内蒙古盐碱地不同饲用燕麦品种生长及产量性状研究

王学峰， 武俊英， 郭来春， 王润莲， 李登明， 高世华

(1.内蒙古农业大学， 呼和浩特 010019； 2.吉林省白城市农业科学院， 吉林 白城 137000)

土壤盐碱化是人类面临的世界性问题，我国盐碱地面积近1亿hm2[1]，严重威胁着我国的生态环境及粮食安全，已成为限制植物产量和品质提高的主要非生物逆境之一[2]，内蒙古有50%以上的灌溉农田受盐碱化的威胁[3]。粮饲兼用作物燕麦具有耐贫瘠和耐盐碱的特性，燕麦茎叶中蛋白质、脂肪、可消化纤维等含量高于其他作物，而难以消化的粗纤维较少[4]，属优质饲草。近年来，中国燕麦草的消费日益增强，进口增长率在2017年达38%以上[5]，在内蒙古大力调整产业结构、实施“粮改饲”战略[6]的今天，种植饲用燕麦合理利用和治理盐碱地已迫在眉睫。

燕麦品种耐盐性评价，主要集中在耐盐碱萌发或幼苗生长及Na+/K+比值等生理生化特性的研究[7-8]。不同盐分、浓度和时间胁迫下，燕麦品种间的萌发及幼苗生长及生理生化特性，在耐盐与盐敏感国内外品种间均存在显著差异[9-10]。燕麦品种耐盐性差异还受气候条件和群体影响，模拟黄河三角洲盐渍土进行17个燕麦品种的耐盐性研究得出，白燕7号和白燕2号耐盐能力较强，且白燕2号青贮饲料干物率达到35.9%[11]；在松嫩平原盐碱地49份燕麦品种鉴定中，上述2品种鉴定为盐敏感品种[12]；在内蒙古盐碱地，白燕2号的产量与品质则居中[13]。可见，不同地区盐碱地进行品种适应性鉴选是非常必要的。在内蒙古气候条件下以中性盐为主的盐碱地，燕麦可耐0.3%土壤含盐量，土壤含盐量0.5%时燕麦生长受到抑制，燕麦不耐0.7%土壤含盐量[14]。本研究立足内蒙古土默川盐碱地，引进33份国内外饲用燕麦品种，旨在选择盐碱地高产饲草和籽粒的燕麦品种。为盐碱地改良和种植结构调整奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验地点

包头市土默特右旗海子乡黑训营村(40°29′50.67″N，110°33′44.00″E)，土壤为粘壤土，前茬玉米，属于冬汇春翻地。试验地基础养分为，有机质含10.63 g·kg-1；速效氮含量26.32 mg·kg-1；速效磷含量82.00 mg·kg-1；速效钾含量84.00 mg·kg-1； pH值8.29；全盐量0.52%，属中度盐碱地。

1.2 试验材料

燕麦品种33个，编号及来源见表1。

1.3 试验设计与方法

33个燕麦品种每小区面积12 m2，采用随机排列，重复3次，共99个小区。播种量为12 kg·(667 m2)-1。2018年4月20日机械开沟、人工播种；每667 m2基施复合肥(N-P2O5-K2O=15-15-15)25 kg；7月31日每小区取1 m2人工测产并收获。

图1 不同燕麦品种各生育时期株高动态变化

图2 不同燕麦品种各生育时期单株叶面积动态变化

表1 参试燕麦品种明细

编号品种特性原产地QP1蒙燕1号皮中国内蒙古QP2Gl381裸中国河北QP3远杂1号裸中国河北QP4张燕4号皮中国河北QP5草莜1号裸中国内蒙古QP6坝燕6号皮中国甘肃QP7坝莜3号裸中国河北QP8坝莜18号裸中国河北QP9定燕2号皮中国甘肃QP10魁北克皮加拿大QP11白燕7号皮中国吉林QP12白燕2号裸中国吉林QP13白燕18号裸中国吉林QP14白燕19号皮中国吉林QP15甜燕2号皮加拿大QP16KONA皮加拿大QP17Haywire皮美国编号品种特性原产地QP18垅燕3号皮中国甘肃QP19青引2号皮中国青海QP20甜燕麦皮中国青海QP21V2皮中国内蒙古QP22V3皮中国内蒙古QP23V6皮中国内蒙古QP24V8皮中国内蒙古QP25V13皮中国内蒙古QP26V14皮中国内蒙古QP27V19皮中国内蒙古QP28G138皮加拿大QP29G142皮加拿大QP30G144皮加拿大QP32青引3号皮中国青海QP33加燕2号皮加拿大QP34青海444皮中国青海

1.4 观察测试指标

观察记录不同品种的出苗期，分蘖期，拔节期，孕穗期，抽穗期，开花期，灌浆期，乳熟期，蜡熟期。在5月20日、6月5日、6月20日、7月5日共4个燕麦饲草刈割关键生育时期，测定株高、叶面积、茎叶鲜重和干重。

蜡熟期测定1 m2地上部生物量、籽粒产量及千粒重。

2 结果与分析

2.1 不同燕麦品种株高动态变化

株高是盐碱地燕麦生长状况和生长速度的直观表现，是影响饲草产量的主要指标。在燕麦生长的苗期(5月20日左右)、拔节期(6月5日左右)、抽穗期(6月20日左右)、灌浆期(7月5日左右)4个时期的株高动态面积图(图1)可以看出，盐碱地燕麦品种间株高差异较大；燕麦株高表现出前期(苗期至拔节期)缓慢、后期(抽穗至灌浆期)增长迅速，以及前期品种差异小、而后期差异大的特点，这与品种的耐盐碱性有关。不同品种间，灌浆期达最大株高时，变化在51～97 cm之间。株高在80 cm以上的品种有：QP 2、QP 3、QP 4、QP 6、QP 8、QP 10、QP 18、QP 19、QP 32和QP 33；表现较差，株高在60 cm以下的有：QP 11、QP 21、QP 22、QP 25、QP 26、QP 27、QP 34；其余品种的株高居中。

2.2 不同燕麦品种叶面积动态变化

叶片是光合作用的场所，因此叶面积是评价燕麦耐盐性的指标，直接影响茎叶产量。由图2可见，不同生育时期，燕麦的单株叶面积以拔节期和抽穗期最大；品种间单株叶面积差异较大。4个时期的面积图显示，拔节期和抽穗期叶面积每株均在100 cm2以上的品种是QP 4、QP 5、QP 6、QP 8、QP 10、QP 16；叶面积每株在60 cm2以下的品种是QP 21、QP 25、QP 32、QP 33、QP 34，其余品种居中。

图3 不同燕麦品种各生育时期单株干重动态变化

图4 不同燕麦品种抽穗期燕麦形态指标系统聚类图

2.3 不同燕麦品种干重动态变化

随着生育期的推进，燕麦干物质积累量逐渐增加。在盐碱胁迫下(见图3)，呈现抽穗期增长速度最快，到灌浆期时耐盐性强的品种不断增加干物质量，如：QP 4、QP 7、QP 30、QP 33、QP 34；而耐盐性差的品种则出现停滞现象，致使干物质量变化很小，单株干重在5 g以下的品种是QP 13、QP 14、QP 18、QP 19、QP 20、QP 23、QP 24、QP 25、QP 29、QP 32，其余品种居中。

2.4 燕麦品种抽穗期形态指标聚类分析

从盐碱地燕麦不同品种形态特征可知，抽穗期燕麦生长量及增长速率最大，也是燕麦饲草刈割的关键时期之一。因此，对33个燕麦品种抽穗期的株高、单株叶面积、单株鲜重和干重4个指标进行系统聚类，采用欧式距离、离差平方和法，在欧式距离为7.100时，33个品种可聚为3类(见图4)。

第一类品种共14个：QP 1、QP 2、QP 3、QP 5、QP 6、QP 7、QP 8、QP 9、QP 22、QP 26、QP 27、QP 28、QP 30、QP 33。这类品种的株高、单株叶面积、单株鲜重和干重的平均值分别为：57.671 cm、94.873 cm2、16.501 g 和6.855 g。

第二类品种共6个：QP 4、QP 10、QP 12、QP 16、QP 18、QP 20。这类品种的株高、单株叶面积、单株鲜重和干重的平均值分别为：78.152 cm、149.604 cm2、18.451 g和5.552 g。

第三类共13个品种：QP 11、QP 13、QP 14、QP 15、QP 17、QP 19、QP 21、QP 23、QP 24、QP 25、QP 29、QP 32、QP 34。这类品种的株高、单株叶面积、单株鲜重和干重的平均值分别为：55.021 cm、63.708 cm2、7.491 g和4.383 g。

3类品种中，第二类品种的株高、叶面积、鲜重均最高，干重仅次于第一类品种，说明鲜草量主要以株高和叶片贡献、耐盐碱性最强；第一类品种干重最高，可能与茎杆的粗壮有关，耐盐碱性较强；第三类品种耐盐碱性最弱。

2.5 不同燕麦品种产量及千粒重差异分析

燕麦产量是生长发育的综合体现，千粒重是主要的产量构成因素之一。参试的33个燕麦品种干草产量、籽粒产量和千粒重结果见表2。

由表2可见，不同品种对盐碱的抗性差异显著。盐碱地燕麦干草产量在203.67 kg·(667 m2)-1(QP 8)～814.23 kg·(667 m2)-1(QP 3)；籽粒产量在20.54 kg·(667 m2)-1(QP 34)～208.89 kg·(667 m2)-1(QP 6)；籽粒千粒重在33.08 g(QP 34)～102.13 g(QP 22)。

对33个燕麦品种的干草产量、籽粒产量、千粒重进行系统聚类，采用欧式距离、离差平方和法，在欧式距离为7.753时，33个品种可聚为4类(见图5)。

图5 不同燕麦品种产量和千粒重系统聚类图

表2 盐碱地燕麦各品种产量和千粒重结果

品种干草产量/[kg·(667m2)]-1籽粒产量/[kg·(667m2)]-1千粒重/gQP1473.1258.6572.93QP2583.1460.0641.88QP3814.2383.7440.59QP4566.68184.5663.87QP5526.2299.8446.15QP6550.41208.8964.18QP7530.6783.7445.55QP8203.6939.8453.65QP9503.54164.4436.36QP10599.10148.6265.66QP11526.7573.3340.08QP12514.84100.3537.66QP13414.9151.7940.84QP14513.3292.0140.31QP15574.0287.5564.21QP16526.74150.8133.26QP17559.9791.4233.08QP18718.63183.7939.91QP19328.2456.7735.04QP20333.71147.9149.01QP21618.9843.5250.77QP22738.6474.93102.13QP23490.59104.2272.50QP24515.5065.7367.06QP25684.2560.8163.87QP26378.9830.9146.59QP27506.5278.8443.86QP28394.6343.5144.21QP29280.8334.0759.05QP30419.9434.6533.67QP32476.5014.7838.25QP33400.2026.7544.33QP34560.5520.5452.10

第一类品种共8个：QP 1、QP 15、QP 21、QP 22、QP 23、QP 24、QP 25、QP 34。这类品种的干草产量、籽粒产量、千粒重平均为：581.96 kg·(667 m2)-1、64.50 kg·(667 m2)-1、68.20 g。

第二类品种共8个：QP 3、QP 4、QP 6、QP 9、QP 10、QP 16、QP 18、QP 20。这类品种的干草产量、籽粒产量、千粒重平均为：576.63 kg·(667 m2)-1、159.10 kg·(667 m2)-1、49.11 g。

第三类品种共8个：QP 2、QP 5、QP 7、QP 11、QP 12、QP 14、QP 17、QP 27。这类品种的干草产量、籽粒产量、千粒重平均为：532.68 kg·(667 m2)-1、84.95 kg·(667 m2)-1、41.07 g。

第四类品种共9个：QP 8、QP 13、QP 19、QP 26、QP 28、QP 29、QP 30、QP 32、QP 33。这类品种的干草产量、籽粒产量、千粒重平均为：366.44 kg·(667 m2)-1、37.01 kg·(667 m2)-1、43.96 g。

四类品种中，干草产量与籽粒产量不同步，干草产量顺序是：第一类>第二类>第三类>第四类；籽粒产量顺序是第二类>第三类>第一类>第四类。说明，当地盐碱环境下，以产草为目的的栽培，选择第一类品种；以产籽粒为目的的栽培，选择第二类品种。

3 讨论与结论

饲用燕麦主要有饲草和籽粒两大收获产品。以收获籽粒为目的，燕麦需完成整个生育时期。以收获饲草为目的，则不一定需要完整的生育时期[15]，可以根据生长环境和饲喂动物需求，选择适宜当地土地资源和气候资源的栽培品种在适当时期(拔节期～乳熟期)刈割，燕麦干草的刈割时期，在内蒙古主要考虑马、牛、羊动物适口性好、并获得最高经济价值，即干草产量最高的时间以抽穗期为佳，避免了营养物质消耗，从而获得较高的生产效率，进而提高盐清化土地资源利用效率。

本研究中，综合分析形态指标和产量性状，盐碱地燕麦生育期长势较好、产量较高，表现出耐盐碱强的品种是：QP 3(远杂1号)和QP 6(坝燕6号)；干草产量高、籽粒产量较低、形态指标较高的品种是：QP 1(蒙燕1号)和QP 22(V 3)，可用于盐碱地燕麦以饲用干草为目的栽培；籽粒产量高、株高和叶量大、鲜重较高的是QP 4(张燕4号)、QP 10(魁北克燕麦)、QP 16(KONA)、QP 18(垅燕3号)、QP 20(甜燕麦)，可用于盐碱地燕麦以饲用鲜草为目的的栽培；各方面均较差，表现出盐敏感的不耐盐碱品种为：QP 19(青引2号)、QP 29(G 142)、QP 32(青引3号)。

燕麦品种因遗传基因不同[16]，还受盐碱土壤性状、气候条件、栽培技术等差异的影响[17-18]。因而，本研究为燕麦饲草的良种良法配套、内蒙古及相似地区盐碱地利用与改良提供理论参考。