鹽堿地不同燕麥品種的品質(zhì)及產(chǎn)量比較

盧培娜，劉景輝，李 倩，申逸杰，嚴(yán)威凱，薛國(guó)興

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古呼和浩特 010019； 2.內(nèi)蒙古種子管理站，內(nèi)蒙古呼和浩特 010019；3.加拿大農(nóng)業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品部渥太華研發(fā)中心，加拿大渥太華 K1A 0C6)

鹽堿地不同燕麥品種的品質(zhì)及產(chǎn)量比較

盧培娜1，劉景輝1，李 倩2，申逸杰1，嚴(yán)威凱3，薛國(guó)興3

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古呼和浩特 010019； 2.內(nèi)蒙古種子管理站，內(nèi)蒙古呼和浩特 010019；3.加拿大農(nóng)業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品部渥太華研發(fā)中心，加拿大渥太華 K1A 0C6)

為篩選出適宜鹽堿地種植的燕麥品種，以國(guó)內(nèi)外17個(gè)燕麥品種為供試材料，對(duì)各品種主要農(nóng)藝、品質(zhì)及產(chǎn)量性狀進(jìn)行了比較和聚類(lèi)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，17個(gè)燕麥品種可聚為5類(lèi)，第一類(lèi)為G148、G113兩個(gè)品種，表現(xiàn)為粗蛋白含量、β-葡聚糖含量及產(chǎn)量較高，粗脂肪與粗纖維含量低；第二類(lèi)包括G145、G125、G141、G142、G124、G149、白燕2號(hào)、草莜1號(hào)、蒙燕1號(hào)、蒙農(nóng)大燕1號(hào)、蒙農(nóng)大燕2號(hào)共11個(gè)品種，表現(xiàn)為β-葡聚糖含量高，其他性狀差異較大；第三類(lèi)為G144、G140兩個(gè)品種，表現(xiàn)為粗蛋白含量低，β-葡聚糖、粗脂肪、粗纖維含量較高；第四類(lèi)1個(gè)品種(G132)，表現(xiàn)為粗蛋白、β-葡聚糖、粗脂肪、粗纖維含量均較高；第五類(lèi)1個(gè)品種(G138)，表現(xiàn)為粗蛋白含量及產(chǎn)量較低，β-葡聚糖、粗脂肪、粗纖維含量較高。在鹽堿地條件下，籽粒產(chǎn)量較高的品種為G148和蒙農(nóng)大燕2號(hào)，分別達(dá)到2 240 kg·hm-2和2 040 kg·hm-2；飼草產(chǎn)量最高的品種為蒙燕1號(hào)；高蛋白、低脂肪的品種為G148和G113；綜合指標(biāo)最好的品種為G113。

鹽堿地；燕麥；品種；產(chǎn)量；品質(zhì)；聚類(lèi)分析

目前全球鹽漬化土地面積約為9.54億hm2，土壤鹽漬化問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)前世界土地治理所面臨的重大難題[1-3]。我國(guó)是全球土壤鹽漬化比較嚴(yán)重的國(guó)家之一，全國(guó)鹽堿化和次生鹽堿化土地的總面積約為0.37億hm2，占全球鹽堿地總面積的4%左右[1]。由于灌溉措施不當(dāng)引起土壤次生鹽堿化，近年來(lái)鹽堿地面積不斷擴(kuò)大，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保障糧食安全帶來(lái)巨大威脅，嚴(yán)重制約著我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[4]。較小麥、大豆、糜子等作物，燕麥具有耐鹽堿特性[5-7]，且可明顯降低鹽堿地pH和土壤水溶性鹽總量[8-9]。研究發(fā)現(xiàn)，土壤鹽含量為0.2%有利于燕麥出苗和提高產(chǎn)量，土壤鹽含量為0.2%～0.4%對(duì)燕麥的株高、葉面積、鮮重和產(chǎn)量沒(méi)有顯著影響[10],因此，燕麥被認(rèn)為是改良鹽堿地的先鋒作物[9]。另外，燕麥?zhǔn)且环N具有食療功能的作物，其籽粒中蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)總量及不飽和脂肪酸含量均居谷物之首,尤其是水溶性膳食纖維β-葡聚糖在所有谷物中含量最高，β-葡聚糖是降血脂有效成分,對(duì)維持血糖平衡和抑制膽固醇的吸收具有明顯效果[11]。我國(guó)各地生產(chǎn)上主栽燕麥品種籽粒粗蛋白質(zhì)含量為12.79%～23.31%[12]；β-葡聚糖含量為4.75%～7.12%[13]；粗脂肪含量和粗纖維含量分別為4.00%～11.00%和1.50%～3.30%，鹽堿脅迫對(duì)不同品種燕麥種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響存在明顯差異[10]。本研究擬在鹽堿地條件下，通過(guò)對(duì)17個(gè)不同燕麥品種株高、品質(zhì)及產(chǎn)量的分析，篩選出適宜鹽堿地種植的優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)燕麥品種，為利用燕麥改良鹽堿地及燕麥的生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2013-2014年在呼和浩特市土默特左旗海流圖村(東經(jīng)111°22′30″，北緯40°41′30″) 進(jìn)行，試點(diǎn)位于大青山南側(cè)的土默川平原，海拔1 015 m。氣候?qū)俚湫偷闹袦貛Т箨懶詺夂颍昶骄鶜鉁?.7 ℃，無(wú)霜期110 d左右。年平均降水量350～400 mm，其中夏季降雨量占60%以上，蒸發(fā)量平均為1 851.7 mm，蒸發(fā)量約是降水量的5倍。土壤是以硫酸鈉和氯化鈉為主的黏土，屬于鹽堿地；土壤肥力中等，種植方式為連作，前茬作物是燕麥。試驗(yàn)地土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

供試材料為17個(gè)來(lái)源不同的燕麥品種，具體見(jiàn)表2。17個(gè)品種分區(qū)種植，重復(fù)3次，共51個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。小區(qū)面積30 m2(5 m×6 m)。播種量150 kg·hm-2，行距25 cm，種肥施用磷酸二銨150 kg·hm-2(P2O5≥42%，N≥15%)。

表1 試驗(yàn)地土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分

Table 1 Soil basis nutrients of experimental field

有機(jī)質(zhì)Organicmatter/(g·kg-1)全氮Totalnitrogen/(g·kg-1)全磷Totalphosphorus/(g·kg-1)全鉀Totalpotassium/(g·kg-1)堿解氮Availablenitrogen/(mg·kg-1)有效磷Availablephosphorus/(mg·kg-1)速效鉀Availablepotassium/(mg·kg-1)酸堿度pHvalue含鹽量Salinity/%13.320.530.7415.6463.1117.23115.679.00.5

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

小麥株高的測(cè)定：于燕麥拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期，每小區(qū)任選30 cm行長(zhǎng)，用鐵撬全部挖起并帶回實(shí)驗(yàn)室，選10株代表性植株測(cè)量株高。

品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定：粗蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法[15]；粗脂肪含量采用SZC-101自動(dòng)脂肪測(cè)定儀測(cè)定；粗纖維含量采用SLQ-6型粗纖維儀測(cè)定；β-葡聚糖含量采用剛果紅法測(cè)定[16]。

產(chǎn)量指標(biāo)的測(cè)定：燕麥成熟期在每個(gè)小區(qū)選取面積≥1 m2的植株進(jìn)行考種，測(cè)定小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、籽粒產(chǎn)量及干草產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入和初步整理；采用SAS 9.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用SAS 9.0中系統(tǒng)聚類(lèi)分析的類(lèi)平均法對(duì)供試材料進(jìn)行聚類(lèi)分析。

表2 供試材料一覽表

Table 2 List of the tested materials

序號(hào)Code品種名稱(chēng)Varietyname來(lái)源Source序號(hào)Code品種名稱(chēng)Varietyname來(lái)源Source1G148Canada10G124Canada2G113Canada11G138Canada3G144Canada12G149Canada4G140Canada13白燕2號(hào)Baiyan2吉林省白城市農(nóng)業(yè)科學(xué)院BaichengAcademyofAgriculturalSciencesofJilinProvince5G132Canada14草莜1號(hào)Caoyou1內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院InnerMongoliaAcademyofAgriculturalandAnimalHusband-rySciences6G145Canada15蒙燕1號(hào)Mengyan1內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院InnerMongoliaAcademyofAgriculturalandAnimalHusband-rySciences7G125Canada16蒙農(nóng)大燕1號(hào)Mengnongdayan1內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)燕麥產(chǎn)業(yè)研究中心ResearchCenterofOatIndustry,InnerMongoliaAgriculturalUniversity8G141Canada17蒙農(nóng)大燕2號(hào)Mengnongdayan2內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)燕麥產(chǎn)業(yè)研究中心ResearchCenterofOatIndustry,InnerMongoliaAgriculturalUniversity9G142Canada

2 結(jié)果與分析

2.1 不同燕麥品種在鹽堿地上的株高表現(xiàn)

由圖1可知，燕麥株高隨生育期的推進(jìn)呈遞增趨勢(shì)，灌漿期之后，引自加拿大的燕麥品種以G138株高最高，其次為G142；國(guó)內(nèi)品種白燕2號(hào)、蒙農(nóng)大燕1號(hào)、草莜1號(hào)、蒙農(nóng)大燕2號(hào)的株高較高，6個(gè)品種間差異不顯著，分別較株高最小的G144高36.06%、22.91%、29.13%、25.76%、25.76%、23.17%，差異顯著。G138的株高顯著高于其他加拿大燕麥品種(G142除外)和蒙燕1號(hào)，與國(guó)內(nèi)其他燕麥品種株高差異不顯著。

2.2 不同燕麥品種在鹽堿地上的品質(zhì)表現(xiàn)

由圖2可知,不同燕麥品種的β-葡聚糖含量有所不同，加拿大燕麥品種G132(5.90%)、G144(5.88%)、G140(5.87%)、G138(5.87%)和國(guó)內(nèi)燕麥品種草莜1號(hào)(5.87%)的β-葡聚糖含量較高，分別較β-葡聚糖含量最低的加拿大品種G124高0.29%、0.26%、0.27%、0.27%、0.27%，但除G124、G149外，各品種間β-葡聚糖含量無(wú)顯著差異。不同燕麥品種籽粒的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維的含量均不同。G113、G132、G142和白燕2號(hào)、草莜1號(hào)的籽粒粗蛋白含量較高，分別較粗蛋白含量最低的品種G140高出2.93%、1.97%、2.29%、3.48%、2.41%，但白燕2號(hào)、草莜1號(hào)G113、G132、G142的差異不顯著。G132、G144、G138和蒙農(nóng)大燕1號(hào)的粗脂肪含量較高，4個(gè)品種間差異不顯著，但分別較粗脂肪含量最低的品種G148高3.00%、1.98%、1.87%、2.00%。G140、G148和蒙農(nóng)大燕1號(hào)、蒙燕1號(hào)的粗纖維含量較高，G113的粗纖維含量最低，為1.67%，顯著低于前4個(gè)品種。

圖柱上無(wú)相同字母表示品種間差異顯著(P<0.05)。

Different letters above columns mean significant difference among different varieties(P<0.05).

圖1 不同燕麥品種在鹽堿地上的株高表現(xiàn)

Fig.1 Plant height of different oat varieties in saline-alkali land

圖2 不同燕麥品種在鹽堿地上的籽粒品質(zhì)

Table 3 Yield and its components of different oat varieties in saline-alkali land

品種Variety小穗數(shù)Spikeletnumber穗粒數(shù)Grainnumber千粒重1000-grainweight/g籽粒產(chǎn)量Grainyield/(kg·hm-2)干草產(chǎn)量Hayyield/(kg·hm-2)G14819f30h29.85e2240a6330nG11320e23l29.07f960gh5690pG14421d36d28.17h1920ab7390iG14028a38c35.12a840gh7510hG13219f32g16.65q1330cdefg8810cG14516i24k26.80j1220efgh5990oG12517h22m26.12k1540bcdef5390qG14116i21n31.05b1800abcd6490lG14216i35e21.57o730h6690kG12416i27i21.00p990fgh6370mG13827b46a28.85g1210efgh7870fG14918g26j30.59c1250defgh8960bBaiyan220e30h27.32i1750abcde7240jCaoyou125c42b24.79m1960ab7940eMengyan116i22m30.04d1980ab11720aMengnongdaya117h34f25.40l1820abc8260dMengnongdaya217h22m22.30n2040abc7840g

同列數(shù)據(jù)后不同字母表示品種間差異達(dá)到0.05顯著水平。

Different letters following values in the same column mean significantly different at 0.05 level among different varieties.

2.3 不同燕麥品種在鹽堿地上的產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

由表3可知，不同燕麥品種的小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重均不同，G140、G138與草莜1號(hào)的小穗數(shù)較多，均顯著多于其他燕麥品種，且各品種間差異顯著。G138和草莜1號(hào)的穗粒數(shù)較多，與其他燕麥品種的差異達(dá)顯著水平。G140、G141、G149和蒙燕1號(hào)的千粒重較高，與其他燕麥品種均達(dá)顯著水平，且各品種間差異顯著。各燕麥品種干草產(chǎn)量差異顯著，蒙燕1號(hào)的干草產(chǎn)量最高，達(dá)11 720 kg·hm-2，顯著高于其他品種，其次為G149，其干草產(chǎn)量可達(dá)8 960 kg·hm-2。G148、G144、G141及白燕2號(hào)、草莜1號(hào)、蒙燕1號(hào)、蒙農(nóng)大燕1號(hào)、蒙農(nóng)大燕2號(hào)的籽粒產(chǎn)量顯著高于其他品種。

2.4 不同燕麥品種的聚類(lèi)分析

綜合上述數(shù)據(jù)，閾值為5時(shí)可將17個(gè)燕麥品種聚為5類(lèi)(圖3)，第一類(lèi),包括G148、G113兩個(gè)品種，株高較高，粗蛋白含量較高，β-葡聚糖含量最高，粗脂肪含量低，粗纖維含量低，小穗數(shù)多，千粒重29 g 左右，G148籽粒產(chǎn)量最高；第二類(lèi)包括G145、G125、G141、G142、G124、G149、白燕2號(hào)、草莜1號(hào)、蒙燕1號(hào)、蒙農(nóng)大燕1號(hào)、蒙農(nóng)大燕2號(hào)共11個(gè)品種，整體表現(xiàn)為株高較高，粗蛋白含量12.57%～15.64%，β-葡聚糖含量高，粗脂肪含量中等(為3.70%～5.43%)，粗纖維含量2.21%～3.48%，小穗數(shù)16～25，穗粒數(shù)22～42，千粒重21.00～30.59 g，籽粒產(chǎn)量較高；第三類(lèi)包括G144、G140兩個(gè)品種，株高較高，粗蛋白含量低，β-葡聚糖含量高，粗脂肪和粗纖維含量高，穗粒數(shù)多，籽粒產(chǎn)量較高；第四類(lèi)僅G132一個(gè)品種，株高較高，粗蛋白、β-葡聚糖、粗脂肪和粗纖維含量高，籽粒產(chǎn)量中等；第五類(lèi)僅G138一個(gè)品種，其株高最高，粗蛋白含量低，β-葡聚糖、粗脂肪和粗纖維含量高，小穗數(shù)多，穗粒數(shù)多，千粒重28.85 g，籽粒產(chǎn)量較低。由聚類(lèi)圖可知，國(guó)內(nèi)品種均屬第二類(lèi)；不同類(lèi)群之間的性狀差異明顯。

BY2:白燕2號(hào)；CY1:草莜1號(hào)；MY1:蒙燕1號(hào)；MNDY1:蒙農(nóng)大燕1號(hào)；MNDY2:蒙農(nóng)大燕2號(hào)。

BY2:Baiyan 2；CY1:Caoyou 1；MY1:Mengyan 1；MNDY1:Mengnongdayan 1；MNDY2:Mengnongdayan 2.

圖3 參試品種聚類(lèi)圖

Fig.3 Clustering analysis of the tested varieties

3 討 論

鹽漬化耕地土壤鹽分含量高，養(yǎng)分含量少，理化性質(zhì)差；含鹽量超過(guò)一定濃度時(shí)，對(duì)大部分農(nóng)作物會(huì)產(chǎn)生不同程度的危害，甚至不能成活[17-19]。本研究表明，燕麥在土壤全鹽含量為0.5%、pH為9.0的自然鹽堿地條件下，供試的17個(gè)燕麥品種均能生長(zhǎng)發(fā)育、籽粒成熟，但鹽堿地對(duì)燕麥的株高、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響因品種不同而異，因此在鹽堿地種植燕麥應(yīng)選擇適宜品種。

本試驗(yàn)中，17個(gè)燕麥品種的籽粒品質(zhì)差異較大，粗蛋白含量為12.17%～15.64%，這與徐向英等[12]、Pettersson 等[20]的研究結(jié)果相近；燕麥籽粒β-葡聚糖含量為5.61%～5.90%，與張海芳等[13]、 鄧萬(wàn)和等[21]、Chernyshova 等[22]的研究結(jié)果一致。本研究供試燕麥品種粗脂肪和粗纖維含量在不同品種間有著顯著差異，籽粒粗脂肪含量為3.45%～6.45%，有3個(gè)品種籽粒粗脂肪含量低于林偉靜等[14]的研究結(jié)果，分別是G148、G145、G149，有8個(gè)品種的粗脂肪含量低于Pettersson等[20]的研究結(jié)果，分別是G148、G145、G149、G125、G141、白燕1號(hào)、草莜1號(hào)、蒙燕1號(hào)。燕麥籽粒粗纖維含量為1.67%～3.65%，與前人研究結(jié)果不一致[13,19]，可能是由品種和地域差異引起的。有研究認(rèn)為，燕麥的脂肪含量高不容易保存，易使燕麥片的保質(zhì)期縮短[22]，所以加工型燕麥應(yīng)選擇高蛋白低脂肪品種。本研究中，粗蛋白含量高而粗脂肪含量較低的品種有引自加拿大的G148和G113。另外，高脂肪含量的燕麥品種往往含有豐富的不飽和脂肪酸[23]，而粗蛋白、β-葡聚糖含量均高的條件下，加拿大品種G132粗脂肪含量最高。

本試驗(yàn)中，以籽粒為目標(biāo)的適宜燕麥品種有G148和蒙農(nóng)大燕2號(hào)，籽粒產(chǎn)量高達(dá)2 240 kg·hm-2和2 040 kg·hm-2；以飼草為目標(biāo)的燕麥品種為蒙燕1號(hào)，其飼草產(chǎn)量可達(dá)11 720 kg·hm-2。在鹽堿地條件下，G113為高蛋白、低脂肪、低纖維的燕麥品種，可作為優(yōu)質(zhì)飼草；G132為粗蛋白、β-葡聚糖、粗脂肪、粗纖維含量均較高，籽粒產(chǎn)量達(dá)到1 330 kg·hm-2、干草產(chǎn)量可達(dá)8 810 kg·hm-2，可作為糧飼兼用品種。粗蛋白質(zhì)和粗纖維的含量是評(píng)價(jià)牧草飼用價(jià)值的重要指標(biāo)，粗蛋白含量較高、粗纖維含量低的牧草，其飼用價(jià)值較高[24-25]。綜合考慮，適宜在鹽堿地種植品種為G113，其可作為優(yōu)質(zhì)飼草的品種，其株高較高，粗蛋白質(zhì)和β-葡聚糖含量分別高達(dá)15.10%、5.74%，粗脂肪、粗纖維較低，分別為4.63%和1.67%。

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Comparison of Quality and Yield of Different Oat Varieties in Saline-Alkali Land

LU Peina1,LIU Jinghui1,LI Qian2,SHEN Yijie1,YAN Weikai3,XUE Guoxing3

(1.Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot,Inner Mongolia 010019,China; 2.Inner Mongolia Seed Management Station,Hohhot,Inner Mongolia 010019,China; 3.Ottawa Research and Development Center,Department of Agriculture and Agri-Food of Canada,Ottawa,ON,K1A 0C6,Canada)

In order to select suitable oat varieties for cultivation in saline-alkali land,17 oat varieties were used as materials in the saline-alkali soil cultivation experiment,and comparison of main agronomic traits,grain quality and yield traits were conducted. Through clustering analysis,17 oat varieties were clustered into five categories. The first category was G148 and G113,with higher crude protein content,β-glucan content and yield,but low crude fat and crude fiber content. The second category includes eleven varieties: G145,G125,G142,G141,G124,G149,Baiyan 2,Caoyou 1,Mengyan 1,Mengnongdayan 1,and Mengnongdayan 2,with high β-glucan content.The third category contains G144 and G140,with low crude protein content,but higher β-glucan,crude fiber and crude fat content and higher yield. The fourth category contains only G132,with higher crude protein,β-glucan,crude fat and crude fiber content. The fifth category includes G138,with lower crude protein content and lower yield,but higher β-glucan,crude fat and crude fiber content. Under the suitable conditions for cultivation in saline-alkali land,high-yielding varieties were G148 and Mengnongdayan 2,with the grain yield 2 240 kg·hm-2and 2 040 kg·hm-2,respectively. Mengyan 1 has the highest forage yield. The varieties with high protein and low fat were G148 and G113 from Canada,and G113 has the best quality.

Saline-alkali land; Oat; Varieties; Yield; Quality; Clustering analysis

時(shí)間：2016-11-04

2016-03-12

2016-05-10

內(nèi)蒙古自治區(qū)主席基金項(xiàng)目；內(nèi)蒙古自治區(qū)重大科技專(zhuān)項(xiàng)；內(nèi)蒙古自治區(qū)“草原英才”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目；內(nèi)蒙古自治區(qū)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目；全國(guó)農(nóng)業(yè)科研杰出人才及其創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目；國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)(CARS-08)

E-mail：imaulupeina@163.com

劉景輝(E-mail:cauljh@163.com)

S512.6；S311

A

1009-1041(2016)11-1510-07

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