多棱飼用大麥品系糧、草產(chǎn)量及品質(zhì)的鑒定與綜合評價

趙斌季昌好孫皓朱斌王瑞陳曉東

（1安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，230031，安徽合肥；2安徽省農(nóng)作物品質(zhì)改良重點實驗室，230031，安徽合肥）

大麥（Hordeum vulgare L.）是世界普遍栽培的第四大禾谷類作物，兼食用、飼用、釀造等用途，其中飼用是首要用途。除籽粒飼用外，大麥也可刈割綠色植株用作飼草，如青飼、干草或青貯飼料[1-2]。大麥綠色植株蛋白質(zhì)含量較高，氨基酸、礦物質(zhì)及維生素A、E含量均高于玉米[3-4]，是優(yōu)質(zhì)飼草。

灰色關(guān)聯(lián)度分析是一種多因素分析方法，是基于多個性狀指標(biāo)來綜合評價作物表現(xiàn)[5-6]，從而篩選優(yōu)良品種用于生產(chǎn)?；疑P(guān)聯(lián)度分析已廣泛應(yīng)用于作物多性狀的綜合評價，對大麥研究主要集中在株高、有效穗數(shù)、千粒重、生育期和成穗率等籽粒產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀[7-9]，有關(guān)大麥飼草產(chǎn)量與品質(zhì)性狀綜合評價研究未見報道。前期研究[10-12]表明，不同大麥品種間飼草及籽粒產(chǎn)量存在差異，本研究采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法，基于籽粒、飼草產(chǎn)量及品質(zhì)等10個重要性狀指標(biāo)，對12份自育多棱飼用大麥新品系及對照品種西引二號進行綜合評價，以期篩選出適宜沿江、江淮地區(qū)種植的糧、草兼用多棱飼用大麥。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019-2020年在安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗基地（117°25′E，31°89′N）進行，該地海拔 19.8m。每年11月至次年5月屬于大麥生長時期，日平均氣溫從12℃下降到4℃再逐步上升至23℃，平均降水量414.9mm。試驗地為黏壤土，前茬為大豆，土壤pH 6.5、全氮927.0mg/kg、硝態(tài)氮6.1mg/kg、有效磷6.3mg/kg、速效鉀200.8mg/kg。

1.2 試驗材料

試驗材料包括 B11015-1、B11015-2、B11015-3、B11015-7、B11015-11、B11015-14、B11015-17、B10041-1、B10041-2、B10046、B11013和皖飼2-1等12份自育品系及對照品種西引二號。

1.3 試驗設(shè)計

田間試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)面積4m2，行長2m，行距25cm。于2019年11月1日播種，人工開溝條播，播量為270萬株/hm2，常規(guī)管理。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 飼草產(chǎn)量及品質(zhì) 于乳熟期每小區(qū)刈割2m2，留茬高度5cm，測鮮重，隨后取樣500g于烘箱70℃烘干72h至恒重，稱干重。烘干樣品用于飼草品質(zhì)檢測[13]，指標(biāo)包括粗蛋白（crude protein，CP）、粗纖維（crude fibre，CF）、酸性洗滌纖維（acid detergent fibre，ADF）、中性洗滌纖維（neutral detergent fibre，NDF）及酸性洗滌木質(zhì)素（acid detergent lignin，ADL），參照相關(guān)模型[14]估算相對飼喂價值（relative feeding value，RFV）。

1.4.2 籽粒產(chǎn)量及品質(zhì) 于完熟期在每小區(qū)剩余2m2隨機取10株進行考種，測定株高、單株穗數(shù)（spike number per plant，SNP）、穗粒數(shù)（grain number per spike，GNS）及千粒重，收獲小區(qū)其余植株產(chǎn)量。采用InfratecTM 1241近紅外谷物分析儀測定籽粒蛋白質(zhì)和淀粉含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2013和SPSS 25.0軟件對各指標(biāo)進行方差分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析。依據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度理論[15]將13份材料的10個性狀視作一個整體進行綜合評價，xij為第i個品種的第j個性狀的測定值（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n），x0為構(gòu)建的理想?yún)⒖计贩N各指標(biāo)值?；诨疑到y(tǒng)關(guān)聯(lián)度理論的權(quán)重決策法，并結(jié)合生產(chǎn)實際，選取10個指標(biāo)進行權(quán)重綜合評價，相關(guān)公式如下：

關(guān)聯(lián)系數(shù)：

2 結(jié)果與分析

2.1 株高及產(chǎn)量性狀比較

如表1所示，株高及產(chǎn)量性狀在參試材料間的差異大部分達到顯著水平。對照品種的株高最高，為114.15cm，顯著高于除B11015-1和B11013外的其他自育品系；單株穗數(shù)在自育品系間差異顯著，但與CK差異均不顯著，皖飼2-1的單株穗數(shù)最高，為4.43；9個自育品系的穗粒數(shù)均顯著高于CK，其中B11015-2的穗粒數(shù)最高，為63.99；8個品系的千粒重顯著高于CK，其中B11015-3的千粒重最高，為33.97g；9個自育品系的籽粒產(chǎn)量均顯著高于CK，其中B11015-7最高，為7.55t/hm2；所有自育品系的干草產(chǎn)量與CK差異均不顯著，B11015-1干草產(chǎn)量最高，為18.88t/hm2。

表1 參試材料的株高及產(chǎn)量性狀Table 1 Plant height and yield related traits among tested materials

2.2 飼草品質(zhì)及籽粒品質(zhì)的比較

如表2所示，B11015-7飼草CP含量最高（7.96%），B11015-3其次（7.82%），二者均與CK差異不顯著；CF、ADF和NDF含量在不同品系間的變化趨勢基本一致，其中B11015-14和B11015-2的CF、ADF和NDF含量相對較低；ADL含量在品系間差異相對較小，其中B11015-2含量最低（2.70%），與CK差異不顯著；B11015-2和B11015-14的RFV較高，與CK差異不顯著。B11015-3和皖飼2-1的籽粒蛋白質(zhì)含量相對較高，分別為10.33%和10.03%，與CK相當(dāng)；B11015-17與B11015-3籽粒淀粉含量差異顯著，其他參試材料間均無顯著差異。

表2 參試材料飼草品質(zhì)與籽粒品質(zhì)比較Table 2 Comparison of quality traits of forage and grain among tested materials

2.3 關(guān)聯(lián)度分析

表3 參試材料與理想品種的關(guān)聯(lián)系數(shù)Table 3 Correlation coefficients between tested materials and desired variety

根據(jù)公式（2）和（3）分別計算各性狀指標(biāo)的等權(quán)關(guān)聯(lián)度和權(quán)重系數(shù)（表4）。關(guān)聯(lián)度與權(quán)重系數(shù)順序為千粒重＞株高＞籽粒產(chǎn)量＞籽粒蛋白質(zhì)含量＞每穗粒數(shù)＞單株穗數(shù)＞RFV＞干草產(chǎn)量＞粗蛋白含量＞粗纖維含量。

表4 10個性狀指標(biāo)的等權(quán)關(guān)聯(lián)度和權(quán)重系數(shù)Table 4 Equal weight association degree and weighting coefficient for ten traits

加權(quán)關(guān)聯(lián)度反映參試品種（系）與理想品種間的差異，排名越靠前越接近理想品種[16]。根據(jù)公式（4）求各參試材料的加權(quán)關(guān)聯(lián)度，并進行排序（表5），自育品系B11015-3、B11015-1、B11015-2和B11015-14綜合表現(xiàn)優(yōu)于對照品種西引二號。

表5 參試材料加權(quán)關(guān)聯(lián)度和排序Table 5 Weighted association degree and rank of tested materials

3 討論

3.1 影響大麥糧、草產(chǎn)量的因素

單株穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒重均是影響大麥籽粒產(chǎn)量的重要因素，同時單株穗數(shù)也反映植株的繁茂性，關(guān)系到飼草產(chǎn)量。本研究中有9份自育品系的籽粒產(chǎn)量高于對照，其中5份在7.00t/hm2以上，表明自育的大麥新品系具有較高的產(chǎn)量潛力。

飼草產(chǎn)量能直觀反映牧草生產(chǎn)性能及適應(yīng)性[17]，是生產(chǎn)最終目標(biāo)[18]。本研究品種（系）間大麥干草產(chǎn)量差異不大，變幅為14.56～18.88t/hm2，與新疆春播大麥蠟熟期的干草產(chǎn)量相當(dāng)[19]，較內(nèi)蒙古春播大麥乳熟期的干草產(chǎn)量高[20]，顯然不同區(qū)域大麥飼草產(chǎn)量有差異。株高影響牧草產(chǎn)量，是衡量飼草生產(chǎn)性能的常用指標(biāo)[21]，同時也與作物籽粒產(chǎn)量相關(guān)。本研究將株高納入綜合評價分析，在構(gòu)建理想品種時，以其最高值作為參數(shù)，主要是基于高生物量的考慮[22]。然而，植株過高容易引起倒伏，對后期飼草及籽粒生產(chǎn)不利。因此，培育糧草兼用的飼用大麥新品種，既要有一定株高，也要具備較強的抗倒伏能力。

3.2 影響大麥糧、草品質(zhì)的因素

籽粒蛋白質(zhì)含量是評價谷物品質(zhì)的一個關(guān)鍵指標(biāo)[23]，大多數(shù)作物籽粒蛋白質(zhì)含量與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，所以在追求高產(chǎn)的同時難以兼顧籽粒蛋白質(zhì)含量的提高[24]。本研究中自育大麥品系的籽粒蛋白質(zhì)含量也普遍偏低，有待進一步改良。籽粒淀粉含量也是谷物籽粒營養(yǎng)品質(zhì)的一項重要指標(biāo)，在本研究中未納入綜合評價分析，主要由于其在參試材料間差異較小。

粗蛋白含量是衡量飼草營養(yǎng)品質(zhì)的一項重要指標(biāo)，本研究中粗蛋白含量在品種（系）間差異較大，與其他研究結(jié)果[19-20]一致。粗纖維、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量主要反映飼草的適口性，含量低則適口性好，飼草利用率高，在本研究中三者變化基本一致。RFV是一項綜合指標(biāo)[25]，在美國等發(fā)達國家被廣泛應(yīng)用于飼草品質(zhì)評價，其值越高表明飼草品質(zhì)越好。與乳熟期燕麥[26]和吐絲期玉米[27]相比，本研究參試材料的RFV整體較高。酸性洗滌木質(zhì)素含量越低，飼草適口性越好，其在本研究參試材料間差異較小，未納入綜合評價分析。

3.3 灰色關(guān)聯(lián)度分析的應(yīng)用

灰色關(guān)聯(lián)度分析是基于多個指標(biāo)對品種進行綜合評價[28]，避免了因單個指標(biāo)難以區(qū)分品種優(yōu)劣的缺點，已廣泛應(yīng)用于小麥[28]、紫花苜蓿[29]和燕麥[16]等作物。

本研究以大麥糧、草產(chǎn)量和品質(zhì)相關(guān)的10個性狀指標(biāo)作為一個整體進行綜合評價，并按權(quán)重系數(shù)對指標(biāo)進行排序，與其他研究結(jié)果[16,30]不同的原因可能主要是品種類型、指標(biāo)選取和環(huán)境等因素影響。本研究通過灰色關(guān)聯(lián)度分析評選出綜合表現(xiàn)優(yōu)于對照的4個自育品系，與單個指標(biāo)篩選結(jié)果不盡相同，如B11015-7的籽粒產(chǎn)量和飼草粗蛋白含量雖最高，但綜合評價劣于對照。因此，本研究基于綜合性狀評選出的4個新品系，可被認(rèn)為是適宜沿江、江淮地區(qū)種植的糧草兼用的多棱飼用大麥新品系。

4 結(jié)論

12份自育多棱飼用大麥新品系及對照品種西引二號間的籽粒及飼草產(chǎn)量與品質(zhì)性狀差異均顯著，利用灰色關(guān)聯(lián)度綜合評價認(rèn)為，品系B11015-3、B11015-1、B11015-2和B11015-14表現(xiàn)均優(yōu)于對照，有可能成為沿江、江淮等地種植的糧草兼用的多棱飼用大麥材料。