寧夏六盤山區(qū)7個飼用燕麥品種農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)的相關(guān)性研究

陳彩錦，尚繼紅，師尚禮，吳娟，曾燕霞，高婷，張蓉

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學草業(yè)學院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室/甘肅省草業(yè)工程實驗室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070；2.寧夏農(nóng)林科學院固原分院，寧夏 固原 756000；3.寧夏農(nóng)林科學院動物科學研究所，寧夏 銀川 756002；4.寧夏農(nóng)林科學院植物保護研究所，寧夏 銀川 756002)

燕麥(Avenasativa)屬禾本科(Gramineae)燕麥屬(Arena)一年生草本植物，具有產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富、耐寒、耐旱、耐鹽堿、病蟲害少，適應(yīng)性廣等特點[1-3]，是一種糧飼兼用型綠色古老的作物，也是牧區(qū)重要的優(yōu)質(zhì)牧草[4-8]。

國內(nèi)關(guān)于飼用燕麥的研究及應(yīng)用報道比較多，主要集中于飼用燕麥品種或品系在不同生態(tài)區(qū)域的生產(chǎn)性能及品質(zhì)表現(xiàn)[2，9-13]，飼用燕麥刈割技術(shù)及方法[14-16]，燕麥混作、間作對飼草產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤性質(zhì)的影響[17-19]，施肥對飼用燕麥農(nóng)藝性狀、飼草產(chǎn)量、品質(zhì)的影響[4,20-21]。

本研究以7個飼用燕麥品種灌漿后期收獲時的株高、鮮干比、葉綠素含量、葉面積、鮮干草產(chǎn)量、CP、CF、NDF、ADF、RFV為指標，研究不同品種間具體的差異及若干農(nóng)藝性狀、產(chǎn)草量及品質(zhì)指標之間的相互關(guān)系，同時進行灰色關(guān)聯(lián)度綜合分析評價，以期篩選出綜合表現(xiàn)優(yōu)良的飼用燕麥品種，為寧夏六盤山地區(qū)適宜飼用燕麥品種的育種與優(yōu)良品種的引進篩選提供參考[22-23]。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

7個飼用燕麥品種為海威、牧樂思、甜燕1號、貝勒、牧王、甜燕2號、禾王(表1)。肥料選取磷酸二銨，施肥量為75 kg/hm2，總養(yǎng)分≥64.0%，云南三環(huán)新盛化肥有限公司生產(chǎn)；復合肥(純硫酸鉀)，施肥量為600 kg/hm2，總養(yǎng)分≥45%，云南三環(huán)中化化肥有限公司生產(chǎn)。

表1 試驗品種名稱及來源

1.2 試驗地概況

試驗具體布設(shè)在固原市“四個一”工程“一棵草”原州區(qū)牧草試驗基地，位于寧夏固原市原州區(qū)頭營鎮(zhèn)徐河村徐河6隊，地理位置E 106°14′，N 36°9′,海拔1 593 m±4 m。該地區(qū)為典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，年日照時數(shù)2 100～2 800 h，年平均氣溫6.7～8.6℃，≥10℃積溫1 800～2 300℃，年平均降水量180～650 mm，無霜期126～152 d，年蒸發(fā)量1 060 mm。土壤為黃綿土，耕作層pH 8.6，全鹽1.22 g/kg，有機質(zhì)11.04 g/kg，有效氮50.9 mg/kg，有效磷11.36 mg/kg，有效鉀239.17 mg/kg。前茬作物玉米，玉米收獲后秋機耕1次，春旋耕耙耱各1次，地勢平坦，具有灌溉條件，但除為保苗播前灌水1次之外，整個生育期均無灌水。播后由于降水導致地表板結(jié)，影響出苗，播后出苗前人工破板1次。出苗至收獲期中耕除草5次，燕麥蚜蟲防治1次。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，小區(qū)面積22.5 m2，重復6次，共42個小區(qū)，其中行距0.25 m，共19行，區(qū)距1 m，重復間距1 m，每小區(qū)采用人工開溝條播，播種量150 kg/hm2，播深0.05～0.06 m，播后覆土耱平；播前灌水1次，灌水量為田間持水量的80%，肥料統(tǒng)一在播前一次性基施。

1.4 試驗觀測指標

株高：苗期固定樣點，收獲前在每小區(qū)固定樣點內(nèi)隨機選取5株，共30株，測量主莖基部至頂部長度。

葉綠素：收獲前在每小區(qū)固定樣點內(nèi)隨機選取3株，共18株旗葉葉片(每個葉片選5個點)，用葉綠素測定儀(SPAD-502)測定葉綠素相對含量。

葉面積：收獲前隨機選取10株燕麥的旗葉，用卷尺測定葉長、葉寬(葉片最寬處)，用系數(shù)法計算葉面積=0.73(矯正系數(shù))×葉長×葉寬。

產(chǎn)量指標：收獲前每小區(qū)測1 m2樣方內(nèi)鮮草重量，6次重復，求其平均值，得鮮草重，自然風干，稱重，得干草重，鮮干比=鮮草重量/干草重量。

品質(zhì)指標：各處理隨機抽取1 kg干樣粉碎保存，進行粗蛋白(CP)、粗纖維(CF)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、相對飼用價值(RFV)指標的測定。其中前4個指標的測定依據(jù)《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》[24-25]，RFV計算公式：

RFV=DMI(%BW)×DDM(%DM)/1.29

式中：DMI為粗飼料干物質(zhì)采食量，DMI(%BW)=120/NDF(%DM)，DDM是可消化的干物質(zhì)；DDM(%DM)=88.9-0.779×ADF(%DM)[26-28]。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2003和DPS 16.5統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行作圖及分析處理，其中相關(guān)分析采用Pearman秩相關(guān)分析。Pearman秩相關(guān)分析是利用兩變量的秩次大小作線性相關(guān)分析，這種分析方法不受變量分布形態(tài)、樣本大小、數(shù)據(jù)是否具有連續(xù)性的限制。綜合評價采用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，這種分析方法是一種運用灰色關(guān)聯(lián)度理論和模糊數(shù)學方法構(gòu)建的綜合評價模型[29]，它是將所有參試品種看作一個灰色系統(tǒng)，各品種是其中的一個因素,并根據(jù)篩選目標及優(yōu)良品種的上限，構(gòu)建一個理想品種為“參考品種”，設(shè)置其性狀為X0，參試品種的性狀為比較數(shù)列，為Xi(i=1,2，3…)。以此來計算7個品種與理想品種的關(guān)聯(lián)度，以關(guān)聯(lián)度來衡量各品種的優(yōu)劣。具體計算過程如下。

1.5.1 數(shù)據(jù)無量綱化處理 由于系統(tǒng)中各因素量綱(或單位)不同，因此需要消除量綱(或單位)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可比較的數(shù)據(jù)序列。本研究采用均值化處理方法進行無量綱化處理。

1.5.2 計算關(guān)聯(lián)系數(shù)

ξi(k)=

(1)

1.5.3 計算等權(quán)關(guān)聯(lián)度

(2)

n是比較數(shù)列的長度(即數(shù)據(jù)個數(shù))，ri是等權(quán)關(guān)聯(lián)度。

1.5.4 求出加權(quán)關(guān)聯(lián)度

(3)

(4)

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)單項指標分析

供試品種的品質(zhì)表現(xiàn)存在一定的差異(表2)。其中CP含量最高的是甜燕2號，顯著高于牧樂思、海威、貝勒(P<0.05)。CF含量最高的是禾王，顯著高于牧樂思、海威、甜燕2號(P<0.05)。NDF含量牧樂思和海威差異不顯著(P>0.05)，位列第1和第2；甜燕2號和貝勒最低，相互之間差異不顯著(P<0.05)，其余品種禾王、牧王、甜燕1號居于中間，禾王與牧王、甜燕1號之間差異不顯著(P<0.05)。ADF含量最高的是牧樂思，最低的是貝勒，牧樂思與海威沒有顯著差異(P>0.05)，與其他品種之間存在顯著差異(P<0.05)。

表2 不同供試品種營養(yǎng)指標

RFV最高的是貝勒，為107.69，顯著地高于其余品種(P<0.05)，最低的是牧樂思，為80.17，與海威沒有顯著差異(P>0.05)。

株高最高的是牧王，與牧樂思沒有顯著差異(P>0.05)，最低是海威，與貝勒沒有顯著差異(P>0.05)。葉綠素含量最高的是牧樂思，與甜燕2號、牧王、貝勒之間沒有顯著差異(P>0.05)，最低的是禾王，與海威、甜燕1號沒有顯著差異(P>0.05)。葉面積位于前3位的品種依次是甜燕2號、甜燕1號、牧樂思，三者沒有顯著差異(P>0.05)。鮮干比最高是禾王，最低是海威，品種之間沒有顯著差異(P>0.05)。鮮草重量在38.15～53.17 t/hm2，最高的禾王與最低的甜燕2號之間差異顯著(P<0.05)，其余品種之間差異不顯著(P>0.05)。干草產(chǎn)量與鮮草產(chǎn)量各品種位次存在差異，干草產(chǎn)量最高的是海威，最低的是甜燕2號，兩者之間差異顯著(P<0.05)，其余品種之間差異不顯著(P>0.05)(表3)。

表3 不同供試品種農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量

2.2 農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)的相關(guān)性分析

旗葉的葉面積與CP極顯著正相關(guān),鮮干比與CF極顯著正相關(guān)，干草產(chǎn)量與NDF極顯著正相關(guān)，與RFV顯著負相關(guān)，NDF與RFV顯著負相關(guān)，ADF與RFV顯著負相關(guān)(表4)。以上結(jié)果表明，各品種的部分農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、品質(zhì)之間存在緊密聯(lián)系，其中與CP緊密相關(guān)的是旗葉葉面積，與CF緊密相關(guān)的是飼草含水量，與NDF、RFV緊密相關(guān)的是干草產(chǎn)量，與RFV緊密相關(guān)的是NDF、ADF。

表4 供試品種農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量與品質(zhì)的Pearman秩相關(guān)系數(shù)(r)

2.3 農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)的綜合評價

設(shè)置理想品種性狀為：CP=15.00%、CF=28.00%、NDF=53.00%、ADF=35.00%、RFV=110.00、株高：132.00 cm，葉綠素(SPAD)：63.00，葉面積：91 cm2，鮮干比：5.00，鮮草產(chǎn)量：54 t/hm2，干草產(chǎn)量：10 t/hm2。根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析方法分別計算出等權(quán)關(guān)聯(lián)度與加權(quán)關(guān)聯(lián)度。

7個品種的等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度的排序一致，關(guān)聯(lián)度依次是甜燕2號>甜燕1號>牧王>牧樂思>貝勒>禾王>海威(表5，表6)。

表5 飼用燕麥關(guān)聯(lián)系數(shù)及權(quán)重系數(shù)

表6 各品種關(guān)聯(lián)度及排序

3 討論

牧草營養(yǎng)價值是評判牧草是否優(yōu)良的重要指標[30]。其評價方法主要包括分析各種牧草營養(yǎng)物質(zhì)的含量,測定能量、消化率,進行代謝試驗等[31]。在本研究中，燕麥飼草品種評價以其營養(yǎng)物質(zhì)含量為指標，包括CP、CF、NDF、ADF、RFV，其中CP含量越高，品質(zhì)越好[32]，CF含量越高，營養(yǎng)價值越低[33]，NDF和ADF是評價牧草消化率的國際通用指標[34]，NDF含量增加，采食量降低，ADF含量增加，消化率隨之降低[32]，RFV是一種較為簡便的粗飼料飼用價值評價模型和質(zhì)量評定指標，其值越高，說明牧草的飼用價值越高[35]。本研究中CP含量為10.57%～14.93%，含量最高的是甜燕2號，CF含量為28.88%～34.37%，含量最低的是甜燕2號。NDF為53.15%～66.34%，含量最低的是貝勒。ADF為35.30%～40.70%，含量最低的是貝勒。RFV為80.17～107.69，其中數(shù)值在100以上的品種由大到小依次是貝勒、甜燕1號、甜燕2號。本試驗品質(zhì)指標的研究結(jié)果界定范圍同趙怡然[36]報道中的結(jié)果存在差異，這可能與收獲期不同有關(guān)，趙怡然的試驗在孕穗期收獲，本試驗在灌漿后期收獲，收獲時期晚，從而CP含量減少，纖維含量增加；另一方面可能跟品種自身的遺傳特性和環(huán)境因素有關(guān)，參試品種、環(huán)境不同，結(jié)果也存在差異。對于以上結(jié)果的差異性有待于進一步研究。農(nóng)藝性狀、草產(chǎn)量是衡量草地生產(chǎn)能力的重要指標[37]。且產(chǎn)草量是農(nóng)藝性狀表現(xiàn)的綜合反映。在本研究中，飼用燕麥鮮草產(chǎn)量位于第3位、干草產(chǎn)量位于第2位的品種是牧樂思，其株高位于第2位，為130.73 cm，葉綠素含量位于第一位，是62.47，葉面積位于第3位，是83.96 cm2。由于飼草中所含的水分占鮮草總重量的很大比例，因此鮮草產(chǎn)量在很大程度上取決于鮮干比，本研究中鮮草產(chǎn)量最大的品種禾王的鮮干比最高，為6.22。

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。牧草的綜合評價方法中，常用的有模糊綜合評價、灰色關(guān)聯(lián)度綜合評價、聚類分析及層次分析評價等方法[38]。其中灰色關(guān)聯(lián)度分析方法能全面反映評價材料的綜合性能，并能依據(jù)生產(chǎn)目標、生產(chǎn)實際和社會需求來進行性狀的選取和參考品種的構(gòu)建。本研究利用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法進行綜合評價，以此來篩選出適宜該區(qū)域種植的優(yōu)良飼草品種，為該區(qū)域牧草育種及品種引進篩選提供技術(shù)依據(jù)。評價結(jié)果顯示，綜合表現(xiàn)最優(yōu)的品種是甜燕2號，葉面積最大、粗蛋白含量最高，葉綠素含量位于第2位，株高與RFV位于第3位，粗纖維含量最低。

由于作物性狀、產(chǎn)量、品質(zhì)間存在著比較復雜的制約關(guān)系,加之品種的表現(xiàn)不僅受作物自身性狀的影響,還受到包括環(huán)境在內(nèi)的諸多因素的影響,所以三者相互之間存在一定的關(guān)系[23]。本研究中旗葉的葉面積與CP含量存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，與CF、NDF含量存在負相關(guān)關(guān)系。牧草品質(zhì)中的CP、CF、NDF等指標是評價優(yōu)質(zhì)牧草的重要指標，改良牧草品質(zhì)，提升營養(yǎng)價值，需要提高牧草的CP含量，降低CF、NDF含量等[39]。因此，在燕麥優(yōu)質(zhì)品種篩選或選育中，可通過選擇旗葉葉面積來實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)品種的提升。鮮干比是衡量飼草適口性的一項重要指標，本研究中鮮干比與CF的含量成極顯著的正相關(guān)，表明燕麥飼草水分含量過多，影響飼草的品質(zhì)，這與王巍等[39]的研究結(jié)果不一致，原因是地域、環(huán)境條件及收獲時期存在差異性。干草產(chǎn)量與NDF含量呈極顯著正相關(guān)，表明此時地上干物質(zhì)的含量影響家畜的采食量。干草產(chǎn)量與ADF存在正相關(guān)關(guān)系，表明草產(chǎn)量增大，消化率降低。RFV與鮮干比成正相關(guān)，與株高、葉綠素含量、鮮草產(chǎn)量成負相關(guān)，與干草產(chǎn)量成顯著負相關(guān)，表明提升飼草RFV，關(guān)鍵在于適時收獲，因為收獲期太晚，飼草木質(zhì)化程度增加，纖維含量增加，蛋白含量降低，產(chǎn)草量增加，植株本身的含水量降低，RFV降低。

4 結(jié)論

通過綜合評價，表現(xiàn)優(yōu)異的飼用燕麥品種是甜燕2號、甜燕1號、牧王；通過相關(guān)性分析，旗葉葉面積與CP含量極顯著正相關(guān)，鮮干比與CF極顯著正相關(guān)，干草產(chǎn)量與NDF極顯著正相關(guān)，與RFV顯著負相關(guān)，RFV與NDF極顯著負相關(guān)，與ADF顯著負相關(guān)。