飼料型小黑麥新品系種子產(chǎn)量及籽粒營養(yǎng)價值的分析

趙方媛，田新會，杜文華

(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)

飼料型小黑麥新品系種子產(chǎn)量及籽粒營養(yǎng)價值的分析

趙方媛，田新會，杜文華

(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)

以甘肅省臨洮縣種植的10份飼料型小黑麥新品系為試驗材料，甘農(nóng)1號小黑麥和新小黑麥5號為對照，研究了小黑麥材料的種子產(chǎn)量及籽粒的營養(yǎng)價值，采用灰色關(guān)聯(lián)度法對參試材料的種子產(chǎn)量與營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行了綜合評價。結(jié)果表明：不同小黑麥材料間種子產(chǎn)量和營養(yǎng)價值均存在顯著性差異，Z49的種子產(chǎn)量最高，達(dá)11 133.50 kg/hm2，Z48的粗蛋白含量最高，為14.04%，Z5的淀粉含量最高，為65.69%，Z35的賴氨酸含量最高，為0.46%，Z3的粗脂肪含量最高，為2.37%。綜合分析表明，Z48和Z49的綜合性狀最佳，其關(guān)聯(lián)度分別為0.713 6和0.786 4，Z19和Z23的綜合表現(xiàn)較差。

飼料型小黑麥；種子產(chǎn)量；籽粒營養(yǎng)價值

隨著我國人民生活水平的不斷提高，居民對糧食的需求逐漸下降，而對肉、蛋、奶等畜產(chǎn)品的需求越來越大，這意味著對飼料的需求將越來越大。小黑麥(Triticale)為小麥屬(Triticum)和黑麥屬(Secale)的屬間雜交種，是應(yīng)用染色體加倍和染色體工程育種技術(shù)育成的一個新物種。其結(jié)合了小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的特點，且具有黑麥抗病、耐寒、耐旱，以及抗逆性和適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點，同時還具備蛋白質(zhì)和賴氨酸含量高于雙親的特性[1]，是可以糧飼兼用并有很大發(fā)展前途的新作物品種[2]。

按用途可將飼用小黑麥分為精飼料、青飼料、干飼料3種[3]，小黑麥籽粒適合作精飼料，其籽粒中富含蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸和碳水化合物，可為動物提供較豐富的營養(yǎng)。有研究發(fā)現(xiàn)，小黑麥籽?？梢蕴峁?5 500 KJ的能量，高于大麥和高粱[4]。截至目前，國內(nèi)外對小黑麥的研究主要集中在草產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)等方面[5-7]，對于種子產(chǎn)量及籽粒營養(yǎng)價值的研究報道較少，尤其對小黑麥籽粒中粗脂肪和淀粉含量的研究更少。在國內(nèi)，飼料原料的短缺一直影響著畜牧業(yè)的發(fā)展，已成為我國畜牧業(yè)面臨的一個巨大挑戰(zhàn)[8]。因此，研究小黑麥的種子產(chǎn)量及籽粒的營養(yǎng)價值，選育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的小黑麥品種可以進(jìn)一步解決飼料短缺問題。

灰色關(guān)聯(lián)度分析法實用、簡單、可靠，已廣泛應(yīng)用于水稻、小麥、棉花等多種農(nóng)作物的試驗分析中[9]。王有武等[10]報道，采用灰色關(guān)聯(lián)度法綜合評判小黑麥材料客觀可行。趙丹等[11]結(jié)合種子產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素，利用灰色關(guān)聯(lián)度法對32份小黑麥品種進(jìn)行了綜合評價。試驗利用灰色關(guān)聯(lián)度法對參試材料進(jìn)行綜合評價，研究小黑麥新品系的種子產(chǎn)量與籽粒的營養(yǎng)價值，旨在篩選出種子產(chǎn)量高、籽粒品質(zhì)好，適宜于甘肅省臨洮縣及氣候相似區(qū)域種植的小黑麥品種，為小黑麥新品種選育及進(jìn)一步推廣提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地設(shè)于甘肅省臨洮農(nóng)校農(nóng)場進(jìn)行，N 35°37′，E 103°87′。海拔1 892 m，降水量562 mm，無霜期153 d，年平均氣溫7.0℃，土壤為黑麻土，有灌溉條件，試驗地肥力均勻，前茬作物為玉米。

1.2 供試材料

以小黑麥新品系(Z3，Z5，Z6，Z19，Z23，Z27，Z35，Z48，Z49，Z55)為試驗材料，對照為甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的飼料型小黑麥新品種甘農(nóng)1號小黑麥(CK1)和新疆石河子大學(xué)選育的飼料型小黑麥品種新小黑麥5號(CK2)。

1.3 試驗設(shè)計

隨機(jī)區(qū)組設(shè)計。條播，行距0.2 m，播種量按500萬基本苗/hm2計算而得，小區(qū)面積2 m×3 m。3次重復(fù)，播種期2014年10月8日，前茬作物為玉米。田間管理與當(dāng)?shù)卮竺娣e種植冬小麥的管理一致。

1.4 測定內(nèi)容及方法

種子產(chǎn)量：小黑麥完熟期進(jìn)行。分別收獲每個小區(qū)的地上部分，田間晾曬，脫粒后測產(chǎn)。脫粒后從籽粒中隨機(jī)選取200 g，粉碎，用于測定粗蛋白、粗脂肪、淀粉及賴氨酸含量。

籽粒的營養(yǎng)成分測定：采用國際GB/T6432-94粗蛋白質(zhì)測定法測定粗蛋白(CP)含量；采用現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6433-1994法測定粗脂肪(EE)含量；采用旋光法測定淀粉(CS)含量[12]；采用茚三酮比色法測定賴氨酸(Lys)含量[13]。

1.5 灰色關(guān)聯(lián)度的計算

將參試小黑麥種質(zhì)中各營養(yǎng)指標(biāo)的最佳值結(jié)合起來，形成一個“理想品種”[14]，設(shè)“理想品種”各指標(biāo)所構(gòu)成的序列為參考序列，記作X0(k)，以參試小黑麥種質(zhì)各指標(biāo)構(gòu)成的序列為比較序列，記作Xi(k)，i為小黑麥種質(zhì)，k為指標(biāo)。

首先采用初值法[14]對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，即所有指標(biāo)數(shù)值除以相應(yīng)的X0，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理的結(jié)果求出X0與對應(yīng)Xi的絕對差值，然后計算出參試小黑麥種質(zhì)與“理想品種”之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)ξi(k)。

ξi(k)=

再計算出參試小黑麥種質(zhì)與“理想品種”之間的關(guān)聯(lián)度ri。

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用軟件MicrosoftExcel2010和SPSS19.0對不同小黑麥材料的種子產(chǎn)量和營養(yǎng)價值進(jìn)行方差分析。如果差異顯著，用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子產(chǎn)量

參試小黑麥種質(zhì)中，Z49的種子產(chǎn)量最高，為11 133.50kg/hm2，與其他小黑麥種質(zhì)均差異顯著(P<0.05)；其次是Z3，種子產(chǎn)量為9 686.00kg/hm2，與Z23、Z35、Z49、Z55、CK1之間存在顯著差異(P<0.05)；種子產(chǎn)量最低的是CK1，為6 625.00kg/hm2，除與Z23、Z35無顯著差異外，與其他小黑麥種質(zhì)均存在顯著差異(P<0.05)；CK2的種子產(chǎn)量為8 562.50kg/hm2，與Z23、Z35、Z49、Z55、CK1之間存在顯著差異(P<0.05)(圖1)。

圖1 小黑麥種質(zhì)的種子產(chǎn)量Fig.1 Seed yield of each Triticale germplasm

2.2 籽粒的營養(yǎng)價值

2.2.1 粗蛋白(CP)和賴氨酸(Lys)含量 在參試的小黑麥種質(zhì)中，Z48粗蛋白含量最高(14.04%)，除與Z19、Z27、Z49差異不顯著外，與其余材料之間均存在顯著差異(P<0.05)，顯著高于CK1、CK2；其次為Z49(13.04%)，其粗蛋白含量與CK1之間無顯著性差異，但顯著高于CK2；Z3的粗蛋白含量最低(9.66%)，與Z19、Z27、Z48、Z49之間均存在顯著差異(P<0.05)，顯著低于CK1，但與CK2之間無顯著性差異。

Z35的賴氨酸含量最高，為0.46%，與Z6、Z23、Z48、Z49之間存在顯著差異(P<0.05)，與其余材料之間差異不顯著，其含量均顯著高于CK1、CK2；賴氨酸含量最低的是CK1(0.34%)，除CK2之外，與其余材料之間均存在顯著差異(P<0.05)(表1)。

2.2.2 淀粉(CS)和粗脂肪(EE)含量 在參試的小黑麥種質(zhì)中，CK2的淀粉含量最高，為70.10%，均顯著高于其他各材料(P<0.05)；其次為CK1，除Z3、Z5、Z48、Z49之外，與其余材料之間均存在顯著差異(P<0.05)；Z35的淀粉含量最低(59.83%)，與Z3、Z5、Z48、Z49、CK1、CK2之間均存在顯著差異(P<0.05)。

粗脂肪含量最高的是CK1(2.62%)，除與Z3外的其余材料之間均存在顯著差異(P<0.05)；其次為Z3，其含量顯著高于Z6、Z19、Z27、Z35(P<0.05)；Z19的粗脂肪含量最低，為1.69%，與各材料之間均存在顯著差異(P<0.05)，并且其含量顯著低于CK1、CK2(表1)。

表1 小黑麥種質(zhì)營養(yǎng)價值Table 1 Seed nutritional value of each Triticale germplasm

注：同列不同小寫字母表示不同材料間差異顯著(P<0.05)

2.3 綜合評價

利用灰色關(guān)聯(lián)分析的方法研究參試小黑麥新品系種子產(chǎn)量及籽粒的營養(yǎng)價值與“理想品種”之間的灰色關(guān)聯(lián)度，按灰色關(guān)聯(lián)理論要求，將12個小黑麥種質(zhì)及其各指標(biāo)視為一個總體，即為灰色系統(tǒng)(表2)。

表2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理Table 2 The standardized data

注：SY為種子產(chǎn)量，下同

表3為標(biāo)準(zhǔn)化后參考序列與比較序列之間的絕對差值，再由公式計算出參試小黑麥新品系與“理想品種”之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)與關(guān)聯(lián)度并排序(表4，5)。根據(jù)關(guān)聯(lián)度的大小來評價參試小黑麥種質(zhì)的優(yōu)劣。

表3 X0與Xi的絕對差值Table 3 The value of absolute difference between X0 and Xi

根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析原理，關(guān)聯(lián)度的值越大說明參試小黑麥種質(zhì)的綜合性能與“理想品種”越接近[15]。Z49、Z48、CK1、Z6的品質(zhì)及生產(chǎn)性能較好，Z19、Z23、Z35、Z55的綜合性能相對較弱(表5)。

表5 參試小黑麥種質(zhì)與“參考品種”的關(guān)聯(lián)度Table 5 Correlative degree between tested triticale and ‘reference variety’

3 討論

(1) 選擇優(yōu)質(zhì)牧草時，產(chǎn)量是最大的限制因素之一，評價牧草優(yōu)劣時應(yīng)綜合牧草產(chǎn)量與品質(zhì)[16]。飼料型小黑麥要求籽粒產(chǎn)量高，李冬梅等[17]研究發(fā)現(xiàn)，5個小黑麥品系的種子產(chǎn)量最高為10 070 kg/hm2，最低為5 700 kg/hm2。江虎琳等[18]研究發(fā)現(xiàn)，小黑麥在陜西商洛高寒山區(qū)長勢良好，種子產(chǎn)量3 000 kg/hm2，最高達(dá)6 000 kg/hm2，是當(dāng)?shù)匦←満秃邴湹?倍。小黑麥抗逆性強(qiáng)，即使在河北滄州旱澇特別嚴(yán)重的地區(qū)，小黑麥也可收獲籽粒4 665 kg/hm2[19]。試驗研究結(jié)果表明：參試的10份飼料型小黑麥種質(zhì)的種子產(chǎn)量為6 906.3～11 133.5 kg/hm2，Z49的種子產(chǎn)量最高，Z3、Z5、Z6、Z19、Z27及Z49的種子產(chǎn)量均大于9 000 kg/hm2，趙雅姣[20]研究了30份小黑麥材料的種子產(chǎn)量，結(jié)果表明參試材料的種子產(chǎn)量為3 350～11 490 kg/hm2，其中由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物所提供的HH124、OH2372及OH2473小黑麥的種子產(chǎn)量分別為9 510 kg/hm2、9 330 kg/hm2和9 660 kg/hm2，與此次試驗得到的種子產(chǎn)量相近。

(2) 粗蛋白是飼料作物中含氮物質(zhì)的總和，是決定籽粒營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)，蛋白質(zhì)作為生命活動的主要承擔(dān)者，當(dāng)畜禽攝入蛋白質(zhì)不足時，機(jī)體健康及肉、蛋、奶的品質(zhì)必將受到影響，而畜禽對于蛋白質(zhì)的攝取主要從飼料中獲得，因此，提高籽粒中的粗蛋白含量可以進(jìn)一步提升肉、蛋、奶品質(zhì)[21]。粗脂肪是飼料中的重要化學(xué)組成成分，是動物生長發(fā)育的必需營養(yǎng)元素之一[22]，脂類含能量是蛋白質(zhì)和碳水化合物的2～4倍[23]，準(zhǔn)確測定飼料粗脂肪含量，對評價飼料質(zhì)量具有重要意義。賴氨酸是人和動物必需的一種氨基酸，人體和動物不能自身合成，必須從食物中攝取，賴氨酸作為蛋白質(zhì)的第一限制氨基酸，其含量是判定籽粒是否優(yōu)質(zhì)的一個重要指標(biāo)[24]。小黑麥籽粒中富含蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸和碳水化合物，適合作精飼料，可為家畜動物提供較豐富營養(yǎng)[25-26]。有報道12個小黑麥品種籽粒的粗蛋白含量為12.8%～18.5%。黑龍江省畜牧研究所對508份小黑麥品系籽粒的營養(yǎng)價值研究結(jié)果表明，其籽粒蛋白質(zhì)含量為10.1%～20.2%，平均比小麥高30%[27-28]。參試的10份小黑麥材料中，Z48的粗蛋白含量最高，為14.04%。Z3的粗脂肪含量在參試的10份小黑麥材料中最高，為2.37%，相比CK1略低，但是高于CK2；Z19粗脂肪含量最低，僅為CK1的65%，所含能量較低。孫建勇[21]研究了黔中5號和勁松81在2個不同密度水平下籽粒粗脂肪含量，發(fā)現(xiàn)其含量在1.35%～2.83%。目前，對飼用小黑麥飼用品質(zhì)的研究主要集中在粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、粗灰分含量的測定方面[29-30]，對于小黑麥籽粒品質(zhì)的研究還需要考慮淀粉及賴氨酸含量。淀粉在小黑麥籽粒中占比例最大，同樣也是小黑麥籽粒品質(zhì)特性的決定因素之一。研究發(fā)現(xiàn)，參試的小黑麥種質(zhì)的淀粉含量為59.83%～70.09%，Z5、Z48、Z49的淀粉含量較高。彭佃亮[31]研究發(fā)現(xiàn)，灌漿期倒伏會降低小麥籽粒中淀粉含量。李陶[32]研究表明，東農(nóng)5305和東農(nóng)96026小黑麥品種在不同氮素營養(yǎng)水平和種植密度下，籽粒的淀粉含量為54.90%～65.67%。試驗中，小黑麥種質(zhì)的賴氨酸含量為0.38%～0.46%，Z35的含量最高。有研究發(fā)現(xiàn)小黑麥籽粒的賴氨酸含量為0.28%～0.62%，平均為0.49%，高于小麥籽粒的賴氨酸含量(0.33%)[33]。李誠等[34]認(rèn)為，小黑麥籽粒的賴氨酸含量為0.24%～0.81%，高于飼料大麥30%～50%。

(3)灰色關(guān)聯(lián)分析是對系統(tǒng)變化發(fā)展態(tài)勢進(jìn)行定量描述和比較的方法，可較為真實和全面地反映人們對客觀系統(tǒng)的實際認(rèn)識程度[35]。為此，此次研究應(yīng)用鄧聚龍[36]于1982年創(chuàng)立的灰色關(guān)聯(lián)度分析法，將小黑麥籽粒營養(yǎng)與產(chǎn)量有機(jī)地結(jié)合起來，對種植于甘肅省臨洮縣的10份飼料型小黑麥品系進(jìn)行綜合評價。根據(jù)關(guān)聯(lián)度排序結(jié)果，Z49和Z48的綜合性狀最佳，均優(yōu)于CK1、CK2，適合于該地及相似生態(tài)環(huán)境地區(qū)種植，以生產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小黑麥飼料；Z19和Z23綜合表現(xiàn)較差，不適于該地及相似生態(tài)環(huán)境地區(qū)種植。

4 結(jié)論

在參試小黑麥種質(zhì)中，Z49的種子產(chǎn)量最高，達(dá)到了11 133.50 kg/hm2；Z48的粗蛋白含量最高，為14.04%；Z5的淀粉含量最高，為65.69%；Z35的賴氨酸含量最高，為0.46%；Z3的粗脂肪含量最高，為2.37%。通過灰色關(guān)聯(lián)分析的方法對參試材料進(jìn)行綜合評價表明，Z48和Z49的綜合性狀最佳，Z19和Z23的綜合表現(xiàn)較差。

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Studies on seed yield and grain nutritional value of newTriticalelines

ZHAO Fang-yuan,TIAN Xin-hui,DU Wen-hua

(CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem，MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China)

The seed yield and grain nutritional value of 10 newTriticalelines were studied in Lintao County,Gansu Province,and two released triticale varieties,Gannong No.1 and NewTriticaleNo.5 were used as the controls.The gray relational grade analysis was used to comprehensively evaluate the seed yield and grain nutritional value.Results showed that the significant differences existed in seed yield and grain nutritional value among different triticale materials.Z49 had the highest seed yield (11 133.50 kg/hm2),Z48 had the highest CP content (14.04%),Z5 had the highest CS content (65.69%),Z35 had the highest lysine content (0.46%),and Z3 had the highest EE content (2.37%).Comprehensive analysis indicated that Z48 and Z49 had better performance and the comprehensive value was 0.713 6 and 0.786 4,respectively.Z19 and Z23 had poor comprehensive performances.

Triticale;seed yield;seed nutritional value

2016-04-07；

2016-06-01

國家自然科學(xué)基金(31360577)；教育部博士點基金(20136202110005)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金(CARS-40-09B)資助

趙方媛(1992-)，女，甘肅天水人，在讀研究生。 E-mail：1006997460@qq.com 杜文華為通訊作者。

S 512.4

A

1009-5500(2017)03-0075-06