黃河灘區(qū)16個(gè)春播燕麥品種的生產(chǎn)性能和營養(yǎng)品質(zhì)

婁春華，王 博，李德鋒,2,3，朱曉艷,2,3，齊勝利,2,3，王成章,2,3

（1. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)牧醫(yī)工程學(xué)院，河南 鄭州 450002；2. 河南省草地資源創(chuàng)新與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450002；3. 河南省牧草工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450002）

燕麥(Avena sativa)為禾本科(Gramineae)燕麥屬(Avena)一年生糧飼兼用型草本植物，廣泛分布于世界各地，一般分為帶稃型和裸粒型兩大類。世界各國栽培的燕麥以帶稃型的為主，常稱為皮燕麥(A. sativa)。我國栽培的燕麥以裸粒型的為主，常稱裸燕麥(A. nuda)。裸燕麥的別名頗多，在我國華北地區(qū)稱為莜麥；西北地區(qū)稱為玉麥；西南地區(qū)稱為燕麥，有時(shí)也稱莜麥；東北地區(qū)稱為鈴鐺麥。燕麥抗寒、抗旱、耐瘠薄，同時(shí)兼具草產(chǎn)量大、粗蛋白和可消化纖維含量高和家畜喜食的優(yōu)點(diǎn)，在我國西北部高寒地區(qū)，燕麥?zhǔn)墙ㄖ苍耘嗖莸氐闹饕莘N，可以為家畜提供穩(wěn)定而優(yōu)質(zhì)的飼草料，能有效緩解牧區(qū)冬春季反芻家畜因粗飼料不足而產(chǎn)生的“冬瘦春乏”現(xiàn)象，也能大大緩解農(nóng)區(qū)各季節(jié)草畜供給失衡的矛盾，對(duì)畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[1]。

我國種植的燕麥以春性品種為主，在河南省3月中下旬播種，但不同燕麥品種的產(chǎn)量、品質(zhì)和抗逆性等存在較大的差異，選擇適宜的燕麥品種有利于提高其產(chǎn)量、品質(zhì)和飼喂價(jià)值。現(xiàn)階段國內(nèi)外諸多學(xué)者對(duì)燕麥植物學(xué)性狀間相關(guān)性[2]、增產(chǎn)栽培措施[3]、播種期和刈割期[4]、燕麥混播技術(shù)[5]、燕麥青貯技術(shù)[6]、抗逆性[7]等方面進(jìn)行了系統(tǒng)而全面的研究，但是由于地區(qū)環(huán)境不同導(dǎo)致不同燕麥品種的區(qū)域適應(yīng)性表現(xiàn)各異，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，必須根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境進(jìn)行大量的品種比較試驗(yàn)，選擇出適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)燕麥品種并制定出合理的高產(chǎn)栽培技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)燕麥高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和良好的經(jīng)濟(jì)效益。目前，我國燕麥品種選育的基礎(chǔ)比較薄弱，從國外引進(jìn)品種較多，這些品種在河南省及周邊地區(qū)的適應(yīng)性和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)研究還很少，而河南省是一個(gè)養(yǎng)殖大省，牛羊等反芻動(dòng)物尤其是奶牛對(duì)燕麥的需求量大。截止2016年，河南省牛羊的飼養(yǎng)量分別達(dá)到1 437.5萬頭和4 027.1萬只[8]。隨著《關(guān)于支持肉牛、奶牛產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干意見》的出臺(tái)，河南省的肉牛、奶牛養(yǎng)殖將迎來發(fā)展的黃金時(shí)期，與此相應(yīng)，對(duì)于優(yōu)質(zhì)燕麥的需求量也將大大增加?；诖?，本研究通過對(duì)16個(gè)春播燕麥品種生產(chǎn)性能及營養(yǎng)成分的比較，為其在河南省黃河灘區(qū)的推廣種植提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)原陽科教試驗(yàn)園區(qū)進(jìn)行，地處新鄉(xiāng)市原陽縣福寧集鎮(zhèn)小吳莊村，地理位置為35°18′ N，113°54′ E。屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，冬寒夏熱，秋涼春旱；年平均氣溫14 ℃，7月最熱，月平均氣溫27.3 ℃；1月最冷，月平均氣溫0.2 ℃；全年極端高溫42.7 ℃，極端低溫-21.3 ℃；年平均降水量656.3 mm，多集中在6-9月，占全年降水量的72%；年平均蒸發(fā)量1 748.4 mm，約為降水量的2.7倍；全年日照時(shí)間約2 400 h，無霜期226 d。沙壤土，土壤有機(jī)質(zhì)含量14 g·kg-1，全氮含量 0.94 g·kg-1，堿解氮含量 63.5 mg·kg-1，速效磷含量 10.8 mg·kg-1，速效鉀含量 127 mg·kg-1。

1.2 供試材料

供試材料為16個(gè)春性燕麥品種，均為有稃燕麥，其中貝勒、貝勒2號(hào)、燕王、愛沃、槍手、太陽神、牧王7個(gè)品種來自北京正道生態(tài)科技有限公司；甜燕1號(hào)、甜燕2號(hào)、ESK3個(gè)品種來自北京佰清源畜牧業(yè)發(fā)展科技有限公司；伽利略、加燕2號(hào)來自百綠集團(tuán)；海威來自克勞沃集團(tuán)；刁客、禾王、哥萊德3個(gè)品種來自河南省華豐種業(yè)科技有限公司。種子凈度和發(fā)芽率如表1所列。

表1 供試材料Table 1 Test materials

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)小區(qū)面積為3 m × 10 m，3次重復(fù)，完全隨機(jī)區(qū)組排列。人工開溝條播，行距20 cm，重復(fù)之間設(shè)寬為0.5 m的保護(hù)行，保護(hù)行播種燕麥品種太陽神。播種前澆水一次，播種量180 kg·hm-2，播深3～4 cm，播種時(shí)間為2017年3月27日。試驗(yàn)期間不施肥、不澆水。

1.4 測(cè)試指標(biāo)與方法

燕麥乳熟末期結(jié)束試驗(yàn)，觀察各燕麥品種是否達(dá)到乳熟末期，若達(dá)到乳熟末期，則刈割，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定；若沒有達(dá)到乳熟末期，則繼續(xù)生長，待達(dá)到乳熟末期再開始刈割，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。

株高：每個(gè)小區(qū)在遠(yuǎn)離邊界30 cm區(qū)域內(nèi)隨機(jī)選擇燕麥20個(gè)有效穗，自然狀態(tài)下，用卷尺測(cè)量其自然高度，計(jì)算平均值。

分蘗數(shù)和有效分蘗數(shù)：試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，每小區(qū)隨機(jī)挖取燕麥10株，挖取時(shí)注意規(guī)避邊際效應(yīng)，計(jì)算每株燕麥上的莖稈數(shù)為分蘗數(shù)，以出穗莖稈數(shù)為有效分蘗數(shù)。

干草產(chǎn)量和鮮干比：每個(gè)小區(qū)隨機(jī)取1 m2的樣方，取樣時(shí)注意規(guī)避邊際效應(yīng)，樣方內(nèi)燕麥齊地面刈割，留茬高度5 cm，田間立刻稱鮮重，于自然條件下風(fēng)干后稱干草重，計(jì)算鮮干比，然后折算成每公頃干草產(chǎn)量(t·hm-2)。

籽粒產(chǎn)量和莖葉比：樣方內(nèi)燕麥自然風(fēng)干后，分離籽粒、莖、葉，分別稱重，計(jì)算每公頃籽粒產(chǎn)量 (t·hm-2)；計(jì)算莖葉比。

籽粒產(chǎn)量(t·hm-2) = (1 m2樣方籽粒風(fēng)干重 × 666.67 ×15)/1 000。

主要營養(yǎng)成分分析：每小區(qū)隨機(jī)取300 g燕麥鮮草樣，帶回實(shí)驗(yàn)室置于恒溫烘箱中65 ℃條件下烘干至恒重粉碎，過0.45 mm篩制成草粉，參考楊勝[9]《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》中方法測(cè)定燕麥粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、酸性洗滌纖維(ADF)和中性洗滌纖維(NDF)含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 22.0軟件對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，用“平均數(shù) ± 標(biāo)準(zhǔn)差”表示測(cè)定結(jié)果，對(duì)各品種的不同指標(biāo)進(jìn)行單因素發(fā)差分析，采用Duncan法對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較，并以P＜ 0.05為差異顯著性水平；采用Excel 2010作灰色關(guān)聯(lián)度綜合分析。

1.6 灰色關(guān)聯(lián)綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)理論，可以將所有的供試燕麥品種看成一個(gè)灰色系統(tǒng)，每一個(gè)燕麥品種都是系統(tǒng)中的一個(gè)因素，分析系統(tǒng)中各因素的聯(lián)系程度對(duì)其綜合評(píng)價(jià)。設(shè)一個(gè)理想品種的參考數(shù)列X0= {X0(1)，X0(2)，X0(3)，…，X0(N)},X0的組成元素分別是株高、干草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量、分蘗數(shù)、有效分蘗數(shù)、CP、EE的最大值以及鮮干比、莖葉比、NDF、ADF的最小值。設(shè)一個(gè)比較數(shù)列Xi= {Xi(1)，Xi(2)，Xi(3)，…，Xi(N)},i= 1，2，3，…，N。首先以相應(yīng)的Xi(k)數(shù)據(jù)除以X0(k)對(duì)原始數(shù)據(jù)無量綱化，然后根據(jù)公式計(jì)算X0與Xi在k點(diǎn)的關(guān)聯(lián)系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同燕麥品種的株高和分蘗數(shù)

供試的16個(gè)燕麥品種中，太陽神的株高最高(表2)，為111.7 cm，顯著高于其他供試15個(gè)燕麥品種(P＜ 0.05)；其次是貝勒2號(hào)、槍手，這兩個(gè)品種與甜燕2號(hào)、牧王、甜燕1號(hào)差異不顯著(P＞0.05)，但顯著高于其余9個(gè)燕麥品種；哥萊德最低，顯著低于其余15個(gè)供試燕麥品種。供試燕麥品種中，太陽神和ESK的分蘗數(shù)最高，分別為4.38個(gè)和4.15個(gè)；甜燕2號(hào)的分蘗數(shù)最低，為2.33個(gè)。ESK和貝勒的有效分蘗數(shù)最高，分別為3.51個(gè)和3.47個(gè)；甜燕2號(hào)的有效分蘗數(shù)最低，為1.55個(gè)；其余品種的分蘗數(shù)和有效分蘗數(shù)差異不顯著。

表2 不同燕麥品種的株高和分蘗數(shù)的差異Table 2 Differences in plant height and tiller number of different oat varieties

2.2 不同燕麥品種的生產(chǎn)特性

太陽神、禾王的干草產(chǎn)量最高(表3)，顯著高于槍手、伽利略、甜燕1號(hào)(P＜ 0.05)，與其他品種差異不顯著(P＞ 0.05)；愛沃、加燕2號(hào)的干草產(chǎn)量也較高，顯著高于槍手，與其他品種差異不顯著。鮮干比直接反映牧草干物質(zhì)積累程度，鮮干比越低對(duì)生產(chǎn)者越有利，在16個(gè)供試品種中，貝勒2號(hào)最低，槍手、甜燕2號(hào)、刁客和加燕2號(hào)也較低，都顯著低于伽利略和ESK。籽粒產(chǎn)量差異較小，僅有貝勒、甜燕1號(hào)和ESK顯著高于槍手。莖葉比ESK顯著低于其他15個(gè)燕麥品種，愛沃顯著低于太陽神(P＜ 0.05)，但與其他燕麥品種差異不顯著。

表3 不同燕麥品種生產(chǎn)特性的差異Table 3 Differences in production characteristics of different oat varieties

2.3 不同燕麥品種的營養(yǎng)成分

甜燕1號(hào)的CP含量最高(表4)，其次為愛沃、貝勒2號(hào)和貝勒，然后依次是ESK、燕王和太陽神，這7個(gè)燕麥品種CP含量都高于平均水平。供試燕麥品種平均NDF含量為39.62%，加燕2號(hào)最高，其次是伽利略和哥萊德，然后依次是海威、禾王、槍手、刁客、ESK，這8個(gè)燕麥品種NDF含量均超過或接近平均水平。供試燕麥品種間ADF含量差異較小，平均為30.44%，除品種愛沃顯著高于貝勒2號(hào)、伽利略和加燕2號(hào)外(P＜ 0.05)，其他10個(gè)燕麥品種間均差異不顯著(P＞ 0.05)；EE含量ESK最高，其次是禾王；品種燕王最低，其次是哥萊德；ESK和禾王均顯著高于燕王和哥萊德，但ESK和禾王、燕王和哥萊德之間都差異不顯著，其他12個(gè)燕麥品種間差異不顯著，但都顯著低于ESK。

2.4 16個(gè)燕麥品種綜合評(píng)價(jià)

采用灰色關(guān)聯(lián)理論對(duì)16個(gè)燕麥品種的11個(gè)性狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，關(guān)聯(lián)度越大，其性狀與理想品種越接近；關(guān)聯(lián)度排序越靠前，其綜合性狀表現(xiàn)越好。16個(gè)供試燕麥品種等權(quán)關(guān)聯(lián)度排名前5位的分別是ESK、貝勒、禾王、甜燕1號(hào)、太陽神，而經(jīng)過加權(quán)關(guān)聯(lián)度排名其前5位的分別是ESK、貝勒、禾王、太陽神、甜燕1號(hào)(表5)。根據(jù)關(guān)聯(lián)度大小，規(guī)定ri≥ 0.75時(shí)，燕麥品質(zhì)優(yōu)秀；0.65 ≤ri＜0.75，中等；ri＜ 0.65，差。由此可知，ESK、貝勒、禾王、太陽神、甜燕1號(hào)的綜合表現(xiàn)最好，適于在河南省黃河灘區(qū)推廣種植。

3 討論

3.1 不同燕麥品種的生產(chǎn)性能

本研究中，16個(gè)供試燕麥品種的株高在70.3～111.7 cm，略低于孫建平等[11]關(guān)于燕麥研究的結(jié)果(92.02～133.61 cm)；西寧地區(qū)燕麥有效分蘗數(shù)介于1.1～9.9個(gè)，平均為2.8個(gè)[12]，與本研究結(jié)果相似，但高于楊海磊等[13]燕麥分蘗數(shù)小于2個(gè)的研究，這可能是由于品種及生長環(huán)境不同造成的。羅志娜等[14]報(bào)道，自身遺傳特性和環(huán)境因子是影響燕麥干草產(chǎn)量的兩大因素，相同栽培條件下，燕麥品種自身遺傳特性差異是引起干草產(chǎn)量不同的主要原因，這可能是本研究中不同燕麥品種之間干草產(chǎn)量差異顯著的關(guān)鍵因素。此外，干草產(chǎn)量主要和株高、分蘗能力等指標(biāo)有關(guān)，其中株高與其產(chǎn)草量呈正相關(guān)關(guān)系[15]，單株分蘗能力則是通過群體密度來影響其生物產(chǎn)量[16]。本研究中品種太陽神干草產(chǎn)量最高，其高產(chǎn)原因是具有最高的株高和分蘗數(shù)；禾王、愛沃、加燕2號(hào)的干草產(chǎn)量也較高，雖然它們的株高較低，但分蘗數(shù)都較高，表明這些品種高產(chǎn)的原因主要是分蘗能力強(qiáng)，即分蘗數(shù)對(duì)它們高產(chǎn)的貢獻(xiàn)要高于株高。據(jù)報(bào)道[17]，甘肅省不同生態(tài)區(qū)不同燕麥品種的干草產(chǎn)量介于7.7～9.7 t·hm-2；并有研究[18]指出，高寒牧區(qū)不同燕麥品種干草產(chǎn)量為13.32～21.77 t·hm-2；郭興燕等[19]研究發(fā)現(xiàn)，寧夏省不同燕麥品種孕穗期干草產(chǎn)量為6 t·hm-2左右。很顯然，以上研究結(jié)果與本研究結(jié)果之間有很大差異，可能是由于品種、刈割期、氣候及土壤環(huán)境差異等因素引起的。董世魁等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在燕麥的整個(gè)生育過程中，最高溫度不能超過30 ℃，否則不利于籽粒形成和灌漿，造成籽粒產(chǎn)量下降。本研究中，2017年6-7月是燕麥籽粒形成和灌漿的時(shí)期，在此期間，研究所在地區(qū)白天平均氣溫為31.29 ℃，而16個(gè)供試燕麥品種的籽粒產(chǎn)量差異較小，原因可能是高溫對(duì)燕麥籽粒形成和灌漿產(chǎn)生不利影響。莖葉比越小，葉含量越高，適口性越好，家畜越喜食。本研究中品種ESK莖葉比最低，表明其具有豐富的葉片和較高的營養(yǎng)價(jià)值，有利于提高家畜的采食量。

表4 不同燕麥品種營養(yǎng)成分含量Table 4 Nutritional content of different oat varieties%

3.2 不同燕麥品種的營養(yǎng)成分

龔海[21]研究發(fā)現(xiàn)，有稃燕麥CP含量在8.71%～17.92%，這與本研究結(jié)果相似。Fick和Onstad[22]研究指出，葉片是植物光合作用和儲(chǔ)存營養(yǎng)物質(zhì)的主要器官，其與莖葉比呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與CP含量呈正相關(guān)關(guān)系。本研究中，莖葉比較低的燕麥品種，如，ESK、貝勒、貝勒2號(hào)和愛沃，其CP含量都較高；而莖葉比高的品種除太陽神外，其CP含量都較低，這與Fick和Onstad研究結(jié)果一致。ADF和NDF分別通過影響家畜的消化率和采食量來影響牧草的品質(zhì)，ADF含量越高，牧草的干物質(zhì)消化率越低；NDF含量越高，牧草的干物質(zhì)采食量越低。本研究ADF和NDF含量最低的燕麥品種分別是加燕2號(hào)和太陽神，說明它們分別有利于提高家畜的干物質(zhì)消化率和采食量。王桃[23]研究表明，不同燕麥品種ADF在28%～36%，NDF在47%～57%，本研究中ADF含量與其結(jié)果相似，而NDF含量與其結(jié)果差異較大，可能是試驗(yàn)地環(huán)境差異較大造成的。EE具有參與動(dòng)物氧化供能，提高牧草適口性等重要作用，本研究中ESK的EE含量最高，說明ESK的適口性好，有利于提高家畜的采食量和能量供應(yīng)；而燕王的EE含量最低，與其他品種相比，適口性差及為家畜提供的能量較低。

表5 16個(gè)燕麥品種灰色關(guān)聯(lián)度及排序Table 5 Grey correlative degree and order of 16 oat varieties

3.3 灰色關(guān)聯(lián)度綜合評(píng)價(jià)

灰色關(guān)聯(lián)度分析是一種將各個(gè)因子的作用進(jìn)行綜合描述和量化的評(píng)價(jià)方法，近年來被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)研究方面；作為對(duì)品種的評(píng)定方法，其特點(diǎn)是全面、客觀，多個(gè)性狀綜合評(píng)定避免了單個(gè)或少數(shù)性狀的片面評(píng)價(jià)[24]。因此本研究采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對(duì)16個(gè)燕麥品種的11個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而避免只評(píng)價(jià)干草產(chǎn)量和CP、ADF、NDF和EE等幾個(gè)營養(yǎng)指標(biāo)而忽略其他指標(biāo)的弊端。與等權(quán)關(guān)聯(lián)度相比，加權(quán)關(guān)聯(lián)度對(duì)各指標(biāo)賦予一定的權(quán)重能有效控制局部關(guān)聯(lián)點(diǎn)關(guān)聯(lián)系數(shù)值對(duì)整個(gè)灰色關(guān)聯(lián)排序的影響，使結(jié)果更加合理[25]，因此本研究采用加權(quán)關(guān)聯(lián)度結(jié)果，綜合評(píng)價(jià)前五名的燕麥品種分別是ESK、貝勒、禾王、太陽神和甜燕1號(hào)，適合在河南省黃河灘區(qū)推廣種植。值得注意的是槍手和甜燕2號(hào)兩個(gè)品種在研究期間出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的燕麥黑穗病，可能對(duì)家畜產(chǎn)生一定的毒害作用；倒伏嚴(yán)重影響燕麥草產(chǎn)量和品質(zhì)，不利于燕麥的機(jī)械化收割從而影響燕麥的推廣種植，本研究觀察到只有貝勒、禾王、愛沃、加燕2號(hào)和燕王未出現(xiàn)倒伏，其余品種均出現(xiàn)不同程度的倒伏，選擇時(shí)要慎重考慮。

4 小結(jié)

綜合評(píng)價(jià)表現(xiàn)前五位的燕麥品種中ESK產(chǎn)草量適中，為9.11 t·hm-2，籽粒產(chǎn)量高同時(shí)葉量豐富，適口性好，營養(yǎng)品質(zhì)較高；太陽神植株高大，產(chǎn)草量最高，為11.79 t·hm-2，籽粒和葉產(chǎn)量較低，營養(yǎng)品質(zhì)較ESK差；甜燕1號(hào)產(chǎn)草量較低，為7.82 t·hm-2，但籽粒產(chǎn)量和CP含量最高，草品質(zhì)好；但是這三者均出現(xiàn)不同程度倒伏，抗倒伏性較差。貝勒和禾王產(chǎn)草量分別為 9.12 t·hm-2和 11.79 t·hm-2，綜合評(píng)價(jià)表現(xiàn)僅次于ESK，同時(shí)抗倒伏能力強(qiáng)，適合在河南省黃河灘區(qū)大面積推廣種植。