天祝高寒区播期对7个燕麦品种饲草产量及品质的影响
2021-09-17童永尚鱼小军徐长林汪鹏斌宋建超
童永尚,鱼小军,徐长林,汪鹏斌,宋建超,李 珍,李 颖
(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)
燕麦是禾本科燕麦属草本植物,一般分为皮燕麦(Avenasativa)和裸燕麦(Avenanuda)[1],具有营养价值高、产草量高、抗旱、抗寒、抗贫瘠等特点[2],刈割后可以调制成干草或青贮饲料,是重要的粮饲兼用作物[3]。燕麦的最高产量和最佳生长期主要是由其自身的遗传特性和对生长区域环境的适应性决定。燕麦品种不同,其生育期、株高、茎粗、茎叶比、产草量等农艺特性均不相同。另外,由于生态环境的复杂多样,不同饲用燕麦品种在不同播期的生长特性也不相同[4]。由此,评价不同饲用燕麦品种的生态适应性,并确定与区域环境相匹配的饲用燕麦品种和适宜播期成为燕麦高产栽培领域亟待解决的问题[5]。
适宜的播种时期可以保证最大程度上满足作物在各个生长发育阶段对自然环境的要求,使作物的生长条件与外界环境相吻合,从而获得高产[6]。Muhammad等[7]指出,适当的调整播种期可以减轻气候对作物生产的负面影响。关于燕麦播期筛选国内外已做了较多研究。Konwar等[8]的研究结果表明,与适时播种相比,延迟播种导致各生理参数值逐渐降低;赵煜亮[9]、周萍萍等[10]和景婷婷等[11]的研究指出随播期推迟供试燕麦株高均显著降低,播期对‘英迪米特’燕麦的茎叶比、株高和倒伏率有显著影响(P<0.05),3个播期中,晚播处理最为合理;刘文辉[12]在青藏高原地区以3个燕麦品种为参试对象,对其产量和生长特性进行了分析,筛选出了适宜于该地区种植的最佳燕麦品种和最佳播期;徐长林[13]对不同燕麦品种的生长特性做了比较,得出‘青永久52’、‘察北’和‘青永久479’燕麦品种适于天祝高寒区推广种植;马雪琴等[14]认为,天祝高寒区种植燕麦在4月下旬播种效果最佳。该区域有关燕麦品种研究较早,近年来,燕麦新品种不断增加,还未对其进行试验研究。
因此本研究拟开展天祝高寒地区饲用燕麦最佳播期研究,对供试的7个燕麦品种4个播种时期的产草量、株高、茎叶比、鲜干比、茎基直径、根系生物量及营养品质进行试验比较,运用灰色关联度及聚类分析综合评价,以期筛选出适合天祝高寒地区的优异燕麦种质资源及最佳播种期,为该区燕麦饲草生产提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 试验地概况
试验地设于天祝县抓喜秀龙乡(37°40′ N,102°32′ E),海拔2 960 m,年平均气温—0.1℃,年均积温为1 380℃,年平均降水量为416 mm,降水主要集中于6,7,8,9月份。气温垂直分布明显,太阳辐射强,昼夜温差大,水热同期,无绝对无霜期,长冬无夏,仅有冷热季之分;试验地土壤为亚高山草甸土、亚高山黑钙土,土壤pH在7.0~8.2之间,0~20 cm土层土壤有机质含量为13.08%,全氮3.99 g·kg-1,全磷0.94 g·kg-1,全钾5.55 g·kg-1,速效氮205.27 mg·kg-1,速效磷31.47 mg·kg-1,速效钾417.02 mg·kg-1[15];气候类型为大陆性高原季风气候和大陆性半干旱气候,生长季水热状况见图1。
图1 试验区近30年和2020年生长季月均气温、月总降雨量
1.2 供试材料
选择生产中推广较多的早熟、中熟和晚熟燕麦品种7个,分别为‘青燕1号’、‘青海444’、‘青海甜燕麦’、‘莫妮卡’、‘青引2号’、‘陇燕3号’、‘梦龙’[5,16-17],见表1。
表1 供试材料
1.3 试验设计
参考已有文献[9],试验设4个播期,分别为2020年5月14日、5月21日、5月28日、6月4日,采用随机区组排列,小区面积3 m×5 m,小区间隔0.5 m,小区外围设1 m的保护行,重复3次。播种前翻地整平耙细,人工开沟条播,理论播种量为22.5 g·m-2,实际播种量按各品种种子发芽率和种子净度计算。播深3~4 cm,行距15 cm。
1.4 测定指标及方法
产草量:于每个播期和品种分别达到乳熟期(9月11日、9月18日、9月25日、10月3日左右)收割测产,每个小区内按行取2 m长,留茬5 cm刈割后并称取鲜重,每个小区重复3次。后随机取500 g鲜样在105℃下杀青30 min,在65℃烘箱中烘48 h至恒重,称干草质量。
株高:于乳熟期在每个小区分别选取具有代表性的10株,测量从地面至穗顶部的垂直高度,求平均值。
茎叶比:将500 g鲜草进行茎叶分离,分别称重,在烘箱中105℃杀青30 min,65℃烘至恒重后称重,求茎叶比。
鲜干比:在样地准确称取500 g鲜草,带回实验室置于烘箱中烘48 h至恒重后称重,计算鲜干比。
茎基直径:在样地随机取10株,用游标卡尺测定茎基下部第2茎节茎粗。
分蘖数:在样地随机取10株,进行统计。
根系生物量:在样地随机挖取10株,取样深度为30 cm,分别装入尼龙袋中,用流水反复冲洗干净,脱水后,烘干称重(均置于65℃烘箱烘至恒重,感量0.1 mg的分析天平称量所得干重)即为根系生物量。
营养价值:将烘干草样用粉碎机粉碎过1 mm筛,选取3个样品测定粗蛋白(crude protein,CP)含量(凯氏定氮法),可溶性糖含量(蒽酮法),中性洗涤纤维(neutral detergent fibre,NDF)和酸性洗涤纤维(acid detergent fibre,ADF)含量(采用Van soest纤维分析法)。
相对饲喂价值:
DDM(%DM)=88.9-ADF(%DM)
式中:DMI为粗饲料干物质的随意采食量,用占体重(BW)的百分比表示;DDM为可消化的干物质,用占干物质(DM)的百分比表示。
1.5 数据分析
利用SPSS 19.0中Compare Means对不同处理下的贮藏营养物质进行单因素方差分析,差异显著性采用Duncan法进行多重比较,利用系统聚类进行聚类分析,将28个处理根据干草产量和粗蛋白含量进行归类;利用Excel进行灰色关联度分析[18],对28个处理根据主要指标进行排名。依据灰色关联度理论,将7个燕麦品种的干草产量、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和可溶性糖含量视作一个整体进行综合评价。
第一、确定参考数列。以各指标的最理想值构成参考数列:X0(k)={X0(1),X0(2),X0(3),…,X0(n)},各指标的测定值为比较数列:Xi(k)= {Xi(1),Xi(2),Xi(3),…,Xi(n)},其中k=1,2,3,…,n,n为测定指标数(此处为12),i=1,2,3,…,(m为燕麦品种种类,此处为7)。
第二、指标的无量纲化。用Xi′(k)=Xi(k)/X0(k)对各指标原始数据进行无量纲化处理。
第三、计算比较数列Xi与参考数列X0各对应点的绝对差值。△i(k)=|X0(k)-Xi(k)|,此处△i(k)为第i个燕麦品种的指标测定值Xi与理想值X0在第k个指标上的绝对差值,则理想数列X0和比较数列Xi在k点的关联系数εi(k)为:
εi(k)=
式中:minmin|X0(k)-Xi(k)为二级最小差;maxmax|X0(k)-Xi(k)|为二级最大差;ρ为分辨系数,本试验中取ρ为0.5,视为同等重要。
2 结果与分析
2.1 播期对不同品种燕麦生产性能的影响
2.1.1播期对不同品种燕麦株高的影响 F检验表明,品种对燕麦株高的影响最大(表2)。不同播期相比,除‘青燕1号’,其它6个燕麦品种株高均在5月28日播期时达到最高值,‘青燕1号’在5月14日播期达到最高(图2)。‘青引2号’燕麦株高受播期影响最大,在5月28日播期时株高为106.2 cm,较5月14日播期提高16.5%,较5月21日播期提高18.1%,较6月4日播期提高12.0%。‘青燕1号’品种株高随播期推迟呈逐渐下降趋势,且下降幅度较慢。‘青海甜燕麦’和‘青海444’品种最高株高能达到120.1 cm,其它5个燕麦品种株高介于85.9~108.6 cm之间。不同品种相比,5月21日播期时‘青海甜燕麦’株高最高,其它3个播期时‘青海444’株高最高。
图2 不同播期下7个燕麦品种株高变化
2.1.2播期对不同品种燕麦干草产量的影响 F检验表明,品种对燕麦干草产量的影响最大(表2)。不同播期相比,‘青海甜燕麦’、‘青引2号’、‘莫妮卡’、‘梦龙’、‘青海444’和‘陇燕3号’燕麦在5月28日播期干草产量达到最高,分别为19 488 kg·hm-2,17 036 kg·hm-2,17 924 kg·hm-2,18 892 kg·hm-2,12 469 kg·hm-2,18 449 kg·hm-2(图3);‘青燕1号’在5月14日播期干草产量达到最高,为18 351 kg·hm-2。‘青海444’品种较其它6个燕麦品种受播期影响较小,稳产性能较高。不同品种相比,5月14日播种时‘青燕1号’产量最高,为18 351 kg·hm-2;5月21日播种时‘陇燕3号’产量最高,为18 238 kg·hm-2;5月28日播种时‘青海甜燕麦’产量最高,为19 488 kg·hm-2;6月4日播种时‘梦龙’产量最高,为18 892 kg·hm-2。
图3 不同播期下7个燕麦品种干草产量变化
2.1.3播期对不同品种燕麦分蘖的影响 F检验表明,播期对燕麦分蘖数的影响最大(表2)。7个燕麦品种随播种期延迟,其分蘖数均逐渐增加。‘青海444’分蘖能力最强,分蘖数介于1.30~2.10之间,6月4日播种分蘖数达到2以上,较5月14日播种提高55.64%,较5月21日播种提高16.95%,较5月28日播种提高7.25%(表3);‘青海甜燕麦’分蘖能力最差,随播期变化,分蘖数在1.00~1.20之间波动。同一播期下不同品种相比,‘青海444’分蘖数最多,分蘖能力最强。
2.1.4播期对不同品种燕麦茎叶比的影响 F检验表明,品种对燕麦茎叶比的影响最大(表2)。‘青海甜燕麦’、‘青海444’、‘梦龙’和‘陇燕3号’4个燕麦品种,其茎叶比随播期推迟呈先增大后减小趋势,‘青引2号’和‘莫妮卡’2个品种随播期推迟,茎叶比逐渐增大,‘青燕1号’茎叶比先降低后增加(表3)。‘青引2号’燕麦相较于其它6个燕麦品种,茎叶比最低,其在5月14日播种时,茎叶比达到最低值,为1.08,‘陇燕3号’在5月28日播种时茎叶比达到最高,为2.16,相较于‘青引2号’,增大了2倍。同一播期下不同品种相比,‘陇燕3号’茎叶比最大,‘青引2号’茎叶比最小。
2.1.5播期对不同品种燕麦鲜干比的影响 F检验表明,品种对燕麦鲜干比的影响最大(表2)。‘青海甜燕麦’品种随着播期推迟,其鲜干比逐渐增大,在前3个播期时的变化幅度较小,6月4日播种时变化显著,为3.63,相比5月14日播种增大了27.82%(表3);‘陇燕3号’品种随着播期推迟,鲜干比逐渐减小,其在5月14日播种时鲜干比达到最高值,为3.93,相比6月4日播种增大了23.81%;‘青海444’品种随播期推迟,其鲜干比变化最小,保持在0.12~0.21的变化范围之内;‘莫妮卡’、‘梦龙’、‘青燕1号’在6月4日播种时,鲜干比具有最高值,分别为3.66,3.69,3.30;‘青引2号’品种鲜干比表现出先增大后减小趋势,在5月21日播种时达到最高值,为3.02。不同品种相比,5月14日、5月21日、5月28日播种时‘陇燕3号’鲜干比最大,6月4日播种时‘青海甜燕麦’鲜干比最大。
表2 播期和品种交互作用下燕麦产量指标的方差分析
表3 不同播期处理下7个燕麦品种形态指标变化
2.1.6播期对不同品种燕麦茎基直径的影响 F检验表明,品种对燕麦茎基直径的影响最大(表2)。‘青海甜燕麦’和‘青引2号’2个燕麦品种,其茎基直径随播期推迟,表现出先减小后增大趋势,均在6月4日播种达到最大值,分别为3.83 mm和2.59 mm(表3);‘莫妮卡’、‘青海444’、‘陇燕3号’3个燕麦品种,随播期推迟,茎基直径呈先增大后减小趋势,且均在5月28日播种达到最大值,分别为2.89 mm,4.35 mm,2.78 mm;‘梦龙’燕麦随播期推迟,茎基直径逐渐增大,在6月4日播种时茎基直径最大,为3.34 mm;‘青燕1号’品种茎基直径随播期推迟,在5月21日播种时茎基直径最大,为2.72 mm。同一播期下‘青海444’燕麦茎基直径最大。
2.1.7播期对不同品种燕麦根系生物量的影响 F检验表明,播期对燕麦根系生物量的影响最大(表2)。随着播期推迟,7个燕麦品种根系生物量均呈现逐渐上升趋势,且都在6月4日播种时达到最大值。‘青海444’品种相较于其它6个燕麦品种,播期对根系生物量的影响最为显著,其最大根系生物量为0.29 g,较5月14日播种增加1.7倍,较5月21日播种增加93.33%,较5月28日播种增加31.82%。同一播期下‘青海444’燕麦根系生物量最大(表3)。
2.2 播期对不同品种燕麦营养指标的影响
2.2.1播期对不同品种燕麦粗蛋白含量的影响 F检验表明,播期对燕麦粗蛋白含量的影响最大(表4)。7个燕麦品种粗蛋白含量介于5.29%~8.63%之间(表5)。不同播期相比,‘青海甜燕麦’、‘莫妮卡’、‘梦龙’、‘陇燕3号’、‘青燕1号’5个燕麦品种在5月28日播种时粗白含量达到最高,分别为7.09%,7.83%,6.71%,7.59%,8.01%;‘青引2号’品种粗蛋白含量随播期推迟表现出先降低后升高的变化趋势,在6月4日播种时,粗蛋白含量最高,为6.30%;‘青海444’品种粗蛋白含量随播期推迟呈逐渐升高趋势,在6月4日播种时,粗蛋白含量最高,为8.63%,比‘青海甜燕麦’最高粗蛋白含量高21.72%,比‘青引2号’最高粗蛋白含量高36.98%。不同品种相比,5月14日播种时‘陇燕3号’粗蛋白含量最高,为6.53%,5月21日和6月4日播种时‘青海444’粗蛋白含量最高,为7.10%和8.63%,5月28日播种时‘青燕1号’粗蛋白含量最高,为8.00%。
2.2.2播期对不同品种燕麦NDF含量的影响 F检验表明,品种对燕麦NDF含量的影响最大(表4)。7个燕麦品种NDF含量总体介于51.16%~63.58%之间(表5)。不同播期相比,‘青海甜燕麦’在6月4日播种时NDF含量最低,为51.16%;‘青引2号’、‘梦龙’在5月21日播种时NDF含量最低,为56.85%和52.53%;‘莫妮卡’、‘青海444’、‘青燕1号’在5月28日播种时NDF含量最低,为55.02%,57.31%,56.06%;‘陇燕3号’在5月14日播种时NDF含量最低,为56.65%。总体来看,播期对‘青燕1号’燕麦的NDF含量影响相对较小,其变化范围为2.35%~3.59%,对‘青海甜燕麦’的NDF含量影响相对较大,其变化范围为3.72%~7.96%。不同品种相比,5月14日和5月21日播种时‘梦龙’NDF含量最低,为55.35%和52.53%,5月28日播种时‘莫妮卡’NDF含量最低,为55.02%,6月4日播种时‘青海甜燕麦’NDF含量最低,为51.16%。
2.2.3播期对不同品种燕麦ADF含量的影响 F检验表明,播期对燕麦ADF含量的影响最大(表4)。7个燕麦品种ADF含量总体介于31.57%~40.69%之间(表5)。不同播期相比,‘青海甜燕麦’、‘陇燕3号’、‘青燕1号’在5月21日播种时,ADF含量最低,分别为31.70%,35.45%,34.81%;‘青引2号’、‘莫妮卡’、‘梦龙’、‘青海444’在5月28日播种时ADF含量最低,分别为31.57%,31.76%,34.21%,34.73%。不同品种相比,5月14日和5月28日播种时‘青引2号’ADF含量最低,为35.67%和31.57%,5月21日播种时‘青海甜燕麦’ADF含量最低,为21.70%,6月4日播种时‘梦龙’ADF含量最低,为34.44%。
表4 播期和品种交互作用下燕麦品质指标的方差分析
2.2.4播期对不同品种燕麦可溶性糖含量的影响 F检验表明,品种对燕麦可溶性糖含量的影响最大(表4)。不同播期下7个燕麦品种的可溶性糖含量总体介于10.66%~34.5%之间(表5)。不同播期相比,‘青海甜燕麦’和‘青引2号’在5月14日播种时,可溶性糖含量达到最高,分别为31.62%和18.74%;‘莫妮卡’和‘青燕1号’在5月28日播种时达到最高,分别为27.51%和18.81%;‘梦龙’、‘青海444’、‘陇燕3号’在6月4日播种时达到最高,分别为34.50%,27.40%,25.30%。‘莫妮卡’品种可溶性糖含量随播期推迟先升高后降低,‘梦龙’和‘陇燕3号’可溶性糖含量随播期推迟出现先降低后升高趋势。不同品种相比,5月14日、5月28日和6月4日播种时‘梦龙’可溶性糖含量最高,分别为31.69%,31.36%,34.50%,5月21日播种时‘莫妮卡’可溶性糖含量最高,为27.51%。
2.2.5播期对不同品种燕麦RFV的影响 F检验表明,品种对燕麦RFV的影响最大(表4)。7个燕麦品种的RFV在84.13~108.68之间(表5)。不同播期相比,‘青海甜燕麦’在5月21日播种时RFV达到最大值,为108.68;‘青引2号’在5月14日播种时RFV达到最大,为98.54;‘莫妮卡’、‘梦龙’、‘青海444’、‘陇燕3号’、‘青燕1号’5个品种在5月28日播种时RFV达到最大值,分别为108.4,106.55,100.24,94.12,102.30,且随着播期推迟基本呈先升高后降低趋势,‘青引2号’RFV随播期推迟逐渐减小。不同品种相比,5月14日播种时‘梦龙’RFV最大,为100.67,5月21日和6与4日播种时‘青海甜燕麦’RFV最大,为108.68和108.04,5月28日播种时‘莫妮卡’RFV最大,为108.40。
表5 不同播期处理7个燕麦品种养分含量变化
2.3 灰色关联度最佳播期和品种确定
选取具有代表性的5个指标,分别为干草产量、粗蛋白含量、中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含量、可溶性糖含量,对4个播期和7个燕麦品种共28个处理进行灰色关联度综合评价。由表6可知,5月28日种植的‘莫妮卡’燕麦排名第一,其表现最好,其次是5月28日和6月4日种植的‘梦龙’;‘莫妮卡’、‘梦龙’、‘青海甜燕麦’、‘陇燕3号’、‘青燕1号’、‘青引2号’分别在在5月28日播种时的综合表现在4个播期中的排序均为第一,说明这6个品种在5月28日种植最优;‘青海444’在6月4日播种时的综合表现在4个播期中排序第一。按照加权关联度排名可发现,5月21日种植‘梦龙’燕麦和5月14日种植‘青海甜燕麦’,饲草综合表现一样,5月21日种植‘陇燕3号’和6月4日种植‘青海甜燕麦’,饲草综合表现一样。
表6 不同燕麦品种4个播期的关联度和排序
2.4 不同播期下7个燕麦品种聚类分析
本试验针对4个播期和7个燕麦品种共28个处理的干草产量和粗蛋白进行了聚类分析,运用SPSS 19.0系统聚类中平方Euclidean距离聚类和平均联接(组间)构建树形图(图4),在欧式距离为10处,可将其分为4大类。第Ⅰ类为高产高蛋白类,包括5月28日播种的‘莫妮卡’、‘陇燕3号’、‘青燕1号’;第Ⅱ类为低产高蛋白类,包括5月28日和6月4日播种的‘青海444’;第Ⅲ类为低产低蛋白类,包括6月4日播种的‘青海甜燕麦’、‘青引2号’、‘青燕1号’,5月14日播种的青引1号和‘青海444’、5月21日播种的‘青海444’;第Ⅳ类为高产低蛋白类,包括5月14日播种的‘青海甜燕麦’、‘莫妮卡’、‘陇燕3号’、‘梦龙’、‘青燕1号’,5月21日播种的‘青引2号’、‘青海甜燕麦’、‘梦龙’、‘青燕1号’、‘莫妮卡’、‘陇燕3号’,5月28日播种的‘梦龙’、‘青海甜燕麦’、‘青引2号’,6月4日播种的‘梦龙’、‘陇燕3号’、‘莫妮卡’。
图4 不同播期下7个燕麦品种聚类分析
3 讨论
3.1 播期对不同品种燕麦生产性能的影响
播期是重要的栽培因子之一,恰当的播期可以充分利用环境与气候因子,使作物获得高产[19]。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、生长速率等性状的综合体现[20]。本研究发现,播期、品种、播期和品种互作对燕麦的产草量均具有极显著影响(P<0.01)(表3),其中品种对燕麦产草量的影响最大。本试验中,不同播期相比,早熟品种‘青燕1号’在5月28日播期综合表现最好,‘青海444’在6月4日播期综合表现最好,说明早熟品种应该适时晚播,最佳播种期在5月28日至6月4日之间;而‘莫妮卡’、‘梦龙’、‘青引2号’和晚熟品种‘青海甜燕麦’、‘陇燕3号’均在5月28日播期时综合表现最好,说明中熟和晚熟品种种植时间应该比早熟品种至少提前1周左右,这与刘君馨[21]的研究结果相似,高海拔地区积温较低,晚熟品种推迟播种,就会造成减产。而马雪琴等[14]在天祝县华藏寺养鹿场的研究表明,永久444燕麦最佳播期应为5月上旬,与本研究结果有所不同,原因在于养鹿场海拔较抓喜秀龙乡低,积温相对较高,返青期早,所以播种时间较早。除‘青燕1号’之外的其它6个燕麦品种分别在5月28日播期干草产量显著高于最后一个播期(P<0.05),说明在5月28日播种时这6个品种能够充分利用生态条件[13,22]使其获得高产。本研究中,品种对不同播期燕麦产量影响极显著,5月14日播种时‘青燕1号’产量最高,5月21日播种时‘陇燕3号’产量最高,5月28日播种时‘青海甜燕麦’产量最高,6月4日播种时‘梦龙’产量最高,这主要是由燕麦的遗传特性决定的。不同燕麦品种对环境因子的需求不尽相同,5月14日为第一个播期,随着播期推后,气温和降雨量越来越高,说明‘青燕1号’燕麦所需的温度和水分条件较其它燕麦品种低。已有研究[23-25]结果也表明,准确把握作物播种期是作物获得高产的先决条件,播种时期过早会因需水关键期、降雨高峰期不吻合或寒潮冻害等而大幅度减产,播种时期过晚会因生长时间不足、成熟不好而降低产量[26]。本试验中7个燕麦品种6月4日播种时的产量,相比前3个播期产量骤然下降,这是由于进入8月份之后,温度和降水量都急剧下降,使得燕麦的生育进程变得愈加缓慢,导致6月4日播种的燕麦不能达到乳熟期,使得产量降低。‘青海444’品种在株高、分蘖数、含水量、茎基直径4个方面均优于‘梦龙’等其他品种,但是干草产量却是所有品种中最低的,这主要是由于其出苗差,导致单产水平低。
本研究中,播期和品种互作对燕麦茎叶比达到显著水平,播期、品种、播期和品种互作对燕麦株高、分蘖数、鲜干比、根系生物量、茎基直径都具有极显著影响。株高是反映其产量高低较为理想的一个特征值[27],本研究发现,供试燕麦品种‘青燕1号’株高随播期推迟逐渐降低,与吴娜等[28]研究结果一致,但7个燕麦品种随播种期延迟,其分蘖数和根系生物量均逐渐增加,这与王永刚等[29]研究结果不同。这是因为随着播期的推迟,气温升高,雨量增多,燕麦植株营养生长阶段的外部环境较适宜其生长所致[14]。茎叶比是衡量牧草经济性状的一个重要指标[30],茎叶比越小,营养物质含量越丰富,适口性和消化率越好,反之,茎叶比越大,品质降低,适口性越差[31]。本研究中,同一播期下‘陇燕3号’茎叶比最大,‘青引2号’茎叶比最小,说明同一播期下‘陇燕3号’燕麦适口性最差,‘青引2号’适口性最好。
3.2 播期对不同品种燕麦营养指标的影响
CP和粗纤维含量是反映牧草营养价值高低的重要指标[6]。CP含量高,粗纤维含量低,营养价值则高[32]。本研究发现,播期、品种、播期和品种互作对燕麦品质均具有极显著影响(P<0.01),其中品种对燕麦CP,NDF含量、可溶性糖含量和RFV的影响最大,播期对燕麦ADF含量的影响最大(表5)。5月14日播种时‘陇燕3号’燕麦CP含量最高,而‘陇燕3号’燕麦在5月28日播种时CP含量最高。本研究中供试燕麦CP含量介于5.29%~8.63%之间,与魏小星等[33]在青海互助县的研究结果基本一致。供试燕麦品种‘青海444’CP含量随播期推迟逐渐升高,与刘佩芬[34]研究结果一致。而‘青海甜燕麦’、‘莫妮卡’、‘梦龙’、‘陇燕3号’和‘青燕1号’品种,CP含量随播期推迟先增加后降低,这主要由于供试品种不同,遗传特性有差异,且生境条件不同,导致试验结果差异明显。
粗纤维包括NDF和ADF,其含量高低直接影响饲草品质及消化率[35]。王赛[36]研究发现,晚播燕麦ADF含量和NDF含量较早播高。而在本试验中,7个燕麦品种的ADF含量和NDF含量随播期推迟,呈现出不同的变化规律,这可能是由于7个燕麦品种自身基因和环境因子相互作用的结果。由表4可以看出,‘莫妮卡’和‘青海444’品种的NDF值和ADF值在5月28日播种时均达到最低,说明这两个品种在5月28日播种时适口性最好,采食率最高[37]。可溶性糖是参与植株代谢的重要物质,并且影响牧草消化率与适口性[38]。本试验研究表明,不同播期下7个燕麦品种的可溶性糖含量差异显著。5月14日、5月28日和6月4日播种时‘梦龙’可溶性糖含量均高于其它6个燕麦品种,5月21日播种时‘莫妮卡’可溶性糖含量最高,说明播期和品种互作对燕麦可溶性糖含量有一定的影响,这可能是由品种、气候条件及土壤条件等因素引起的。
牧草RFV是粗饲料质量评定指数,相对饲喂价值越大,牧草品质越好[39]。RFV是由NDF和ADF含量共同决定。本研究中,7个燕麦品种RFV在84.13~108.68之间,与梁国玲等[40]在青藏高原高寒区的研究结果基本一致,但低于柳茜等[41]在攀西地区的研究结果,这可能是由于栽培条件、遗传特性所致。参照市场相对饲喂价值分级标准[42],‘青引2号’饲草品质在5月14日播种时能够达到3级饲草标准,‘青海444’和‘陇燕3号’饲草品质在5月28日播种时达到3级饲草标准,‘青海甜燕麦’饲草品质在5月21日播种时达到2级饲草标准,‘莫妮卡’、‘梦龙’和‘青燕1号’饲草品质在5月28日播种时达到2级饲草标准。
3.3 灰色关联度最佳播期和适宜品种确定
单一的产草量指标并不能反映出饲草的综合价值,要选取其具有代表性的产量和品质指标进行综合评价。灰色关联度是燕麦品质评价中较为常见的评价方式,其数学原理是通过比较若干待评价对象所构成的曲线与理想最优对象所构成的曲线在几何形状上的接近程度的大小进行排序,待评价对象的灰色关联度越大,其排名越靠前[43]。本研究利用干草产量、CP,NDF,ADF和可溶性糖含量的相对值进行灰色关联度综合评价,得出在天祝高寒地区,5月28日种植的‘莫妮卡’燕麦综合表现最好,其次是5月28日和6月4日种植的‘梦龙’燕麦;7个燕麦品种相比较,‘青海甜燕麦’、‘青引2号’、‘莫妮卡’、‘梦龙’、‘陇燕3号’和‘青燕1号’6个燕麦品种在5月28日种植最优,‘青海444’在6月4日种植最优;5月21日种植‘梦龙’燕麦和5月14日种植‘青海甜燕麦’,饲草综合表现一样,5月21日种植‘陇燕3号’和6月4日种植‘青海甜燕麦’,饲草综合表现一样。
4 结论
4个播期和7个供试燕麦品种共28个处理相比较,5月28日种植的‘青海甜燕麦’干草产量最高,为19 488 kg·hm-2,6月4日种植的‘青海444’粗蛋白含量最高,为8.63%;随着供试播期推迟,7个燕麦品种分蘖数和根系生物量逐渐增大。利用干草产量、粗蛋白含量、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和可溶性糖含量的相对值进行灰色关联度综合评价得出,在天祝高寒地区,5月28日播期种植的‘莫妮卡’综合表现相对最优,其次是5月28日种植的‘梦龙’。通过聚类分析得出,5月28日播种的‘莫妮卡’、‘陇燕3号’、‘青燕1号’具有高产高蛋白特性,在生产上可优先栽培。