氣象因子對飼用油菜越冬性及產量和品質的影響

張垚 葛均筑 周廣生 傅廷棟 吳錫冬 楊永安 侯海鵬 梁茜 馬志琪

摘要：選用白菜型和甘藍型品種，探究氣象因子對華北平原油菜越冬性及飼用產量和品質的調控效應。結果表明，白菜型品種生育期比甘藍型品種縮短10～15 d，越冬率提高50.6%，冬后密度增加41.5%。白菜型品種鮮飼料產量（FFY）和干飼料產量（DFY）比甘藍型品種分別顯著提高40.9%和38.1%;但甘藍型品種飼用品質顯著優于白菜型，與白菜型品種相比甘藍型品種粗蛋白質（CP）、脂肪、灰分和總脂肪酸（TFA）含量分別提高27.6%、42.9%、23.9%和52.3%，牛奶生產力（HM）、相對飼用價值（RFV）和相對飼料品質（RFQ）分別提高14.0%、16.2%和42.1%。越冬前光熱資源提高了油菜越冬率和冬后密度（P<0.05），與FFY和DFY呈正相關關系（P>0.05）;但越冬期溫度越低，油菜越冬率越低（P<0.01），越冬期和返青后光熱資源與FFY和DFY呈負相關性（P>0.05）。油菜粗蛋白質、脂肪和總脂肪酸含量與越冬前溫度和日照時數呈極顯著負相關關系，而與越冬期和返青后溫度以及越冬期日照時數呈極顯著正相關關系;HM與越冬期溫度、日照時數和降雨量均呈極顯著正相關關系，RFV和RFQ僅與越冬期最高溫度和降雨量呈極顯著正相關。總之，華北平原秋播飼用油菜種植中，從提高越冬率考慮應以白菜型品種為主，從飼用品質考慮應以甘藍型品種為主，綜合考慮華北平原秋播飼用油菜可選用甘藍型品種華油雜62。

關鍵詞：飼用油菜;氣象因子;越冬性;產量;品質

中圖分類號：S548文獻標識碼：A文章編號：1000-4440（2020）06-1419-09

Abstract：In order to investigate the effects of meteorological factors on overwintering ability， forage yield and quality of rape in the North China Plain， Brassica rapa L. and B. napus L. were used in this study. The results showed that compared with B. napus L.， the growth period of B. rapa L. was shortened by 10-15 d， overwintering rate （WR） was increased by 50.6%， and density （PD） after winter was increased by 41.5%. Moreover， the fresh forage yield（FFY） and dry forage yield（DFY）of B. rapa L. were increased by 40.9% and 38.1%. The forage quality of B. napus L. was significantly better than that of B. rapa L. Compared with B. rapa L.， the contents of crude protein （CP）， fat， ash and total fatty acid （TFA） in B. napus L. were increased by 27.6%， 42.9%， 23.9% and 52.3%， respectively， and milk productivity （HM）， relative forage value （RFV） and relative forage quality （RFQ） increased by 14.0%， 16.2% and 42.1%. The light and heat resources before overwintering increased the WR and PD， and were positively correlated with FFY and DFY（P>0.05）. With the decrease of temperature in overwintering period， the WR decreased significantly. And the light and heat resources during the overwintering period and after regreening were negatively correlated with FFY and DFY. The contents of CP， fat and TFA were negatively correlated with temperature and SH before overwintering， and positively correlated with temperature during the overwintering period and after regreening and sunshine hours during the overwintering period. The HM was significantly positively correlated with temperature， SH and rainfall during overwintering period， while RFV and RFQ were significantly positively correlated with maximum temperature and rainfall. In conclusion， the B. rapa L. overwintering rate， and B. napus L. has better forage quality. Taken together， HYZ62 could be selected for autumn sowing in North China Plain.

Key words：forage rape;meteorological factors;overwintering ability;yield;quality

中國是油菜生產大國，種植面積和產量均約占世界25%左右。華中農業大學傅廷棟院士團隊在20世紀80年代開始試種推廣飼用油菜[1]。近年來飼用油菜在不同生態區種植，具有廣泛的適應性[2-6]。飼用油菜具有較高的總能量和粗蛋白質含量，中性洗滌纖維含量較低[7]，單位面積粗蛋白質產量遠高于豆科飼草[8]，可以緩解畜牧業發展中青飼料不足的問題。栽培措施可顯著提高油菜飼用產量，播種量能顯著提高復種油菜葉面積指數以及群體同化率，提高產量[9-10];增施氮肥可促進干物質積累和群體形態結構建成，顯著提高油菜生物產量[11];適時早播能延長光溫時間提高飼料油菜養分積累、提高青貯品質[9];開花期刈割產量最高[10-12];初花期粗蛋白質、粗脂肪含量最高，花期以后粗纖維含量增多，飼喂品質降低[13]。通過調整播期與收獲期可調控油菜生育時期內的溫度、光照和降雨量，開花后低溫會延長生殖生長期[14]。油菜生育期月均溫每升高1 ℃和月平均降雨量每增加10 mm，油菜籽粒產量分別降低0.74%～2.92%和1.64%～13.61%[15]。品種、病蟲害防治、播期、肥料運籌、密度的綜合調控可提高氣候變化背景下油菜生產穩定性[16]。溫度和光照是影響油菜產量和品質的2個重要因素，但已有研究主要集中在油料油菜，對飼用油菜的研究報道較少。近年來，華北平原畜牧業快速發展，種植業進行“糧改飼”結構調整，油菜飼用逐漸得到發展，但關于該區域秋播油菜安全越冬的問題，以及飼用產量與品質的形成機理缺乏研究。因此，本研究選用2個白菜型品種和3個甘藍型品種，研究氣象因子對華北平原秋播油菜越冬性及油菜飼用產量和品質的影響，以期為該區域的飼用油菜發展提供理論支撐。

1材料與方法

1.1試驗設計

試驗于2019年9月-2020年5月在天津市優質農產品開發示范中心基地進行。采用品種單因素隨機區組設計，品種選用白菜型品種隴油12（LY12）和天油12（TY12），甘藍型品種華油雜62（HYZ62）、飼油2號（SY2）和華油雜158（HYZ158）。于2019年9月24日播種，采用大區設置，每小區300 m2，播量為7.5 kg/hm2，種子與細沙混勻后采用小麥小區播種機機播，行距40 cm。播種前整地底施復合肥300 kg/hm2，蕾薹期追施純（N） 45 kg/hm2，其他田間管理采用普通大田管理模式。

1.2測定項目與方法

1.2.1氣象數據油菜生長季日氣象數據來自氣象站數據（圖1），主要包括日均溫（Tav）、日最高溫（Tmax）、日最低溫（Tmin）、日照時數（SH）、降雨量（RF）的有效積溫量（GDD）（以油菜生物學溫度0 ℃計算）。

1.2.2生育時期記載播種期、出苗期、越冬期、返青期、蕾期、始花期和盛花期末期（飼料油菜收獲期）。

1.2.3越冬率（Winter rate，WR）油菜越冬前和返青后每小區選取代表性樣點5個，調查2行1.25 m長即1 m2的總苗數，計算越冬率。

1.2.4產量等農藝性狀于盛花末期，每小區選取代表性樣點5個，收割2行1.25 m長即1 m2，稱質量記為鮮飼料產量。每點選取代表性樣株5株，帶回室內稱取鮮質量，鼓風干燥箱105 ℃殺青30 min，75 ℃烘干后稱質量，計算干物質產出率和干飼料產量。

1.2.5品質指標烘干樣品用植物微型粉樣機粉碎后過100目篩，近紅外法測定粗蛋白質含量（CP）、酸性洗滌纖維含量（ADF）、中型洗滌纖維含量（NDF）、木質素含量（Lignin）、淀粉含量（Starch）、脂肪含量（Fate）、灰分含量（Ash）、總可消化養分含量（TDN）、總脂肪酸含量（TFA），以及牛奶生產力（HM）、相對飼用價值（RFV）和相對飼料品質（RFQ）。

1.3數據分析

采用Excel2016進行數據初處理，SPSS19.0進行數據差異性和相關性分析。

2結果與分析

2.1不同品種飼用油菜生育期及生育期氣象因子差異

由表1可知，白菜型品種出苗期比甘藍型品種提前3 d，返青期提前6～13 d。其中TY12返青最早，比其他品種早4～13 d;HYZ158最晚，比其他品種晚3～13 d。返青至現蕾天數為27～29 d，現蕾至始花天數為8～10 d，品種間差異未達顯著水平，但是始花至收獲期（盛花末期）天數白菜型比甘藍型縮短1～6 d。白菜型品種比甘藍型品種全生育期縮短10-15 d。TY12全生育期最短，為212 d;HYZ158全生育期最長，為222 d。返青至收獲期白菜型比甘藍型縮短3～5 d。

因油菜生育期差異，各生育時期的氣象因子具有較大差異（表2）。越冬前白菜型品種的溫度條件均優于甘藍型品種，有效積溫量（GDD）增加35.1 ℃·d，日照時數（SH）增加9.5 h。由于白菜型品種返青早，其越冬至返青階段的GDD顯著低于甘藍型品種，減少24.9～53.5 ℃·d，同時SH縮短43.60～82.00 h（P<0.05），降雨量（RF）減少2.80～15.50 mm。返青至收獲階段，由于白菜型比甘藍型縮短3～5 d，白菜型品種GDD比甘藍型減少130.10～178.80 ℃·d，SH減少6.3～28.9 h，RF減少25.3～38.00 mm。

2.2飼用油菜產量和農藝性狀及其與氣象因子的相關性

從表3可以看出，不同品種油菜的鮮飼料產量（FFY）和干飼料產量（DFY）具有顯著差異，TY12的產量最高，而HYZ158的產量最低。與HYZ158相比，其他4個品種的FFY分別增產35.0%、136.0%、64.9%、30.0%，DFY分別增產33.9%、124.6%、52.3%、37.1%。白菜型品種的越冬性顯著優于甘藍型品種，越冬率（WR）提高50.6%。TY12的WR最高，為40.0%，冬后密度（PD）達1 hm26.195×105 株;HYZ158的WR最低，僅為23.6%，PD為1 hm23.889×105 株。白菜型油菜比甘藍型油菜的株高顯著增高30.8%，TY12的株高達124.8 cm，HYZ158僅為81.3 cm。

分析不同類型油菜產量及農藝性狀與氣象因子的相關關系可看出（表4），飼用油菜的鮮飼料產量和干飼料產量與冬前溫度和日照時數呈正相關關系（P>0.05），究其原因在于油菜的越冬率、冬后密度和株高與冬前溫度和日照時數呈顯著正相關關系，說明溫度增加和日照時數延長均能顯著提高油菜的越冬率，從而增加冬后密度，使株高增高。冬前光照時間長、熱量資源足可以促進油菜越冬前糖分積累，保證油菜越冬期的生理功能需求。飼用油菜的鮮飼料產量和干飼料產量與越冬期的溫度和日照時數呈負相關關系（P>0.05），在于越冬期的溫度和日照時數與油菜的越冬率、冬后密度和株高呈極顯著負相關關系。原因可能是越冬期溫度升高和日照時數增加，會導致油菜發生潛在生理性變化，如遇低溫（-10 ℃以下）后生理傷害增強，凍死率增高而越冬率降低，所以返青后密度降低。返青后，油菜株高與溫度、日照時數和降雨量均呈現顯著負相關關系，說明溫度增加、有效積溫量增加、日照時數延長和降雨量增加對油菜的株高具有副作用，導致返青后溫度和降雨與鮮飼料產量和干飼料產量呈負相關關系，其中鮮飼料產量與返青后日照時數呈極顯著負相關關系。

2.3飼用油菜品質及其與產量和氣象因子的相關性

分析不同類型油菜飼用品質成分可以看出（表5），甘藍型品種粗蛋白質、脂肪、灰分和總脂肪酸含量顯著高于白菜型品種，分別提高27.6%、42.9%、 23.9%和52.3%，酸性洗滌纖維（ADF）和中型洗滌纖維（NDF）含量分別顯著減少9.7%和9.5%。綜合評價，油菜飼用品質甘藍型品種顯著優于白菜型品種，牛奶生產力（HM）、相對飼用價值（RFV）和相對飼料品質（RFQ）分別提高14.0%、16.2%和42.1%。

LY12和TY12的粗蛋白質和總脂肪酸含量無差異，但顯著低于HYZ62、SY2和HYZ158。 LY12和TY12的ADF和NDF含量顯著高于HYZ158，TY12木質素含量最低，LY12淀粉、脂肪和灰分含量均顯著低于其他4個品種。品種間總可消化養分（TDN）含量無顯著差異。因飼用品質性狀的差異，HYZ158飼用品質綜合評價最優，其HM、RFV和RFQ均最高，其中RFV和RFQ顯著高于其他4個品種。

由油菜飼用品質性狀間的相關性分析可知（表6），粗蛋白質含量與ADF和NDF含量呈顯著負相關關系，與脂肪含量呈顯著正相關關系;ADF僅與NDF呈極顯著正相關關系，脂肪含量與灰分和總脂肪酸含量呈極顯著正相關關系。

分析油菜飼用評價指標可看出，牛奶生產力、相對飼用價值和相對飼料品質與粗蛋白質含量呈極顯著正相關關系，說明粗蛋白質含量越高，油菜飼用品質越優。但牛奶生產力、相對飼用價值和相對飼料品質與ADF和NDF含量均呈極顯著負相關關系，說明油菜纖維含量越高，飼用品質越差。同時，牛奶生產力與脂肪含量呈極顯著正相關，說明脂肪含量增加可以顯著提高油菜飼用的牛奶生產力，但對相對飼用價值和相對飼料品質無影響。

由表7可知，油菜鮮飼料產量和干飼料產量與ADF和NDF含量呈正相關關系（P>0.05），而鮮飼料產量和干飼料產量與飼用品質性狀粗蛋白質、脂肪和總可消化養分含量及飼用品質指標牛奶生產力、相對飼用價值和相對飼料品質間均呈負相關關系（P>0.05），說明油菜飼用產量提高過程中伴隨著纖維（ADF和NDF）含量的增加，纖維含量增加導致飼用品質降低。油菜冬后密度與粗蛋白和總脂肪酸含量呈顯著負相關關系，說明油菜群體密度越大，粗蛋白質和總脂肪酸含量越低，飼用品質就越差。油菜株高與粗蛋白質和總脂肪酸含量呈顯著負相關關系，與ADF和NDF含量呈顯著正相關關系，說明油菜群體株高越高，粗蛋白質和總脂肪酸含量越低，而纖維含量越高，油菜的飼用品質就越差。

由表8可以看出，油菜粗蛋白質、脂肪和總脂肪酸含量與越冬前溫度和日照時數呈極顯著負相關關系，而與越冬期和返青后溫度以及越冬期日照時數和降雨量呈極顯著正相關關系，說明增加后期溫度可提高油菜的粗蛋白質、脂肪和總脂肪酸含量。ADF含量與越冬期日最高溫度、有效積溫量、日照時數和降雨量呈極顯著負相關關系，NDF含量僅與越冬期日最高溫度和降雨量呈極顯著負相關關系，說明越冬期日均最高溫越低、日照時數越短、降雨量越少，纖維含量越高。木質素、淀粉、灰分和總可消化養分含量與油菜生長季氣象因子無相關關系。油菜的牛奶生產力、相對飼用價值和相對飼料品質與越冬前的氣象因子無相關關系;牛奶生產力與越冬期溫度、日照時數和降雨量均呈顯著正相關關系，而相對飼用價值和相對飼料品質僅與日最高溫度和降雨量呈顯著正相關關系，說明越冬期日均最高溫越高、日照時數越長、降雨量越多，油菜飼料品質越優。

3討論

飼料油菜種植技術簡便、生長速率快、鮮飼料產量高、飼用效果好，屬于優質青粗飼料資源，北方秋播具有節水和生態涵養功能[17-18]。調整油菜生長季的光溫資源，縮短油菜的總生育天數，油菜產量及粗脂肪、纖維和粗灰分含量呈現降低趨勢，蛋白質含量升高[3]。適當早播可顯著提高油菜生物量[19-20]，提高油菜的品質[21]。劉明等研究結果[22]表明，密度過高導致植株莖稈纖細、早衰，降低產量。本研究結果表明，油菜越冬率及越冬后群體密度與冬前溫度和日照時數呈顯著正相關關系，說明溫度增加和日照延長均能顯著提高油菜的越冬率;越冬期溫度越低和日照時數越短，油菜越冬率越低，返青后群體密度顯著降低。白菜型品種生育期比甘藍型品種縮短10～15 d，越冬率提高50.6%，返青后群體密度提高41.5%，株高顯著增加30.8%。白菜型品種越冬性較強，冬后密度較大，天油12 鮮飼料產量和干飼料產量最高，分別為44.5 Mg/hm2和6.5 Mg/hm2;甘藍型品種華油雜158越冬率較低，冬后密度降低至1 hm24.0×105株以下，鮮飼料產量低于20 Mg/hm2;甘藍型品種華油雜62冬后密度為1 hm24.42×105株，鮮飼料產量和干飼料產量分別為31.1 Mg/hm2和4.4 Mg/hm2。飼用油菜產量（鮮飼料產量和干飼料產量）形成過程中，越冬前的光熱資源對產量形成具有積極影響，究其原因可能在于提高冬前溫度、延長光照時間能促進油菜越冬前糖分積累，保證油菜越冬期的生理功能需求，提高油菜的越冬率及返青后密度，進而提高產量。越冬后熱量資源增加、日照時數延長和降雨量增加，導致油菜株高降低，株高降低導致油菜產量降低，因此油菜飼用產量與返青后光溫水資源呈負相關關系。因此，在華北平原油菜飼用產量形成過程中，要提高油菜在越冬期和返青后對溫度的抗逆性，通過化學調控等栽培措施提高越冬率和株高，從而提高返青后密度，提高產量。

油菜播期提前可延長生育期天數，增加養分積累，提高青貯品質[9];刈割時期決定了油菜的飼用產量與品質[23]，初花期刈割飼用油菜粗蛋白質、粗脂肪含量最高，開花期以后刈割油菜莖稈粗纖維含量增多，飼喂品質降低[13]。本研究結果表明，甘藍型品種粗蛋白質、脂肪、灰分和總脂肪酸含量顯著高于白菜型品種，酸性洗滌纖維（ADF）和中型洗滌纖維（NDF）含量低于白菜型品種，牛奶生產力（HM）、相對飼用價值（RFV）和相對飼料品質（RFQ）顯著高于白菜型品種，甘藍型品種綜合飼用品質顯著優于白菜型品種。油菜粗蛋白質、脂肪和總脂肪酸含量與越冬前溫度和日照時數呈極顯著負相關關系，而與越冬期和返青后溫度以及越冬期日照時數呈極顯著正相關關系，說明增加后期溫度可提高油菜的粗蛋白質、脂肪和總脂肪酸含量。ADF含量與越冬期日最高溫度、有效積溫量、日照時數和降雨量呈極顯著負相關關系，NDF含量僅與越冬期日最高溫度和降雨量呈極顯著負相關關系，說明越冬期日均最高溫越低、日照時數越短、降雨量越少，纖維含量越高。木質素、淀粉、灰分和總可消化養分含量與油菜生長季氣象因子無相關關系。油菜的HM、RFV和RFQ與越冬前和返青后的氣象因子無相關關系;HM與越冬期溫度、日照時數和降雨量均呈極顯著正相關關系，而RFV和RFQ僅與日最高溫度和降雨量呈極顯著正相關，說明越冬期日均最高溫度越高、日照時數越長、降雨量越多，油菜飼料品質越優。本研究結果表明，油菜飼用產量（鮮飼料產量和干飼料產量）與纖維含量（酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維）呈正相關關系（P>0.05），而鮮飼料產量和干飼料產量與飼用品質性狀粗蛋白、脂肪和總可消化養分含量及飼用品質指標牛奶生產力、相對飼用價值、相對飼料品質間均呈負相關關系（P>0.05），說明油菜飼用產量提高過程中伴隨著纖維含量的增加，纖維含量越高，動物的適口性就越差，飼用品質越低。因此，在油菜飼用產量提高過程中需要通過調整密度、收獲期等栽培措施協同降低纖維含量，提高飼用品質，在增產過程中達到優質目的。

總之，在華北平原秋播飼用油菜種植中為提高越冬率應選用白菜型品種，為提高飼用品質應選用甘藍型品種，要兼顧越冬率和飼用品質可選用甘藍型品種華油雜62。

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（責任編輯：張震林）