高寒牧區(qū)不同燕麥品種生長特性比較研究

徐長林

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院 草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室 甘肅省草業(yè)工程實驗室中－美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州730070）

＊燕麥（Avenasativa）為禾本科燕麥屬一年生重要牧草和糧食作物，有皮燕麥（帶桴型）和裸燕麥 （裸粒型）兩類。主要分布于歐洲（俄羅斯、丹麥、芬蘭、挪威、法國、英國、德國、匈牙利）、亞洲（中國和日本）、非洲（西撒哈拉和毛里塔尼亞）、北美洲（美國和加拿大）、大洋洲（澳大利亞）、南美洲（巴西）的溫帶地區(qū)。我國多分布于東北、華北、西北高寒地區(qū)，以內(nèi)蒙古、河北、青海、甘肅、山西等種植面積最大，新疆和陜西次之，云南、貴州、西藏和四川種植較少。

燕麥作為第六大飼糧作物，大部分用于飼養(yǎng)家禽和家畜，少量用于糧食。通常，燕麥籽粒不僅是農(nóng)區(qū)役用家畜和牧區(qū)放牧家畜的重要精飼料資源，而且也是人類營養(yǎng)保健食品的重要新資源；燕麥可青刈鮮草或調(diào)制青干草，燕麥籽粒收獲后的秸稈也是飼喂家畜和冷季家畜補飼的飼草料資源。同時，因燕麥具抗寒、抗旱、耐瘠薄、喜陰涼，適應(yīng)性強，飼草料兼用，營養(yǎng)價值高等優(yōu)點，能滿足高寒牧區(qū)放牧家畜冷季營養(yǎng)需求，解決冬春季牦牛和綿羊飼草數(shù)量及營養(yǎng)不足的“瓶頸”問題；故其是青藏高原和祁連山牧區(qū)公認(rèn)的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、營養(yǎng)價值高的優(yōu)質(zhì)飼草料品種。因此，燕麥草地在高寒牧區(qū)草地畜牧業(yè)生產(chǎn)中起重要作用。

近年來，隨科技水平的發(fā)展和人們對燕麥營養(yǎng)保健食品的日益重視，燕麥一年生草地在牧區(qū)發(fā)展很快［1－6］，燕麥飼料及食用品種和產(chǎn)品越來越多。由此，諸多學(xué)者對燕麥種質(zhì)資源進行大量收集和整理，并在燕麥高產(chǎn)栽培技術(shù)［3，7］、燕麥與豆科牧草混播組合［2，5，8］、播種期試驗［9］、物候期［10］、飼草產(chǎn)量［11］、營養(yǎng)價值［12－14］及抗逆性［15］等方面進行了大量系統(tǒng)研究。但實際生產(chǎn)實踐中，因燕麥種子不能成熟，種子飽滿度差，發(fā)芽率低，種植的燕麥品種單一、高產(chǎn)品種少，以及燕麥種子供應(yīng)不足等，從而制約高寒牧區(qū)燕麥草地的發(fā)展和高寒草地畜牧業(yè)的發(fā)展。因此，在甘肅省天?？h抓西秀龍鄉(xiāng)境內(nèi)的甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)高山草原試驗站，通過引進國內(nèi)外優(yōu)良燕麥品種資源生長特性的比較研究，篩選出優(yōu)良燕麥品種種源，改變以往燕麥品種單一和老化及品種供應(yīng)不足現(xiàn)狀，以增加燕麥品種資源多樣性，為高寒牧區(qū)建植一年生高產(chǎn)燕麥人工草地提供實踐參考依據(jù)，從而為高寒牧區(qū)草地畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設(shè)在甘肅省天祝縣抓西秀龍鄉(xiāng)境內(nèi)的甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)高山草原試驗站，地理位置為N 37°11′48″，E 102°47′10″，海拔2 960 m。該區(qū)海拔高、氣溫低而寒冷，晝夜溫差大，日照強烈，水熱同期。年均氣溫－0.3～0℃，最冷月為1月（－12.2℃），最熱月為7月（11.3℃），≥0℃年積溫為1 300℃；年降水量416 mm，多集中在生長期；年蒸發(fā)量1 590 mm，約為年降水量的4倍。試驗區(qū)耕作層土壤基本化學(xué)特性見表1，水熱狀況見圖1。

表1 研究區(qū)土壤化學(xué)特性Table 1 The soil chemical characteristics in experimental site

1.2 參試品種

參試燕麥品種11個，以天祝當(dāng)?shù)匮帑湠閷φ眨–K），其他供試種為：青永久101、加拿大、青永久479、青永久1號、青永久489、青永久52、青永久440、丹麥444、察北、阿比西尼亞，均來自青海大學(xué)。

1.3 播種與田間管理

11個參試品種的試驗小區(qū)隨機排列，小區(qū)面積3 m×5 m，3次重復(fù)。播種前，試驗地人工翻耕，耙耱。2003年5月9日，開溝條播，播量18.7 g／m2，行距15 cm，小區(qū)間隔80 cm，播種深度5 cm。試驗期間無灌溉和施肥。在燕麥拔節(jié)期噴灑化學(xué)藥物防除田間雜草。

1.4 測定項目和方法

物候期：參考《草原學(xué)與牧草學(xué)實習(xí)實驗指導(dǎo)書》［16］中的方法觀測記載燕麥的各物候期。

植株高度和分蘗數(shù)：2003年9月24日，在各小區(qū)隨機抽取30株，測量燕麥株高，隨機挖取30株，測定燕麥分蘗數(shù)。

產(chǎn)草量：2003年9月24日，在各小區(qū)遠離邊行30 cm處隨機取樣，取樣面積1 m×1 m，重復(fù)3次，齊地面刈割，稱鮮重，測定燕麥鮮草產(chǎn)量，風(fēng)干后測定干草產(chǎn)量。同時，在每小區(qū)隨機挖取30株燕麥，將莖、葉、穗分開，風(fēng)干后稱其干重，計算莖、葉和穗產(chǎn)量構(gòu)成比例。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 11.0，對植物株高、分蘗數(shù)和產(chǎn)量進行品種間差異顯著性分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同燕麥品種物候期

青永久101、青永久479、青永久1、青永久489、青永久52、青永久440、丹麥444、加拿大和阿比西尼亞燕麥品種出苗較早（5月24日），察北和CK的出苗較遲（5月27日）（表2）。分蘗最早的燕麥品種是青永久101、青永久1、青永久440和丹麥444（6月16日），青永久479、加拿大燕麥、阿比西尼亞燕麥、察北燕麥和CK的分蘗較遲（6月21日）。丹麥444燕麥拔節(jié)期（7月1日）比青永久1、青永久489、阿比西尼亞燕麥、察北燕麥和CK早5 d，比青永久101、青永久479、青永久52、青永久440燕麥提前8 d，比加拿大提前11 d。孕穗期最早的是CK（7月9日），最晚是青永久101燕麥。7月底丹麥444和CK開始抽穗，其余參試燕麥品種于8月中旬至8月下旬開始抽穗。8月上旬CK和丹麥444燕麥開始揚花，于9月上旬種子成熟；其余參試品種未進入成熟期，由于9月中旬受當(dāng)?shù)貧夂蛳拗?，氣溫大幅度下降，致使所有燕麥品種受低溫脅迫影響而停止生長。因此，在東祁連山海拔3 000 m左右的高寒區(qū)域，丹麥444和永久1號適于種子生產(chǎn)和營養(yǎng)體農(nóng)業(yè)兼用生產(chǎn)，其余供試品種更適于營養(yǎng)體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

圖1 試驗區(qū)月均氣溫和降水量Fig.1 The temperature and rainfall in Jinqianghe Region

表2 參試燕麥品種物候期變化Table 2 The phonological phases of different varieties of oat 日／月 Day／month

2.2 不同燕麥品種生長特性

燕麥單位面積產(chǎn)草量高低，很大程度上決定于燕麥品種的植株高度和分蘗數(shù)。據(jù)試驗結(jié)果，引進燕麥品種株高平均為142.4 cm，最高為155.7 cm，最低為130.6 cm，而CK僅為114.4 cm（表3）。若以CK高度為100%計，高度最低為114.2%，最高為136.1%；相對來說，不同引進品種的燕麥株高比CK高14.2%～36.1%。

青永久440、青永久101和丹麥444燕麥品種具較高的株叢分蘗數(shù)，為3.0～3.2個／株（表3）；青永久52、察北、青永久479、加拿大和青永久1號的株叢分蘗數(shù)居中，為2.6～2.8個／株；阿比西尼亞和天祝燕麥品種的株叢分蘗數(shù)較低，為2.3～2.5個／株。各引進燕麥品種的株叢分蘗數(shù)與CK比較，前者比后者提高9%～39%。

表3 燕麥生長特性Table 3 Growth characteristics of different varieties of oat

供試燕麥品種干草產(chǎn)量均高于CK品種，前者的產(chǎn)草量為13.32～21.77 t／hm2，而CK僅為6.85 t／hm2，前者為后者的1.9～3.2倍（表3）。其中，青永久52干草產(chǎn)量最高；永久1號產(chǎn)量最低。CK的干草產(chǎn)量與青永久1號、加拿大和阿比西尼亞燕麥產(chǎn)量間差異顯著（P＜0.05），但與其他品種間產(chǎn)草量差異極顯著（P＜0.01）。青永久52的干草產(chǎn)量顯著高于CK、青永久1號、加拿大和阿比西尼亞的產(chǎn)量（P＜0.05），但與其他品種間的產(chǎn)量差異不顯著（P＞0.05）。

此外，燕麥株高與產(chǎn)量間關(guān)系可用線性模型Y＝2 849.445＋32.523H（R＝0.886，P＜0.01）表示。式中，Y為干草產(chǎn)量（g／m2），H為植株高度（cm）。因此，燕麥產(chǎn)草量可通過其株高的測定來有效預(yù)測。

2.3 不同燕麥品種莖葉穗產(chǎn)量構(gòu)成

莖葉穗比例是燕麥草飼用價值評價的主要指標(biāo)。莖含量低，葉片比例高說明適口性好，營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，反之則低。供試品種中，青永久479、青永久52、察北、青永久489和加拿大燕麥的葉片約占總產(chǎn)草量比例15%以上，其粗蛋白質(zhì)含量依次為9.89%，10.05%，9.63%，9.43%，9.01%（圖2）；丹麥444、青永久440、青永久101、阿比西尼亞和青永久1號燕麥的葉片約占總產(chǎn)草量的10%，其粗蛋白質(zhì)含量依次為7.25%，8.74%，8.58%，8.02%，8.47%，9.01%；而CK葉片僅占總產(chǎn)量的8%，其粗蛋白質(zhì)含量為6.81%。青永久440和阿比西尼亞燕麥品種的莖產(chǎn)量約為總產(chǎn)量的80%，青永久1號和CK的莖產(chǎn)量約為總產(chǎn)量的60%，其他品種的莖產(chǎn)量約為總產(chǎn)量的65%～70%。青永久1號和丹麥444燕麥的穗產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的25%，CK的穗產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比例高達30%；其他品種的穗產(chǎn)量占總產(chǎn)量的15%以下。青永久52、察北和青永久479具有較高的產(chǎn)量和葉片比例。

圖2 不同燕麥品種莖、葉、穗產(chǎn)量構(gòu)成Fig.2 Percentage of stem，leaf and ear of different varieties of oat

3 討論與結(jié)論

在適宜水熱狀況條件下，燕麥播種后6～8 d即可出苗［17］，本試驗參試燕麥品種從播種到出苗所需時間為16～19 d（表3），主要是東祁連山高寒牧區(qū)，當(dāng)?shù)貧夂?月（4.6℃）的平均溫度不足5℃（表2），氣溫低，使燕麥種子萌發(fā)受到影響，從而使燕麥出苗期推遲。因此，各供試燕麥品種出苗期延遲是低溫氣候原因所致，這與楊發(fā)林和胡自治［1］及吳序卉［2］的報道一致。

本研究中，生長期平均氣溫10℃左右，燕麥僅能生長120 d左右。不同供試燕麥品種生長節(jié)律快慢不同，發(fā)育差異大；其中，丹麥444和青永久1號燕麥品種分別于9月5日和9月10日成熟；9月中旬其他品種進入乳熟期，這時因受溫度驟然下降（5.9℃），并伴有霜凍，導(dǎo)致其余品種尚未進入蠟熟期被凍死；這與陳功和周青平［11］的報道相一致。所以，供試多數(shù)品種更適于以生產(chǎn)莖葉為主的營養(yǎng)體農(nóng)業(yè)，高產(chǎn)燕麥種子生產(chǎn)應(yīng)在水熱條件較好的農(nóng)區(qū)進行。

葉片是植物進行光合作用的重要器官，植物營養(yǎng)物質(zhì)主要集中在葉片內(nèi)，積累的可溶性糖和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)多，葉片中營養(yǎng)物質(zhì)含量就高；燕麥不同器官營養(yǎng)價值高低依次為葉片＞籽粒＞莖稈［12］。同時，燕麥品種葉片營養(yǎng)價值主要決定于品種［15］、自身遺傳特性、生長環(huán)境［15］和生育期［18］等?？梢姡帑溒贩N葉量含量比例和品種等決定其營養(yǎng)物質(zhì)含量的高低［19］。

參試的11個品種中青永久52燕麥品種產(chǎn)草量和葉片比例及株高表現(xiàn)最好，CK燕麥的產(chǎn)草量和葉片比例（7.69%）表現(xiàn)最差（表3）。同時，引進燕麥品種干草產(chǎn)量均高于CK品種，是CK的1.9～3.2倍；其中，青永久479、青永久52、察北和青永久489具較高的產(chǎn)量和葉片含量，綜合表現(xiàn)優(yōu)良，是東祁連山高寒地區(qū)建立高產(chǎn)燕麥一年生人工草地的首選品種。

總之，燕麥在東祁連山乃至青藏高原牧區(qū)，是一年生燕麥人工草地優(yōu)質(zhì)飼草料品種，必須試驗研究與生產(chǎn)應(yīng)用并重，應(yīng)從引進品種、篩選品種、栽培技術(shù)、籽實體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、營養(yǎng)體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及良種推廣等方面提升燕麥在畜牧業(yè)生產(chǎn)中的地位，決策每一個品種在當(dāng)?shù)靥囟l件下品種對生產(chǎn)的貢獻率，將有利于保證優(yōu)質(zhì)性狀在生產(chǎn)中發(fā)揮燕麥品種種源的多樣性，替代生產(chǎn)上普遍使用的退化品種，提高草原畜牧業(yè)次級生產(chǎn)率。同時，燕麥最高產(chǎn)草量與最佳生長取決于它的遺傳特性和對生長區(qū)域環(huán)境的適應(yīng)性，燕麥品種不同，引入?yún)^(qū)域不同，它的最佳生長和最高產(chǎn)草量所需的生態(tài)條件如氣溫、降水、土壤含水量和肥力不同。因此，篩選最適環(huán)境的燕麥品種是獲得燕麥高產(chǎn)的關(guān)鍵。

［1］ 楊發(fā)林，胡自治.高寒牧區(qū)燕麥人工草地的營養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)量及其光能轉(zhuǎn)化率［J］.草地學(xué)報，1991，1（1）：106－111.

［2］ 吳序卉.地膜覆蓋對高寒地區(qū)燕麥－豌豆混播草地生理生態(tài)的影響［D］.蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，1999：32－37.

［3］ 劉東海，吳勤，張瑞，等.燕麥品種比較試驗［J］.草業(yè)科學(xué)，1995，12（5）：55－58.

［4］ 徐長林.高寒地區(qū)燕麥豐產(chǎn)栽培措施的研究［J］.草業(yè)科學(xué)，2003，20（3）：65－69.

［5］ 徐長林，張普金.高寒牧區(qū)燕麥與豌豆混播組合的研究［J］.草業(yè)科學(xué)，1989，6（5）：31－33.

［6］ 徐長林.青藏高原燕麥人工草地營養(yǎng)體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力探討［J］.中國草地，2005，27（6）：64－66.

［7］ 陳光耀，龐國華，霍衛(wèi)平，等.優(yōu)良牧草引種試驗報告［J］.中國草地學(xué)報，1987，（5）：40－43.

［8］ 張耀生，趙新全，周興民.高寒牧區(qū)三種豆科牧草與燕麥混播的試驗研究［J］.草業(yè)學(xué)報，2001，10（3）：13－19.

［9］ 李希來，楊力軍，張國勝.不同播種時期對高原家庭牧場“圈窩子”燕麥生產(chǎn)特性的影響［J］.草業(yè)科學(xué)，2001，18（4）：14－18.

［10］ 巴雅爾塔，賈鵬，楊曉，等.青藏高原高寒草甸組分種花期物候?qū)κ┓薯憫?yīng)［J］.草業(yè)學(xué)報，2010，19（3）：233－239.

［11］ 陳功，周青平.青海環(huán)湖地區(qū)燕麥品種生產(chǎn)性能比較研究［J］.草原與牧草，1999，87（3）：28－29.

［12］ 王桃，徐長林，姜文清，等.36個燕麥品種不同部位養(yǎng)分分布格局［J］.草業(yè)科學(xué)，2010，27（8）：107－113.

［13］ 秦彧，李曉忠，姜文清，等.西藏主要作物與牧草營養(yǎng)成分及其營養(yǎng)類型研究［J］.草業(yè)學(xué)報，2010，19（5）：122－129.

［14］ 姜文清，周志宇，秦彧，等.西藏栽培牧草中氨基酸組成特點的研究［J］.草業(yè)學(xué)報，2010，19（5）：148－155.

［15］ 張喜軍，祝廷成，潘偉.牧草飼用價值綜合評價的數(shù)學(xué)模型［J］.中國草地學(xué)報，1991，（6）：63－67.

［16］ 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草原系.草原學(xué)與牧草學(xué)實習(xí)實驗指導(dǎo)書［M］.蘭州：甘肅科學(xué)技術(shù)出版社，1991：136－144.

［17］ 內(nèi)蒙古農(nóng)牧學(xué)院.牧草與飼料栽培學(xué)［M］.北京：農(nóng)業(yè)出版社，1981：228.

［18］ 馬春暉，韓建國.高寒地區(qū)燕麥及其混播草地最佳刈割期的研究［J］.塔里木大學(xué)學(xué)報，2000，12（3）：15－19.

［19］ 施建軍，馬玉壽，李青云，等.青南牧區(qū)不同處理下燕麥生產(chǎn)性能的分析［J］.四川草原，2004，98（1）：21－24.