基施硒肥對裸燕麥營養(yǎng)水平的影響

郭孝，介曉磊，胡華鋒，李建平，李明，黃安群，石志芳

（1.鄭州牧業(yè)工程高等專科學(xué)校，河南 鄭州450011；2.黃淮學(xué)院，河南 駐馬店463000）

裸燕麥（Avenanuda）是禾本科燕麥屬一年生草本植物，起源于塞外陰山和雁北一帶，現(xiàn)主要分布在我國北方內(nèi)蒙古、陜西和山西北部［1，2］。加拿大、俄羅斯和外蒙古也有少量種植。其產(chǎn)量高，質(zhì)量好，適口性好，是一種公認的糧、料、草兼優(yōu)的作物［3］。由于裸燕麥適合涼爽干燥的氣候條件，又具有抗旱、耐貧瘠、抗寒等特點，所以長期以來，該作物基本上僅在我國干旱冷涼地區(qū)廣泛種植。河南省地處中原，與原產(chǎn)地在氣候土壤條件方面差異很大，一般認為在河南各地不適宜種植，故長期以來沒有或很少有人種植和利用。近年來隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，我國對裸燕麥資源的研究逐步深化，從中發(fā)現(xiàn)裸燕麥的子實含有高于一般糧食作物的營養(yǎng)成分，同時裸燕麥還具備一般糧食作物所不具備的醫(yī)療保健作用，許多國家把裸燕麥做為一種保健食物。另外裸燕麥花期青干草優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、飼用價值高，特別適合畜牧業(yè)，特別是奶牛業(yè)的發(fā)展，裸燕麥完熟期的秸稈也優(yōu)于玉米（Zeamays）、小麥（Triticumaestivum）和一般稻草，適合直接做粗飼料或者青貯飼料，解決冷季優(yōu)質(zhì)飼料不足的問題，裸燕麥具有極高的營養(yǎng)價值、保健價值和飼料價值，這些年來，為了發(fā)展當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)，各地做了大量的裸燕麥引種和推廣工作，如楊鳳先等［4］，路穎等［5］，馬尚明［6］，楊虎慶［7］，楊才和孫欣［8］分別在新疆、黑龍江、寧夏、甘肅和河北各地，在裸燕麥引種和高產(chǎn)栽培方面做了研究和推廣工作，豐富了當(dāng)?shù)氐娘暡莺妥魑镔Y源。河南省的引種工作開始于2002年，當(dāng)時在河南黃河灘區(qū)首次引種了裸燕麥優(yōu)良品種——內(nèi)農(nóng)大莜1號，并對其形態(tài)特征、生物學(xué)特征和產(chǎn)量進行了分析，證明裸燕麥能夠很好地適應(yīng)河南省的土壤及氣候條件，生長快，葉量豐富，無論是草產(chǎn)量，還是果實產(chǎn)量均比原產(chǎn)地高［9］。但是和原產(chǎn)地相比，河南裸燕麥果實和飼草中粗纖維明顯的提高，必需氨基酸含量明顯下降，蛋白質(zhì)和無氮浸出物含量略有下降，飼草和果實的整體品質(zhì)有所下降，所以進一步提高裸燕麥的飼草和果實品質(zhì)是個重要問題。

國內(nèi)外許多研究表明，在缺硒的土壤上，基施或者葉面噴灑硒肥能提高一些牧草和作物的營養(yǎng)水平，改善作物品質(zhì)，特別在改善苜蓿品質(zhì)上效果很顯著［10－13］。該研究就是依據(jù)河南省黃河灘區(qū)土壤缺硒的特點，通過播前合理基施硒肥，探索提高裸燕麥品質(zhì)的可能性和必要性。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于河南省鄭州市黃河灘區(qū)，海拔50～70m，屬溫帶大陸季風(fēng)性氣候，四季分明，年日照時數(shù)為2 368.4h；日平均氣溫14.3℃，7月份平均氣溫27℃，最高氣溫39.5℃；1月份平均氣溫1℃，最低溫度－25℃，≥10℃的年積溫為4 800℃；年平均降水量630mm，年平均無霜期為220～225d。土壤為黃河沖積物上發(fā)育的潮土，質(zhì)地為壤土［14］，其理化性狀如下：堿解氮66.02mg/kg，速效鉀（K）175.16mg/kg，速效磷（P）7.04mg/kg，有機質(zhì)8.17g/kg，有效鐵5.32mg/kg，有效硼0.4mg/kg，有效鉬0.07mg/kg，有效鋅0.64mg/kg，有效鈷0.05 mg/kg，有效銅1.35mg/kg，有效錳10.90mg/kg，有效硒0.08mg/kg［15］。

1.2 試驗材料

供試的裸燕麥品種為內(nèi)農(nóng)大莜1號（簡稱大莜麥）是內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)培育的中熟型新品種，該品種莖稈粗壯，根系發(fā)達，抗病能力強、分蘗力強，穗形長大，粒大飽滿，喜寒涼，耐干旱，抗鹽堿。

裸燕麥于2008年10月12日播種。播行為20～25cm，播深為3.5cm，播種量為22.5g/m2［16］

供試肥料為亞硒酸鈉（Na2SeO3·5H2O），為分析純試劑（AR），其主要成分含量分別為21.0%，淺紅色結(jié)晶，易溶于水和乙醇［17］。硒水平分別為亞硒酸鈉（Na2SeO3·5H2O），用量依次為：0，570，765，954和1 143g/hm2（分別含Se 0，200，266，332，400g/hm2）

1.3 試驗設(shè)計

試驗為單因子隨機設(shè)計，共有 Y－1、Y－2、Y－3、Y－4和 Y－0 5個處理，其中 Y－1、Y－2、Y－3、Y－4 4個處理分別在播種前基施570，765，954，1 143g/hm24個水平的亞硒酸鈉，Y－0為對照，為不施任何肥料的試驗處理（0 g/hm2），小區(qū)隨機區(qū)組排列，并設(shè)置4次重復(fù)，小區(qū)面積為15m2（7.5m×2.0m），區(qū)間距離1m，試驗區(qū)總面積為3 000m2［18，19］。

在試驗中，各小區(qū)于耕前按照規(guī)定的微肥用量進行一次性（摻細干土）撒施，然后耕翻。研究期間不施用其他任何肥料。

試驗觀察時間從2008年10月開始到2010年10月結(jié)束，共持續(xù)2年，2年的播種時間分別為2008年10月12日和2009年10月15日，收獲時間分別為2009年6月20日和2010年6月25日，青干草的取樣時間分別在拔節(jié)期（shooting stage，簡稱SS）、孕穗期（booting stage，簡稱BS）、抽穗期（heading stage，簡稱 HS）、揚花期（flowering stage，簡稱FS）、乳熟期（milking stage，簡稱 MS）、完熟期（ripening stage，簡稱RS），果實和秸稈取樣時間在完熟期。

1.4 試驗內(nèi)容

測定裸燕麥青干草和果實中粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、無氮浸出物以及粗灰分的含量。

1.5 測定方法

裸燕麥青干草的取樣時間是每年不同生育期，秸稈的取樣時間在完熟期，每個處理取樣3次，取樣面積為1 m2，留茬4cm，在每個處理的樣品中取500g鮮草，洗干，并在105℃下烘10min后，調(diào)到65℃，再烘24h至恒重，即為青干草樣品，然后把裸燕麥樣品用不銹鋼粉碎機粉碎后過1mm篩，按照下列方法分別測定各成分的含量［20］：粗蛋白（CP）的測定采用凱氏定氮法（GB/T5009.5－1985）［21］；粗脂肪（EE）的測定采用索氏抽提法（GB/T5009.6－1985）；粗纖維（CF）的測定采用重量法（GB/T5009.10－2003）［22］；粗灰分（A）含量的測定采用直接灰化法（GB6438－86）［23］。

無氮浸出物（NFE）含量按照公式計算：NFE%＝100%－CP%－EE%－A%－CF%

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 11.5數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對試驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析，用Excel 2007軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 硒肥對裸燕麥青干草中營養(yǎng)成分的影響

在整個生育期中各處理的粗蛋白質(zhì)含量基本呈現(xiàn)先升后降的趨勢（圖1），高峰在孕穗期，低峰在蠟熟期。就各處理比較而言，除了在拔節(jié)期差異不顯著外，其他生育期蛋白質(zhì)含量基本上是Y－0＞Y－1＞Y－2＞Y－3＞Y－4。各處理的粗脂肪含量呈現(xiàn)單邊下降的趨勢（圖2），高峰在拔節(jié)期，低峰在蠟熟期。在拔節(jié)－孕穗期，各處理的粗脂肪含量差別不明顯，而在其他時期基本呈現(xiàn)Y－4＞Y－3＞Y－2＞Y－1＞Y－0的特點。各處理的粗纖維含量呈單邊大幅上升的趨勢（圖3），低峰在拔節(jié)期，高峰在成熟期，基本上表現(xiàn)為Y－4＞Y－3＞Y－2＞Y－1＞Y－0的特點，而且各處理之間差異顯著。各處理的粗灰分含量呈單邊緩慢上升趨勢（圖4），施硒肥的4個處理的粗灰分含量均高于Y－0，但相互之間差異不大。各處理的無氮浸出物含量先下降后平穩(wěn)的特點（圖5），各處理差異均不顯著。由此可以看出，基施硒肥雖然不會影響不同生育期營養(yǎng)物質(zhì)的變化（動態(tài)）規(guī)律，但會影響到營養(yǎng)物質(zhì)的含量，突出地表現(xiàn)在抽穗到花期，基施硒肥會降低裸燕麥粗蛋白質(zhì)含量，提高粗纖維和粗脂肪的含量，對花期的粗灰分含量有明顯的提高作用，對無氮浸出物含量影響不明顯。而且硒肥的影響具有累加效應(yīng)和飽和效應(yīng)，即在施用量少的情況下，隨著施用量的增加，施用效果越突出，但高到一定水平后，效果穩(wěn)定不再增加。如在牧草集中利用的花期，當(dāng)硒的基施量在570～765g/hm2的情況下，硒肥的影響效果不突出，當(dāng)基施量達到954g/hm2的情況下，粗蛋白質(zhì)含量降低7.34%、粗纖維和粗灰分含量分別提高5.65%（P＜0.05）和5.80%（P＜0.05）；當(dāng)基施量達到1 143g/hm2的情況下，粗蛋白質(zhì)含量降低8.06%，粗纖維、粗灰分和粗脂肪含量分別提高6.14%（P＜0.05）、5.47%（P＜0.05）和4.67%。但從總的來看，土壤施硒量與裸燕麥青干草中營養(yǎng)成分含量之間存在一定的相關(guān)性（表1）。

圖1 硒肥對裸燕麥不同生育期粗蛋白質(zhì)含量動態(tài)的影響Fig.1 Effects of Se fertilizers on CP contents of hay in different periods

圖2 硒肥對裸燕麥不同生育期粗脂肪含量動態(tài)的影響Fig.2 Effects of Se fertilizers on EE contents of hay in different periods

圖3 硒肥對裸燕麥不同生育期粗纖維含量動態(tài)的影響Fig.3 Effects of Se fertilizers on CF contents of hay in different periods

圖4 硒肥對裸燕麥不同生育期粗灰分含量動態(tài)的影響Fig.4 Effects of Se fertilizers on ash（A）contents of hay in different periods

2.2 硒肥對完熟期裸燕麥秸稈中營養(yǎng)成分的影響

通過對不同處理完熟期裸燕麥的營養(yǎng)成分分析得知，隨著硒肥基施量的增加，裸燕麥秸稈中粗蛋白和無氮浸出物的含量呈下降趨勢，而粗灰分、粗脂肪以及粗纖維的含量呈上升的趨勢。當(dāng)硒的基施量在570～765g/hm2的情況下，硒肥對秸稈的營養(yǎng)成分影響效果不顯著，超過這個范圍，粗蛋白質(zhì)含量明顯降低，粗灰分、粗脂肪以及粗纖維的含量顯著提高，但對無氮浸出物含量影響不顯著。當(dāng)基施量達到954g/hm2的情況下，秸稈中粗蛋白質(zhì)含量降低7.16%、粗灰分和粗脂肪含量分別提高5.74%（P＜0.05）和5.32%（P＜0.05），超過這個基施量，效果不再繼續(xù)加強，說明硒肥的影響在量少時具有累加效應(yīng)，超過一定范圍則表現(xiàn)為飽和效應(yīng)。

圖5 硒肥對裸燕麥不同生育期無氮浸出物含量動態(tài)的影響Fig.5 Effects of Se fertilizers on NFE contents of hay in different periods

2.3 硒肥對裸燕麥果實中營養(yǎng)成分的影響

就蛋白質(zhì)含量而言（表2），Y－1（18.82%）含量最高，與 Y－2（18.58%）差異不顯著，兩者均顯著地高于 Y－0（17.64%），分別比 Y－0提高了 6.70%（P＜0.05）和6.48%（P＜0.05）；就粗脂肪含量而言，Y－4（6.84%）值最大，其次是 Y－3（6.48%）和 Y－2（6.45%），三者之間差異不顯著，三者分別比 Y－0（6.31%）提 高 了 8.39% （P＜0.05）、2.69% 和2.61%。就粗纖維含量而言，Y－0（3.25%）值最大，其次為Y－3（3.11%），兩者差異不顯著，其中Y－1、Y－2、Y－3和Y－4 4個處理之間差異不顯著。和以上青干草的分析結(jié)果相似，各處理間粗灰分和無氮浸出物的含量差異均不顯著?？傊?，硒肥對裸燕麥果實中粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和粗纖維含量影響顯著，具有顯著的相關(guān)性（表1），而對粗灰分和無氮浸出物含量則影響不顯著。

表1 土壤施硒量與裸燕麥青干草和果實中營養(yǎng)成分含量之間的相關(guān)性Table 1 Correlation among Se amounts of basal fertilizers and Se amounts of forage and Se amounts of grain

表2 硒肥對裸燕麥果實的常規(guī)營養(yǎng)成分的影響Table 2 Effects of selenium fertilizers on nutrient compositions of naked oats hay in flowering period

3 討論

裸燕麥揚花期的青干草是家畜優(yōu)質(zhì)的青飼料，在家畜青飼料輪供中可做為良好的冷季飼料。在硒肥基施量不大的情況下（＜954g/hm2），硒肥對裸燕麥的常規(guī)營養(yǎng)影響不顯著；基施量大的情況下，影響較為顯著。而且隨著施硒量的增加，青干草中粗蛋白質(zhì)和無氮浸出物含量呈下降趨勢，而粗灰分、粗脂肪和粗纖維的含量呈上升趨勢，而且硒肥的影響具有累加效應(yīng)和飽和效應(yīng)，即在施用量少的情況下，隨著施用量的增加，施用效果越突出，但高到一定水平后，效果穩(wěn)定不再增加。關(guān)于這方面問題，國內(nèi)有很多類似的研究，在牧草研究上，郭孝等［15］曾采用基施方法，研究硒肥對紫花苜蓿（Medicagosativa）青干草營養(yǎng)成分的影響，證明硒肥能顯著提高苜蓿干草中的粗纖維含量，降低粗脂肪含量，對粗蛋白和無氮浸出物含量影響不大。另外，劉世亮等［24］采用葉面噴灑方法研究了不同施硒水平對苜蓿青干草的產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，證明適量噴灑硒肥可顯著提高苜蓿青干草產(chǎn)量，硒肥對牧草的營養(yǎng)成分也有一定影響，隨著施硒量的增加，粗纖維和粗脂肪含量明顯提高，對粗蛋白質(zhì)、粗灰分和無氮浸出物含量沒有明顯影響。硒在蔬菜上研究比較多，也證明了硒對改善根、莖、葉的營養(yǎng)水平效果顯著，如王晉明等［25］也證明，在胡蘿卜（Daucuscarota）中單施硒肥能夠提高其纖維素含量。據(jù)李登超等［26］報道，硒肥能增加小白菜（Brassicarapa）地上部可溶性總糖和還原糖含量，降低蔗糖和淀粉的含量。低濃度硒增加了粗纖維含量，而高濃度硒則降低了其含量。Se≤1.0mg/L的處理降低了植株地上部總蛋白質(zhì)的含量，但隨著硒濃度的進一步增加（Se＞1.0mg/L）植株體內(nèi)的總蛋白質(zhì)含量逐漸升高，并大于對照。油菜（Brassicacampestris）生長期噴施硒肥，不但可明顯提高其脂肪含量，而且其脂肪酸的組成也會發(fā)生改變［27］。另外，硒對生菜（Lactucasativa）的品質(zhì)也產(chǎn)生影響，尚慶茂等［28］報道，硒能提高生菜莖葉的總糖、還原糖、葉綠素、可溶性蛋白質(zhì)含量，降低粗纖維和亞硝酸鹽的含量。

裸燕麥的秸稈是家畜良好的粗飼料和青貯飼料的原料。硒肥對裸燕麥秸稈的影響與花期青干草有相同點，也有不同點。隨著硒肥基施量的增加，裸燕麥秸稈中粗蛋白和無氮浸出物的含量呈下降趨勢，而粗灰分、粗脂肪以及粗纖維的含量呈上升的趨勢。當(dāng)硒的基施量少的情況下，硒肥對秸稈的營養(yǎng)成分影響效果不顯著，超過一定范圍，粗蛋白質(zhì)含量明顯降低，粗灰分、粗脂肪以及粗纖維的含量顯著提高，但對無氮浸出物含量影響不顯著，這說明硒肥的影響在量少時具有累加效應(yīng)，超過一定范圍則表現(xiàn)為飽和效應(yīng)。

另外，本研究證明硒肥對裸燕麥果實中常規(guī)營養(yǎng)成分的影響，完全不同于青干草和秸稈，在基施量小的情況下（570～765g/hm2），能顯著提高果實中的粗蛋白質(zhì)含量，降低粗纖維的含量，當(dāng)超過這個范圍則可顯著提高粗脂肪和粗纖維的含量，但對粗蛋白質(zhì)含量無顯著影響。周勛波等［29］報道，通過對大豆（Glycinemax）葉面噴施不同濃度、不同次數(shù)的硒肥，能提高大豆籽粒中粗蛋白含量、粗脂肪含量、氨基酸總量，明顯改善了大豆品質(zhì)。譚周磁等［30］報道，施硒肥可使大米中氨基酸含量增加而改善玉米果實的品質(zhì)。硒能改善多種作物的品質(zhì)，可能是硒通過參與多種代謝反應(yīng)來調(diào)節(jié)植物生命活動。

通過以上分析可以看出，硒肥基施量在570～765g/hm2的情況下，可以在保證不影響秸稈和青干草質(zhì)量的情況下，改善裸燕麥果實的品質(zhì)，這可能一方面適量施硒能增強裸燕麥植株的光合和代謝能力，增加了裸燕麥的營養(yǎng)物質(zhì)的生成能力；另一方面硒能增強營養(yǎng)物質(zhì)從源到庫轉(zhuǎn)移的能力，使莖葉中營養(yǎng)物質(zhì)更多轉(zhuǎn)移到果實中。基施量大的情況下，表現(xiàn)為硒中毒，影響了裸燕麥的生長，消弱了源的生產(chǎn)能力，青干草和果實的質(zhì)量均受影響，所以在硒的利用上一定要注意它的有效閾值，做到安全有效。

隨著人們生活水平的提高，對畜產(chǎn)品的要求從數(shù)量型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)變，安全、綠色、健康食品越來越成為人們的首選［31］，因此，可以根據(jù)土壤特點，有針對性在缺硒的黃河灘區(qū)基施硒肥，從不同角度提高裸燕麥飼草和果實的質(zhì)量，更好地為黃河灘區(qū)綠色奶業(yè)發(fā)展以及人類健康服務(wù)。

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