6个燕麦品种（系）在甘肃夏河地区的适应性评价

侯建杰，赵桂琴，焦 婷，柴继宽，王红霞

（甘肃农业大学 草业学院／草业生态系统教育部重点实验室／甘肃省草业工程实验室／中－美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070）

燕麦（Avenasativa）是禾本科燕麦属一年生草本植物，具有草籽兼用、生产潜力大、质量好、家畜喜食等优点［1］，可为家畜提供稳定而优质的青草或青干草，对畜牧业发展和生态建设都具有重要意义［2，3］。

作为甘肃省主要畜牧业基地之一的甘南州位于青藏高原东北边缘，具有典型的青藏高原牧区和农牧交错区特点。燕麦是该区域传统种植的一年生禾本科牧草，也是当地家畜冷季补饲的主要饲草［4］，当地多采用地方品种，混杂退化严重，产量普遍偏低，急需筛选适应该地区种植的优质高产燕麦品种。颜显明［5］在甘南州夏河县海拔2 930m的地区对38个牧草品种进行了引种试验，通过不同牧草的生产性能筛选出适宜当地种植的26个优良牧草品种，其中，燕麦品种14个，但是并未对其营养品质进行分析评价，目前关于燕麦在夏河县的研究较少报道。

熵权赋权法是一种比较客观的赋权方法，田启华等［6］将熵权方法应用到机械产品性能评价研究中。2002年，汤瑞凉等［7］首次将熵权法应用于农业科学方面的作物品种综合评判；2007年，刘刚等［8］证实，基于熵权赋权法的灰色系统理论在燕麦种质资源综合评价中是一种可行而又简便的评价方法，所以这种方法目前已经被广泛应用，用此方法对6个燕麦品种（系）在甘肃夏河地区的适应性进行综合评价，筛选出适宜当地推广种植的品种，为生产服务。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地位于甘肃省甘南藏族自治州夏河县桑科草原，地理位置E 102°27′，N 35°08′，海拔3 019m，地处青藏高原东北缘。年均气温2.6℃，最高气温28.9℃，最低气温－24.6℃。气候为高寒湿润类型，年均降水量516mm，降水量集中在7～8月。年平均无霜期56d，土壤为亚高山草甸土，无灌溉条件，土壤pH 7.82，有机质1.26%，全氮0.334%，全磷含量0.084%，全盐0.22%，速效氮185.02mg／kg，速效磷46.37mg／kg，速效钾245.62mg／kg。

1.2 材料

供试6个燕麦属品种分别为皮燕麦（Avenasativa）陇燕2号（Longyan №2）、陇燕3号（Longyan№3）、丹麦444（Denmark 444）、424和裸燕麦（Avena nuda）白燕2号（Baiyan№2）、QO245－7，均由甘肃农业大学草业学院提供。试验于2011年4月27日进行，人工开沟条播，采用随机区组设计，3次重复，小区面积2m×5m，行距0.2m，小区间距0.5m。皮燕麦播种量为225kg／hm2，裸燕麦播种量为150kg／hm2，整个生育期无灌水。分别于孕穗期、开花期、灌浆期和成熟期进行各项指标测定，成熟期进行脱粒，取样带回实验室，测定各品种鲜干比，风干粉碎后测定各时期营养成分。

1.3 测定项目及方法

观察并记录燕麦的孕穗期、开花期、灌浆期、成熟期。各生育时期鉴别标准为：10%～20%植株到达为初期；50%的植株达到某一生育阶段为到达某一生育期；80%植株到达为盛期［9］。

燕麦鲜、干草产量及鲜干比 每小区各生育时期随机选取1m样段，齐地刈割，称鲜重，取样后带回实验室在65℃下烘48h后称干重，计算其鲜干比，并换算其干草产量，3次重复。

茎叶比 每小区随机均匀选取15个单株把茎叶分开，取样后带回实验室分别在65℃下烘24h后称干重，计算其茎叶比（茎干重／叶干重），3次重复。

每小区随机选取10个单株，用卷尺测其自然高度，3次重复。

营养成分分析 取供试品种各生育时期的烘干草样，制成草粉，用于测定各营养成分，3次重复。采用凯氏定氮法测定粗蛋白（CP）含量；粗脂肪（EE）含量采用索氏脂肪抽提法测定；酸性洗涤纤维（ADF）含量采用Van soest法测定；粗灰分（ASH）含量采用灰化法测定；钙（Ca）含量采用EDTA－Na2络合滴定法测定；磷（P）含量采用氢醌亚硫酸钠比色法测定。各营养成分测定均参照文献［10，11］进行。

1.4 数据处理

用Spss16.0和Excel软件对数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 不同燕麦品种各生育时期干草产量比较

产草量是衡量燕麦品种优劣的重要指标，是株高、分蘖数、生长速度等性状指标的综合体现 。供试燕麦品种在灌浆期干草产量均高于其他生育时期。在同一生育时期不同燕麦品种干草产量表现一定的差异，孕穗期陇燕2号、陇燕3号产量较高，陇燕2号达到5 593.29kg／hm2，而 QO245－7产量最低，为3 451.88 kg／hm2，差异显著（P＜0.05）。开花期、灌浆期和成熟期陇燕2号产量则明显高于其他品种，陇燕2号在灌浆期的干草产量高达11 917.82kg／hm2，较 QO245－7高66.10%，差异显著（P＜0.05）。

图1 供试燕麦属品种（系）各生育时期干草产量Fig.1 Hay yield at different growth stages of tested Avenavarieties

2.2 不同燕麦品种各生育时期鲜干比比较

不同燕麦品种在开花期鲜干比最高，平均值为6.82；成熟期最低，平均值为3.54。同一生育时期不同品种鲜干比不同。6个供试品种中，开花期陇燕2号的鲜干比最高，为7.15，QO245－7值最低，为6.25（表1）。灌浆期陇燕2号鲜干比最高，为6.23，白燕2号为6.29，QO245－7仍然最低，为5.83。进入成熟期后，燕麦鲜干比急剧下降。陇燕2号降至3.77，与灌浆期相比下降了39.5%；丹麦444降至3.29，QO245－7为3.49，分别比灌浆期下降了41.67%和40.14%。

2.3 不同燕麦品种各生育时期茎叶比比较

6个供试品种的茎叶比均随生育时期的推移而显著升高，同一时期不同品种间也表现一定差异：开花期、灌浆期白燕2号、QO245－7的茎叶比相对较低，说明其适口性较好；丹麦444茎叶比最高，分别为4.58和6.72。成熟期陇燕2号与陇燕3号茎叶比较低且二者差异不显著（P＞0.05），但显著低于其他品种（P＜0.05）。灌浆期 QO245－7最低为5.65，比丹麦444低15.92%。

表1 供试燕麦属品种（系）各生育时期的性状Tab.1 Agronomic traits at different growth stages of tested Avena varieties

2.4 不同燕麦品种各生育时期株高比较

植株高度既是衡量其生长发育状况的重要标准，也是反映牧草生产能力的生产指标［13］。供试燕麦品种灌浆期株高最高，平均值为126.12cm。陇燕2号、陇燕3号在各生育时期株高均高于其他品种，QO245－7最低。灌浆期陇燕2号株高最高，为142.43cm，比QO245－7高35.24%（表1）。

2.5 不同燕麦品种的营养价值比较

2.5.1 粗蛋白（CP）含量 蛋白质含量是衡量燕麦营养价值的指标之一，同时是家畜必不可少的营养物质。随着生育时期的推移（图2－A），6个供试燕麦品种粗蛋白含量呈现先增加后降低趋势，开花期粗蛋白含量最高，平均值为11.09%，成熟期最低，平均值为6.38%；灌浆期平均值为10.44%。白燕2号在各生育时期粗蛋白含量均较高，在开花期达到最高，为12.17%，灌浆期为11.92%；QO245－7最低为9.36%。灌浆期粗蛋白含量的大小顺序为：白燕2号＞陇燕2号＞陇燕3号＞424＞丹麦444＞QO245－7。

2.5.2 酸性洗涤纤维（ADF）含量 ADF含量越低说明木质化程度越低，营养价值越高。6个供试燕麦品种酸性洗涤纤维含量均随生育时期的推移而逐渐升高，成熟期比孕穗期酸洗纤维含量平均升高59.80%。同一生育时期不同品种间差异显著（图2－B），灌浆期白燕2号酸洗纤维含量最低，为29.36%，比QO245－7低21.14%；其次为陇燕3号、丹麦444。

图2 供试燕麦属品种（系）各生育时期CP、ADF、Ca、P的含量Fig.2 CP（2－A），ADF（2－B），Ca（2－C）and P（2－D）at different growth stages of tested Avenavarieties

2.5.3 Ca含量 钙对家畜生长发育起着重要作用［14］，是不可或缺的营养元素。随着燕麦生育时期的推移，6个供试燕麦品种的Ca含量呈现由高到低的变化趋势（图2－C），孕穗期Ca含量平均值最高为0.27%，灌浆期为0.26%，成熟期最低，为0.19%。开花期白燕2号钙含量显著低于其他品种（P＜0.05），灌浆期各品种Ca含量差异不显著（P＞0.05）。进入成熟期后，品种间差异显著加大，陇燕3号Ca含量最高，为0.23%；白燕2号最低，为0.17%，较前者低26.1%。

2.5.4 P含量 P是家畜矿物营养中密切相关的一个重要元素［14］，燕麦P含量随生育时期的推移呈现“高－低－高－低”的变化趋势。孕穗期P含量最高，平均为0.159%；成熟期最低，平均为0.086%。表明磷含量受生育期的影响较大。孕穗期424的P含量为0.175%，显著高于其他品种；开花期品种间无显著差异；灌浆期和成熟期白燕2号P含量明显高于其他品种，分别为0.17%和0.097%（图2－D）。

2.5.5 粗脂肪（EE）与粗灰分（ASH）含量 供试燕麦品种的粗脂肪含量随着其生长发育而逐渐下降，各生育时期白燕2号含量均为最高，显著高于其他品种（P＜0.05），QO245－7含量均最低。灌浆期白燕2号含量最高，为3.15%，较 QO245－7高25.50%（图3－A）。

不同燕麦品种粗灰分含量普遍具有逐渐降低的趋势（图2－B），同一生育时期，不同燕麦品种差异性不大，孕穗期差异不显著（P＞0.05），开花期陇燕2号含量最高，为6.36%，灌浆期粗灰分含量白燕2号最高，比丹麦444高20.87%。

图3 供试燕麦属品种（系）各生育时期EE、ASH含量比较Fig.3 EE（3－A）and ASH（3－B）at different growth stages of tested Avena varieties

2.6 综合评价

对6个供试燕麦品种的生产性能和营养品质研究发现，随着生育期的推移，各品种生产性能与营养成分的变化呈现不规律性，且较分散，很难评价具体哪个品种的适应性好。有研究表明燕麦在灌浆期刈割可同时获得较高的产量和较好的品质［15］，结合本试验数据，对灌浆期供试品种的生产性能与营养品质指标进行综合评价。采用灰色理论，参照邓聚龙［16］方法，将所有的燕麦品种作为一个灰色系统，供试的6个不同品种作为系统中的单个因素，对其进行综合评价。

2.6.1 参考品种的建立 参考品种就是在灰色系统中对不同品种燕麦进行综合评价的标准，试验通过对燕麦的干草产量、株高、鲜干比、CP、ADF、EF等指标的分析观察，选取干草产量、株高、鲜干比、CP、EE等指标的最大值以及ADF、茎叶比的最小值，依此建立一个“最优燕麦”的参考序列X0。

2.6.2 对数据进行标准化处理 将灌浆期各指标数据进行无量纲初值化处理，即所有相应的Xi（k）数据除以X0（k）各点的数值，结果表2。

2.6.3 计算各点的绝对值差 计算各点（kij）的绝对差△i（k）＝│X0（k）－Xi（k）│，求出其最大绝对差值与最小绝对差值。结果表3。

2.6.4 计算各指标在各点上的关联系数 利用公式计算关联系数，结果见表4。

式中：a＝min min｜X0（k）－Xi（k）｜＝0.00；b＝max max｜X0（k）－Xi（k）｜＝0.398 0。

ρ为分辨系数，一般取值为0.5。

2.6.5 关联度计算 参照文献［16］方法，计算各指标的等权关联度，利用关联系数进行计算。

加权关联度则采用熵权赋权法确定其权重。参照文献［17］方法，结果见表5。

ri＝，即得每个品种的加权关联度值见表6。

式中：Wi（k）为各指标的权重。

2.6.6 灰色理论综合评价分析 根据灰色关联分析原则，关联度大小表明参试品种与参考品种的接近程度，根据关联度排序进行评估，排名越前的其综合性状越好。等权关联度中，白燕2号的最大，其综合性状最好，其次，陇燕2号、陇燕3号；QO245－7、丹麦444居末位（表6）。经过加权关联分析之后，位次发生了变化，陇燕2号上升至第1位，陇燕3号次之，这说明陇燕2号的一些重要性状要更好，同时也说明加权关联度具有一定的调整作用，使结果分析更合理化。

表2 主要因子初始化值Tab.2 The initialization values of main factor

表3 X0对Xi的绝对差值△i（k）Table3 The absolute values of X0minus Xi

表4 各性状指标的关联系数值Table4 Grey relevant coefficient values of different indexes

表5 各指标的熵值及其权重Table5 The entropies and its weights of the indicators

表6 供试品种系与参考品种系间的关联度及排序Table6 Correlation modulus of tested Avena varieties

3 讨论

良好的生产性能是对优质燕麦品种的基本要求，6个供试燕麦品种在灌浆期干草产量最高，平均为9 400.26kg／hm2，比开花期高54.42%，其中，灌浆期陇燕2号最高，为11 917.82kg／hm2，QO245－7最低，为7 174.96kg／hm2。草产量主要受自身的遗传特性和外界环境因子的影响［18］，在同一栽培条件下差异主要是不同品种燕麦自身遗传特性造成的。其中，株高是生产性能的一个重要评价指标，在一定程度上能反映产草量的高低［19］，研究发现，株高与产量呈正相关，不同供试品种在整个生育期内株高差异显著（P＜0.05），陇燕2号最高，QO245－7最低。供试6个燕麦品种随生育期的推进，茎叶比逐渐升高，表明其粗纤维含量升高，品质下降，而灌浆期白燕2号茎叶比相对较低，说明其品质较好。鲜干比则反映牧草干物质累积程度及利用价值，供试燕麦品种鲜干比从开花期到成熟期逐渐降低，这是因为随着其生长发育，叶片光合作用产生的营养物质向花和籽粒转移，叶片干物质的积累速率处于下降趋势，这与九林森［20］的研究相一致。不同燕麦品种的生产性能一定程度上能够反映出其在当地的适应性，但还要结合其营养成分进行综合评价以确定其推广价值。

随着生育时期的推移，供试燕麦品种粗蛋白，粗脂肪含量逐渐下降，酸洗纤维含量则逐渐增加，这与李希来等［21］的研究结果一致。牧草粗蛋白含量对营养价值起着决定性作用，粗蛋白含量越高，其营养品质越好。在整个生育期内，白燕2号粗蛋白含量均为最高，开花期最高为12.17%。相反，酸洗纤维越低，则营养价值越高，酸洗纤维含量的高低也直接影响着牧草的采食量与消化率［22］，在孕穗期与开花期，陇燕2号的含量相对较低，白燕2号则在灌浆期与成熟期含量相对较低。而Ca、P在家畜的骨骼发育与维护方面有着特殊的作用，这些物质含量越高，牧草品质越好 。粗脂肪是热能的主要原料［23］，供试品种中白燕2号在各生育时期含量均为最高，说明其在一定程度上能够较好地提高适口性。粗灰分代表牧草中的矿物质，其含量越高越好。本试验中不同燕麦品种之间营养品质差异明显，这也符合康海军等［18］的研究结果，即同一牧草不同品种的产量性状和品质差异很大，其适应性和产量也有明显不同，温度、光照、水分等环境因子组合，是造成牧草品质差异的外因［24］。

灰色系统理论广泛应用于各种类型的综合评价与相关分析中［25］，基于熵权赋权法的灰色关联度可以在饲用燕麦综合评价中应用［8］，而且结果正确，同时采用灰色关联度分析法综合评判品种的优劣是客观可行的，是一种较好的统计分析方法［26］，由于不同燕麦品种的适应性不单是单个因素影响的结果，而是多个因素综合影响的结果，本文采用灰色关联度分析法对供试品种进行综合评价，通过熵权赋权法，将各项指标所占权重进行计算，其中，干草产量、株高、粗蛋白、粗脂肪所占比例较高，说明这几个指标提供的信息量大，对评价不同品种的优劣起着重要的作用，最终评价结果证实与生产实际相一致。

4 结论

整个生育期内，供试燕麦品种中陇燕2号的株高、干草产量均为最高，陇燕3号次之；QO245－7株高、干草产量均为最低。陇燕2号、陇燕3号相对表现出较好的生产性能。

供试燕麦品种在孕穗－开花期营养品质优劣无一定规律，陇燕2号和陇燕3号酸洗纤维含量相对较低，白燕2号粗蛋白、粗脂肪含量较高，而424粗灰分、钙以及磷含量则相对较高。但在灌浆—成熟期，白燕2号的粗蛋白、粗脂肪、粗灰分以及磷含量均相对较高，而酸洗纤维含量最低，其营养品质最好。

应用灰色系统理论对灌浆期不同燕麦品种在甘南州夏河县桑科草原的适应性进行综合评价，综合得分陇燕2号＞陇燕3号＞白燕2号＞424＞丹麦444＞QO245－7。陇燕2号、陇燕3号及白燕2号在生产性能和营养品质方面综合表现较好，适宜在甘肃夏河地区推广种植。

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