基于隸屬函數(shù)法的18份燕麥種質(zhì)資源生產(chǎn)性能的綜合評價

曹 禹,瑪力帕提·努爾太,阿勒合斯·加爾得木拉提,陳建偉,彭云承,孫 娜

(伊犁哈薩克自治州農(nóng)業(yè)科學研究所,新疆伊寧 835000)

燕麥是禾本科燕麥屬一年生糧飼兼用作物,世界各地均有種植。普通栽培燕麥分為皮燕麥(帶稃型)和裸燕麥(裸粒型)兩大類。目前,認為燕麥有四大世界起源中心,分別是中國西部、地中海北岸、前亞伊朗高原一帶、東非的埃塞俄比亞高原。我國目前燕麥種植主要分布在內(nèi)蒙古、河北、青海、甘肅、新疆等地區(qū)[1-2]。燕麥性喜氣候涼爽、雨量充足的環(huán)境,具有對土壤條件要求不嚴格、單位面積產(chǎn)量高等特點,比其他類型禾本科植物更能適應各種不良自然條件,是中國半干旱農(nóng)牧區(qū)和高海拔山區(qū)等自然條件較差地區(qū)的重要農(nóng)作物和飼料來源,燕麥籽實在動物生產(chǎn)中,尤其在特殊階段的動物飼養(yǎng),如公雞、比賽用馬中發(fā)揮重要作用[3-4]。燕麥具有適應性強,耐寒、耐旱、抗病蟲、豐產(chǎn)和生長周期短等多種優(yōu)良特性,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟中具有重要的地位[5-8]。

鑒于此,筆者通過對內(nèi)蒙古、吉林、新疆等地區(qū)種植的18個燕麥品種的農(nóng)藝性狀、飼草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量進行比較,運用隸屬函數(shù)法對觀測指標進行綜合性評價[9-10],以期篩選出適合伊犁河谷種植的優(yōu)良糧飼兼用的燕麥品種,為燕麥種植推廣提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況試驗在伊犁哈薩克自治州昭蘇縣種馬場進行,平均海拔1 323～1 995 m,屬于大陸性溫帶山區(qū)半干旱半濕潤冷涼氣候類型,年平均溫度4.8 ℃,年極端最高溫度33.5 ℃,最低溫度-32.0 ℃。全年無霜期平均為98 d,年均降雨量達511.8 mm,年蒸發(fā)量1 261.6 mm,年平均日照總數(shù)為2 699 h。

1.2 供試材料供試燕麥品種共18個,具體見表1。試驗田選用隨機區(qū)組設計,小區(qū)面積10 m2,設3次重復,小區(qū)面積10 m2。

1.3 試驗設計試驗于2021年4月29日播種,采用人工條播,行距25 cm,播量為195 kg/hm2,覆土3～5 cm。播種前深翻、整地施肥,磷、鉀肥全部用于基肥,施用磷酸二胺(18-46-0)300 kg/hm2、硫酸鎂鉀(0-0-24)75 kg/hm2;氮肥全部用于追肥,在分蘗期、拔節(jié)期、揚花期每次追施尿素75 kg/hm2。試驗區(qū)四周設4行保護行。

1.4 測定方法于收獲期對分蘗數(shù)、成穗數(shù)、株高、莖粗、主穗長、千粒重、籽粒產(chǎn)量等指標進行統(tǒng)計[11]。按照《燕麥種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》進行測量[12]。

1.4.1物候期。從播種開始,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。

1.4.2株高。小區(qū)內(nèi)70%～80%的燕麥植株到達某個生育期時,用卷尺從地表面至植株頂端小穗測定其高度,利用隨機取樣法選取10株進行測定。

1.4.3有效分蘗數(shù)。利用隨機取樣法選取10株燕麥植株,記錄有效分蘗數(shù)量。

1.4.4成穗數(shù)。小區(qū)內(nèi)70%～80%的燕麥植株到達某個生育期時,隨機取樣法選取10株,計算成穗個數(shù)。

1.4.5莖粗。利用隨機取樣法選取10株燕麥植株,用電子游標卡尺測定燕麥倒數(shù)第2節(jié)間處直徑長。

1.4.6籽粒產(chǎn)量。由每小區(qū)單打單收測得,待籽粒曬干換算標準產(chǎn)量。

1.4.7飼草產(chǎn)量。由每小區(qū)單打單收測得,待飼草曬干換算標準產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel對數(shù)據(jù)進行初步匯總整理;采用SPSS 22軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。使用隸屬函數(shù)對18份燕麥種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀進行計算并做綜合對比,公式為u(xij)=(xij-xjmin)/(xjmax-xjmin)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同燕麥品種的籽粒產(chǎn)量差異分析燕麥籽粒含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),且籽粒營養(yǎng)的富集和改變與多種因素相關。因此,籽粒產(chǎn)量是燕麥產(chǎn)量的重要組成部分[13-14]。從表2可以看出,供試18個燕麥品種小區(qū)籽粒產(chǎn)量差異明顯,其中蒙燕1號籽粒產(chǎn)量極顯著高于其他燕麥品種,為4.64 t/hm2;壩燕7號位居第2,籽粒產(chǎn)量為3.74 t/hm2,與燕科2號、內(nèi)燕5號、新燕2號、Newbury、F389、W06-38等11個品種籽粒產(chǎn)量間差異不顯著,但顯著高于新燕3號,極顯著高于草莜1號、甜燕2號、F384和蒙燕2號4個品種;蒙燕2號籽粒產(chǎn)量最低,為2.22 t/hm2,與草莜1號、甜燕2號、F384間差異不顯著。18個燕麥品種籽粒產(chǎn)量由高到低表現(xiàn)為蒙燕1號>壩燕7號>燕科2號>內(nèi)燕5號>新燕2號>Newbury>F389>W06-38>蒙燕3號>BYKY-63-5>201406-12-4>燕科1號>新燕1號>新燕3號>草莜1號>甜燕2號>F384>蒙燕2號。

表2 不同品種燕麥的籽粒產(chǎn)量差異分析

2.2 不同燕麥品種的籽粒產(chǎn)量差異分析燕麥是一種糧飼兼用的作物,飼草產(chǎn)量是燕麥重要的經(jīng)濟指標之一。從表3可以看出,供試18個燕麥品種間飼草產(chǎn)量差異明顯,其中201406飼草產(chǎn)量最高,極顯著高于其他燕麥品種,為15.29 t/hm2;蒙燕2號飼草產(chǎn)量次之,為12.00 t/hm2,與W06-38、Newbury、F384之間差異不顯著,顯著高于新燕2號、BYKY 、蒙燕1號和壩燕7號,極顯著高于其他9個品種;甜燕2號飼草產(chǎn)量最低,為4.00 t/hm2,極顯著低于其他品種。18個燕麥品種飼草產(chǎn)量由高到低表現(xiàn)為201406>蒙燕2號>W06-38>Newbury>F384>新燕2號>BYKY>蒙燕1號>壩燕7號>F389>蒙燕3號>新燕1號>新燕3號>草莜1號>燕科1號>燕科2號>內(nèi)燕5號>甜燕2號。

表3 不同品種燕麥的飼草產(chǎn)量差異分析

2.3 不同燕麥品種各性狀隸屬函數(shù)值生產(chǎn)性能評價通過農(nóng)藝性狀的分析能夠表現(xiàn)出燕麥糧飼兼用的生產(chǎn)性能,直觀地凸顯出燕麥的數(shù)量性狀和環(huán)境適應性[15]。采用隸屬函數(shù)法對18份燕麥種質(zhì)資源進行綜合評價,將12項指標的隸屬函數(shù)值進行綜合價值排序,平均值越大綜合價值越高,反之越差。由表4可知,BYKY隸屬值最高,為0.73;蒙燕1號次之,隸屬值為0.67;第3位是燕科2號,隸屬值為0.54;蒙F384隸屬值最小,為0.13。18份燕麥種質(zhì)資源生產(chǎn)性能指標綜合排序由高到低依次為BYKY>蒙燕1號>燕科2號>Newbury>201406>W06-38>蒙燕3號>新燕1號>F389>新燕2號>壩燕7號>甜燕2號>燕科1號>內(nèi)燕5號>新燕3號>草莜1號>蒙燕2號>F384。

表4 不同燕麥品種各性狀隸屬函數(shù)值生產(chǎn)性能評價

3 討論

一個品種整體表現(xiàn)的優(yōu)劣,需要將所有測定指標用綜合評價方法來具體衡量。育種者多以農(nóng)藝性狀作為預測豐產(chǎn)性的主要依據(jù),選育燕麥品種應依據(jù)不同的農(nóng)藝性狀來實現(xiàn)育種目標[16]。張琦等[17-20]通過燕麥籽粒產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相關性及通徑分析認為,皮燕麥籽粒豐產(chǎn)的關鍵在于增加單株分蘗數(shù),籽粒產(chǎn)量的高低與品種的有效分蘗數(shù)、成穗數(shù)和千粒重密切相關。在該試驗供試品種中蒙燕1號的產(chǎn)量最高,其分蘗數(shù)、成穗數(shù)、千粒重也較高,這與張琦等[17]的研究的報道一致。株高和莖粗是影響飼草高產(chǎn)的主要因子,我國飼用燕麥的株高范圍在80～150 cm[21-22],18個供試品種中F384的株高平均值為72.83 cm,未達到標準;莖粗和主穗長也對其產(chǎn)量有所影響,在供試品種中,莖粗和主穗長值高的其產(chǎn)量都適中。

因為燕麥是一年生糧飼兼用型作物,以高產(chǎn)飼草為主要目標的品種,所以針對該研究結(jié)果,應重點選擇BYKY、蒙燕1號、蒙燕2號、Newbury、201406、W06-38、蒙燕3號等品種。其中既包含糧飼兼用型品種也包含優(yōu)質(zhì)飼草型品種。該試驗供試的18個種質(zhì)資源中綜合評價排名靠前的既有皮燕麥也有裸燕麥,說明無論皮燕麥還是裸燕麥,都具有飼草高產(chǎn)的潛力。

4 結(jié)論

運用隸屬函數(shù)法對18個燕麥種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀、籽粒產(chǎn)量和飼草產(chǎn)量等方面進行綜合分析評價,結(jié)果顯示BYKY、蒙燕1號、燕科2號、Newbury、201406品種綜合表現(xiàn)好,適宜在新疆伊犁河谷推廣種植。