不同燕麥品種生育期農(nóng)藝性狀、生產(chǎn)性能及品質(zhì)的比較

王彥超，宋 磊，張凡凡，王旭哲，孫艷梅，馬春暉

(石河子大學動物科技學院，新疆石河子 832003)

0 引 言

【研究意義】燕麥(Avenasativa)為禾本科燕麥屬1年生草本植物，是世界各地廣泛栽培的1種糧飼兼用作物。燕麥具有抗旱、耐冷、耐瘠薄等優(yōu)良性狀，飼用燕麥具有粗蛋白含量高，莖葉柔軟，適口性好等特點[1-2]。近年來，隨著市場對燕麥干草需求增大，國產(chǎn)燕麥干草不能滿足市場需求，使得燕麥進口量加大，造成燕麥干草價格上漲[3]。【前人研究進展】燕麥飼草在畜牧生產(chǎn)中作用越來越突出，Dunkley等研究表明，奶牛采食添加燕麥干草日糧后，牛奶的抗氧化性顯著高于苜蓿干草組[4]。另外，飼用燕麥與苜蓿有很好的營養(yǎng)互補性，可以刺激粗纖維分解菌的活性，提高纖維性物質(zhì)的消化率，改善瘤胃環(huán)境[5]。梁婷玉等[6]通過盲腸體外發(fā)酵研究表明合理組合燕麥與苜蓿搭配比例，可以提高驢對干物質(zhì)、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維降解率。不同地區(qū)燕麥的適應性不同，在黃河沖積平原種植壩莜3號燕麥，鮮草產(chǎn)量56.372 t/hm2，而在黃土高原地區(qū)種植壩莜3號，鮮草產(chǎn)量為26.834 t/hm2[7-8]。不同品種之間差異也明顯，馬艷明等[9]對新疆地方35種燕麥品種進行多樣性、相關性和聚類分析，得出不同品種間植物學性狀和經(jīng)濟性狀均有較大的差異和多樣性。【本研究切入點】燕麥在新疆引種試驗報道較少，更加缺少對燕麥農(nóng)藝性狀與營養(yǎng)品質(zhì)相結(jié)合的綜合評價。比較研究新疆石河子地區(qū)不同燕麥品種的生產(chǎn)性能。【擬解決的關鍵問題】選擇10個燕麥品種，觀測各品種抽穗期、乳熟期和成熟期的農(nóng)藝性狀和營養(yǎng)指標。建植、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)良種燕麥、評價與推廣工作提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗地位于新疆石河子大學牧草試驗站(N 44°20′、E 85°57′)，屬于溫帶大陸性氣候帶，干燥少雨，晝夜溫差較大，年平均氣溫為11.2～13.9℃，1年中的最高氣溫出現(xiàn)在7月，平均氣溫25.1～26.1℃。年平均降水量為203.1～394.9 mm，年蒸發(fā)量為1 000～1 500 mm。土壤類型為灰漠土，前茬作物為棉花。參試為10個燕麥品種。表1

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗于2018年4月28日進行，采用隨機區(qū)組設計，重復3次，共計30個小區(qū)，小區(qū)面積為2 m × 3 m。播種前翻地整平耙細。四周設保護行，每個小區(qū)間隔1 m，采用人工開溝條播，行距20 cm，播種深度3～5 cm，播種量為150 kg/hm2，滴灌帶每個小區(qū)鋪設6條滴灌帶，每個滴灌帶間隔1 m，所用滴灌帶為外鑲式滴灌帶(北京綠源有限公司生產(chǎn))，滴頭間距為20 cm。澆水時間：2018年4月28、5月15日、5月27日、6月10日和6月25日。第1次灌水量為1 500 m3/hm2。之后每次灌水量為750 m3/hm2。試驗期間各小區(qū)統(tǒng)一管理，拔節(jié)期除草。

表1 參試燕麥品種和來源

Table 1 Oat varieties and their origins in the experiment

品種Varieties來源地Source品種特點Varietycharacteristics皮裸性Avenasativa/Avenanuda發(fā)芽率Germinationrate(%)青引1號Qingyin1中國青海早熟皮燕麥80丹麥440Denmark440中國甘肅早熟皮燕麥80美達Monida美國早、中熟皮燕麥85加燕2號Jiayan2加拿大早、中熟皮燕麥95巴燕3號Bayan3中國青海中熟皮燕麥85魅力Charisma美國中熟皮燕麥85燕王ForagePlus美國中熟皮燕麥90林納Lena挪威晚熟皮燕麥95貝勒2代Baler2加拿大晚熟皮燕麥90愛沃Everleaf美國晚熟皮燕麥90

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 燕麥物候期、株高、干草產(chǎn)量

觀察并記錄燕麥的出苗期、抽穗期、乳熟期、成熟期。以株高、生長速度、干草產(chǎn)量、粗蛋白、粗脂肪、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維總計7個指標，對不同燕麥品種的生產(chǎn)性能、營養(yǎng)品質(zhì)進行綜合評價，各生育時期鑒別標準：某一物候期植株的數(shù)量達到整個小區(qū)所有植株的70%～80%。用鋼卷尺測定其株高(從地表到植株直立最高點)，每個小區(qū)隨機選取10株，求其平均值(cm)。測產(chǎn)1 m×1 m樣方，3次重復；每個小區(qū)采用5點取樣法，混勻分3份，每份500 g左右，帶回實驗室在105℃殺青30 min后，溫度降至70℃烘干至恒量，稱重，粉碎過20目篩保存。燕麥干草產(chǎn)量計算公式：

干草產(chǎn)量=鮮草產(chǎn)量×(1-含水率)。

(1)

1.2.2.2 營養(yǎng)品質(zhì)測定

粗蛋白(CP)采用凱氏定氮法測定，中性洗滌纖(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)采用范氏(Van Soest)洗滌纖維法測定，粗脂肪(EE)采用索式浸提法[10]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

通過皮爾遜相關性分析表明，皮爾遜相關系數(shù)是一種度量2個變量間相關程度的方法，它是一個介于1和-1之間的數(shù)值，其中，1表示變量完全正相關，0表示不相關，-1表示完全負相關。利用Microsoft Excel 2007和SPSS20.0進行數(shù)據(jù)處理分析，使用Origin8.0作圖，相關分析采用Pearson相關系數(shù)法[11]。采用隸屬函數(shù)評價法評價出最佳處理，具體公式為[12]：

UX(+)

=(Xij-Ximin)/(Ximax-Ximin).

(2)

UX(-)=1-UX(+).

(3)

式中，X為樣品各指標測定值，UX(+)為各指標呈正相關隸屬函數(shù)值，UX(-)為各指標呈負相關隸屬函數(shù)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 10個燕麥品種生育期

研究表明,播種到出苗加燕2號時間最長，時間為8 d，而其它品種出苗時間都是6 d。其中早、中熟品種歷經(jīng)50～53 d到抽穗期，中熟品種歷經(jīng)52～63 d，晚熟品種經(jīng)歷60～77 d。中熟品種燕王抽穗時間比其它中熟品種晚，晚熟品種愛沃與貝勒2代抽穗時間相差17 d。10個燕麥品種從抽穗期經(jīng)過8～12 d到灌漿期。從灌漿到乳熟，加燕2號經(jīng)歷時間最長14 d，愛沃和燕王時間最短9 d。從乳熟到成熟，愛沃和燕王時間最短，分別為8和9 d。表2

表2 10個燕麥品種生育期

Table 2 The phonological phases of six oat cultivars

2.2 10個燕麥品種株高和生長速度

研究表明,隨著燕麥生長，除魅力和愛沃的株高是先增高后降低，其它品種都是增加的。抽穗期株高顯著低于乳熟期和成熟期(P<0.05)。貝勒2代在成熟期株高最高，達到128.26 cm。在3個物候期中丹麥440株高最低76.59 cm。生長速度變化規(guī)律為抽穗期>乳熟期>成熟期，且差異顯著(P<0.05)。加燕2號在抽穗期和乳熟期生長速度最高，分別為2.062、1.48 cm/d，且與其它品種差異性顯著(P<0.05)，而美達在抽穗期生長速度最低，乳熟期、成熟期愛沃生長速度顯著低于其它品種(P<0.05)。圖1

2.3 10個燕麥品種干草產(chǎn)量

研究表明,除燕王乳熟期和成熟期干草產(chǎn)量差異不顯著(P>0.05)，其它品種干草產(chǎn)量隨著燕麥生長先升高后降低。乳熟期燕麥干草產(chǎn)量顯著高于抽穗期和成熟期(P<0.05)。乳熟期燕麥干草產(chǎn)量達到7.59～13.34 t/hm2，抽穗期干草產(chǎn)量達到4.24～8.7 t/hm2。愛沃干草產(chǎn)量在乳熟期最高達到13.34 t/hm2，顯著高于其它燕麥品種(P<0.05)。其次是林納，乳熟期干草產(chǎn)量達到10.71 t/hm2，丹麥440干草產(chǎn)量最低，在抽穗期為4.24 t/hm2。圖2

注：1: 青引1號 Qingyin 1, 2: 丹麥440 Denmark 440, 3:美達 Monida, 4: 加燕2號 Jiayan 2, 5: 巴燕3號 Bayan 3, 6: 魅力 Charisma, 7: 燕王 Forage plus, 8: 林納 Lena, 9: 貝勒2代 Baler 2, 10愛沃 Everleaf

注：大寫字母表示同一品種不同物候期間差異顯著(P<0.05)，不同小寫字母表示同一物候期不同品種間差異顯著(P<0.05)，下同

Note:Different capital letters indicate the significant difference atP<0.05 between the same varieties with different Phenological phase,different lowercase letters indicate significant difference atP<0.05 between different the same Phenological phase with different varieties.The same as below

圖1 燕麥株高和生長速率

Fig.1 Oat Plant height and growth rate

圖2 燕麥干草產(chǎn)量

Fig.2 Oat hay yield

2.4 10個燕麥品種粗蛋白和粗脂肪

研究表明,粗蛋白(CP)隨著植物生長呈降低的趨勢，CP含量抽穗期>乳熟期>成熟期，且差異性顯著(P<0.05)。在抽穗期CP含量最高，CP含量在12.37%～15.88%，乳熟期10.15%～13.62%。成熟期8.75%～11.71%。在抽穗期愛沃和貝勒2代CP含量達到15.88%和15.25%，且與其它燕麥品種差異顯著(P<0.05)，美達CP含量顯著低于其它燕麥品種(P<0.05)，CP含量12.37%。在乳熟期和成熟期愛沃CP含量顯著高于其它燕麥品種(P<0.05)，CP含量13.62%和11.71%，中林納在乳熟期和成熟期顯著低于其它燕麥品種(P<0.05)，CP含量10.15%和8.75%。

隨著物候期延長，粗脂肪(EE)含量升高，且抽穗期、乳熟期和成熟期之間差異顯著(P<0.05)。抽穗期EE含量為1.98%～2.90%，乳熟期為2.93%～4.02%，成熟期為3.6%～5.25%。抽穗期美達、巴燕3號、魅力和林納EE含量顯著高于其它品種(P<0.05)，丹麥440、加燕2號和貝勒2代EE含量最低。乳熟期巴燕3號、魅力和愛沃EE最高，且與其它品種差異顯著(P<0.05)，丹麥440和美達EE含量顯著低于其它品種(P<0.05)。在成熟期貝勒2代和魅力EE含量顯著高于其品種(P<0.05)，美達EE含量最低，且與其它品種差異顯著(P<0.05)。圖3

圖3 燕麥粗蛋白和粗脂肪含量

Fig.3 Oat Crude protein and fat content

2.5 10個燕麥品種中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維

研究表明,除美達、加燕2號、愛沃和貝勒2代，其它6個品種的中性洗滌纖維(NDF)隨著物候期延長呈降低的趨勢，且各個物候期NDF差異性顯著(P<0.05)。美達和加燕2號抽穗期和乳熟期NDF差異不顯著(P>0.05)，但顯著高于成熟期(P<0.05)。貝勒2代抽穗期和成熟期NDF差異不顯著(P>0.05)，而乳熟期NDF顯著高于其它物候期(P<0.05)。愛沃NDF變化規(guī)律為成熟期>抽穗期>乳熟期，且抽穗、乳熟和成熟期之間差異顯著(P<0.05)。青引1號和魅力NDF在抽穗期最高，分別為58.06%、59.45%。愛沃在乳熟期NDF最低42.46%。

酸性洗滌纖維(ADF)隨著生育期的遞進呈現(xiàn)逐漸降低趨勢。除魅力抽穗期和乳熟期差異不顯著(P>0.05)，其它9個品種抽穗期ADF顯著高于其它物候期(P<0.05)。巴燕3號ADF在抽穗期達到最高39.42%，愛沃最低28.87%。在乳熟期青引1號ADF最高32.36%，加燕2號ADF最低24.27%。在成熟期青引1號ADF最高28.74%，美達最低，只有20.35%。圖4

圖4 燕麥中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量

Fig.4 Oat Content of neutral and acid detergent fibers

2.6 10個燕麥品種各指標相關性

通過皮爾遜相關性分析表明，粗蛋白含量與中性洗滌纖維呈顯著負相關(P<0.05)，與酸性洗滌纖維、生長速度呈負相關。干草產(chǎn)量與生長速度呈負相關，與其它指標呈正相關。粗脂肪與干草產(chǎn)量、粗蛋白、株高呈正相關，與其它指標呈負相關。株高與中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維呈負相關，與其它指標呈正相關。

鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量、株高相關性達到了極顯著水平，干草產(chǎn)量和鮮干比相關性呈顯著水平，與株高相關性呈極顯著水平。粗蛋白與中性洗滌纖維相關性呈負相關，并且呈顯著水平。中洗洗滌纖維與生長速度相關性呈極顯著水平。表3

表3 燕麥各指標相關性

Table 3 Correlation analysis of oat indices

指標Index干草產(chǎn)量Hayyield粗蛋白Crudeprotein粗脂肪Crudefat中洗洗滌纖維Neutraldetergentfiber酸性洗滌纖維Aciddetergentfiber株高Plantheight粗蛋白Crudeprotein0.209粗脂肪Crudefat0.30.485中洗洗滌纖維Neutraldetergentfiber0.239-0.725?-0.266酸性洗滌纖維Aciddetergentfiber0.048-0.347-0.160.415株高Plantheight0.1340.110.048-0.193-0.147生長速率Growthrate-0.522-0.442-0.5040.0620.0350.618

注：*表示在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關，**表示在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關

Note:*Significant correlation was found at the 0.05 level(bilateral)，**significant correlation was found at the 0.01 level(bilateral)

2.7 10個燕麥品種生產(chǎn)性能、營養(yǎng)品質(zhì)的綜合評價

研究表明,株高、生長速度、鮮草產(chǎn)量、干草產(chǎn)量、粗蛋白、粗脂肪為正向指標，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、為負向指標。將10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。各不同燕麥品種各生產(chǎn)指標綜合排序：貝勒2代>燕王>愛沃>加燕2號>魅力>巴燕3號>丹麥440>美達>林納>青引1號。表4，圖5

3 討 論

3.1 10個燕麥品種農(nóng)藝性狀的比較

燕麥物候期、株高和生長速度的記錄可以了解品種的自身特性，同時也反映品種在當?shù)剡m應性。研究中，青引1號和林納出苗期時間比彭先琴等[13]研究早7～8 d，且生育早48～50 d。主要原因是溫度，燕麥出苗期間，石河子地區(qū)5月平均溫度為17℃，是出苗最適溫度，7月溫度最高達到37℃，高于燕麥生長適宜溫度，使燕麥生育時間縮短。試驗中抽穗期、乳熟期和成熟期時間差別明顯，丹麥440和青引1號都是早熟品種，但丹麥440生育期要比青引1號早5 d，另外早熟和晚熟品種生育期之間差別為14～25 d，主要是不同品種對石河子當?shù)丨h(huán)境適應性強弱有關。

燕麥的平均株高為100～130 cm[14]。除魅力和愛沃的株高是先增高后降低，其它品種都是隨著物候期增加的。其中貝勒2代株高最高，為128.26 cm，燕王次之，為124.98 cm，丹麥440最低89.22 cm，而丹麥440株高偏低，丹麥440植株偏低可能為適應石河子地區(qū)氣候，提前完成營養(yǎng)生長，進入生殖生長。魅力和愛沃在成熟期株高降低，主要是水分蒸發(fā)植株萎縮。生長速度是反映植物生長的快慢，在抽穗期之后，生長速度明顯下降，這是由于燕麥抽穗之前進行的是營養(yǎng)生長，是燕麥自身營養(yǎng)物質(zhì)積累的過程，抽穗之后進入生殖器官的發(fā)育，使燕麥生長緩慢。加燕2號在抽穗期生長速度最高，美達最低，生長速度相差0.585 cm/d2。主要是品種不同對生長速度影響不同。

表4 不同燕麥品種各指標綜合評價

Table 4 Comprehensive evaluation of various indicators of oat under different variety

指標Index青引1號Qingyin1丹麥440Denmark440美達Monida加燕2號Jiayan2巴燕3號Bayan3魅力Charisma燕王ForagePlus林納Lena貝勒2代Baler2愛沃Everleaf干草產(chǎn)量Hayyield0.3290.0010.4660.550.2970.3810.70.7060.1761粗蛋白Crudeprotein0.2760.340.2250.2120.2380.4570.4660.0010.9151.000粗脂肪Crudefat0.0440.3970.0720.0040.77210.2480.360.5710.707中洗洗滌纖維Neutraldetergentfiber0.0940.5180.6160.3780.5870.4180.499010.639酸性洗滌纖維Aciddetergentfiber00.850.520.9660.0280.7910.8190.50610.61株高Plantheight0.44400.290.6970.6330.4060.7640.67410.331生長速率Growthrate0.6220.8070.310.5860.2760.3790.1560.3780平均值Average0.2580.4160.3560.5440.4490.5330.5540.3430.7200.548排序Rank10784652913

圖5 燕麥穗、葉、莖比例及中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維

Fig.5 panicle, leaf, stem ratio, neutral washing fiber and acid washing fiber

燕麥干草的調(diào)制，有利于保存和運輸，同時也是衡量燕麥經(jīng)濟價值的重要指標。干草產(chǎn)量隨著燕麥的生長發(fā)育呈先升高后降低，乳熟期顯著高于抽穗期和成熟期(P<0.05)，原因是自身基因的調(diào)控，1年生植物經(jīng)歷營養(yǎng)生長、生殖生長最終走向衰亡，在生長某一時期營養(yǎng)物質(zhì)會到達最大值，生殖生長后期水分吸收減慢，光合減弱，營養(yǎng)物質(zhì)減少，造成熟期干草產(chǎn)量降低[15]。另外，籽實和葉的脫落和鳥類的采食，也對干草產(chǎn)量有影響。在乳熟期干草產(chǎn)量顯著高于抽穗和成熟期，乳熟期營養(yǎng)物質(zhì)積累最多。產(chǎn)量的高低主要與品種自身特性外，還有對當?shù)販囟鹊倪m應性，新疆石河子地區(qū)晝夜溫度變化大，對溫度敏感品種生長性能會受到影響。例如愛沃干草產(chǎn)量最高，丹麥440干草產(chǎn)量最低，且與其它品種呈顯著關系(P<0.05)。

3.2 10個品種營養(yǎng)品質(zhì)的比較

營養(yǎng)品質(zhì)反映了牧草是否優(yōu)質(zhì)，決定了家畜對牧草的利用效率。一般情況下，CP、EE含量越高，ADF和NDF含量越低，飼料品質(zhì)越好[16]。CP在抽穗期含量最高，隨著生育期延長降低，研究結(jié)果與楊云貴等[17]一樣，成熟期較抽穗期CP損失較大，其中貝勒2代從抽穗到成熟期損失最多4.67%。抽穗期處于營養(yǎng)生長時期，主要是營養(yǎng)積累，同時還進行光合作用，所以抽穗期CP高。乳熟期和成熟期為生殖生長，消耗營養(yǎng)物質(zhì)，CP含量下降。另外，成熟期莖葉枯死，部分蛋白被光照分解，造成CP減少[18]。不同品種CP含量差異明顯，抽穗期愛沃CP含量15.88%，除貝勒2代，與其它品種差異顯著(P<0.05)，林納成熟期CP最低8.75%。EE也是重要的能量物質(zhì)，成熟期EE顯著高于其它3個時期，抽穗期EE最低，主要因為從營養(yǎng)生長過渡生殖生長，營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移到穗部，而成熟期籽實在整株所占比重升高，籽實中含有較多的脂肪[19]，成熟期EE含量最高。成熟期魅力和貝勒2代EE含量分別為5.18%和5.25%。

在燕麥中NDF和ADF對動物采食量和消化率有重要的影響。NDF和ADF隨著生育期延長呈下降趨勢，研究結(jié)果侯建杰等[20]研究一致，抽穗期NDF和ADF最高，成熟期NDF和ADF最低。一方面原因是抽穗期后，燕麥由營養(yǎng)生長主要過渡到生殖生長，植株光合產(chǎn)生的養(yǎng)分開始積累，用于籽實的發(fā)育，減少了養(yǎng)分向植物纖維的轉(zhuǎn)換。隨著物候期的延長，穗所占比重升高，而且穗的NDF和ADF隨著植株的成熟是降低的。抽穗期青引1號和魅力NDF高于其它燕麥品種1.39%～17.61%，巴燕3號和美達ADF高于其它燕麥品種1.77%～19.07%。

3.3 10個燕麥品種隸屬綜合評價結(jié)果

隸屬函數(shù)分析法是一種較為常用的綜合評價方法，可以對多個相關指標同時進行綜合、全面的評價。研究運用隸屬函數(shù)分析法較為客觀的評價了新疆石河子10個燕麥品種的生產(chǎn)性能。結(jié)果顯示，貝勒2代的綜合評價數(shù)值最高，主要原因是干草產(chǎn)量最大和CP較高、NDF和ADF含量最低。青引1號的綜合評價數(shù)值最低，排序靠后的主要原因是其植株較矮，干草產(chǎn)量最少。通過綜合評價分析方法能客觀、綜合地反映品種間的綜合生產(chǎn)性能的差異，可為篩選優(yōu)良牧草提供重要科學依據(jù)。

4 結(jié) 論

農(nóng)藝性狀方面，早、中、晚熟品種生育期、株高、生長速度相差較大。乳熟期干草產(chǎn)量最大，所以刈割最佳時間為乳熟期。營養(yǎng)品質(zhì)方面，粗蛋白、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維在隨著燕麥生長降低，粗脂肪隨著燕麥生長升高。通過隸屬函數(shù)分析，貝勒2代、愛沃、燕王和加燕2號適合當?shù)胤N植。干草最佳刈割時期是乳熟期。