甘南燕麦引种及其刈割期研究

2014-01-20陈军强李小刚张世挺丁路明

家畜生态学报 2014年9期

陈军强，李小刚，张世挺，周振，丁路明＊

（1.兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室，甘肃兰州730060；2.兰州大学草地农业科技学院，甘肃兰州730060；3.兰州大学生命科学学院，甘肃兰州730000；4.甘肃农业大学生命科学学院，甘肃兰州730020）

燕麦（Avenasativa）为禾本科燕麦属一年生牧草。其性喜凉爽湿润，耐寒［1－3］、耐旱耐瘠［1，4］，生育期短［4］。草产量与营养价值俱佳，适口性好等特点［5－8］是其成为一种重要的人工栽培牧草。甘南藏族自治州作为甘肃省乃至西北地区重要的畜产业基地，由于地处青藏高原，冬春枯草季漫长，加之近年来随着当地家畜存栏量的迅速增加，冬春饲草短缺的现状愈加严重，制约了当地畜牧业的发展，并由于超载过牧导致了草地的退化。燕麦作为甘南地区常见的人工栽培牧草之一，一直是枯草期家畜补饲牧草的重要来源。但是，目前当地所种植燕麦地方品种存在品种退化，产量低等普遍问题［5］。由于燕麦自身的特点，其在高寒牧区具有独特的适应能力［9］，所以适当引进高产、优质燕麦品种是解决该地区草地资源不足和饲草料短缺的重要途径。

我国在燕麦引种方面已做了许多工作。王桃等［9］2008年和2009年在甘肃省天祝金强河地区对36种燕麦的营养品质及生产效能进行了评价。代元［10］2011年在青海省互助县对4种皮燕麦在高寒牧区的生产性能进行了详细的评价。赵永峰等［4］2011年在宁夏南部山区对9个燕麦品种进行了引种比较试验。最近侯建杰等［5］在海拔3 019m 的甘南州夏河县桑科草原通过对6个燕麦品种（系）进行适应性评价和生产性能与营养品质的比较，筛选出了适宜当地种植的陇燕2号，陇燕3号和白燕2号3个优良品种（系）。青海是我国的主要燕麦产区，并已经培育了许多适应青藏高原的燕麦品种，本研究旨在对从青海引进的5个燕麦品种进行比较试验研究，从而为进一步丰富甘南州夏河地区的燕麦草种质资源和该地区人工草地的建植提供更充分的科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地自然概况

试验于2013年6～10月在甘肃省甘南州夏河地区桑科草原进行。海拔约3 000m。桑科草原位于青藏高原东北缘，试验区年均气温2.6℃，最高气温28.9 ℃最低气温－24.6 ℃，为高寒湿润型气候。年均降水516mm，终年降水多集中在7～8月份，年平均无霜期为56d［5，11］。试验地无人工灌溉。

1.2 供试燕麦品种及产地

供试燕麦品种及产地（见表1），所有品种均来源于青海省畜牧兽医科学院草原研究所。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，每个品种设置3个重复，五个燕麦品种共种植15个小区，每个小区面积为3m×5m，采用机械开沟条播的方式，每个小区12行，行距25cm，最外侧一行距小区边距12.5 cm，垄宽50cm。2013年6月3至10日播种。施肥量为尿素75kg／hm2，二铵150kg／hm2。

表1 供试材料和播种量Table 1 Test materials and seeding quantity

1.4 取样与测定

分别于2013年8月3日，8月20日，9月8日号进行野外样品采集。在每个小区内设置两个50 cm×50cm 样方，采用齐地面取样的方法剪取地上生物量，装袋、编号后带回实验室备测。在实验室将获得植物样杀青后放入烘箱，在65℃条件下烘干至恒重，将每个品种在三个小区的6个50cm×50cm样方内的干草分别称重，计算每个品种的干物质量，并将其换算为产量。随后将所得样品过1mm 筛粉碎，分别测定有机质（OM）、粗蛋白（CP）、中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）。其中OM 的测定参考陈军强等［12］的方法，CP 的测定利用凯氏定氮法，NDF和ADF 的测定采用购自中国农业大学肉牛研究中心的纤维袋进行测定。

1.5 综合分析方法

本研究对不同燕麦品种间的灰色关联度计算采用侯建杰［5］，王桃［9］，吕小东等［13］方法。

在综合比较各期燕麦不同品种间的优劣前，需先选定一个参考品种作为对照。按照育种目标，分别选取三期燕麦各指标中干草产量和CP 的最大值，OM 和NDF以及ADF 的最小值作为参考品种的各项指标，并以这几项指标组成一个数列X0（k），此参考品种即“最优燕麦”。

利用如下公式计算供试品种与最优品种间的关联系数Σi（k）：△i（k）｜最大值，然后按照不同的i值在max｜△i（k）｜中选出max max｜△i（k）｜，即代表二级最大差。二级最小差的原理同上。

按照下面公式计算加权关联度（ri）：

式中W（k）表示各项指标的权重。

1.6 数据分析

所有数据用Microsoft Excel 2010 和SPSS 11.0软件进行统计分析。均值的多重比较采用Duncan＇s法。

2 结果与分析

其中：｜△i（k）｜＝｜X0（k）－Xi（j）｜。max｜△i（k）｜表示一级最大差，即按照不同的k 值选择出｜

2.1 品种和生育期对燕麦干草产量和营养品质的影响

品种和取样时间对燕麦干草产量和营养品质的影响如表2所示，除OM 外，两个因素的主效应和交互作用对燕麦干草产量和其他营养指标都具有影响（P＜0.05）。

2.2 干草产量比较

燕麦干草产量是衡量其综合性能的主要指标。品种和取样时间的交互作用对干草产量的影响显著（P＜0.05）（表3）。随着生育期的推移，燕麦干草产量升高（P＜0.05）。盛花期5个品种的平均干草产量15304.0kg／hm2，高于初花期6652.0kg／hm2（P＜0.05），而初花期高于抽穗期3770.7kg／hm2（P＜0.05）。抽穗期5种燕麦的干草产量均比较低，其中最高的青引1号为4546.7kg／hm2，最低的林纳为3013.3kg／hm2，二者间差异显著（P＜0.05）。初花期各品种较抽穗期的干草产量均有不同水平的提高，其中青引1号和青海444的干草产量较抽穗期有提高（P＜0.05）。所有品种在盛花期的干草产量较抽穗期和初花期均表现为提高（P＜0.05），产量最高的为加燕2号，达到了20640.0kg／hm2，与其余四种间均有差异（P＜0.05）。

表2 取样时间和品种对燕麦干草产量和营养品质的影响Table 2 Effect of harvesting time and variety on oats hay yield and nutritional value

表3 不同品种燕麦不同生育期干草产量Table 3 Oats hay yield of different varieties at different growing stage

2.3 有机质含量

通过方差分析发现（表2），品种和取样时间的交互作用对OM 的影响不显著（P＞0.05）。而两因素的主效应对OM 的影响显著（P＜0.05）。从品种主效分析得知5个品种中青海444OM 含量高于加燕2号、甜燕麦和林纳（P＜0.05），与青引1号差异不显著（P＞0.05）。从取样时间主效分析得知三个采样时间中9月8日采样OM 含量和8月20日以及8月3日之间差异显著（P＜0.05）。

2.4 粗蛋白含量

粗蛋白是牧草营养价值高低的关键性指标［14－16］。方差分析发现品种和取样时间的交互作用对CP含量的影响显著（P＜0.05）（表2）。按取样时间主效分析，随着生育期的推移，CP 含量在持续降低，其中抽穗期的CP平均含量（15.47%）高于初花期（11.08%）（P＜0.05）。而初花期的CP平均含量（11.08%）高于盛花期（8.07%）（P＜0.05）。其中抽穗期林纳CP 含量（17.44%）高于甜燕麦（14.05%）（P＜0.05），其它品种间CP 含量介于二者之间差异不显著（P＞0.05）。初花期所有燕麦品种CP含量差异不显著（P＞0.05），盛花期甜燕麦CP含量显著高于其他4个品种（P＜0.05）（表4）。品种主效分析显示5个品种CP含量差异不显著（P＞0.05）（表2）。在不同生育期5个品种均表现出CP含量较前一期显著下降（P＜0.05）（表4）。虽然CP含量在抽穗期和初花期较高，但此时青刈所获得的干草产量低，故选择收获时间应考虑产量和营养价值的综合影响。

2.5 中性洗涤纤维含量

通常情况下，纤维对于反刍动物都是不可缺少的，NDF 作为纤维中的代表性指标，除了作为瘤胃微生物发酵的底物外，还在促进消化道蠕动和保持瘤胃内环境平衡以及维持其健康等方面发挥着重要作用［17］。方差分析发现品种和取样时间的交互作用对NDF的影响显著（P＜0.05）（表2）。5个品种抽穗期NDF 平均含量（57.77%）低于初花期（60.38%）（P＜0.05）。初花期NDF 平均含量（60.38%）低于盛花期（63.85%）（P＜0.05）。其中抽穗期甜燕麦和林纳NDF 含量低于其他3个品种（P＜0.05）。初花期加燕2号和青海444NDF含量间差异不显著（P＞0.05），均高于青引1号，甜燕麦和林纳（P＜0.05），而这三个品种间NDF含量差异显著（P＜0.05）。盛花期加燕2号NDF 含量高于其他4个品种（P＜0.05），其余品种间差异不显著（P＞0.05）。除了青引1号之外，其余4 个品种在不同生育期NDF 含量均达到了显著水平（P＜0.05），并呈现出增大的趋势（表4）。

表4 供试燕麦品种在各采样时间的营养指标Table 4 Nutritional indicators of the five oats varieties at different harvesting time

2.6 酸性洗涤纤维含量

ADF是粗饲料中最难被消化的那部分，由木质素和纤维素构成。ADF 含量过高时饲料中能被家畜消化利用的部分就会减少，且适口性下降，饲草的饲用价值就降低。方差分析显示品种和取样时间的交互作用对ADF的影响显著（P＜0.05）（表2）。随着生育期的推移，燕麦中ADF 含量呈升高趋势，且到盛花期时5个品种燕麦间ADF含量接近，差异不显著（P＞0.05）。抽穗期5个燕麦品种ADF 平均含量（33.44%）低于初花期（35.10%）（P＜0.05），初花期（35.10%）低于盛花期（38.15%）（P＜0.05）。从品种主效分析发现不同品种间ADF 含量也存在差异，表现为林纳和甜燕麦最低，加燕2号和青引1号最高，且二者间ADF 含量差异显著（P＜0.05）。青引1号3个生育期间ADF含量差异不显著（P＞0.05），加燕2号和甜燕麦随着生育期的推移，ADF 含量均高于前一期（P＜0.05）。林纳ADF含量在盛花期高于抽穗期和初花期（P＜0.05），而青海444ADF 含量在抽穗期低于初花期和盛花期（P＜0.05）。

2.7 综合比较

2.7.1 计算供试品中与最优燕麦品种间的关联系数利用公式（1）计算供试品中与最优品种间的关联系数Σi（k），同时可知为0.8540，为0。取ρ值为0.5，得供试品中与最优品种间的关联系数（见表5）。

表5 供试品中与最优品种间的关联系数Table 5 Grey relevant coefficient values of different indexes

2.7.2 计算关联度根据育种目标和育种经验对干草产量各指标赋予相应的权重W（k）（表6），根据公式（2）计算其加权平均值，可得到各采样时间点5个供试品种的加权关联度（表7）。

表6 参考数列X0 和权重W（k）Table 6 Different indexes and its weights of the indicators

表7 供试品种和最优品种间的加权关联度以及排序Table 7 Grey relevant coefficient values of different indexes and sort

3 讨论

3.1 影响刈割时间的因素

由于饲草作物干草产量高峰期和营养最佳期不是一致的，最佳的刈割期应使干草产量和营养品质的组合达到最优［18－19］，刈割时间过早，草产量很低但营养价值较高，收获时间过迟干草产量显著增加，但会导致青草中可利用的营养成分含量降低。同时，牧草干草产量和营养价值的高低也是评价其饲用价值和是否优良的两个重要因素［20］，所以确定合适的刈割期对于收获草料具有重要意义，本试验结果表明从抽穗期到盛花期燕麦干草产量和营养价值的综合性能在逐步提高，到盛花期达到最高，这一结果与赵世锋［7］，孙小凡［19］和马春晖等［21］的研究结果燕麦最佳刈割期为抽穗后30～40d一致。

3.2 干草产量和营养价值的综合评定

利用灰色关联度分析法经过对引进的5个燕麦品种的干草产量和营养成分的综合比较发现盛花期燕麦综合性能好于初花期和抽穗期，说明此时收获牧草可以使青草产量和营养品质之间的组合最优，可以说盛花期为合理收获期。抽穗期取样分析表明林纳最优，其余依次为青引1号，加燕2号，甜燕麦和青海444。初花期分析结果表明综合性能为林纳＞青引1号＞甜燕麦＞青海444＞加燕2号。盛花期分析结果显示除林纳外，此时其余4种燕麦综合性能均较前两期有提升，尤以加燕2号综合性能最好，其次为甜燕麦，林纳，青引1 号和青海444。根据加权关联系数大小的规定［22］，当供试品种与参考品种间的加权关联值≥0.7时可认为供试品种与参考品种间的接近程度为优，即供试品种优秀；当加权关联值介于0.5～0.7时供试品种与参考品种间的接近程度为良好，即供试品种良；当加权关联值＜0.5时认为较差。若按照此结论，可发现在最合理收获期内所引进5种燕麦草中综合性能以加燕2号为优。甜燕麦，林纳以及青引1 号为良好。而青海444综合性能在三期内表现均不好。此外，发现在整个试验期内甜燕麦和林纳的CP 含量始终比较高，与加燕2号相比二者产量稍低。以上4个引进品种在桑科草原的对比试验中表现均比较好，除了引种时选择的种质资源比较优质外，可能与供试品种本身来自于青海省，其对高原环境气候的适应性好有一定关联。

4 结论

5个品种均具有良好的适应性；从抽穗期到盛花期，不同品种间虽有一定的差异，但各品种干草产量均增加（P＜0.05），CP 均降低（P＜0.05），而OM、NDF、ADF均有不同程度升高；各品种综合性能为盛花期好于初花期和抽穗期，因此均宜在盛花期青刈；盛花期加燕2 号综合表现性能最好，甜燕麦、林纳和青引1号表现良好。加燕2号、甜燕麦、林纳和青引1号可用于当地建植人工草地。若以干草产量为主要目标，则宜选加燕2号。若以干草中CP含量为主，则宜选甜燕麦。

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