向规模化机械化和质量标准化的方向发展。
      2紫花苜蓿种子生产田间管理关键技术
      2.1施肥
      与所有的豆科牧草相同，紫花苜蓿种子田需要足够的氮、磷、钾、钙和其它营养元素以满足生需要。 紫花苜蓿可以有效地通过共生根瘤菌获得大气中的氮素，对土壤中的氮肥需要量较少。生产上在播种前接种专一性的根瘤菌，播种时土壤温度过高或水分不足对根瘤菌的活性有影响。从孕蕾到种子成熟时豆科牧草对氮肥的需要量增加，而此时根瘤菌老化，固氮能力有所下降，易出现氮素供应不足的现象，因此紫花苜蓿在孕蕾期施氮肥可以提高种子产量，一般增产20～30%。
      紫花苜蓿种子生产对磷、钾肥的需要我高，施磷钾肥可以提高种子产量达1倍以上（表4）。
      硼对牧草种子生产具有特殊作用，可以促进紫花苜蓿开花，并可能有助于花粉管的延伸（Pilbeam和Kirby,1983)，从而影响结实率。花芽分化期喷施0.5%硼化钠可以增加紫花苜蓿的种子产量。叶面喷施锌和铁（浓度均为0.5%）可以使紫花苜蓿的种子产量由306.95kg/hm2提高到638.89kg/hm2（表5）。 紫花苜蓿适于在中性或微碱性的土壤中生长，对酸性土壤非常敏感。土壤pH值过低时，钾、硫、钙和镁等大量元素和硼和钼等微量元素处于相对不可利用状态，可以通过施用熟石灰的办法改良酸性土壤，创造有利于种子生产的土壤条件。
      2.2灌溉
      紫花苜蓿生长主要利用0～1.2米土层中的水分，对种子产量起决定作用的是表层60公分土壤中的水分。调节种子田灌水量、频率和时间，既要避免植株受到过度干旱胁迫，又要防止植物徒长，使其能在营养期较慢地连续生长，促进花芽分化。开花和结荚期合理灌水可以使种植在红－棕壤上的紫花苜蓿种子产量分别由528kg/hm2提高到977kg/hm2和1105kg/hm2（表6）。在黑钙土上的紫花苜蓿如果秋灌一次，营养生长期灌溉三次，土壤含水量维持在田间持水量的65%，可以获得最高种子产量。一般地，紫花苜蓿种子田水分状况的干湿交替有利于种子生产。种子成熟后期则应当停止灌溉，以利于种收获。
      2.3人工辅助授粉
      人工放养蜜蜂（Apis mellifera)和苜蓿切叶蜂等传粉昆虫是紫花苜蓿种子获得高产的关键措施。紫花苜蓿主要的传粉昆虫还包括碱蜂（Nomia melanderi)和其它一些野生蜜蜂，它们的传粉效率受其生物学特性、种子田的位置和大小、周围其它蜜源泉植物、气候以及土壤水分等的影响。碱蜂和苜蓿切叶蜂喜欢采集紫花苜蓿的花粉，几乎每一次采花都能打开龙骨瓣并完成授粉，传粉效率远高于蜜蜂。利用蜜蜂授粉亦可以收到良好的效果。每公顷7～8箱蜜蜂蜂群，种子产量可达390～670kg/hm2，甚至更高达1120kg/hm2(Bohart,1957;Hobbs&Lilly,1955)。与对照相比，苜蓿切叶蜂授粉（60000只/公顷）可以使紫花苜蓿4年内每年的种子产量平均提高330kg/hm2（或增产220%),txg wcxdu jg dp 800～1200kg/hm2,并且种子千粒重提高50%，种子活力和发芽率分别提高141%和116%（Radenovic&Starcevic,1989)。Skepasts等（1984）在紫花苜蓿种子生产田的不同位置放养50000只苜蓿切叶蜂/hm2，种子产量达665～920kg/hm2,而当地平均产量公为200～400kg/hm2。
      3紫花苜蓿种子的收获和加工
      紫花苜蓿种子的发育过程可分为三个阶段，即生长期、营养物质积累期和成熟期。种子成熟期所无原则的时间较其它豆科牧草长，开花后22天种子具有完全活力，40天后种子干重达到最大，高温天气可以缩短种子成熟期持续的时间。
      一般根据荚果的颜色和种子含水量确定收获时间，大面积的种子田的收获方法有两种，即刈割后草条晾晒干燥，然后脱粒或联合收割机直接收获。前者适于杂草较多、种子成熟晚或叶面露水多的种子田，当目测田间有2/3-3/4的荚果变为褐色时进行刈割，晾晒到叶片水分含量降低到12%～18%时进行脱粒，最佳管理水平条件下收获过程中种子的损失不超过5～10kg/hm2。但收获期遇到大风天气，种子的损失率可达50%以上，因而大风天气频繁发生的地区以联合收割机直接收获为好。
      联合收割机直接收获前3～10天需要用接角性除莠剂如敌草快（Diquat)、草铵磷（Glufosinate)和敌草隆等进行干燥处理，荚果的含水量降低到10%～20%时收获。直接收获的优点是可以等到几乎所有荚果都成熟再收获，但收获太晚种子的落粒损失相应地增加，管理水平较高时种子损失在5～20kg/hm2。用09.5kg/hm2的敌草快和草铵磷做干燥处理的效果相同，当田间60%～75%的荚果变为褐色时喷施除莠剂后收获种子产量最高（表7）。 用脱粒机或联合收豁的脱粒效率与种子的含水量有关，并且取决于脱粒滚筒速度和凹板的间隙，如果脱粒滚筒速度过快或凹板的间隙太小容易造成种子的机械和生理损伤，从而降低种子的发芽率，这种情况在苜蓿完全成熟后更为严重。因此在脱粒或田间联合收割机收获前必须调试机器，以保证种子不受损害。此外完熟期降雨对紫花苜蓿种子产量的影响很大，仅5mm的降水量即可对产量造成很大的损失，10～20mm的降水量种子产量的损失可达75%以上，同时降雨地种子的发芽率和质量产生负面产影响，因此收获必须选择在没有降雨的时期。
      4紫花苜蓿种子审定体系
      4.1种子审定
      种子审定是紫花苜蓿种子生产中的重要环节，目的就是确保紫花苜蓿品种在世代繁殖过程中所生产的种子的基因纯度和一致性。种子审定一般要经过种子生产者申请、审定机构登记核实、田间检查、种子收获加工监督检查、实验室质量检验和签发证书等一系列程序。紫花苜蓿种子审定的等级一稿分为四级，包括育种家种子、基础种子、登记种子和审定种子。
      4.2种子田管理及清选加工的要求
      以北美官方种子审定机构协会（AOSCA）的规定为例，紫花苜蓿种子生产对种子田的前作、隔离、田间单位面积出现的其他植物数都有严格的要求（表8），前作除满足间隔期限外，必须在播种的同一年确认没有同种的不同品种在田间出现。种子收获和加工过程必须防止机械混杂，并在审定机构代表的下进行，或直接使用审定机构批准的清选设备。
清选后紫花苜蓿种子必须达到各审定等级的最低质量标准（表9），由审定机构的种子质量分析室或官方种子质量检验站进行种子质量检验。若种子某一项质量指标低于要求，将补降低审定种子等级或拒绝审定。未达到一定标准的种子批可重新清选，以达到标准要求，并按原来田间检查的种子审定等级进行审定