不同燕麦品种在迪庆高寒牧区的青贮潜力

2022-03-26许文花田健帆马向丽

草业科学 2022年3期

张冉，杨蔚，任健，王文，许文花，田健帆，刘莉，马向丽

（1.云南农业大学动物科学技术学院, 云南昆明 650201；2.红云红河集团昆明卷烟厂, 云南昆明 650202；3.云南省种羊繁育推广中心, 云南寻甸 655200）

高寒牧区是指处于高海拔、低气温、中等湿润或干旱自然条件下，以经营适应性强、具有高原特色的牲畜为主的畜牧业地区[1]。高寒牧区适于发展高寒畜牧业，但其冷季长、暖季短的特点导致冬季几乎无可青刈利用的牧草。近年来，由于牲畜数量的暴增和草地管理经营水平低下，导致天然草地承载力不足以支撑高寒牧区畜牧业的发展[2]。其中，作为世界上面积最大、最集中连片的中国南方喀斯特生态脆弱区[3]，云南高原地区冬春季枯草期牲畜体重下降乃至乏弱、死亡，加重了牲畜“夏壮、秋肥、冬瘦、春死”的现象，对牧区经济负面影响增大[4]。因此，在高寒牧区建立栽培草地，评价不同牧草在迪庆地区的青贮潜力，并确定与区域环境相匹配的饲用青贮饲草品种对当地畜牧业发展具有积极作用。

燕麦(Avena sativa)是禾本科燕麦属一年生草本植物，一般分为皮燕麦和裸燕麦两大类[5]，皮燕麦麸皮与种子紧密连接，主要在北半球温带种植作饲用，裸燕麦则主要作食用。燕麦在我国种植历史悠久，遍及各山区、高原和北部高寒的冷凉地带，历年种植面积约1 200 万hm2[6]。在吉林省西部地区的早熟燕麦分别于4 月和7 月播种，4 月播种的出苗、孕穗和开花期均呈上升趋势，7 月播种的拔节、孕穗期呈下降趋势，表明可通过调整播期以减少气候变化对燕麦产量的影响[7]。在二阴地区的燕麦青贮发酵研究发现，‘陇燕3 号’为7 个燕麦品种中产量、营养成分及青贮发酵品质最优，适宜在该地区种植[8]。含水量为65%～70%时，燕麦的青贮发酵效率最佳，同时，相关研究表明，青贮可增加燕麦的粗蛋白含量，降低粗纤维含量，提高干物质回收率，以及加快反刍动物对其的消化速率[9]。在甘肃庆阳地区的燕麦常规青贮试验结果表明，乳熟期燕麦青贮干物质含量极显著高于孕穗期燕麦青贮(P＜ 0.01)，青贮品质优良[10]。不同有机酸添加剂对‘Baler Ⅱ’发酵品质的影响研究表明，处理组乳酸、乙酸、丁酸含量均低于无添加剂的处理，且均未检测出丙酸，丙酸杆菌可能在发酵过程中失活[11]。燕麦经青贮后，既可减少养分损失又有利于动物消化吸收，且在相同收获时期下，通过乳酸发酵的燕麦其营养价值优于青干草[12]，但西南高寒地区相关研究报道的缺乏致使燕麦青贮技术难以与生产实践相结合。

为此，本研究对11 个燕麦品种进行生育期观测，测定乳熟期常规青贮发酵品质及营养成分，客观评价各品种青贮特性，以期筛选出能适应滇西北高寒牧区气候、地理条件的青贮燕麦品种，为该地区种植业结构调整提供依据和参考。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地位于迪庆藏族自治州普达措国家公园格咱属都湖尼嘎牧场(27°57′50.4″ N，99°56′4.0″ E)，海拔3 658 m，地形较为平整。该地气候类型属寒温带山地季风气候，年平均气温7.02 ℃，≥10 ℃的年积温1 250～1 606 ℃·d，年降水量621.03 mm，降水天数约160 d，主要集中在6 月- 9 月。太阳辐射强烈，昼夜温差大，无霜期254 d，秋冬长而春夏短[13]。前期测得试验地土壤为亚高山草甸土，土壤pH 在5.8～6.2，0 -20 cm 土层土壤有机质含量为10.84%，速效氮、速效磷、速效钾含量分别为230.09、64.81 和267.08 mg·kg-1。

1.2 供试材料

1.3 试验设计

播期为2019 年5 月25 日，采取完全随机区组设计，小区面积15 m2(3 m × 5 m)，小区间距为0.5 m，小区外围设1 m 的保护行，各处理设置3 个重复。播种前，采用旋耕机翻耕，晾晒1 d，播种方式为撒播，播量30 g·m-2；播种时，施底肥为氮磷钾(N、P、K 各占15%)复合肥0.5 kg·m-2，苗期每平方米追施复合肥0.3 kg，同时，进行人工除杂，并辅以合理的田间管理，并进行生育期观测。于乳熟后期刈割新鲜燕麦粉碎至约2 cm，晾晒1 d，混合均匀后装入不透明的PVC 发酵罐(5 L)中，压实度为700 kg·m-3，室温环境下避光自然发酵60 d，每个品种设置3 个重复。

1.4 测定指标及方法

产量：各小区于乳熟后期按1 m × 1 m 样方刈割后称重量，留茬高度3～5 cm，称取鲜草重量。随机称取1 kg 鲜样，105 ℃杀青30 min，65 ℃烘干至恒重，称重换算为干草产量[14]。

青贮发酵品质：青贮燕麦开罐后，根据德国农业协会(Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft，DLG)评分法，对青贮燕麦品种的色泽、气味、质地进行感官评价[15]，分为腐败(0～5 分)、中等(6～10 分)、良(11～15 分)和优(16～20 分) 4 个等级；后参照DB15/T 1458 - 2018 标准[16]，利用pH计(OHAUS ST3100/F)测定各处理pH；采用NH4+-N 比色法测定氨态氮/总氮；采用高效液相色谱仪(日本，岛津LC 2030)测定有机酸(乳酸、乙酸、丙酸、丁酸)含量，色谱柱为Shodex Rspark KC-811 (8 mm × 300 mm)。各处理重复3 次。

营养价值：分别利用青贮前后的烘干材料，粉碎过1 mm 筛的，采用常规烘箱法测量干物质(dry matter, DM)含量；采用凯氏定氮法测定粗蛋白质(crude protein, CP)含量；采用索氏脂肪提取法测定粗脂肪(crude fat, EE)含量；采用Van Soest 纤维法测定酸性洗涤纤维(acid detergent fiber, ADF)、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber, NDF)含量[17]，采用硫酸-蒽酮比色法测定可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate, WSC)含量[18]。各处理重复3 次。

1.5 数据处理

利用SPSS 20.00 软件对试验数据进行单因素方差分析(One way)，采用Duncan 进行0.05 水平多重比较，所有数据均表示为均值 ± 标准差。用Excel 2016进行数据处理和作图。

参考童永尚等[19]的方法，采用灰色系统理论，确定参试品种为一个灰色系统，进行灰色关联度综合评价分析青贮相关指标，综合评价各品种燕麦的青贮潜力。根据加权关联度的大小，规定ri≥ 0.7为优秀；0.6 ≤ri＜ 0.7 为良好；0.5 ≤ri＜ 0.6 为中等；ri＜ 0.5 为差[20]。参试指标共8 个，分别为干草产量、氨态氮、乳酸、粗蛋白、粗脂肪、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、可溶性糖。

2 结果与分析

2.1 不同燕麦品种生育期

11 个燕麦品种在试验地区均可以完成一个完整的生育期，生育天数为81～116 d (表1)。各品种在播种后11～13 d 均进入出苗期，其中‘领袖’、‘美达’、‘ESK’出苗最早；各品种分蘖期相差最多7 d；除‘美达’ 6 月底进入拔节期外，其余品种均在7 月上旬进入拔节期；播种后约50 d 后进入孕穗期。各品种抽穗时间相差较大，为7 月20 日 - 8 月28 日，最长距孕穗期39 d；各品种开花期距抽穗期9～12 d。成熟期由乳熟期、蜡熟期、完熟期构成，各品种完成成熟期约25 d 左右。各品种于11 月初进入枯黄期，‘美达’、‘ESK’、‘枪手’、‘领袖’的生育天数为81～88 d；‘贝勒’、‘太阳神’、‘YARRAN’、‘燕王’为92～99 d；‘贝勒Ⅱ’、‘LAMPTON’、‘爱沃’为101～116 d。

表1 不同燕麦品种的生育期Table 1 Growth period of different oat cultivars

2.2 不同燕麦品种产量比较

供试燕麦干草产量均高于11 100 kg·hm-2，其中以‘领袖’为最高，达17 060.93 kg·hm-2，显著高于‘贝勒Ⅱ’、‘爱沃’、‘ESK’和‘YARRAN’(P＜ 0.05)，但与‘贝勒’、‘太阳神’、‘燕王’、‘美达’、‘LAMPTON’、‘枪手’差异不显著(P＞ 0.05) (图1)。而‘ESK’显著低于除‘YARRAN’外的其他所有品种。

此次研究中，24例患者均出现软组织肿胀，踝关节间隙狭窄与正常间隙分别为6例与18例。其中踝关节面骨质破坏6例，面骨质破坏：胫骨远端后缘关节与距骨关节面的比例为1：3；面骨质破坏：胫骨远端关节与距骨穹隆关节面和比例为2：3，下胫腓关节内软组织肿块形成共9例；24例患者中，距骨穹隆部关节软骨大程度变薄、信号不规律且杂乱，为12例；胫骨远端关节骨质出现变薄，为6例；合并距骨骨髓水肿发生，为8例；距骨关节软骨下骨、胫骨远端软骨下骨质破坏分别为5例与3例。

图1 不同品种燕麦的干草产量Figure 1 Hay yield of different oat cultivars

2.3 不同燕麦品种青贮发酵品质

‘贝勒’、‘太阳神’、‘领袖’、‘燕王’、‘爱沃’、‘美达’、‘ESK’，经青贮后色泽上与原材料相似，烘干后呈淡褐色；无丁酸臭味，有芳香果味，且茎叶结构保持良好，得分较高(表2)。‘贝勒Ⅱ’因在质地方面茎叶结构保持较差而次于前者。‘枪手’、‘YARRAN’、‘LAMPTON’经发酵后有微弱的丁酸臭味或较强的酸味，芳香味弱，但色泽和质地均较好。以上11 个燕麦品种均被判定为优等级。

经青贮发酵后，‘贝勒’的pH 最低，‘领袖’、‘美达’、‘YARRAN’的pH 依次为5.09、5.14、5.50，较高的酸度不利于发酵，且pH 高于5.0 被认为是劣质发酵[21]，因此，三者不再进行后续指标测定。各品种的氨态氮/总氮含量均未超过10%，其中最高为‘贝勒’，为9.63%，‘ESK’的氨态氮含量最低，为4.09%，但与‘贝勒Ⅱ’间无显著差异(P＞ 0.05) (表3)。‘ESK’的乳酸含量最高(P＜ 0.05)，为59.11 g·kg-1，‘枪手’、‘LAMPTON’较低，均低于27 g·kg-1。各品种的乙酸含量差异并不大，均低于1.00 g·kg-1，且‘太阳神’、‘ESK’、‘LAMPTON’间差异不显著(P＞ 0.05)。本研究中检出的丁酸、丙酸无一超出该标准，且大部分青贮燕麦中并未检出丁酸、丙酸。

表 2 不同品种燕麦青贮后的感官评分Table 2 Sensory scores of different silage oat cultivars

表3 不同品种燕麦青贮后的发酵品质Table 3 Fermentation quality of different oat cultivars

2.4 不同燕麦品种青贮前后营养指标

‘贝勒’、‘贝勒Ⅱ’的粗蛋白含量高于17% (表4)，但二者间差异不显著(P＞ 0.05)，而‘枪手’的粗蛋白含量仅有13.00%。‘贝勒’、‘贝勒Ⅱ’的粗脂肪含量无显著差异(P＞ 0.05)，其中以‘贝勒Ⅱ’的粗脂肪含量最高，为3.12%。‘枪手’的酸性洗涤纤维含量显著高于‘燕王’(P＜ 0.05)；‘爱沃’、‘ESK’间差异也不显著(P＞ 0.05)，但仅有‘ESK’低于30%。‘爱沃’和‘ESK’的中性洗涤纤维含量均低于50%，显著低于其余品种(P＜ 0.05)。‘燕王’的可溶性糖含量将近12%，显著高于‘贝勒’(P＜ 0.05)，‘枪手’的可溶性糖含量低于4.5%。

表4 不同燕麦品种的全株营养成分Table 4 Nutrient composition of different oat cultivars

青贮后燕麦品种的干物质含量在32%～48% (表5)，其中以‘LAMPTON’的干物质含量最高，为47.81%，显著高于其余品种(P＜ 0.05)。‘贝勒’、‘贝勒Ⅱ’的粗蛋白含量高于19%，显著高于其余品种(P＜ 0.05)。各青贮材料粗脂肪中，以‘贝勒Ⅱ’最高，为2.83%，显著高于其余品种(P＜ 0.05)；共有4 个品种的粗脂肪含量高于2%。经过青贮，燕麦的纤维含量有所下降，‘贝勒Ⅱ’的酸性洗涤纤维较青贮前下降了23.5%，‘LAMPTON’下降了20.21%；‘贝勒Ⅱ’的中性洗涤纤维较青贮前下降了12.13%，‘LAMPTON’下降了11.41%。‘燕王’的可溶性糖含量最高，为5.28%，‘枪手’的可溶性糖含量最低，为2.30%，二者差异显著(P＜ 0.05)，但各品种间可溶性糖含量差异较小。

表 5 不同燕麦品种青贮饲料营养成分Table 5 Nutrient composition of silage from different oat cultivars

2.5 灰色关联度最佳品种确定

运用灰色关联度综合评价法对供试燕麦品种青贮发酵品质综合评价，结果表明，青贮发酵品质最高的是‘贝勒Ⅱ’(r= 0.808 5)，最低的为‘枪手’(r=0.596 0) (表6)。青贮发酵品质优秀的有‘贝勒Ⅱ’、‘ESK’、‘贝勒’；良好的有‘太阳神’、‘LAMPTON’、‘爱沃’、‘燕王’；中等的是‘枪手’。

表6 不同燕麦品种的关联度和排序Table 6 Correlation degree and order of different oat cultivars

3 讨论

3.1 燕麦适宜在迪庆地区种植

燕麦的生育期观测最能直观反映引种的适应性[22]，本研究中11 个燕麦品种均可在迪庆地区完成完整的生育期，表明燕麦适宜在高海拔冷凉地区进行种植生产。徐长林[23]认为在适宜的水热状况下，燕麦播种6～8 d 后即可出苗，但本研究结果显示，11 个燕麦品种的出苗期距播种期为11～13 d，普达措国家森林公园处于高海拔地区，平均海拔约3 500 m，年均温5.4 ℃，燕麦种子萌发受到影响，导致出苗期延迟。燕麦的生育期长短主要由遗传基因决定，王柳英[24]研究指出，生育期小于85 d 的为极早熟型，86～100 d 的为早熟型，101～115 d 的为中熟型，116～130 d 的为晚熟型，超过130 d 的为极晚熟型。本研究结果中，‘美达’、‘ESK’的生育期分别为81 和84 d，按上述标准为极早熟型；‘枪手’、‘领袖’、‘贝勒’、‘太阳神’、‘YARRAN’、‘燕王’为早熟型；‘贝勒Ⅱ’、‘LAMPTON’为晚熟型。本研究中，各燕麦品种干草产量均高于11 100 kg·hm-2，最高可达17 060.93 kg·hm-2(‘领袖’)，这与高山等[22]在吉林长春地区的研究结果(最高达19 521.3 kg·hm-2)有一定差距，除地理因素外，可能是因为迪庆地区天然草地长期放牧导致地上生物量低，土壤偏酸性且速效肥力极低，所以产量低于预期。‘领袖’、‘LAMPTON’、‘美达’、‘太阳神’、‘枪手’、‘贝勒’、‘燕王’间干草产量差异不显著(P＞ 0.05)，为该地区高产燕麦品种[20]。

3.2 8 个品种具有较高青贮发酵品质

青贮后，发酵罐封口处表面均出现少量腐败现象，说明封口处有空气，滋生了除乳酸菌这类有益菌外的杂菌[25]，但感官评分均高于16 分，开罐后均为黄绿色，其中‘枪手’、‘LAMPTON’的芳香味较弱，‘贝勒Ⅱ’的茎叶结构保持较差。优质的青贮饲料不仅保持了青绿多汁饲料的大部分营养，而且具有芳香的酸味，柔软多汁，适口性好，能刺激家畜食欲、消化液的分泌和肠道蠕动，从而增强其消化功能[26]。

pH 较低的青贮饲料可以保持良好的青贮发酵品质[27]，‘领袖’、‘美达’、‘YARRAN’的pH 高于5.0，分析认为这3 个品种发酵品质相对较差。可溶性糖是饲料中易溶于水的碳水化合物，其含量亦与青贮发酵的结果好坏密切相关，本研究中各品种可溶性糖含量均高于2.3%，表明青贮效果均较好，能够产生足量的乳酸[28]。通常发酵良好的青贮，乳酸占干物质的30～60 g·kg-1[29]，本研究中‘枪手’、‘LAMPTON’的乳酸含量略低于30 g·kg-1。Kaiser 等[30]指出，发酵品质好的青贮饲料氨态氮含量应低于10%，‘贝勒’的氨态氮与总氮比值最高，为9.63% (P＜ 0.05)，表明8 个燕麦品种在青贮过程中蛋白质未被大量分解。一般可接受的青贮乙酸含量低于2%，丁酸低于0.1%，丙酸低于1%[29]，本研究青贮料中均未检出丙酸和丁酸，进一步证明了肖燕子等[27]得出的结论，不同燕麦品种对青贮饲料的乳酸含量影响小。

3.3 青贮有利于燕麦营养物质的保留

粗蛋白是饲料中含氮化合物的总称，蛋白质营养实际上是氨基酸营养，诸如赖氨酸、色氨酸等，牲畜必须通过采食饲料来获取，‘贝勒’、‘贝勒Ⅱ’的粗蛋白含量均高于17% (P＞ 0.05)，与王桃[20]在天祝高山草原研究中得出的燕麦粗蛋白含量(17.38%)基本一致。粗脂肪被采食后分解为脂肪酸和甘油，本研究中‘贝勒’、‘贝勒Ⅱ’的粗脂肪含量分别为2.84%和3.12%，接近于娄春华等[31]的研究结果。一般认为品质越好的饲料，粗蛋白、粗脂肪含量较高，且纤维含量较低。‘ESK’的酸性洗涤纤维含量低，同时，‘ESK’的中性洗涤纤维含量最低(P＜ 0.05)，但其易于分解为能量物质供牲畜利用[32]。无氮浸出物，又称可溶性糖，其利用效率很高[32]，本研究中，‘燕王’的可溶性糖含量最高(P＜ 0.05)，‘贝勒’次之，均具有较高的消化效率。

青贮时饲料含水量低于70%即可抑制醋酸菌的繁殖[33]，青贮60 d 后‘LAMPTON’仍然有较高干物质量，表明其在青贮过程中，干物质的损失较少。经青贮后，各品种燕麦的粗蛋白含量均有所上升，大多数品种青贮后的粗蛋白含量在15%以上，‘ESK’的粗蛋白含量上升2.49%，表明青贮有利于其粗蛋白的保留；但各品种粗脂肪降幅较小，‘贝勒Ⅱ’、‘燕王’较青贮前仅下降0.29%。动物的消化率与酸性洗涤纤维呈负相关关系，饲料转化率与中性洗涤纤维呈负相关关系[34]，本研究结果中，‘贝勒Ⅱ’、‘ESK’的酸性洗涤纤维含量较低，‘爱沃’的中性洗涤纤维含量最低(P＜ 0.05)，分析认为，这3 个品种较易被分解。