引進燕麥種質資源飼草產量與飼用營養價值評價

史京京，薛盈文，2，郭 偉，2，于 崧，2，陸 旺，2，于立河，2

(1.黑龍江八一農墾大學農學院，黑龍江大慶 163319；2.黑龍江省現代農業栽培技術與作物種質改良重點實驗室，黑龍江大慶 163319)

燕麥(AvenanudaL.)是一種糧飼兼用型作物，具有抗旱、耐瘠和適應性強等特性[1]，產量、營養價值較高，是畜禽的優質飼料來源[2]。黑龍江西部地區為半干旱氣候區，草場退化、土壤鹽漬化與沙化日趨加劇，為典型的生態環境脆弱區，也是黑龍江省主要的農牧交錯區之一[3-5]。在該地區發展飼用燕麥，對于發展現代畜牧業、調整“鐮刀灣”地區種植業結構具有積極作用。

飼料中的營養物質含量是反映飼料營養價值的基本指標，飼草綜合評定是保障飼草品質的關鍵因素。國內外對粗飼料的評定指標主要為相對飼喂價值(relative feed value，RFV)[6]、相對牧草質量(relative forage quality，RFQ)[7]、粗飼料分級指數(grading index of roughage，GI)[8]。目前，關于燕麥飼草營養價值的評價多用單一指標，少有將RFV、RFQ和GI等營養價值評定指標綜合利用的研究。本試驗擬對引進國內外的66個不同類型的燕麥種質資源營養價值和飼草產量進行多指標綜合評價，以期為該地區高產、優質飼用燕麥品種的選擇及品種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018年4月—8月在黑龍江八一農墾大學試驗實習基地(46°62′N，125°20′E)進行，該區域地處北溫帶大陸性季風氣候區，年平均氣溫4.2 ℃，年均無霜期143 d，年降水量為427.5 mm，年蒸發量1 635 mm。試驗土壤類型為鹽堿土，前茬為玉米，土壤基礎養分：堿解氮 114.17 mg·kg-1、速效磷18.21 mg·kg-1、速效鉀 102.47 mg·kg-1、全氮1.16 g·kg-1、全磷0.15 g·kg-1、有機質28.12 g·kg-1、pH 8.10。

1.2 試驗材料

供試材料為國內外引進的34個皮燕麥品種和32個裸燕麥品種(表1)。

1.3 播種方法

2018年4月22日播種，采用隨機區組設計，每個品種設4個重復。小區面積為5.4 m2(3 m×1.8 m)，人工開溝條播，行距30 cm，種植密度67×104株·hm-2，一次性施入基肥，施肥量為225 kg·hm-2(N∶P∶K=1∶1.1∶0.5)。

1.4 測定指標與方法

于開花期，從各小區中齊地面刈割長勢均勻的30 cm樣段，稱重，測定鮮草產量；將莖稈(含葉鞘)、葉片分開，于105℃烘箱中殺青30 min后65℃烘干至恒重，計算干物質(DM)含量。將烘干后的樣品粉碎，用于營養成分測定。使用FOSS DS2500飼料專用分析儀測定灰分(ash content，Ash)、脂肪(fat，EE)、粗蛋白(crude protein，CP)、木質素(lignin，ADL)、糖類、果聚糖、可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrates，WSC)、非纖維性碳水化合物(non-fibrous carbohydrates，NFC)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber，ADF)、中性洗滌纖維(neutral detergent fibers，NDF)、鈣(Ca)、磷(P)、鉀(K)、鎂(Mg)含量。以上測定項目均重復8次。

營養成分測定結果用于飼喂價值評估，飼喂價值評估指標包括：總可消化養分(total digestible nutrients，TDN)[9]；干物質消化率(digestibility of dry matter，DDM)[10]；干物質采食量(dry matter intake，DMI)[8]；產奶凈能(milk production，NEL)[11]；奶噸指數(milk ton index，MT)[9]；相對飼喂價值(RFV)[10]；相對牧草質量(RFQ)[12]；粗飼料分級指數1(GI)、粗飼料分級指數2(GI′)、粗飼料分級指數3(GI″)[8]。

1.5 數據分析

數據采用Excel 2003和DPS 7.65進行統計和分析。

2 結果與分析

2.1 引進燕麥種質資源產草量比較

由表2可知，引進的燕麥種質資源鮮草產量范圍為16.67～98.00 t·hm-2，干草產量范圍為 3.45～18.39 t·hm-2。T07的鮮草產量最高，為98.00 t·hm-2；74-N-18的鮮草產量最低，為 16.89 t·hm-2。壩莜12號的干草產量最高，為 18.39 t·hm-2；白燕5號的干草產量最低，為 3.45 t·hm-2。

表1 供試燕麥品種Table 1 Oat variety tested

2.2 引進燕麥種質資源營養成分比較

由表3可知，引進燕麥種質資源灰分含量范圍為7.75%～9.86%，平均值為8.84%，Ahzzewangc.i3821最高，T16最低；脂肪含量范圍為 2.87%～3.49%，平均值為3.23%，張燕8號最高，V.S.2832最低；粗蛋白含量范圍為 15.49%～22.85%，平均值為19.06%，Heacharrelyngby最高，V.S.2832最低；木質素含量范圍為3.56%～5.67%，平均值為4.33%，T19最高，2013最低；糖類含量范圍為4.07%～8.16%，平均值為 6.48%，壩莜1號最高，2013最低；果聚糖含量范圍為0.25%～1.33%，平均值為0.83%，T11最高，T16最低；可溶性碳水化合物含量范圍為 4.92%～10.22%，平均值為7.96%，壩莜1號最高，2013最低；酸性洗滌纖維含量范圍為 25.75%～34.18%，平均值為29.62%，Heacharrelyngby最高，2013最低；中性洗滌纖維含量范圍為 52.11%～60.63%，平均值為55.70%，Heacharrelyngby最高，壩莜13號最低；鈣含量范圍為 0.22%～0.31%，平均值為0.26%，壩莜12號最高，7613-25-2最低；磷含量范圍為0.28～ 0.33%，平均值為0.30%，Ahzzewangc.i3821最高，2013最低；鉀含量范圍為1.98%～2.66%，平均值為2.30%，Ahzzewangc.i3821最高，壩莜14號最低；鎂含量范圍為0.22%～0.34%，平均值為0.27%，白燕2號最高，同燕2號最低。被測指標中，果聚糖的變異系數最高(31.91%)，脂肪的變異系數最低(3.73%)。

2.3 引進燕麥種質資源飼喂價值評估

由表4可知，引進燕麥種質資源中，TDN的范圍為54.00～63.00，最高的為Heacharrelyngby，其次分別為T19、李家場、晉燕8號、都3、T08；DDM的范圍為75.59～83.84，最高的為Heacharrelyngby，其次分別為三分三、T14、Xhy-6、T08、0108-188；DMI的范圍為1.98～2.30，最高的為Heacharrelyngby，其次分別為1-6-572、0108-188、白燕5號、都3、74-N-29；NEL的范圍為1.30～1.44，最高的為Heacharrelyngby，其次分別為74-N-29、李家場、0108-188、74-N-18、T19；MT的范圍為1 155.00～1 392.00，最高的為Heacharrelyngby，其次分別為李家場、T19、74-N-29、0108-188、晉燕8號；RFV為 96.00～123.00，最高的為Heacharrelyngby，其次分別為1-6-572、0108-188、白燕5號、74-N-29、都3；RFQ的范圍為98.00～149.00，最高的為Heacharrelyngby，其次分別為都3、T19、晉燕8號、三分三、李家場；GI的范圍為0.68～1.45，最高的為Heacharrelyngby，其次分別為都3、74-N-18、1-6-572、0108-188、白燕5號；GI′的范圍為 1.21～2.94，最高的為Heacharrelyngby，其次分別為74-N-18、74-N-29、都3、0108-188、白燕5號；GI″的范圍為7.81～20.37，最高的為Heacharrelyngby，其次分別為74-N-29、都3、白燕2號、T19、三分三。

表2 引進燕麥種質的鮮草產量與干草產量比較Table 2 Comparison of fresh grass yield and hay yield of the introduced oat germplasm t·hm-2

表3 引進燕麥種質資源營養成分變異比較Table 3 Comparison of nutritional composition variation of the introduced oat germplasm resources %

表4 引進燕麥種質資源飼喂價值評估指標比較Table 4 Comparison of feeding value evaluation indicators variation of the introduced oat germplasm resources

圖1 引進燕麥種質資源的聚類圖Fig.1 Clustering of the introduced oat germplasm resources

2.4 引進燕麥種質資源的聚類分析

利用DPS數據統計軟件，采用離差平方和法對供試種質資源的飼草產量和13個營養成分的歐氏距離進行聚類(圖1)，在歐氏距離為14.01時，66份材料可劃分為5大種質群，各類群特征見表5。

種質群Ⅰ包括15份材料，該類群的營養成分表現為：燕麥鮮草產量、干草產量較高，干草Ash含量較高，EE含量最低，CP含量較低，果聚糖含量較低，WSC含量較低，ADF、NDF含量較高，Ca、Mg含量最低，P、K含量最高。這一類群飼草產量較高，營養價值較低。

種質群Ⅱ包括8份材料，該類群的營養成分表現為：燕麥鮮草產量、干草產量最高，干草Ash、EE、CP、CA、果聚糖、WSC、P、K含量最低，ADL、ADF、NDF含量最高。說明此類群飼草產量較高，營養價值較低，可用為選育高產量飼草燕麥的優質資源。

表5 引進燕麥種質資源主要營養成分特征Table 5 Characteristics of main nutritional components of the introduced oat germplasm resources

種質群Ⅲ包括16份材料，該類群的營養成分表現為：燕麥鮮草產量、干草產量最低，燕麥干草EE、CP、Ca、Mg含量最高，果聚糖含量較高，ADF、NDF、P含量最低，ADL、K含量較低。說明此類群飼草產量較低，營養價值較高，可作為選育高脂肪、高蛋白、低纖維、高Ca、Mg元素含量的優質型燕麥的種質資源。

種質群Ⅳ包括16份材料，該類群的營養成分表現為：燕麥干草CA、果聚糖、WSC含量最高，EE、Mg含量較高，其余性狀中等。此類群可作為選育高糖分燕麥的種質資源。

種質群Ⅴ包括11份材料，該類群的營養成分表現為：燕麥鮮草產量、干草產量較低，燕麥干草Ash、P含量最高，CP、CA、WSC、K含量較高，ADL含量最低，ADF、NDF含量較低。此類群飼草產量較低，營養價值較高。

3 討 論

3.1 燕麥種質飼草產量的研究

飼草產量是評價飼草生產性能的重要指標，本研究中，供試的66個燕麥種質資源的鮮草產量范圍為16.89～98.00 t·hm-2，干草產量范圍為3.45～18.39 t·hm-2，品種間存在明顯差異。本試驗結果與李春喜等[13]在高寒地區研究的8個燕麥品種飼草產量的結果(鮮草產量2.81～ 32.60 t·hm-2，干草產量7.19～9.88 t·hm-2)差異較大，與孫建平等[10]在晉西北農牧交錯區研究的13個燕麥品種飼草產量的報道結果(鮮草產量25.52～36.23 t·hm-2，干草產量8.41～ 10.51 t·hm-2)和周青平等[14]和孫 鏖等[15]對不同燕麥品種飼草產量的研究結果均有較大差異，這可能與不同的品種特性、生境條件、種植密度、栽培方式、收獲時期有關。在我國，飼用燕麥品種多使用皮燕麥，廣泛認為皮燕麥的飼草產量較高[2]。但本研究中，供試的34個皮燕麥、32個裸燕麥種質資源飼草產量差異明顯，裸燕麥的鮮草產量、干草產量高于皮燕麥，說明本地區引進的裸燕麥種質資源飼草產量在整體上優于引進的皮燕麥種質資源。因此在選育高飼草產量的燕麥品種時不應僅著眼于皮燕麥品種，也應考慮裸燕麥品種，可擴大燕麥品種的選擇范圍，為飼用燕麥品種改良、提高燕麥飼草產量提供借鑒與思路。

3.2 燕麥種質飼草營養價值評價指標的研究

RFV是由美國飼草和草原理事會下屬的干草市場特別工作組提出，是目前美國唯一廣泛使用的粗飼料質量評定指數。RFV以DDM為理論依據，而飼草的DMI和DDM是通過實測NDF、ADF并利用一定的模型預測得到的。但是RFV模型僅考慮到NDF和ADF，未考慮牧草中的粗蛋白質含量及其他營養物質含量，而在對飼草營養進行評價時必須考慮蛋白質含量[16]，所以多數情況下預測的結果是片面的。

RFQ的優點是其模型相較于RFV更加靈活，可通過TDN進行預測，而不是RFV中的DDM，TDN模型由CP、NDF、NFC構成，相比RFV而言，RFQ的預測值能更精確地評定飼草品質[12]，更適用于禾本科飼草[17]。

飼草分級指數(GI)是由盧德勛根據RFV、RFQ等飼草評價指數的特點，結合我國的飼草生產、利用現狀提出的[18]。GI在飼草品質評價、篩選等方面得到了廣泛的應用。GI指標不僅使用了現在通用的NEL來描述粗飼料能值，而且還將粗飼料中難消化的成分NDF、ADF和ADL包括在內，對粗飼料品質進行綜合評定，具有更加科學的生物學意義[19]。李 洋等[20]采用GI與RFV評定8種非常規粗飼料品質，結果表明，GI可更科學合理評定非常規飼料營養價值；其其格等[21]采用GI和RFV對內蒙古地區12種牧草品質進行評定，結果表明，GI更符合實際；成立新等[22]采用GI″對5種飼草品質進行分級，結果表明，GI″最符合實際飼養中的飼草價值；劉麗英等[8]采用GI、GI′和GI″對三種飼草的品質進行分級，發現三種GI指數均可對飼草品質進行明確分級，GI″值更接近于實際飼用情況，對飼草的分級更為合理。說明在采用GI指數評定飼草營養品質時應著重考慮GI″的評定結果。

本研究發現，利用RFV、RFQ、GI、GI′和GI″對燕麥飼草進行評定的結果存在差異，根據前人的研究，在營養價值評定中著重考慮了RFQ和GI″值。由RFQ和GI″值的綜合分析可知，66個燕麥品種中，Heacharrelyngby營養價值最高，其次是都3、T19、三分三、74-N-29和白燕2號；燕麥品種2013營養價值最低，其次是壩莜13號、定莜9號、T16、V.S.2832和Bankuti553。

3.3 燕麥種質營養成分的聚類分析

聚類分析可反映不同品種遺傳上的差異，使性狀相近的聚為一類。本研究的聚類分析表明，當歐氏距離為14.01時，66份材料可劃分為5大種質群，各材料間存在著豐富的遺傳多樣性。種質群Ⅰ飼草產量較高，營養價值較低。種質群Ⅱ飼草產量最高，營養價值最低。種質群Ⅲ飼草產量最低，營養價值最高，提供了選育高脂肪、高蛋白、低纖維、高Ca、Mg元素含量的優質燕麥種質。種質群Ⅳ可作用選育高糖分燕麥的良好種質。種質群Ⅴ飼草產量較低，營養價值較高。同一類的種質資源品種類型、地區來源不同，說明材料間遺傳差異與地理來源差異沒有必然的聯系，是燕麥種質內部遺傳因子和外部環境因子相互作用的 結果。

4 結 論

66個燕麥種質資源中，T07和壩莜12號產草量最高，為最適宜黑龍江西部地區種植、推廣的高產草量燕麥品種；Heacharrelyngby營養價值最高，其次是都3、T19、三分三、74-N-29和白燕2號，為最適宜黑龍江西部地區種植、推廣。