冀北燕麥一點多年高產(chǎn)試驗分析

趙世鋒，曹麗霞，石碧紅，黃文勝，劉君馨，葛軍勇

（張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北張家口075000）

0 引言

燕麥是禾本科草本植物，在中國栽培歷史悠久，主要分布在晉、冀、蒙、陜、甘、寧等13個省（區(qū)）的邊遠、高寒、冷涼地區(qū)。燕麥是重要的糧飼兼用作物，全世界產(chǎn)量僅次于小麥、玉米、水稻、高粱、大麥，居第6位[1]。燕麥的營養(yǎng)價值較高，是優(yōu)質(zhì)的保健型食品[2-3]。中國多種植裸燕麥，燕麥種植區(qū)多為生態(tài)環(huán)境脆弱、農(nóng)牧交錯地帶，由于生產(chǎn)條件等限制，燕麥產(chǎn)量低而不穩(wěn)[4]；近年來，隨著飼草業(yè)的發(fā)展，燕麥草作物優(yōu)質(zhì)牧草被大量的應(yīng)用[5-6]，各地興起了燕麥種植熱。唐鳳德等[7]、岳武等[8]、高晨光等[9]、翟苗苗[10]、魏黎明等[11]先后進行了燕麥在東北地區(qū)的引種試驗，‘壩莜1號’、‘冀張燕3號’、‘壩燕5號’等都表現(xiàn)突出；韓志林等[12]、劉彥明等[13]、羅志娜等[14]、董世魁等[15]、牛伊寧[16]等、劉剛等[17]、李春喜等[18]、柴繼寬等[19-20]、鞏愛岐等[21]、劉剛等[22]、候建杰等[23]先后在西北的青海、甘肅等地進行了燕麥的引種試驗，對其生產(chǎn)性能、品質(zhì)及抗性進行了比較，確定了適宜當(dāng)?shù)氐膬?yōu)良燕麥品種；高明文等[24]、曹麗霞等[25]、趙世鋒等[26]、趙寶平等[27]、張志芬等[28]、王林等[29]、程玉臣等[30]先后在華北的張家口北部和內(nèi)蒙等地進行了燕麥的抗性試驗試驗，篩選了當(dāng)?shù)氐牟煌阅艿钠贩N；郭孝等[31]在河南也進行了莜麥引種試驗；鄭曦等[32]在揚州地區(qū)也進行了燕麥的適應(yīng)性研究；董彥紅[33]、仁青等[34]、包成蘭等[35]、李軍[36]、徐長林[37]、候建杰[38]、李春喜等[39]、王桃等[40]、趙明義等[41]、趙寧等[42]均在高寒地區(qū)對燕麥品種進行引種篩選，明確了燕麥在高寒地區(qū)種植適應(yīng)性較強；徐向英等[43]、康健等[44]對燕麥的品質(zhì)進行檢測，認為燕麥草是優(yōu)質(zhì)的飼草，在適宜種植區(qū)應(yīng)大力推廣。

冀北壩上高寒冷涼，生態(tài)條件多樣，主要種植燕麥、胡麻、馬鈴薯等耐寒作物，生產(chǎn)上燕麥種植也形成了多類型品種同時應(yīng)用的特點；張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院自開展燕麥育種以來，已經(jīng)引進或選育成功46個皮、裸燕麥品種滿足生產(chǎn)不同時期和不同用途的生產(chǎn)需求[45]，為河北省及周邊地區(qū)更新品種4～5次，20世紀70年代的‘華北2號’、80年代的‘冀張莜1號’(578)、90年代的‘冀張莜’系列（品字號）品種和現(xiàn)今的‘冀張燕’[46]系列和‘壩莜’[47-50]系列品種等已成為燕麥換代的標志性代表品種，育成品種已經(jīng)初步實現(xiàn)系列專用目標，籽實產(chǎn)量由過去的900 kg/hm2左右提高到現(xiàn)在的2100 kg/hm2左右，2014年康保縣良種場應(yīng)用裸燕麥品種‘壩莜18號’在0.21 hm2旱地上創(chuàng)造了6565.8 kg/hm2的產(chǎn)量紀錄，在提升燕麥品質(zhì)和產(chǎn)量上做出了顯著成績。

張家口壩上地區(qū)種植的燕麥品種90%以上來自張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，張家口農(nóng)科院的研究成果不斷地為農(nóng)民提供品種和技術(shù)支撐，在當(dāng)?shù)氐难帑湲a(chǎn)業(yè)發(fā)展中占據(jù)重要的地位，極具影響力。雖然燕麥的功能性作用得到大力挖掘，燕麥產(chǎn)品得到了大力開發(fā)，再加上畜牧業(yè)發(fā)展帶動了燕麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需求量不斷增加，但是由于其產(chǎn)量相對較低，原料價格也偏低，經(jīng)濟效益不高，嚴重影響了農(nóng)民的種植積極性，所以張家口市農(nóng)科院在不斷選育高產(chǎn)新品種的基礎(chǔ)上，調(diào)整耕種技術(shù)，挖掘品種的高產(chǎn)潛力，為農(nóng)民創(chuàng)造更高的經(jīng)濟價值和社會價值?；诖耍狙芯窟x擇6個不同類型的主要生產(chǎn)應(yīng)用品種在同一地塊進行了連續(xù)7年節(jié)水種植，測定冀北壩上燕麥主要應(yīng)用品種的高產(chǎn)特性及綜合性狀，旨為燕麥育種、栽培和理論研究提供科學(xué)信息。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選用生產(chǎn)實踐證明最為適宜冀北壩上應(yīng)用的5個裸燕麥和1個皮燕麥品種為試驗材料（見表1），其中，早熟品種2個、中熟品種3個、晚熟品種1個，以‘壩莜1號’為對照品種。

表1 試驗品種名稱及特點

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 2009—2015年在張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院壩上基地（張北縣武老二房村）高產(chǎn)試驗圃順序種植，2年輪作制，輪茬作物為馬鈴薯，不設(shè)重復(fù)。每年5月中下旬播種，每品種年種植面積810 m2，統(tǒng)計試驗結(jié)果的平均值(X)及變異系數(shù)(CV)。

1.2.2 土壤條件及田間管理 土壤為沙質(zhì)栗鈣土，地勢平坦，土壤肥力中等較為一致，排灌方便，與馬鈴薯輪茬種植。2014—2015年經(jīng)張家口市農(nóng)牧局土肥站和北方學(xué)院測定0～30 cm土壤肥力：有機質(zhì)含量18.4～18.5 g/kg，堿解氮含量 63.0～69.3 mg/kg，全氮含量0.21 g/kg，有效磷含量 22.4～25.8 mg/kg，速效鉀含量111.1～122.0 mg/kg，pH 8.1～8.5。采用近生產(chǎn)大田常規(guī)田間管理，施種肥磷酸二胺120 kg/hm2，一般于分蘗期和孕穗期分別追肥2次，每次施尿素150 kg/hm2。

1.3 氣候因素及肥水運用

統(tǒng)計燕麥生長期間氣溫和降雨變化動態(tài)。

1.3.1 氣溫變化 見表2。5—8月基本呈拋物線型，2010年7月下旬高溫，8月上旬低溫，起伏變化較大，其余年份較為平穩(wěn)。

1.3.2 降雨變化 見表3。播種期間2012年降雨較多；苗期2009年、2010年、2011年、2013年降雨較多；拔節(jié)孕穗期2013年降雨較多；灌漿期2010年、2012年降雨較多；2009年、2014年、2015年全年降雨偏少。

1.3.3 施肥與澆水 依據(jù)田間旱情和試驗生產(chǎn)條件施肥和澆水，試驗于5月13—21日播種，施種肥磷酸二銨120 kg/hm2，拔節(jié)孕穗期、灌漿期分別追肥0～2次，試驗期間澆水0～4次。田間管理、氣象情況及主要代表品種產(chǎn)量，見表4。

1.4 測產(chǎn)及主要經(jīng)濟性狀調(diào)查

測定籽實產(chǎn)量和生物產(chǎn)量，產(chǎn)量以kg/hm2記，總產(chǎn)和小區(qū)測產(chǎn)結(jié)合；經(jīng)濟性狀調(diào)查物候期、株高(cm)、群體結(jié)構(gòu)（萬/hm2）、穗長(cm)、穗粒數(shù)（粒）、穗粒重(g)、千粒重(g)等。

表3 2009—2015年降雨情況表（5月中旬—8月下旬） mm

表2 2009—2015年氣溫情況表（5月中旬—8月下旬） ℃

2 結(jié)果與分析

2.1 燕麥品種籽實產(chǎn)量和生物產(chǎn)量分析

對試驗產(chǎn)量結(jié)果基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，見表5。

2.1.1 籽實產(chǎn)量 對7個年度的燕麥品種籽實產(chǎn)量進行分析，結(jié)果見表6。從試驗品種籽實產(chǎn)量創(chuàng)高產(chǎn)能力看，2009年皮燕麥‘壩燕4號’取得了6861.0 kg/hm2的最高產(chǎn)量，2012年裸燕麥‘壩莜6號’取得了5494.5 kg/hm2的最高產(chǎn)量，是最具優(yōu)勢的2個品種。6個燕麥品種7年平均籽實產(chǎn)量為2845.5～4753.05 kg/hm2，皮燕麥品種‘壩燕4號’的平均產(chǎn)量最高為4753.05 kg/hm2，顯著高于裸燕麥品種；裸燕麥品種以‘壩莜6號’平均產(chǎn)量最高為3641.4 kg/hm2，居裸燕麥第1位，‘壩莜1號’、‘壩莜9號’平均產(chǎn)量分別為3243.15 kg/hm2、3225.45 kg/hm2，居第2、3位，晚熟裸燕麥品種‘壩莜3號’的平均產(chǎn)量最低為2845.5 kg/hm2。‘壩燕4號’最為適宜2009年的少雨試驗條件，是最具備創(chuàng)造高產(chǎn)的試驗品種；‘壩莜3號’在2009年、2010年和2014年有較好的產(chǎn)量表現(xiàn)，‘壩莜1號’在2010年和2014年有較好的產(chǎn)量表現(xiàn)，同樣有創(chuàng)造高產(chǎn)紀錄的可能。

表5 燕麥品種年份間產(chǎn)量結(jié)果表 kg/666.7 m2

表6 燕麥品種的籽實產(chǎn)量表現(xiàn)

所以，籽實產(chǎn)量創(chuàng)高產(chǎn)的品種以皮燕麥‘壩燕4號’和裸燕麥‘壩莜6號’最有可能。

2.1.2 生物產(chǎn)量 試驗調(diào)查了4個年度的燕麥品種生物產(chǎn)量，結(jié)果見表7。2009年皮燕麥品種‘壩燕4號’生物產(chǎn)量達到最高為14571 kg/hm2；燕麥品種的平均生物產(chǎn)量為9882.5～12389.3 kg/hm2，‘壩燕4號’平均生物產(chǎn)量為12389.3 kg/hm2，居第1位；其次，‘壩莜3號’和‘壩莜1號’平均生物產(chǎn)量較高為11484.0～11229.5 kg/hm2，居第2位、3位；‘壩莜9號’、‘壩莜6號’平均生物產(chǎn)量稍低為10751.7～10279.5 kg/hm2，‘白燕2號’的平均生物產(chǎn)量最低為9882.5 kg/hm2。飼草生產(chǎn)上，皮、裸燕麥品種的追求目標相同，生物產(chǎn)量沒有區(qū)分皮燕麥和裸燕麥的必要，總體試驗燕麥品種的生物產(chǎn)量差異不太明顯。試驗結(jié)果顯示‘壩莜3號’和‘白燕2號’的平均生物產(chǎn)量低于預(yù)期，‘壩燕4號’和‘壩莜1號’的生物產(chǎn)量結(jié)果超出預(yù)期。

所以，生物產(chǎn)量創(chuàng)高產(chǎn)的品種以皮燕麥‘壩燕4號’和裸燕麥‘壩莜3號‘和‘壩莜1號’最有可能。

2.2 不同年份燕麥的籽實產(chǎn)量和生物產(chǎn)量

2.2.1 籽實產(chǎn)量 為考察年度間燕麥產(chǎn)量差異，方便比較不計皮燕麥‘壩燕4號’的籽實產(chǎn)量，對5個裸燕麥品種試驗結(jié)果按照年度進行統(tǒng)計，見表8。

年份間燕麥產(chǎn)量結(jié)果見表9，試驗品種產(chǎn)量年度間變化趨勢不盡一致，2012年裸燕麥‘壩莜6號’產(chǎn)量突出高于其他裸燕麥品種，2011、2013、2015年3年明顯高于其余品種；‘壩莜1號’、‘白燕2號’和‘壩莜9號’品種間差異較?。辉?014年干旱年份‘壩莜3號’有一定優(yōu)勢，其余年份表現(xiàn)不佳。2012年、2009年試驗品種產(chǎn)量最高卻不是降雨最多的年份，2010年、2011年卡脖旱同樣產(chǎn)量較高，2013年風(fēng)調(diào)雨順未獲得較高產(chǎn)量、2014年、2015年未施肥澆水產(chǎn)量較低。因此，2009年氣候更適宜中晚熟品種高產(chǎn)，2012年氣候更適宜早熟品種高產(chǎn)。

表7 燕麥品種的生物產(chǎn)量表現(xiàn)

表8 年份間裸燕麥的籽實產(chǎn)量

表9 年份間皮、裸燕麥最高籽實產(chǎn)量的對比 kg/hm2

2009年和2010年嚴重卡脖旱年份籽實產(chǎn)量具有較低的變異系數(shù)；2009年裸燕麥品種產(chǎn)量接近，變異系數(shù)為0.05，2012年、2013年和2015年品種間產(chǎn)量差異大，變異系數(shù)為0.17～0.19，其余年度差異較??；分析原因：燕麥產(chǎn)量水平受氣象、肥料、澆水等多因素影響，2012年、2009年、2014年代表品種分別有較好的籽實產(chǎn)量，降雨多、施肥多、有澆水不是獲得高產(chǎn)的唯一保證，最為重要的因素是水肥供應(yīng)時間與作物生長需求相一致才有創(chuàng)高產(chǎn)的可能。所以，保證全苗、苗期適度干旱、后期風(fēng)調(diào)雨順宜形成高產(chǎn)，早、中、晚熟品種均有獲得最高產(chǎn)量的機會。

皮燕麥‘壩燕4號’產(chǎn)量穩(wěn)居最高位，有4年產(chǎn)量突出高于其余品種，雖具有最高的創(chuàng)高產(chǎn)特性，在2013年正常氣候條件下未獲得較高的產(chǎn)量，與裸燕麥相比僅為平產(chǎn)或減產(chǎn)。由于皮燕麥產(chǎn)量是帶殼稱重的，在產(chǎn)量比較中占有優(yōu)勢，但從表9也可以看出皮、裸燕麥之間的產(chǎn)量差異是明顯的。

2.2.2 生物產(chǎn)量 為便于發(fā)現(xiàn)裸燕麥生物產(chǎn)量特點，對4年裸燕麥的生物產(chǎn)量調(diào)查結(jié)果進行單獨統(tǒng)計，見表10。

由表11可見，2014年未澆水施肥和2009年有澆水施肥‘壩莜3號’均獲得了裸燕麥最高生物產(chǎn)量，2010年和2013年降雨較多‘，壩莜1號’和‘壩莜6號’獲得了較高產(chǎn)量。

皮、裸燕麥的生物產(chǎn)量在不同年份有不同表現(xiàn)，試驗裸燕麥品種中‘，壩莜1號’‘、壩莜3號’和‘壩莜6號’均獲得過年度最高生物產(chǎn)量‘，壩莜9號’和‘白燕2號’生物產(chǎn)量始終較低，皮燕麥‘壩燕4號’有最高的平均生物產(chǎn)量，在特定的氣象條件下也會低于裸燕麥生物產(chǎn)量。品種間生物產(chǎn)量的差異小于籽實產(chǎn)量，外部環(huán)境條件起主要作用，其次是品種條件。

表10 年份間裸燕麥的生物產(chǎn)量

表11 年份間皮、裸燕麥最高生物產(chǎn)量的對比

表12 試驗品種主要經(jīng)濟性狀平均數(shù)(X)

2.3 試驗品種主要性狀表現(xiàn)

對試驗品種的主要經(jīng)濟性狀平均值及變異系數(shù)，見表12、表13。

2.3.1 生育期 試驗品種生育期為81～97天，變異系數(shù)為0.03～0.06。‘壩莜6號’‘、白燕2號’和‘壩莜9號’生育期81～84天，均可以作為早熟品種應(yīng)用‘，壩莜6號’生育期相對趨于穩(wěn)定‘；壩莜1號’‘、壩燕4號’生育期90～91天，屬于中熟品種‘，壩莜1號’生育期相對趨于穩(wěn)定；‘壩莜3號’生育期98天，屬晚熟品種。

2.3.2 株高 株高是燕麥的一個植物學(xué)形態(tài)指標，植株高大，有利于形成較多的生物產(chǎn)量。試驗燕麥品種的株高為98.2～120.9 cm，變異系數(shù)為0.07～0.20?！畨屋?號’、‘壩莜9號’和‘壩燕4號’植株較矮，平均株高在98～102 cm，‘白燕2號’和‘壩莜1號’植株稍高，平均株高在111～112 cm，‘壩莜3號’植株最高為121 cm?！畨屋?號’株高不易受外部環(huán)境影響，相對最為穩(wěn)定，‘壩燕4號’株高最不穩(wěn)定。

2.3.3 千粒重 千粒重是燕麥重要的經(jīng)濟性狀指標，粒大飽滿是育種工作者的追求。試驗裸燕麥品種的千粒重為20.8～25.3 g，皮燕麥品種的千粒重為34.8 g，變異系數(shù)為0.03～0.15?！畨屋?號’和‘壩莜6號’籽粒較小，平均千粒重在20.8～22.9 g；‘白燕2號’、‘壩莜1號’和‘壩莜9號’籽粒較大，平均千粒重在24.3～25.3 g，‘壩燕4號’屬皮燕麥千粒重為34.8 g?！畨屋?號’、‘壩莜9號’的千粒重不易受外部環(huán)境影響，相對較為穩(wěn)定，‘白燕2號’的千粒重最不穩(wěn)定。

2.3.4 群體結(jié)構(gòu) 苗數(shù)是實現(xiàn)高產(chǎn)的基本保證，試驗品種播種粒數(shù)相同，平均基本苗為(358.5～438)萬/hm2，變異系數(shù)為0.09～0.21?！籽?號’基本苗最低為358.5萬/hm2，是較難獲得較高基本苗的品種，其余品種在(390～438)萬/hm2之間，‘壩莜1號’、‘壩燕4號’較宜形成穩(wěn)定基本苗。

分蘗數(shù)是反映燕麥高產(chǎn)能力的指標，試驗燕麥品種的分蘗數(shù)為(622.5～829.5)萬/hm2，相對較為穩(wěn)定，試驗品種變異系數(shù)為0.07～0.15?！籽?號’、‘壩莜3號’、‘壩燕4號’變異更小。

成穗數(shù)是燕麥高產(chǎn)的重要指標，成穗數(shù)多有利于形成較高的籽實產(chǎn)量，試驗燕麥品種的成穗數(shù)為(393.0～493.5)萬/hm2，變異系數(shù)為0.12～0.22。‘壩莜3號’、‘壩燕4號’成穗數(shù)稍低為(393.0～402.0)萬/hm2，其余品種差異不大為(453.0～493.5)萬/hm2。

2.3.5 穗部性狀及變異系數(shù) 試驗燕麥品種的穗長為14.8～21.0 cm，差異較大，變異系數(shù)為0.05～0.12?！畨屋?號’、‘壩莜9號’、‘壩莜1號’和‘白燕2號’穗子較小，‘壩莜3號’和‘壩燕4號’穗子較大。

試驗品種穗粒數(shù)為61～89.6粒，變異系數(shù)為0.11～0.24?！籽?號’和‘壩莜9號’穗粒數(shù)較少為61.0～64粒；‘壩莜9號’和‘壩莜1號’居中為71.7～79.1粒；‘壩燕4號’和‘壩莜3號’較高為84.4～89.6粒。

試驗品種穗粒重為1.57g～3.31 g，變異系數(shù)為0.07～0.20?！畨屋?號’、‘壩莜9號’和‘白燕2號’穗粒重較低為1.57～1.60 g；‘壩莜3號’和‘壩莜1號’較高為1.98～2.02 g；‘壩燕4號’最高為3.31 g。

綜合評價結(jié)果顯示：熟性方面‘壩莜6號’、‘白燕2號’和‘壩莜9號’為早熟品種，‘壩莜1號’和‘壩燕4號’為中熟品種，‘壩莜3號’為晚熟品種；株高方面‘壩莜3號’為高稈品種、‘壩莜1號’和‘白燕2號’為中高稈品種，其余3個品種為中稈品種；籽粒大小方面‘壩莜3號’為小粒品種，‘壩莜六號’為中粒品種，其余為大粒品種；‘壩莜1號’和‘壩莜3號’為大穗多粒型品種等。

從表13各性狀變異系數(shù)發(fā)現(xiàn)，生育期、千粒重和穗長相對穩(wěn)定；從試驗品種平均變異系數(shù)上看，‘壩莜1號’綜合性狀表現(xiàn)最為穩(wěn)定。

3 結(jié)論與討論

（1）通過試驗及分析，明確了‘壩燕4號’和‘壩莜3號’為最佳飼料飼草專用品種，‘白燕2號’、‘壩莜9號’和‘壩莜1號’為最佳加工專用型品種，早熟型品種‘壩莜6號’和‘白燕2號’可以做作為一季作區(qū)救災(zāi)以及二季作區(qū)糧食和飼草生產(chǎn)應(yīng)用。

（2）在本試驗條件下，2009年皮燕麥‘壩燕4號’獲得6861.0 kg/hm2的最高籽實產(chǎn)量和14571.0 kg/hm2的最高生物產(chǎn)量，2012年裸燕麥‘壩莜6號’獲得了5494.5 kg/hm2的最高籽實產(chǎn)量，2014年裸燕麥‘壩莜3號’獲得了12507.0 kg/hm2的生物產(chǎn)量，‘壩燕4號’、‘壩莜6號’分別為皮、裸燕麥籽實產(chǎn)量潛力最高的品種，‘壩燕4號’、‘壩莜3號’、‘壩莜1號’分別為皮、裸燕麥生物產(chǎn)量潛力最高的品種。

表13 試驗品種主要經(jīng)濟性狀變異系數(shù)(CV)

（3）旱作條件下，降雨多、施肥多不是獲得高產(chǎn)的唯一保證，最為重要的因素是自然氣候和水肥供應(yīng)時間與作物生長需求相一致才有創(chuàng)高產(chǎn)的可能，早、中、晚熟品種均有獲得高產(chǎn)的預(yù)期，在不同的土壤類型和氣候條件條件下，選用合適的品種、適宜的配套栽培措施是獲得高產(chǎn)的保證。

（4）本研究在同一土壤類型條件下試驗，歷經(jīng)多變的氣候條件，在不同的栽培措施條件下取得了試驗結(jié)果，對試驗品種的穩(wěn)定性和特殊性均具有重要的評價意義。