冀北燕麦一点多年高产试验分析

2018-09-26赵世锋曹丽霞石碧红黄文胜刘君馨葛军勇

农学学报 2018年9期

赵世锋，曹丽霞，石碧红，黄文胜，刘君馨，葛军勇

（张家口市农业科学院，河北张家口075000）

0 引言

燕麦是禾本科草本植物，在中国栽培历史悠久，主要分布在晋、冀、蒙、陕、甘、宁等13个省（区）的边远、高寒、冷凉地区。燕麦是重要的粮饲兼用作物，全世界产量仅次于小麦、玉米、水稻、高粱、大麦，居第6位[1]。燕麦的营养价值较高，是优质的保健型食品[2-3]。中国多种植裸燕麦，燕麦种植区多为生态环境脆弱、农牧交错地带，由于生产条件等限制，燕麦产量低而不稳[4]；近年来，随着饲草业的发展，燕麦草作物优质牧草被大量的应用[5-6]，各地兴起了燕麦种植热。唐凤德等[7]、岳武等[8]、高晨光等[9]、翟苗苗[10]、魏黎明等[11]先后进行了燕麦在东北地区的引种试验，‘坝莜1号’、‘冀张燕3号’、‘坝燕5号’等都表现突出；韩志林等[12]、刘彦明等[13]、罗志娜等[14]、董世魁等[15]、牛伊宁[16]等、刘刚等[17]、李春喜等[18]、柴继宽等[19-20]、巩爱岐等[21]、刘刚等[22]、候建杰等[23]先后在西北的青海、甘肃等地进行了燕麦的引种试验，对其生产性能、品质及抗性进行了比较，确定了适宜当地的优良燕麦品种；高明文等[24]、曹丽霞等[25]、赵世锋等[26]、赵宝平等[27]、张志芬等[28]、王林等[29]、程玉臣等[30]先后在华北的张家口北部和内蒙等地进行了燕麦的抗性试验试验，筛选了当地的不同性能的品种；郭孝等[31]在河南也进行了莜麦引种试验；郑曦等[32]在扬州地区也进行了燕麦的适应性研究；董彦红[33]、仁青等[34]、包成兰等[35]、李军[36]、徐长林[37]、候建杰[38]、李春喜等[39]、王桃等[40]、赵明义等[41]、赵宁等[42]均在高寒地区对燕麦品种进行引种筛选，明确了燕麦在高寒地区种植适应性较强；徐向英等[43]、康健等[44]对燕麦的品质进行检测，认为燕麦草是优质的饲草，在适宜种植区应大力推广。

冀北坝上高寒冷凉，生态条件多样，主要种植燕麦、胡麻、马铃薯等耐寒作物，生产上燕麦种植也形成了多类型品种同时应用的特点；张家口市农业科学院自开展燕麦育种以来，已经引进或选育成功46个皮、裸燕麦品种满足生产不同时期和不同用途的生产需求[45]，为河北省及周边地区更新品种4～5次，20世纪70年代的‘华北2号’、80年代的‘冀张莜1号’(578)、90年代的‘冀张莜’系列（品字号）品种和现今的‘冀张燕’[46]系列和‘坝莜’[47-50]系列品种等已成为燕麦换代的标志性代表品种，育成品种已经初步实现系列专用目标，籽实产量由过去的900 kg/hm2左右提高到现在的2100 kg/hm2左右，2014年康保县良种场应用裸燕麦品种‘坝莜18号’在0.21 hm2旱地上创造了6565.8 kg/hm2的产量纪录，在提升燕麦品质和产量上做出了显著成绩。

张家口坝上地区种植的燕麦品种90%以上来自张家口市农业科学院，张家口农科院的研究成果不断地为农民提供品种和技术支撑，在当地的燕麦产业发展中占据重要的地位，极具影响力。虽然燕麦的功能性作用得到大力挖掘，燕麦产品得到了大力开发，再加上畜牧业发展带动了燕麦产业的发展，需求量不断增加，但是由于其产量相对较低，原料价格也偏低，经济效益不高，严重影响了农民的种植积极性，所以张家口市农科院在不断选育高产新品种的基础上，调整耕种技术，挖掘品种的高产潜力，为农民创造更高的经济价值和社会价值。基于此，本研究选择6个不同类型的主要生产应用品种在同一地块进行了连续7年节水种植，测定冀北坝上燕麦主要应用品种的高产特性及综合性状，旨为燕麦育种、栽培和理论研究提供科学信息。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验选用生产实践证明最为适宜冀北坝上应用的5个裸燕麦和1个皮燕麦品种为试验材料（见表1），其中，早熟品种2个、中熟品种3个、晚熟品种1个，以‘坝莜1号’为对照品种。

表1 试验品种名称及特点

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 2009—2015年在张家口市农业科学院坝上基地（张北县武老二房村）高产试验圃顺序种植，2年轮作制，轮茬作物为马铃薯，不设重复。每年5月中下旬播种，每品种年种植面积810 m2，统计试验结果的平均值(X)及变异系数(CV)。

1.2.2 土壤条件及田间管理土壤为沙质栗钙土，地势平坦，土壤肥力中等较为一致，排灌方便，与马铃薯轮茬种植。2014—2015年经张家口市农牧局土肥站和北方学院测定0～30 cm土壤肥力：有机质含量18.4～18.5 g/kg，碱解氮含量 63.0～69.3 mg/kg，全氮含量0.21 g/kg，有效磷含量 22.4～25.8 mg/kg，速效钾含量111.1～122.0 mg/kg，pH 8.1～8.5。采用近生产大田常规田间管理，施种肥磷酸二胺120 kg/hm2，一般于分蘖期和孕穗期分别追肥2次，每次施尿素150 kg/hm2。

1.3 气候因素及肥水运用

统计燕麦生长期间气温和降雨变化动态。

1.3.1 气温变化见表2。5—8月基本呈抛物线型，2010年7月下旬高温，8月上旬低温，起伏变化较大，其余年份较为平稳。

1.3.2 降雨变化见表3。播种期间2012年降雨较多；苗期2009年、2010年、2011年、2013年降雨较多；拔节孕穗期2013年降雨较多；灌浆期2010年、2012年降雨较多；2009年、2014年、2015年全年降雨偏少。

1.3.3 施肥与浇水依据田间旱情和试验生产条件施肥和浇水，试验于5月13—21日播种，施种肥磷酸二铵120 kg/hm2，拔节孕穗期、灌浆期分别追肥0～2次，试验期间浇水0～4次。田间管理、气象情况及主要代表品种产量，见表4。

1.4 测产及主要经济性状调查

测定籽实产量和生物产量，产量以kg/hm2记，总产和小区测产结合；经济性状调查物候期、株高(cm)、群体结构（万/hm2）、穗长(cm)、穗粒数（粒）、穗粒重(g)、千粒重(g)等。

表3 2009—2015年降雨情况表（5月中旬—8月下旬） mm

表2 2009—2015年气温情况表（5月中旬—8月下旬） ℃

2 结果与分析

2.1 燕麦品种籽实产量和生物产量分析

对试验产量结果基础数据进行统计，见表5。

2.1.1 籽实产量对7个年度的燕麦品种籽实产量进行分析，结果见表6。从试验品种籽实产量创高产能力看，2009年皮燕麦‘坝燕4号’取得了6861.0 kg/hm2的最高产量，2012年裸燕麦‘坝莜6号’取得了5494.5 kg/hm2的最高产量，是最具优势的2个品种。6个燕麦品种7年平均籽实产量为2845.5～4753.05 kg/hm2，皮燕麦品种‘坝燕4号’的平均产量最高为4753.05 kg/hm2，显著高于裸燕麦品种；裸燕麦品种以‘坝莜6号’平均产量最高为3641.4 kg/hm2，居裸燕麦第1位，‘坝莜1号’、‘坝莜9号’平均产量分别为3243.15 kg/hm2、3225.45 kg/hm2，居第2、3位，晚熟裸燕麦品种‘坝莜3号’的平均产量最低为2845.5 kg/hm2。‘坝燕4号’最为适宜2009年的少雨试验条件，是最具备创造高产的试验品种；‘坝莜3号’在2009年、2010年和2014年有较好的产量表现，‘坝莜1号’在2010年和2014年有较好的产量表现，同样有创造高产纪录的可能。

表5 燕麦品种年份间产量结果表 kg/666.7 m2

表6 燕麦品种的籽实产量表现

所以，籽实产量创高产的品种以皮燕麦‘坝燕4号’和裸燕麦‘坝莜6号’最有可能。

2.1.2 生物产量试验调查了4个年度的燕麦品种生物产量，结果见表7。2009年皮燕麦品种‘坝燕4号’生物产量达到最高为14571 kg/hm2；燕麦品种的平均生物产量为9882.5～12389.3 kg/hm2，‘坝燕4号’平均生物产量为12389.3 kg/hm2，居第1位；其次，‘坝莜3号’和‘坝莜1号’平均生物产量较高为11484.0～11229.5 kg/hm2，居第2位、3位；‘坝莜9号’、‘坝莜6号’平均生物产量稍低为10751.7～10279.5 kg/hm2，‘白燕2号’的平均生物产量最低为9882.5 kg/hm2。饲草生产上，皮、裸燕麦品种的追求目标相同，生物产量没有区分皮燕麦和裸燕麦的必要，总体试验燕麦品种的生物产量差异不太明显。试验结果显示‘坝莜3号’和‘白燕2号’的平均生物产量低于预期，‘坝燕4号’和‘坝莜1号’的生物产量结果超出预期。

所以，生物产量创高产的品种以皮燕麦‘坝燕4号’和裸燕麦‘坝莜3号‘和‘坝莜1号’最有可能。

2.2 不同年份燕麦的籽实产量和生物产量

2.2.1 籽实产量为考察年度间燕麦产量差异，方便比较不计皮燕麦‘坝燕4号’的籽实产量，对5个裸燕麦品种试验结果按照年度进行统计，见表8。

年份间燕麦产量结果见表9，试验品种产量年度间变化趋势不尽一致，2012年裸燕麦‘坝莜6号’产量突出高于其他裸燕麦品种，2011、2013、2015年3年明显高于其余品种；‘坝莜1号’、‘白燕2号’和‘坝莜9号’品种间差异较小；在2014年干旱年份‘坝莜3号’有一定优势，其余年份表现不佳。2012年、2009年试验品种产量最高却不是降雨最多的年份，2010年、2011年卡脖旱同样产量较高，2013年风调雨顺未获得较高产量、2014年、2015年未施肥浇水产量较低。因此，2009年气候更适宜中晚熟品种高产，2012年气候更适宜早熟品种高产。

表7 燕麦品种的生物产量表现

表8 年份间裸燕麦的籽实产量

表9 年份间皮、裸燕麦最高籽实产量的对比 kg/hm2

2009年和2010年严重卡脖旱年份籽实产量具有较低的变异系数；2009年裸燕麦品种产量接近，变异系数为0.05，2012年、2013年和2015年品种间产量差异大，变异系数为0.17～0.19，其余年度差异较小；分析原因：燕麦产量水平受气象、肥料、浇水等多因素影响，2012年、2009年、2014年代表品种分别有较好的籽实产量，降雨多、施肥多、有浇水不是获得高产的唯一保证，最为重要的因素是水肥供应时间与作物生长需求相一致才有创高产的可能。所以，保证全苗、苗期适度干旱、后期风调雨顺宜形成高产，早、中、晚熟品种均有获得最高产量的机会。

皮燕麦‘坝燕4号’产量稳居最高位，有4年产量突出高于其余品种，虽具有最高的创高产特性，在2013年正常气候条件下未获得较高的产量，与裸燕麦相比仅为平产或减产。由于皮燕麦产量是带壳称重的，在产量比较中占有优势，但从表9也可以看出皮、裸燕麦之间的产量差异是明显的。

2.2.2 生物产量为便于发现裸燕麦生物产量特点，对4年裸燕麦的生物产量调查结果进行单独统计，见表10。

由表11可见，2014年未浇水施肥和2009年有浇水施肥‘坝莜3号’均获得了裸燕麦最高生物产量，2010年和2013年降雨较多‘，坝莜1号’和‘坝莜6号’获得了较高产量。

皮、裸燕麦的生物产量在不同年份有不同表现，试验裸燕麦品种中‘，坝莜1号’‘、坝莜3号’和‘坝莜6号’均获得过年度最高生物产量‘，坝莜9号’和‘白燕2号’生物产量始终较低，皮燕麦‘坝燕4号’有最高的平均生物产量，在特定的气象条件下也会低于裸燕麦生物产量。品种间生物产量的差异小于籽实产量，外部环境条件起主要作用，其次是品种条件。

表10 年份间裸燕麦的生物产量

表11 年份间皮、裸燕麦最高生物产量的对比

表12 试验品种主要经济性状平均数(X)

2.3 试验品种主要性状表现

对试验品种的主要经济性状平均值及变异系数，见表12、表13。

2.3.1 生育期试验品种生育期为81～97天，变异系数为0.03～0.06。‘坝莜6号’‘、白燕2号’和‘坝莜9号’生育期81～84天，均可以作为早熟品种应用‘，坝莜6号’生育期相对趋于稳定‘；坝莜1号’‘、坝燕4号’生育期90～91天，属于中熟品种‘，坝莜1号’生育期相对趋于稳定；‘坝莜3号’生育期98天，属晚熟品种。

2.3.2 株高株高是燕麦的一个植物学形态指标，植株高大，有利于形成较多的生物产量。试验燕麦品种的株高为98.2～120.9 cm，变异系数为0.07～0.20。‘坝莜6号’、‘坝莜9号’和‘坝燕4号’植株较矮，平均株高在98～102 cm，‘白燕2号’和‘坝莜1号’植株稍高，平均株高在111～112 cm，‘坝莜3号’植株最高为121 cm。‘坝莜1号’株高不易受外部环境影响，相对最为稳定，‘坝燕4号’株高最不稳定。

2.3.3 千粒重千粒重是燕麦重要的经济性状指标，粒大饱满是育种工作者的追求。试验裸燕麦品种的千粒重为20.8～25.3 g，皮燕麦品种的千粒重为34.8 g，变异系数为0.03～0.15。‘坝莜3号’和‘坝莜6号’籽粒较小，平均千粒重在20.8～22.9 g；‘白燕2号’、‘坝莜1号’和‘坝莜9号’籽粒较大，平均千粒重在24.3～25.3 g，‘坝燕4号’属皮燕麦千粒重为34.8 g。‘坝莜1号’、‘坝莜9号’的千粒重不易受外部环境影响，相对较为稳定，‘白燕2号’的千粒重最不稳定。

2.3.4 群体结构苗数是实现高产的基本保证，试验品种播种粒数相同，平均基本苗为(358.5～438)万/hm2，变异系数为0.09～0.21。‘白燕2号’基本苗最低为358.5万/hm2，是较难获得较高基本苗的品种，其余品种在(390～438)万/hm2之间，‘坝莜1号’、‘坝燕4号’较宜形成稳定基本苗。

分蘖数是反映燕麦高产能力的指标，试验燕麦品种的分蘖数为(622.5～829.5)万/hm2，相对较为稳定，试验品种变异系数为0.07～0.15。‘白燕2号’、‘坝莜3号’、‘坝燕4号’变异更小。

成穗数是燕麦高产的重要指标，成穗数多有利于形成较高的籽实产量，试验燕麦品种的成穗数为(393.0～493.5)万/hm2，变异系数为0.12～0.22。‘坝莜3号’、‘坝燕4号’成穗数稍低为(393.0～402.0)万/hm2，其余品种差异不大为(453.0～493.5)万/hm2。

2.3.5 穗部性状及变异系数试验燕麦品种的穗长为14.8～21.0 cm，差异较大，变异系数为0.05～0.12。‘坝莜6号’、‘坝莜9号’、‘坝莜1号’和‘白燕2号’穗子较小，‘坝莜3号’和‘坝燕4号’穗子较大。

试验品种穗粒数为61～89.6粒，变异系数为0.11～0.24。‘白燕2号’和‘坝莜9号’穗粒数较少为61.0～64粒；‘坝莜9号’和‘坝莜1号’居中为71.7～79.1粒；‘坝燕4号’和‘坝莜3号’较高为84.4～89.6粒。

试验品种穗粒重为1.57g～3.31 g，变异系数为0.07～0.20。‘坝莜6号’、‘坝莜9号’和‘白燕2号’穗粒重较低为1.57～1.60 g；‘坝莜3号’和‘坝莜1号’较高为1.98～2.02 g；‘坝燕4号’最高为3.31 g。

综合评价结果显示：熟性方面‘坝莜6号’、‘白燕2号’和‘坝莜9号’为早熟品种，‘坝莜1号’和‘坝燕4号’为中熟品种，‘坝莜3号’为晚熟品种；株高方面‘坝莜3号’为高秆品种、‘坝莜1号’和‘白燕2号’为中高秆品种，其余3个品种为中秆品种；籽粒大小方面‘坝莜3号’为小粒品种，‘坝莜六号’为中粒品种，其余为大粒品种；‘坝莜1号’和‘坝莜3号’为大穗多粒型品种等。

从表13各性状变异系数发现，生育期、千粒重和穗长相对稳定；从试验品种平均变异系数上看，‘坝莜1号’综合性状表现最为稳定。

3 结论与讨论

（1）通过试验及分析，明确了‘坝燕4号’和‘坝莜3号’为最佳饲料饲草专用品种，‘白燕2号’、‘坝莜9号’和‘坝莜1号’为最佳加工专用型品种，早熟型品种‘坝莜6号’和‘白燕2号’可以做作为一季作区救灾以及二季作区粮食和饲草生产应用。

（2）在本试验条件下，2009年皮燕麦‘坝燕4号’获得6861.0 kg/hm2的最高籽实产量和14571.0 kg/hm2的最高生物产量，2012年裸燕麦‘坝莜6号’获得了5494.5 kg/hm2的最高籽实产量，2014年裸燕麦‘坝莜3号’获得了12507.0 kg/hm2的生物产量，‘坝燕4号’、‘坝莜6号’分别为皮、裸燕麦籽实产量潜力最高的品种，‘坝燕4号’、‘坝莜3号’、‘坝莜1号’分别为皮、裸燕麦生物产量潜力最高的品种。