裸燕麥新品種（品系）農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀與適應(yīng)性綜合評價

鄭成忠，徐振朋，張子臻，王千軍，梅 雪，孫 影，王鳳梧，葉 錄

（烏蘭察布市農(nóng)林科學研究所，內(nèi)蒙古集寧 012000）

燕麥（Avena sativa L.）屬一年生糧飼兼用禾本科作物，具有抗旱、耐寒、耐貧瘠和適應(yīng)性強等特性[1]，是有機旱作農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢作物[2]。燕麥籽粒營養(yǎng)價值較高，是一種低糖和富含多種礦物質(zhì)與維生素的保健食品；并且產(chǎn)草量高、適口性好、易消化、蛋白質(zhì)含量高，也是牲畜的優(yōu)質(zhì)飼料來源[3-4]。近年來，隨著人們對燕麥營養(yǎng)保健功效以及飼用價值認識的不斷提高，燕麥需求量逐年增大[5]。內(nèi)蒙古是我國燕麥主產(chǎn)區(qū)之一，每年燕麥播種量可達20萬～25萬hm2，其中烏蘭察布市燕麥種植面積占內(nèi)蒙古總種植面積的60%，種植面積和產(chǎn)量均居全國地級市之首[6-7]。

長期以來，烏蘭察布市燕麥生產(chǎn)存在品種單一、混雜退化嚴重、單產(chǎn)水平總體較低、抗性較差的問題，而加強燕麥新品種的引進、篩選及育種工作，是解決這些問題的重要舉措[8-9]。目前，燕麥的適應(yīng)性評價主要集中在對飼草燕麥的農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀方面，而對裸燕麥的適應(yīng)性評價，主要集中在物候期、農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量方面，結(jié)合營養(yǎng)品質(zhì)性狀進行的適應(yīng)性綜合評價還未見報道。景芳等[10]對16個燕麥品種主要農(nóng)藝性狀和飼草產(chǎn)量分析表明，在甘肅隴中地區(qū)，牧王的生產(chǎn)適應(yīng)性最好，魁北克、猛士1號的表現(xiàn)也很突出，鋒利則不適合在當?shù)胤N植；王騰飛等[11]對10個燕麥品種的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及營養(yǎng)成分等指標分析表明，“禾王”“喜韻”“攝政王”燕麥品種適宜在寧夏雨養(yǎng)區(qū)推廣種植；梁萬鵬等[12]對5個燕麥品種的生育期、株高、分蘗數(shù)等11個指標分析表明，“邊鋒”適宜在甘肅省慶陽市北部旱作區(qū)進行示范推廣；王星宇等[13]對6個參試燕麥品種和6個區(qū)試點進行了聯(lián)合分析與綜合評價，結(jié)果表明，200910-28-4-3是籽粒豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性均較好的品系；張志芬等[14]對30個裸燕麥參試品種在21個試點的豐產(chǎn)性和適應(yīng)性進行分析結(jié)果表明，9418、壩莜10號、蒙燕2號和張莜7號為豐產(chǎn)性和適應(yīng)性較強的品種。鑒于以上的研究現(xiàn)狀，本試驗以12個裸燕麥品種（品系）為研究對象，對燕麥品種（品系）生育期和農(nóng)藝性狀進行了觀測，并測定其營養(yǎng)品質(zhì)，同時利用主成分分析法進行綜合評價，旨在分析其在烏蘭察布市的適應(yīng)性，為烏蘭察布市的燕麥引種、品種選育及新品種示范推廣奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于內(nèi)蒙古烏蘭察布市察右前旗平地泉鎮(zhèn)烏蘭察布市農(nóng)林科學研究所院內(nèi)，地理位置為北緯 40°26′，東經(jīng) 112°27′，海拔平均高度為 1 317 m，年平均氣溫4.5℃，年降水量376.1 mm，無霜期131 d左右，屬于溫帶大陸性干旱季風氣候。土壤為栗鈣土，土質(zhì)為壤土，前茬作物為胡麻，試驗開始前0～20 cm基礎(chǔ)土壤養(yǎng)分情況：pH值為 7.79，有機質(zhì)含量為13.56 g/kg、堿解氮含量為124.60 mg/kg、速效磷含量為16.89 mg/kg、速效鉀含量為189 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試12個裸燕麥品種（品系）來源見表1。

表1 裸燕麥品種（品系）來源Table 1 Naked oat varieties（lines）source

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用單因素隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積為30 m2（10 m×3 m），3次重復，各小區(qū)設(shè)置1 m隔道，四周設(shè)置1 m保護行。試驗于2021年5月20日播種，小區(qū)采用機械播種，行距為25 cm，播深為3～5 cm，播種密度為450萬株/hm2，播種時施復合肥做底肥，施用量為112.5 kg/hm2。播種后灌溉和除草等田間管理與當?shù)貍鹘y(tǒng)管理相同。

1.4 指標測定內(nèi)容與方法

生育期：參照任長忠等[15]的生育時期鑒定標準，從播種開始，每天進行田間觀測，以50%的植株達到某一生育階段為標準，記錄不同燕麥種質(zhì)材料的物候特征，包括出苗期、分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、開花期、成熟期等。株高：在乳熟時期的每個小區(qū)隨機選取5株植株測量自然狀態(tài)下從地面至花序頂部的高度，取其平均值。分蘗數(shù)：在分蘗后期每個小區(qū)隨機選取5株植株，記錄單株的分蘗數(shù)，求平均值。產(chǎn)量指標：在燕麥成熟期每個小區(qū)收獲1 m2用于室內(nèi)考種，分別測定主穗長、小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗粒重、千粒重指標。以小區(qū)為單位進行收割和脫粒，統(tǒng)計各品種（品系）的籽粒產(chǎn)量。

蛋白質(zhì)含量：參考GB/T 5511—2008，采用凱氏定氮法[16]；β-葡聚糖含量：參照 AOAC 996.16 方法[17]，采用Megazyme Mixed-linkage β-glucan試劑盒測定；淀粉含量：參照 AOAC 996.11測定[18]，采用Megazyme淀粉試劑盒測定；粗脂肪含量：參考GB 5009.6—2016，采用索氏浸提法[19]；籽粒容重：參照GB/T 5498—2013《糧油檢測容重測定》[20]中的方法測定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

使用Microsoft Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與整理，應(yīng)用SPSS 26.0統(tǒng)計學軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析、相關(guān)性分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同裸燕麥品種（品系）生育期的比較

由表2可知，12個參試裸燕麥品種（品系）在烏蘭察布市均能正常成熟，生育期為75～103 d，均生長較好，其中生育期最短的品種為白燕18號，為75 d，屬于極早熟品種；生育期最長的品種為壩莜18號，為103 d，屬于晚熟品種；供試品種出苗期除迪燕1號外，出苗期均在5月26—28日，而品種（品系）迪燕1號因前期干旱出苗較其他品種晚2～4 d，導致其生育期相應(yīng)增大。

表2 不同裸燕麥品種（品系）生育時期比較Table 2 Comparison of growth stages of different naked oat varieties（lines）

2.2 不同裸燕麥品種（品系）農(nóng)藝性狀比較

由表3可知，12個參試品種（品系）的8個農(nóng)藝性狀中，變異系數(shù)依次為小穂數(shù)＞分蘗數(shù)＞主穂長＞穗粒數(shù)＞產(chǎn)量＞千粒重＞株高＞穗粒重。其中，株高變幅為82.40～136.10 cm，最高的為壩莜18號，與其他品種（品系）株高差異顯著（P<0.05）；最低的為白燕18號，除與白燕16號差異不顯著（P>0.05）外，與其他品種均差異顯著（P<0.05）。主穂長變幅為14.65～22.03 cm，最高的為壩莜18號，與201229-1-2、晉燕 17號、9837-1、魏都莜 5號差異不顯著（P＞0.05），與其他品種（品系）差異顯著（P<0.05）；最低的為白燕18號，為14.65 cm，與壩莜18號、晉燕17號、魏都莜5號差異顯著（P<0.05），與其他品種差異不顯著（P＞0.05）。分蘗數(shù)變幅為 2.93～4.20個，最高的為201229-1-2，與壩莜18號、晉燕18號、魏都莜5和9475-6差異不顯著（P＞0.05），與其他品種（品系）差異顯著（P<0.05）；最低的為晉燕 17 號，與 201229-1-2、晉燕18號和魏都莜5號差異顯著（P<0.05），與其他品種（品系）差異不顯著（P＞0.05）。小穗數(shù)變幅為 18.73～35.73 個，最高的為201229-1-2，與壩莜18號、白燕 16號差異不顯著（P＞0.05），與其他品種（品系）差異顯著（P<0.05）；最低的為晉燕18號，與迪燕1號、張莜8號、張莜9號、晉燕17號和9837-1差異不顯著（P＞0.05），與其他品種（品系）差異顯著（P<0.05）。穗粒數(shù)變幅為35.33～88.87個，最高的為白燕16號，與201229-1-2、壩莜18號差異不顯著（P＞0.05），與其他品種（品系）差異顯著（P<0.05）；最低的為晉燕18號，與張莜9號差異不顯著（P＞0.05），與其他品種（品系）差異顯著（P<0.05）。穗粒重變幅為0.93～2.94 g，最高的為壩莜18號，最低的為晉燕18號，均與其他品種（品系）差異顯著（P<0.05）。千粒重變幅為18.52～31.75 g，最高的為張莜8號，除壩莜18號外，與其他品種（品系）差異顯著（P<0.05）；最低的為 9475-6，除白燕 18號外，與其他品種（品系）差異顯著（P<0.05）。產(chǎn)量變幅為1 305.45～3 333.00 kg/hm2，201229-1-2 產(chǎn)量最高，其次為壩莜18號、白燕18號，分別為3 330.00、3 250.05、3 157.80 kg/hm2，除白燕18號與張莜8號差異不顯著（P＞0.05）外，與其他品種（品系）均差異顯著（P<0.05）；產(chǎn)量最低的為張莜9號，為1 305.45 kg/hm2，與晉燕18號、迪燕1號差異不顯著（P＞0.05），與其他品種（品系）差異顯著（P<0.05）。

2.3 不同裸燕麥品種（品系）品質(zhì)性狀比較

由表4可知，12個裸燕麥品種（品系）蛋白質(zhì)含量變幅為13.41%～16.57%，張莜9號蛋白質(zhì)含量最高，與201229-1-2、張莜8號、白燕18號和9475-6差異顯著（P<0.05），與其他品種（品系）差異不顯著（P>0.05）；9475-6蛋白質(zhì)含量最低，與晉燕17號和張莜9號差異顯著（P<0.05），與其他品種（品系）差異不顯著（P>0.05）。β-葡聚糖含量變幅為3.54%～5.10%，晉燕18號、晉燕17號和白燕16號的β-葡聚糖含量較高，分別達到5.10%、5.00%和4.89%，與壩莜18號和白燕18號差異不顯著（P>0.05），與其他品種（品系）差異顯著（P<0.05）；9837-1的β-葡聚糖含量最低，與9475-6差異不顯著（P>0.05），與其他品種（品系）差異顯著（P<0.05）。淀粉含量變幅為53.83%～61.98%，魏都莜5號淀粉含量最高，與迪燕1號差異不顯著（P>0.05），與其他品種（品系）差異顯著（P<0.05）；201229-1-2淀粉含量最低，與魏都莜5號、迪燕1號、晉燕18號、9837-1和白燕18號差異顯著（P<0.05），與其他品種（品系）差異不顯著（P>0.05）。粗脂肪含量變幅為2.46%～5.15%，其中201229-1-2粗脂肪含量最高，與晉燕18號差異不顯著（P>0.05），與其他品種（品系）差異顯著（P<0.05）；晉燕17號粗脂肪含量最低，與魏都莜5號和9475-6差異不顯著（P>0.05），與其他品種（品系）差異顯著（P<0.05）。各燕麥品種（品系）的蛋白質(zhì)含量和β-葡聚糖含量變異系數(shù)較大，分別達7.09%和7.27%，表明，蛋白質(zhì)和β-葡聚糖的遺傳穩(wěn)定性較差；粗脂肪含量的變異系數(shù)較小，為4.76%，表明其遺傳穩(wěn)定性相對較好；淀粉含量的變異系數(shù)最小，為3.57%，表明其遺傳穩(wěn)定性最好。

表4 不同裸燕麥品種（品系）品質(zhì)性狀結(jié)果比較Table 4 Com parison of quality traits among different naked oat varieties（lines）

籽粒容重大小是衡量作物原糧質(zhì)量等級的唯一指標，是籽粒大小、質(zhì)量、形狀、整齊度、腹溝深淺、胚乳質(zhì)地、出粉率等性狀和特征的綜合體現(xiàn)。由表4可知，根據(jù)吉林省地方標準燕麥籽粒質(zhì)量等級理化指標劃分[21]，201229-1-2、壩莜 18 號、晉燕 18 號、白燕18號、白燕16號和9475-6籽粒容重的平均值均大于700.00 g/L，屬于一級燕麥；其他品種（品系）的籽粒容重均大于670.00 g/L，屬于二級燕麥。

2.4 裸燕麥農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

由表5可知，株高與主穂長呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.86；主穂長與穗粒重、產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.59和0.68；小穂數(shù)與穗粒數(shù)、穗粒重、產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.90、0.74和0.73；穗粒數(shù)與穗粒重、產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)均為0.86；穗粒重與千粒重呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.63；穗粒重與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.80。

表5 不同裸燕麥品種（品系）農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of agronom ic traits and quality characters of different naked oat varieties（lines）

2.5 裸燕麥不同性狀的主成分分析和綜合評價

對不同裸燕麥品種（品系）的8個農(nóng)藝性狀和5個品質(zhì)性狀進行主成分分析，由表6可知，根據(jù)主成分特征值大于1的原則，提取到5個主成分，累計貢獻率為87.004 9%，表明5個主成分基本代表了13個性狀的87.004 9%的信息，即12個裸燕麥品種（品系）絕大部分性狀特征。

表6 裸燕麥品種（品系）主要性狀的主成分分析Table 6 Principal component analysis of main characters of different naked oat varieties（lines）

第一主成分特征值為4.762 2，穗粒重、產(chǎn)量、穗粒數(shù)、小穂數(shù)在此成分中載荷絕對值較高，其特征向量所凝聚的信息主要是燕麥經(jīng)濟產(chǎn)量性狀，可解析為產(chǎn)量因子。第二主成分特征值為2.782 3，此成分中蛋白質(zhì)含量、株高、主穂長和千粒重的載荷絕對值較高，其特征向量所凝聚的信息主要是燕麥營養(yǎng)品質(zhì)和生長狀況，可解析為綜合因子。第三主成分特征值為1.533 9，粗脂肪含量、千粒重和β-葡聚糖含量在此成分中載荷絕對值較高，其特征向量所凝聚的信息主要是燕麥營養(yǎng)品質(zhì)性狀，可解析為品質(zhì)因子。第四主成分特征值為1.189 1，其對應(yīng)的特征性狀中，載荷絕對值最大的為β-葡聚糖含量，可解析為品質(zhì)因子。第五主成分特征值為1.043 2，其對應(yīng)的特征性狀中，載荷絕對值最大的為淀粉含量，可解析為品質(zhì)因子。

根據(jù)劉青松等[22]的方法，以5個主成分相應(yīng)的貢獻率為權(quán)重，將各主成分因子得分和相應(yīng)的權(quán)重建立線性加權(quán)方程，計算各裸燕麥品種（品系）的綜合得分。

F綜=（0.366 3F1+0.214 0F2+0.118 0F3+0.094 2F4+0.080 2F5）/0.870 049

通過以上公式計算得到12個裸燕麥品種（品系）的綜合得分，并進行得分大小排序。由表7可知，參試的12個裸燕麥品種（品系）中，壩莜18號、白燕16號、張莜8號、201229-1-2的綜合得分相對較高，說明這4個品種（品系）在內(nèi)蒙古烏蘭察布市適應(yīng)性較好。

表7 不同裸燕麥品種（品系）的綜合得分Table 7 Comprehensive scores of different naked oat varieties（lines）

3 討論

生育期是評價一個品種對地區(qū)適應(yīng)性最重要的指標之一[22]，易受多重因素影響，如自身基因調(diào)控、地理環(huán)境、播種模式及田間管理等[23-24]。本試驗中不同燕麥品種（品系）生育期的差異性較大，為75～103 d，在當?shù)鼐烧３墒臁８鶕?jù)任長忠等[15]報道，燕麥按生育期長短可分為極早熟（≤75 d）、早熟（76～85 d）、中熟（86～100 d）和晚熟（≥101 d）4類。本試驗中，在烏蘭察布市白燕18號為極早熟品種，壩莜18號為晚熟品種，品系9837-1和9475-6為早熟品種，其他品種（品系）均為中熟品種。

相關(guān)性分析是研究兩組變量之間相關(guān)關(guān)系的一種統(tǒng)計方法，在品種篩選中常用來闡明目標性狀間復雜多樣的互作關(guān)系。本試驗結(jié)果表明，12個參試裸燕麥品種（品系）的株高與主穂長呈極顯著正相關(guān)；主穂長與穗粒重、產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)；小穂數(shù)和穗粒數(shù)、穗粒重及產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；穗粒數(shù)與穗粒重、產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；穗粒重與千粒重呈顯著正相關(guān)；穗粒重與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)。這與孫烏日娜等[25]和李駿倬等[26]研究結(jié)果基本一致。農(nóng)藝性狀中小穗數(shù)、單株粒數(shù)和千粒重是影響燕麥籽粒產(chǎn)量的主要因素[27]，因此，從主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析來看，在品種篩選的過程中，應(yīng)將穗粒重、千粒重、小穗數(shù)、分蘗、穗長、生育期作為優(yōu)先選擇目標。本試驗農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀相關(guān)性分析表明，12個參試裸燕麥品種（品系）的主要農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀不存在顯著相關(guān)性，這與白曉雷等[27]、苗玉紅等[28]研究結(jié)果基本一致。因此，對燕麥新品（品系）種適應(yīng)性進行篩選時，要對農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進行綜合考量，協(xié)調(diào)好兩者間的關(guān)系。

燕麥品種的適應(yīng)性不是由單個因素影響的結(jié)果，而是由多個因素綜合影響的結(jié)果，不同品種在相同環(huán)境的表現(xiàn)差異也很大，各性狀的優(yōu)劣程度也不盡相同[28-31]。主成分分析作為一種綜合評價方法，可以全面分析各品種中農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)成分所占有的分量，能夠較為直觀地判斷某一品種適應(yīng)性的強弱[32]。因此，本試驗應(yīng)用主成分分析法，以主要農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)品質(zhì)性狀為基礎(chǔ)對參試的12個裸燕麥品種（品系）的生產(chǎn)性能進行綜合評價，得出壩莜18號、白燕16號、張莜8號、201229-1-2的綜合得分相對較高，產(chǎn)量和營養(yǎng)成分也相對突出，是內(nèi)蒙古烏蘭察布市適應(yīng)性較好的品種。

4 結(jié)論

本試驗參試的12個裸燕麥品種（品系）均可在烏蘭察布市完成其物候期，除了白燕18號為極早熟品種，品系9837-1和9475-6為早熟品種，壩莜18號為晚熟品種，其他品種（品系）均為中熟品種。通過主成分分析評價表明，壩莜18號、白燕16號、張莜8號、201229-1-2綜合得分較高，產(chǎn)量性狀和營養(yǎng)品質(zhì)性狀均相對較為突出，特別是壩莜18號綜合產(chǎn)量表現(xiàn)較好，達到3 250.05 kg/hm2，具有較高的蛋白質(zhì)和β-葡聚糖含量，且粗脂肪含量較低，營養(yǎng)品質(zhì)較好；適宜在內(nèi)蒙古烏蘭察布市種植，可作為當?shù)厥走x種植推廣的燕麥品種。