山区旱作条件下不同燕麦品种品质分析及评价

付东青，王彦超，毛家乡，杨 帆，宋 磊，张凡凡，马春晖

(1.石河子大学动物科技学院，新疆石河子 832000；2.第九师161团农业发展服务中心，新疆裕民 834800)

0 引 言

【研究意义】燕麦(Avenasativa)为一年生禾本科燕麦属植物，是粮饲兼用作物，具有抗旱、耐冷、耐瘠薄等优良性状，且碳水化合物含量高，茎叶柔软，适口性好、易消化[1-2]。反刍家畜日粮中添加饲用燕麦不仅可改善瘤胃环境，提高家畜对苜蓿等粗饲料的利用效率，还可提高畜产品品质[3-5]。综合分析及评价山区旱作条件下不同燕麦品种农艺性状和营养品质，对筛选出最佳饲用燕麦品种有重要意义。【前人研究进展】华北地区适宜种植坝莜1号、坝莜3号、坝莜4号及坝燕6号燕麦，其可较好的满足当地不同生态区对优质粗饲料的需求[6]；内蒙古阿鲁科尔沁旗地区牧王和贝勒二代最适宜当地生长[7]；东北沈阳地区林纳最适合当地种植[8]；晋北农牧交错区牧王、牧乐思及太阳神综合价值表现较好，适宜在当地推广种植[9]；高寒牧区祁连山种植8个燕麦品种中，白燕7号、丹麦燕麦、加燕2号表现最为突出，即有较高的鲜/干草产量和营养价值[10]；在类似地区(西藏)引进的9个燕麦品种的生产性能和营养品质分析结果表明，青海444、青燕1号和阿坝燕麦更适宜在该地区种植推广[11]。【本研究切入点】不同环境下各燕麦品种均表现出不同的生产性能和营养品质，且同一品种燕麦在不同地区也表现出不同的适应性。新疆塔城地区目前主要种植饲草为苜蓿、青贮玉米等，未见有大面积饲用燕麦种植的情况；当地山区虽气候冷凉、降水较多，较适宜燕麦种植，但耕作模式主要为旱作模式，目前在这一自然环境和生产环境下，21个品种在不同指标上表现均不相同，而以任何一个单一指标评价最优燕麦品种均不全面[17]。饲用燕麦生产性状表现尚不明确。亟需综合分析与评价山区旱作条件下不同燕麦品种的农艺性状及品质指标。【拟解决的关键问题】在塔城地区裕民县域内巴尔鲁克山山区，研究21份燕麦品种生产性能和营养品质，为丰富当地饲草资源和燕麦品种的合理选择提供指导。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验设在塔城地区裕民县域内巴尔鲁克山(N 46°08′、E 82°76′)，草地类型主要为山地草甸类和温性草甸草原类[12]。海拔800～1 200 m，地面坡度大，沿山一带土壤以黑钙土为主，属北温带大陆性干旱气候，年降水量250～350 mm，蒸发量1 649～1 995.4 mm，无霜期121 d，年平均气温2.4～7.3℃，最高绝对气温36℃，最低绝对气温-33℃[13]。试验地为温性草甸草原开垦的无水浇旱地。表1

参试21份燕麦品种(均为皮燕麦)，试验于2018年4月16日进行，播种前翻地整平耙细，并在试验地建立简易围栏。表2

表1 试验当年2018年4～7月天气Table 1 Test weather conditions from April to July 2018

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

采用随机区组设计，播种量为240 kg/hm2，施氮量为80 kg/hm2，重复3次，共计63个小区，小

区面积为7 m × 15 m，共计6 615 m2。每个小区间隔1 m，采用机械播种条播，行距20 cm，播种深度3～5 cm。采用当地旱作模式管理，不除杂草。表2

1.2.2 测定指标

于2018年7月12日第一个品种燕麦乳熟期开始收获，所有燕麦到乳熟期的时间(燕麦籽粒基本变硬，但仍能挤压出浆液感官界定为乳熟期)。测定燕麦农艺性状指标，主要包括株高、鲜草和干草产量，营养品质指标包括干物质含量(dry matter,DM)、粗蛋白含量(crude protein,CP)、中性洗涤纤维含量(neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗涤纤维含量(acid detergent fiber,ADF)、可溶性碳水化合物含量(water soluble carbohydrates,WSC)、粗灰分含量(crude ash, Ash)、粗脂肪含量(ether extract,EE)，计算相对饲用价值(relative feeding value,RFV)。

株高用钢卷尺测定(从地表到植株直立最高点)，每个小区随机选取20株，求其平均值(cm)。鲜草产量测定，小区内设置25 m2(5 m×5 m)样方，刈割(留茬5 cm)称鲜重，重复3次，折算鲜草产量，每个小区再随机称取3份500 g左右鲜草带回实验室自然风干至恒重，折算干草产量。

将自然风干至恒重的样品(再经过65℃烘干至恒重)粉碎、过筛(0.425 mm筛)后密封备用。采用国标法测定各营养物质含量[14]，其中DM采用烘干法测定(65℃烘干48 h)，CP采用凯氏定氮法测定，NDF和ADF采用范氏(Van Soest)洗涤纤维法测定，WSC采用蒽酮比色法测定，Ash采用马弗炉灰化法测定，EE采用乙醚浸提法测定，RFV计算公式为[15]，

RFV=DMI×DDM/1.29.

(1)

DDM= 88.9 - 0.779 ×ADF(%DM).

(2)

DMI= 120/NDF(%DM).

(3)

注：式中DDM为可消化干物质量，单位为DM基础；DMI为粗饲料干物质的随意采食量，单位为占体重的百分比；1.29为大量实验数据预测的盛花期苜蓿的DDM采食量。

表2 参试燕麦品种和来源Table 2 Oat varieties and their origins in the experiment

1.3 数据处理

利用Microsoft Excel 2007和DPS v7.05进行数据处理分析，方差分析采用单因素方差分析(one-way ANOVA)，多重比较采用Duncan法。综合价值评价方法采用隶属函数分析法：隶属函数值U(X)计算公式(4)[16]，选择6项主要指标(干草产量、DM、CP、NDF、ADF、WSC)综合评价，其中除NDF和ADF为负相关，其它均为正相关，将各项指标隶属函数值进行综合价值排序，平均值越大综合价值越高，反之越差。

U(X)正= (Xij-Ximin) / (Ximax-Ximin)；U(X)负= 1 -U(X)正.

(4)

式中：U(X)正为各燕麦品种综合价值呈正相关隶属函数值，U(X)负为各燕麦品种综合价值呈负相关隶属函数值。Xij为第i个品种第j个指标测定值；Xmax、Xmin为第j指标的最大值、最小值。

2 结果与分析

2.1 21个品种饲用燕麦农艺性状

研究表明，早熟和早中熟品种乳熟期87～92 d，中熟品种94～96 d，晚熟期品种98～115 d。贝勒二代和牧王的鲜草产量超过24.00 t/hm2，分别为24.53和25.28 t/hm2，显著高于其它品种(P<0.05)，丹麦440(22.30 t/hm2)次之，其仅与陇燕3号、林纳差异不显著(P>0.05)；青海444、青燕1号、燕王、太阳神、伽利略5个品种最低于15 t/hm2。干草产量最高达到12.48 t/hm2，为林纳，丹麦440(12.25)和牧王(11.56 t/hm2)次之，均与其它品种差异显著(P<0.05)，最低为太阳神(5.99 t/hm2)。太阳神(109.11 cm)株高最高，青引1号(108.04 cm)、陇燕2号(107.98 cm)、巴燕3号(107.96 cm)和伽利略(106.97 cm)次之，均与其它品种差异显著(P<0.05)。表3

2.2 21个品种饲用燕麦全株营养品质品质

研究表明，青海444、巴燕3号和林纳DM含量超过35.00%，美达(34.85%)次之，均与其它品种差异显著(P<0.05)，贝勒二代(21.28%)含量最低。贝勒(11.84%)CP含量最高，甜燕麦(11.30%)次之，均与其它品种差异显著(P<0.05)。青燕1号(6.47%)EE含量最高，与其它品种差异显著(P<0.05)。NDF含量陇燕3号和林纳超过55.00%，显著高于其它品种(P<0.05)，甜燕麦和巴燕3号低于40.00%，分别为37.62%和37.90%，其显著低于其它品种(P<0.05)。ADF含量均未超过30.00%，其中陇燕3号和美达含量较高，分别为29.03%和29.02%，且显著高于其他品种(P<0.05)，最低为魅力(20.73%)。巴燕3号(13.15%)WSC含量最高，白燕7号(12.71%)和甜燕麦(12.59%)次之，且与其它品种差异显著(P<0.05)，陇燕3号(7.87%)最低。Ash含量各品种差异显著(P<0.05)，陇燕3号(8.80%)最高，加燕2号(8.29%)次之，贝勒二代(5.09%)含量最低。RFV值巴燕3号最高，贝勒和甜燕麦次之，均与其它品种差异显著(P<0.05)。表4

表3 21个品种饲用燕麦农艺性状Table 3 Analysis of agronomic traits of 21 varieties of forage oats

2.3 21个品种饲用燕麦生产性能、营养品质的综合评价

研究表明，排名前3位的依次为巴燕3号(0.79)、甜燕麦(0.70)、贝勒(0.67)。早熟品种综合价值按高低排序为丹麦440(0.61)>青海444(0.57)>青燕1号(0.52)>领袖(0.38)>青引1号(0.35)。早中熟品种为加燕2号(0.42)>陇燕2号(0.39)。中熟品种为巴燕3号(0.79)>甜燕麦(0.70)>贝勒(0.67)>魅力(0.62)>太阳神(0.49)>白燕7号(0.44)>美达(0.43)>燕王(0.37)>陇燕3号(0.27)。晚熟品种为林纳(0.60)>伽利略(0.54)>牧王(0.45)>爱沃(0.40)>贝勒2代(0.36)。表5

3 讨 论

3.1 21个饲用燕麦品种农艺性状

燕麦生育期和株高可以反映出品种特性，同时也直观反映其在当地的适应性。塔城巴尔鲁克山区燕麦品种从播种到乳熟期所用时间仅为88～115 d，比其它高寒牧区燕麦生长时间短29～42 d左右，以往在东祁连山高寒牧区种植相同麦品种丹麦440，生育期达到了101 d，在川西北高寒地区[18-19]，种植3个品种的生育期青海444(130 d)、青引1号(133 d)、林纳(139 d)均与研究有较大差异，其原因一方面可能由于当地较大的温差和强日照，另一方面与旱作模式的干旱胁迫有关。以往在阿鲁科尔沁旗地区种植相同9个燕麦品种，贝勒二代株高最高(101.63 cm)，领袖(62.47 cm)和魅力(62.17 cm)最低[7]，而研究中种植的相同品种太阳神(109.11 cm)最高，领袖(86.22 cm)最低。在沈阳地区种植5个品种中，林纳株高大于加燕2号，与试验结果相同，沈阳地区种植的几个燕麦品种株高有文献报道[19]。不同地区气候环境对燕麦的生长有明显的影响，需要根据当地气候选择合适的燕麦品种才能表现出应有的优良性状。

表5 21个燕麦品种综合价值隶属函数Table 5 Membership function analysis of the comprehensive values in feed oats of 21 varieties

对燕麦鲜、干草产量影响因素为施肥量>播期>品种>播种量[20]。不同品种之间的差异是导致各燕麦鲜、干草产量产生变化的主要因素。当地产量最高的早熟品种丹麦440鲜草产量(22.30 t/hm2)、干草产量(12.25 t/hm2)比青海地区相同品种鲜草产量(13.40 t/hm2)和干草产量(7.42 t/hm2)分别高出66.42%、65.09%，主要原因种子千粒重和穗占比不同，而乳熟期燕麦籽实重量对干草产量影响较大[21]。中熟品种陇燕3号鲜草产量最高21.20 t/hm2(P<0.05)，但干草产量并没有显著高于甜燕麦(P>0.05)，主要原因可能为陇燕3号在生长过程中对水分吸收较多所致。晚熟品种伽利略和爱沃物候期长，但并未表现出较高的产量，生长时期与产量并不完全成正比，还需要结合诸多环境因子[22]。

3.2 21个饲用燕麦品种营养品质

优质的牧草可以提高家畜的利用效率，一般情况下，CP、EE含量越高，ADF和NDF含量越低，饲料品质越好[23]。研究中，综合价值林纳>青海444>加燕2号，与甘南州种植的3个相同燕麦品种排序相同[24]，而甘南州种植的这3个品种(CP 5.36%～5.97%，EE 1.20%～1.50%，Ash 4.40%～4.70%，NDF 57.80%～63.40%，ADF 34.00%～40.0%)营养价值明显低于该地区，主要原因是甘南州海拔2 912～3 200 m，已经超出了燕麦最佳生长海拔高度(2 000 m左右)[2]。在晋北农牧交错区种植中熟品种(贝勒、美达和太阳神)CP含量低于晚熟品种(牧王、贝勒二代和伽利略)[9]，这与研究结果与试验相反，原因主要是播种和收获时期不同，或可能还与土壤和气候因子等有关。此外，通过对RFV值的评价，试验RFV均值为142.07，而山东种植相同的12个燕麦品种，RFV均值为173.84[25]按照气候条件选择合适的品种，才能达到理想的品质。

3.3 21个饲用燕麦品种隶综合评价

试验参考燕麦干草进口主要标准选择干草产量、DM、CP、NDF、ADF、WSC含量6项指标进行评价。评价出巴燕3号的平均隶属函数值最高(0.79)，主要原因是其有较高的WSC、CP和较低的NDF和ADF含量；陇燕3号平均隶属函数值最低(0.27)，排序靠后的主要原因是其有较高的NDF、ADF和低的WSC。隶属函数综合评价，相比较单一指标评价，可以客观评价品种的优劣。

4 结 论

贝勒二代(25.28 t/hm2)和牧王(24.53 t/hm2)鲜草产量最高。丹麦440(12.25 t/hm2)和林纳(12.48 t/hm2)干草产量最高。青海444(35.70%)、巴燕3号(36.13%)和林纳(36.24%)干物质含量最高。贝勒(11.84%)粗蛋白含量最高。青燕1号(6.47%)粗脂肪含量最高。巴燕3号(37.90%)和甜燕麦(37.62%)中性洗涤纤维含量最低。魅力(20.73%)酸性洗涤纤维含量最低。巴燕3号(13.15%)可溶性碳水化合物含量最高。陇燕3号(8.80%)粗灰分含量最高。巴燕3号(169.25)相对饲用价值最高。当地最适宜种植中熟品种巴燕3号、甜燕麦和贝勒。