川西北高寒地區(qū)6個(gè)燕麥品種生長(zhǎng)特性的比較分析

彭先琴，周青平，劉文輝，魏小星，田莉華，陳有軍，王 沛

(1.青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，青海 西寧 810016； 2.西南民族大學(xué)青藏高原研究院，四川 成都 610041；3.青海省青藏高原優(yōu)良牧草種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，青海 西寧 810016)

四川省阿壩州紅原縣屬青藏高原東部邊緣，位于四川省西北部，是阿壩州海拔最高，氣候環(huán)境惡劣及以草地畜牧業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè)的純牧業(yè)縣。冷季缺草困擾著當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)的穩(wěn)定發(fā)展[1]，種草養(yǎng)畜已成為緩解這一問題的有效措施[2]，因此發(fā)展栽培草地對(duì)該區(qū)域畜牧業(yè)發(fā)展意義重大。

燕麥(Avenasativa)是我國(guó)高寒牧區(qū)普遍種植的一年生禾本科糧飼兼用作物[3]，不僅有抗旱、抗寒、耐貧瘠的生物學(xué)特性[4]，而且具有易栽培、生產(chǎn)潛力大[5]等優(yōu)良品性，是高寒牧區(qū)公認(rèn)的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的重要飼草料品種[6]，在緩解高寒牧區(qū)家畜的冷季補(bǔ)飼和維系草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著獨(dú)特作用[7]。周青平等[3]在青海地區(qū)比較分析了8個(gè)燕麥品種的籽粒和飼草生產(chǎn)性能；徐惠云和王盼忠[7]在晉北高寒區(qū)對(duì)國(guó)內(nèi)7個(gè)燕麥品種進(jìn)行了品種比較試驗(yàn)，篩選出了籽粒和鮮干、草需求方面的首選草種壩莜13號(hào)、燕科2號(hào)和白燕11號(hào)；李春喜等[8]對(duì)祁連山高寒牧區(qū)8個(gè)燕麥品種的飼草產(chǎn)量及品質(zhì)進(jìn)行研究，認(rèn)為白燕7號(hào)、丹麥燕麥和加燕2號(hào)可作為在高寒牧區(qū)優(yōu)質(zhì)燕麥草地的推廣品種。

近年來隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，川西北地區(qū)大力推廣圈窩種植，燕麥亦成為主推的適宜草種。但生產(chǎn)實(shí)踐中，川西北地區(qū)當(dāng)家燕麥品種資源缺乏，用以生產(chǎn)中推廣的主導(dǎo)燕麥品種均從外地引進(jìn)[9]，制約了當(dāng)?shù)夭莸匦竽翗I(yè)的發(fā)展，篩選最適川西北特殊地理環(huán)境的品種是獲得燕麥高產(chǎn)的關(guān)鍵[10]。而關(guān)于川西北地區(qū)燕麥品比試驗(yàn)報(bào)道甚少[11-13]，適宜在川西北地區(qū)種植的高產(chǎn)燕麥品種也不多。為此，通過引種篩選國(guó)內(nèi)外優(yōu)良燕麥品種進(jìn)行燕麥品種比較試驗(yàn)，以期篩選出適合在當(dāng)?shù)胤N植推廣的優(yōu)良燕麥品種，為川西北地區(qū)燕麥栽培草地種植的生產(chǎn)實(shí)踐、推廣及應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)在西南民族大學(xué)青藏高原研究院青藏高原基地實(shí)施，試驗(yàn)地位于青藏高原東緣四川省阿壩州紅原縣(31°50′-33°22′ N，101°51′-103°23′ E)，海拔3 513 m。屬高原寒溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，該地年均溫1.5 ℃，最熱(7月)月均溫11.1 ℃，最冷(1月)月均溫-9.7 ℃，≥ 0 ℃的積溫為1 432.2 ℃·d。年極端最高溫25.6 ℃，極端最低溫-33.3 ℃，年均日照時(shí)間2 400 h，年均降水量770 mm，降水量主要集中在5月至10月，年均積雪期可達(dá)3個(gè)月[14]。土壤屬亞高山草甸土，pH 4.6[15]。

1.2 試驗(yàn)材料及設(shè)計(jì)

供試燕麥材料青海444(Qinghai No.444)、青引1號(hào)(Qingyin No.1)、林納(Lean)由青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)研究院草原所提供，定燕2號(hào)(Dingyan No.2)由甘肅省定西市農(nóng)科院提供，謳歌(Ogle)、莫妮卡(Monida)由北京百斯特草業(yè)有限公司提供。于2017年5月10日播種，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積3 m×5 m，各小區(qū)間隔50 cm，3次重復(fù)，共18個(gè)小區(qū)；人工開溝條播，在寬3 m的小區(qū)中均勻種植10行，播深3～4 cm，保苗數(shù)450萬株·hm-2。播前施有機(jī)肥作基肥，有機(jī)肥中有機(jī)質(zhì)含量≥30(%)，(N+P2O5+K2O)含量≥4.0(%)，旱作無灌溉。三葉期、拔節(jié)期各除草一次。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1生育期 分別記錄各品種的生育期(出苗期、三葉期、分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、開花期、灌漿期、蠟熟期、完熟期)。

1.3.2株高和莖粗 出苗后，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取5株(避免邊際效應(yīng))，定株測(cè)量。用鋼卷尺測(cè)定燕麥單株的自然高度，用游標(biāo)卡尺測(cè)定植株第一節(jié)莖粗。拔節(jié)期前按生育時(shí)期測(cè)定，拔節(jié)期后的生長(zhǎng)旺季每3 d測(cè)定一次。

每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取30 cm樣段(避免邊際效應(yīng))，留茬5 cm刈割，稱其鮮重后，放入烘箱(65 ℃)烘干至恒重，稱干重，計(jì)算鮮干比。拔節(jié)期前按生育時(shí)期測(cè)定，拔節(jié)期后的生長(zhǎng)旺季每7 d測(cè)定一次。抽穗期之后，將莖、葉、穗分開，烘干后稱其干重，計(jì)算莖、葉和穗的產(chǎn)量構(gòu)成比例。每個(gè)小區(qū)取樣一次，每個(gè)品種3次重復(fù)。

1.3.3營(yíng)養(yǎng)成分含量 將干草樣品烘干并粉碎，過0.425 mm篩，分析方法參照《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》[16]，包括粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(ASH)、酸性洗滌纖維(NDF)、中性洗滌纖維(ADF)。

1.3.4綜合評(píng)價(jià)方法 根據(jù)Fuzzy數(shù)學(xué)中隸屬函數(shù)法對(duì)6個(gè)燕麥品種的不同性狀指標(biāo)進(jìn)行綜合分析[17]。當(dāng)該指標(biāo)與生產(chǎn)性能正相關(guān)時(shí)，采用公式

U=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin);

當(dāng)該指標(biāo)與生產(chǎn)性能呈負(fù)相關(guān)時(shí)，采用公式

U=1-(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)。

式中：U為指定品種某指標(biāo)的隸屬函數(shù)值；X為指定品種某指標(biāo)的測(cè)定值；Xmax和Xmin為6個(gè)燕麥品種中某指標(biāo)測(cè)定值的最大值和最小值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用單因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan法進(jìn)行多重比較。所有統(tǒng)計(jì)分析均采用SPSS 19.0 (SPSS Inc. version 19.0)軟件進(jìn)行，用平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤表示測(cè)定結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 6個(gè)燕麥品種生育期差異

除定燕2號(hào)外，青海444、青引1號(hào)、林納、謳歌和莫妮卡均能在川西北地區(qū)完成生育期(表1)。供試的6個(gè)燕麥品種于2017年5月10日播種，兩周內(nèi)出苗，24～26 d達(dá)到三葉期，6個(gè)品種40 d后均達(dá)到分蘗期。青海444、青引1號(hào)和林納是青藏高原地區(qū)培育的早熟品種，50 d左右就可進(jìn)入拔節(jié)期，國(guó)外引進(jìn)的謳歌和莫妮卡則晚3～4 d，定燕2號(hào)要晚30 d，6個(gè)品種中，青海444(7月11日)進(jìn)入拔節(jié)期最早。各燕麥品種于7月下旬至8月底相繼進(jìn)入孕穗期和抽穗期，青海444和青引1號(hào)較早(7月31、8月3日)完成抽穗，定燕2號(hào)(8月28日)較晚。青海444和青引1號(hào)在出苗80多d后，開始進(jìn)入開花期，林納、謳歌、莫妮卡晚一周左右進(jìn)入開花期，而定燕2號(hào)在試驗(yàn)期間(10月15日前)一直處于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段。除定燕2號(hào)，其他5個(gè)品種在10月中上旬全部完成生育期。綜合來看，5個(gè)燕麥品種在濕潤(rùn)的川西北地區(qū)生育期為130～144 d。其中，青海444和青引1號(hào)較其他幾個(gè)品種提前一周成熟。

表1 6個(gè)燕麥品種生育期Table 1 The phenological phases of six oat cultivars MM-DD

2.2 6個(gè)燕麥品種株高差異

燕麥的株高在整個(gè)生育周期中表現(xiàn)為：出苗期至拔節(jié)期植株生長(zhǎng)緩慢(圖1)；拔節(jié)期后生長(zhǎng)速度明顯加快，且各個(gè)品種在灌漿后期株高不再增加。青海444與青引1號(hào)的株高在抽穗期至開花期有明顯增幅，8月下旬停止增高；莫妮卡、謳歌和林納在9月中旬左右停止增高；定燕2號(hào)在9月底停止增加。6個(gè)燕麥品種最大株高在81.53～90.54 cm，品種間差異不顯著(P>0.05)。

2.3 6個(gè)燕麥品種的莖粗差異

隨著生長(zhǎng)時(shí)間的推移，6個(gè)燕麥品種的莖粗在拔節(jié)后期基本趨于穩(wěn)定(圖2)。各燕麥品種的莖粗在分蘗期至拔節(jié)期有明顯增幅，但拔節(jié)期后，除林納和定燕2號(hào)在7月20日-7月26日迅速增加外，其余品種莖粗增加較慢。莫妮卡、林納和定燕2號(hào)的莖粗分別為4.35、4.34、4.05 mm，其次為謳歌和青海444，分別為3.99和3.77 mm，而青引1號(hào)是一個(gè)莖稈柔軟的品種,其莖粗最小，為3.32 mm，顯著小于另外5個(gè)燕麥品種(P<0.05)。

2.4 6個(gè)燕麥品種干草產(chǎn)量差異

拔節(jié)期(7月20日)之前，地上生物量積累少，干草產(chǎn)量較低，拔節(jié)期后，地上生物量積累量加快，干草產(chǎn)量增幅大，且在9月初至9月中下旬左右達(dá)到最高峰，繼而下降(表2)。其中，青引1號(hào)在9月7日干草產(chǎn)量達(dá)到最大(8 554.81 kg·hm-2)，青海444、莫妮卡和定燕2號(hào)在9月14日干草產(chǎn)量達(dá)到最大，分別為10 133.7、10 102.96和9 503.70 kg·hm-2，而林納和謳歌在9月21產(chǎn)量達(dá)到最大，分別為10 448.52、10 394.07 kg·hm-2。青引1號(hào)最大干草產(chǎn)量明顯低于其他5個(gè)品種，其余5個(gè)品種間差異不大。

圖1 6個(gè)燕麥品種不同時(shí)期株高生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)Fig. 1 Growth dynamics of plant height for the six oat cultivars during different growth stages

圖2 6個(gè)燕麥品種不同時(shí)期莖粗生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)Fig. 2 Growth dynamics of stem diameter for the six oat cultivars during different growth stages

表2 6個(gè)燕麥品種不同時(shí)期干草產(chǎn)量Table 2 Hay yield of six oat cultivars during different growth stages kg·hm-2

不同小寫字母表示同一時(shí)期不同品種間差異顯著(P<0.05)。

Different lowercase letters for the same measure date indicate significant difference among different oat cultivars at the 0.05 level.

2.5 6個(gè)燕麥品種鮮干比差異

各燕麥品種鮮干比隨生育期進(jìn)程的變化趨勢(shì)不同(圖3)。定燕2號(hào)、謳歌和莫妮卡呈先增長(zhǎng)再下降的趨勢(shì)，主要表現(xiàn)在6月22日至7月20日之間，呈增加的趨勢(shì)，而7月20日后逐漸下降。青海444、青引1號(hào)和林納的鮮干比在生育期始終呈下降的趨勢(shì)?？傮w來說，7月20日(拔節(jié)期)左右各品種鮮干比都較高，其中定燕2號(hào)和莫妮卡鮮干比最高，分別為6.26和6.16，青海444、林納和謳歌比值略低，分別為5.47、5.45和5.67，青引1號(hào)鮮干比最小，為5.17。9月30日左右各品種鮮干比降到最低，且定燕2號(hào)最大(2.74)，謳歌和莫妮卡最小(2.12，2.19)。從產(chǎn)草量的高峰期來看(9月7日-9月21日)，青海444和青引1號(hào)的鮮干比顯著低于其他4個(gè)品種(P<0.05)，表明其水分含量較低。

2.6 6個(gè)燕麥品種莖葉穗的產(chǎn)量構(gòu)成差異

由于定燕2號(hào)沒有完成生育期，因此試驗(yàn)測(cè)定了其他5個(gè)品種分別在抽穗期、開花期、灌漿期和完熟期的莖葉穗的產(chǎn)量構(gòu)成。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，林納的葉占總干物質(zhì)的比例在4個(gè)生育時(shí)期均顯著高于其他4個(gè)品種(P<0.05)，其莖占總干物質(zhì)比例在抽穗期和開花期顯著低于其他品種(P<0.05)，灌漿期和完熟期與其他品種沒有顯著差異(P>0.05)。雖然青海444在開花期和灌漿期穗產(chǎn)量最高，但在抽穗期和完熟期與其他品種均無顯著差異(P>0.05)。這些結(jié)果表明，供試的5個(gè)品種中，相比莖占總干物質(zhì)的比例，林納具有最高的葉和穗比例。

2.7 6個(gè)燕麥品種營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)差異

6個(gè)燕麥品種的CP、ASH和NDF含量之間都存在顯著差異(P<0.05)，EE和ADF顯著不差異(P>0.05)(表3)。林納的CP含量最高，為7.82%，定燕2號(hào)最低，為5.83%，兩者間差異顯著 (P<0.05)。EE含量在2.48%～2.93%，各品種間無顯著差異。青海444 ASH含量(4.60%)最高，除了與定燕2號(hào)的ASH含量(3.76%)差異顯著外(P<0.05)，與其他品種差異不顯著。ADF含量在32.00%～35.57%，6個(gè)品種間沒有顯著差異。青海444的NDF含量最高，為54.47%(P<0.05)，定燕2號(hào)最低，為54.47%(P<0.05)。

圖3 6個(gè)燕麥品種不同時(shí)期鮮干比Fig. 3 FW/DW ratio of the six oat cultivars during different growth stages

圖4 6個(gè)燕麥品種不同生育時(shí)期莖、葉、穗的產(chǎn)量構(gòu)成Fig. 4 Composition of stem, leaf, and spike of the six oat cultivars during different growth stages

不同小寫字母表示同一部位不同品種間差異顯著(P<0.05)。

Different lowercase letters indicate significant differences among different cultivars in the same organ at the 0.05 level.

表3 6個(gè)燕麥品種CP、EE、ASH、ADF和NDF含量 Table 3 CP, EE, ASH, ADF, and NDF contents of the six oat cultivars %

表4 6個(gè)燕麥品種生產(chǎn)性能的綜合評(píng)價(jià)Table 4 Comprehensive evaluation of productive performance of six oat cultivars

2.8 6個(gè)燕麥品種生產(chǎn)性能綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)隸屬函數(shù)法對(duì)6個(gè)燕麥品種的生產(chǎn)性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，按照公式計(jì)算出各品種各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值(表4)，再分別計(jì)算出6個(gè)品種隸屬函數(shù)值的均值，按其平均值大小排序。6個(gè)燕麥品種的生產(chǎn)性能排序依次為林納>莫妮卡>謳歌>定燕2號(hào)>青海444>青引1號(hào)。

3 討論與結(jié)論

3.1 6個(gè)燕麥品種的生育期

生育期是評(píng)價(jià)品種適應(yīng)性的重要指標(biāo)之一[18]。此前眾多學(xué)者的研究表明，燕麥在高海拔區(qū)域的生育時(shí)長(zhǎng)為84～159 d，且有些晚熟型燕麥品種種子無法成熟，不能完成整個(gè)生育期，這與本研究結(jié)果一致[9-10,19]。本研究中，6個(gè)燕麥品種生長(zhǎng)發(fā)育差異明顯，青海444、青引1號(hào)、林納、謳歌和莫妮卡5個(gè)燕麥品種的生育時(shí)長(zhǎng)為130～144 d，而定燕2號(hào)由于抽穗期晚，一直處于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，未能完成生育期。青海444和青引1號(hào)分別于9月底10月初成熟，林納、謳歌和莫妮卡在10月中上旬成熟。且黃祖杰等[20]研究發(fā)現(xiàn),青綠期越長(zhǎng)飼用價(jià)值越大，因此結(jié)合本研究得出：青海444和青引1號(hào)生育期短，可用于種子生產(chǎn)；林納、謳歌、莫妮卡適用于種子生產(chǎn)兼飼草生產(chǎn)；定燕2號(hào)只適用于飼草生產(chǎn)。

3.2 6個(gè)燕麥品種的農(nóng)藝性狀與飼草產(chǎn)量

株高和莖粗是影響牧草產(chǎn)量的重要指標(biāo)[21]，可反映出不同牧草品種間產(chǎn)草量的生產(chǎn)差異[22]。本研究中，供試的6個(gè)燕麥品種植株最大株高在81.53～90.54 cm，品種之間差異不顯著(P>0.05)，低于楊海磊等[23]報(bào)道的燕麥平均植高138.90 cm，原因可能與品種本身遺傳特性和生境條件所致。莖粗表現(xiàn)為莫妮卡和林納的莖粗最大，青引1號(hào)莖粗最小。且本研究研究結(jié)果表明，6個(gè)燕麥品種的最大干草產(chǎn)量間存在顯著差異(P<0.05)，其中林納干草產(chǎn)量最大為10 448.52 kg·hm-2，青引1號(hào)干草產(chǎn)量最小為8 554.81 kg·hm-2。各品種均在灌漿后期干草產(chǎn)量最大，但臘熟期后產(chǎn)量有所降低，下降的原因可能是燕麥生長(zhǎng)后期光合能力下降，導(dǎo)致消耗增加，干物質(zhì)減少；也可能是受到9月底的天氣影響(降雨、冰雹)，落粒嚴(yán)重，質(zhì)量減小。由此可見，燕麥在高寒牧區(qū)做飼草料時(shí)，最佳收獲期應(yīng)在灌漿后期。

鮮干比是指鮮草產(chǎn)量與干草產(chǎn)量的比值，反映牧草干物質(zhì)累積程度及利用價(jià)值[24]。供試的6個(gè)燕麥品種鮮干比隨生育期進(jìn)程大致呈降低趨勢(shì)，這與柴繼寬[25]的報(bào)道相同。在飼草產(chǎn)量的高峰期，青海444和青引1號(hào)鮮干比顯著低于其他品種(P<0.05)。莖、葉、穗比例是評(píng)價(jià)燕麥飼用價(jià)值是重要指標(biāo)之一。王桃等[26]對(duì)36個(gè)燕麥品種的不同器官營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高低排序依次為葉片>籽粒>莖稈。因此，葉、穗比例高，莖比例低，說明營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，適口性更佳。供試的5個(gè)燕麥品種中，林納的莖比例最小，葉和穗比例最大，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最好。

3.3 6個(gè)燕麥品種的營(yíng)養(yǎng)成分

一般情況下，CP、EE和ASH含量越高，ADF和NDF含量越低，飼料品質(zhì)越好。本研究中，6個(gè)燕麥品種的CP，EE，ASH，ADF，NDF含量變化范圍分別為5.83%～7.82%，2.48%～2.93%，3.76%～4.60%，32.00%～35.57%和54.47%～63.27%。參照中國(guó)禾本科干草質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，CP含量在7%～9%為二級(jí)，5%～7%為三級(jí)[27]。本研究中除定燕2號(hào)只達(dá)到三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)外，其余的燕麥品種均達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，高于陳莉敏等[2]的研究，出現(xiàn)差異的原因可能是與品種差異和年間差別所致。而EE含量與王桃等[28]的報(bào)道相近。另外孫建平等[29]對(duì)晉北農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)引進(jìn)燕麥品種生產(chǎn)性能及飼用價(jià)值比較進(jìn)行研究，本研究結(jié)果均低于其CP，EE及ASH含量，但與NDF和ADF含量研究結(jié)果相近，這可能與燕麥品種的遺傳特性相關(guān)，也可能是與川西北高寒地區(qū)特殊的氣候條件所致。

3.4 綜合評(píng)價(jià)分析結(jié)果

隸屬函數(shù)分析法是一種較為常用的綜合評(píng)價(jià)方法，可以對(duì)多個(gè)相關(guān)指標(biāo)同時(shí)進(jìn)行綜合、全面的評(píng)價(jià)。本研究運(yùn)用隸屬函數(shù)分析法較為客觀地評(píng)價(jià)了川西北高寒地區(qū)6個(gè)燕麥品種的生產(chǎn)性能。結(jié)果顯示，林納的綜合評(píng)價(jià)數(shù)值最高，主要原因是莖葉比最低，草產(chǎn)量最大和粗蛋白最高；青引1號(hào)的綜合評(píng)價(jià)數(shù)值最低，排序靠后的主要原因是其植株較矮，莖桿最細(xì)，干草產(chǎn)量最少。結(jié)果表明，較單一指標(biāo)評(píng)價(jià)，綜合評(píng)價(jià)分析方法能更為客觀、綜合地反映品種間的綜合生產(chǎn)性能的差異，可為篩選優(yōu)良牧草提供重要科學(xué)依據(jù)。

4 結(jié)論

根據(jù)6個(gè)燕麥品種的生育期發(fā)現(xiàn)：在川西北地區(qū)，青海444和青引1號(hào)生育期短，適于種子生產(chǎn)；林納、謳歌、莫妮卡生育期略長(zhǎng)，可用于種子生產(chǎn)兼飼草生產(chǎn)；所有品種均可用于飼草生產(chǎn)。運(yùn)用隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)6個(gè)燕麥品種生長(zhǎng)特性發(fā)現(xiàn)，林納和莫妮卡綜合生產(chǎn)性能較好，最適合在川西北高寒地區(qū)推廣種植。

參考文獻(xiàn)References:

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