6个燕麦品种在昂仁县的生产性能及饲草品质比较

2022-04-15吴海艳曲尼曲珍同桑措姆达娃卓嘎德央尼玛卓嘎刘昭明马玉寿

草业学报 2022年4期

吴海艳，曲尼，曲珍，同桑措姆，达娃卓嘎，德央，尼玛卓嘎，刘昭明，马玉寿

（1.青海大学畜牧兽医科学院，青海西宁 810016；2.日喀则市草原工作站，西藏日喀则 857000；3.黑龙江省草原站，黑龙江哈尔滨 150086）

畜牧业要发展，草业要先行。随着草原生态保护补助奖励机制政策和退牧还草工程的实施，全民保护建设和利用天然草原的意识逐步提高。适度放牧，畜群改良，建植高产、稳产、优产的人工草地等措施是现代畜牧业可持续发展的保证。燕麦（Avena sativa）是粮草兼用型一年生饲料作物，具有易栽培、产草量较高、粗蛋白含量较高、粗纤维含量较低等特点［1-2］，燕麦种植在西藏畜牧业发展中发挥着重要作用［3-4］。自1983年起，就有学者在日喀则地区相继开展了燕麦引种、栽培等方面的基础研究，认为可将1号丹麦燕麦、2号丹麦燕麦、马其顿燕麦、阿比西尼燕麦、苏联燕麦等用于青饲、青贮进行推广种植［5］。近年来，有学者对西藏各地种植的燕麦品种进行了大量研究，刘昭明等［6-7］从燕麦生产性能和经济效益方面筛选出青海444、青引1号、领袖燕麦、白燕7号可作为日喀则地区饲草生产的主推品种，而甜燕麦、青引1号、加燕2号、甘引1号、青引2号、白燕2号、青海444则可作为康马县人工草地种植的备选品种；周启龙等［8-9］采用灰色关联度评价方法综合评价出贝勒2、美达、白燕7号和燕王适宜在阿里地区作为牧草进行推广种植，而贝勒2、牧王、爱沃和甜燕麦适宜在拉萨地区进行推广种植，研究表明，海威也较适宜在拉萨地区种植［10］；青引2号、青海444在海拔4550 m的当雄试验区表现出较好的生产性能［11］；从生产性能和营养品质综合来看，青燕1号、青海甜燕麦和林纳较其他燕麦品种更适宜在当雄地区种植［12-13］，青海444、青燕1号和阿坝燕麦则更适宜在西藏河谷地区种植推广。但西藏地域广阔，海拔和气候条件差异较大，同一燕麦品种在各地的表现不一，目前有关昂仁县适宜建植人工草地的燕麦品种鲜有报道。针对昂仁县当前人工饲草生产发展过程中存在的问题［14］以及当地养殖合作社发展人工草地急需解决能兼顾高产、稳产、优产的燕麦品种的迫切需求，本研究在已有燕麦引种工作的基础上［6-7］，选定生产性能较为突出的6个品种为材料，通过主成分分析法对其农艺性状、生产性能、营养成分等指标进行综合评价，以期筛选出适宜当地推广种植的高产、稳产、优产燕麦品种，为当地建植人工草地提供借鉴和参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于西藏日喀则市昂仁县秋窝乡当通村，前茬作物为黑麦（Secale cereale）。地理坐标为87°20.53′E，28°22.37′N，海拔4160 m。从气象部门了解到，昂仁县2019年≥0℃的有效年积温为2211.1 d·℃，4-9月的月平均气温分别为4.8、9.6、14.8、12.5、12.2、10.4℃，6-9月降水量分别为0.1、181.5、189.0、79.3 mm。试验地曾进行过客土作业，表层土壤黏性较大，客土层厚度约10 cm，客土层以下沙性较为严重。种植前的土壤养分状况为：pH 8.05、有机质16.10 g·kg-1、全氮0.93 g·kg-1、水解性氮63 mg·kg-1、有效磷5.4 mg·kg-1、速效钾53 mg·kg-1。

1.2 试验材料

参试的6个燕麦品种均为审定品种，分别为：白燕2号、青海444、青引2号、青引1号、加燕2号、甜燕麦。草种购自青海湟中天兴草业有限公司。

1.3 试验设计

于2019年5月23日播种，播前翻耕灌水，人工开沟条播。采用单因素随机区组设计，每个小区面积3 m×5 m，每个品种3次重复，共18个小区，小区间保护行1 m。播种量195 kg·hm-2，行距17 cm，播深3～4 cm，播后镇压。底肥：有机肥（有机质≥45%，N+P2O5+K2O≥5%）660 kg·hm-2人工均匀撒施后机械翻耕。种肥：二铵375 kg·hm-2，人工条施。田间管理：苗期除杂草、遇旱灌水，并在分蘖期和拔节期随水追施尿素各75 kg·hm-2。于9月24日刈割。

1.4 测定性状及方法

1.4.1观测项目及观测时间于8月7日观测物候期、株高、分蘖数、根系数量、主根长、种子埋深、叶片数、叶长、叶宽，于9月24日观测物候期、株高、茎粗、主根长、鲜草产量。

1.4.2观测方法远离小区边缘30 cm，随机测10株燕麦自然高度。每个小区随机取5株，用直尺测定旗叶长、宽，并统计每株的分蘖数和叶片数。每个小区随机挖取5株燕麦，清洗根部泥土，控干水分，用直尺测量根部种皮到根基部的距离、主根长度，统计根系数量。每个小区随机取7株燕麦，并用游标卡尺测量第2茎节处的茎粗。去除小区两侧边行和两端各0.5 m后，刈割剩余部分称鲜重，计算单位面积上的鲜草产量。并取约2000 g鲜样带回室内自然风干称重，计算鲜干比，换算出每hm2的干草产量。

1.4.3燕麦营养价值分析方法燕麦营养价值的分析检测委托中国农业科学院北京畜牧兽医研究所完成。用NIR近红外检测方法（FOSS-DS2500）［15］测定水分（moisture）、干物质（dry matter，DM）、粗蛋白（crude protein，CP）、粗脂肪（ether extract，EE）、粗灰分（crude ash，Ash）、酸性洗涤纤维（acid detergent fibre，ADF）、中性洗涤纤维（neutral washing fibre，NDF）、木质素（acid detergent lignin，ADL）、淀粉（starch）、脂肪酸（fatty acid，TFA）、可溶性碳水化合物（soluble carbohydrates，WSC）和相对牧草质量（relative forage quality，RFQ）。

1.5 统计分析

采用Excel 2016对数据进行描述性统计，用SPSS 20软件进行方差分析，同时通过因子分析确定6个参试燕麦品种的25个性状指标主成分特征值和特征向量，根据主成分累计贡献率，选择关键主成分，计算各主成分得分，再以每个主成分所对应的特征值占所提取主成分总的特征值之和的比例作为权重，计算主成分综合模型，最后利用各参试燕麦品种的综合分值进行排序［16］。

2 结果与分析

2.1 抽穗期农艺性状表现

6个燕麦品种在8月7日观测时均处于抽穗期（表1）。其中，甜燕麦株高最高，为85.07 cm，与加燕2号、青引1号、青引2号差异不显著（P＞0.05），但显著高于青海444和白燕2号（P＜0.05）；青引1号主根长显著高于白燕2号（P＜0.05），与其余品种差异不显著（P＞0.05）；甜燕麦种子埋深显著高于青引1号（P＜0.05），与其余品种差异不显著（P＞0.05）；6个燕麦品种的根系数量、叶片数、叶长、叶宽无显著差异（P＞0.05）。

表1 不同燕麦品种8月农艺性状表现Table 1 Plant agronomic traits of different oat varieties in August

2.2 成熟期农艺性状表现

在9月24日观测时，除青海444处于蜡熟期外，其余品种为乳熟期（表2）。其中，甜燕麦株高为149.00 cm，与青引1号无显著差异（P＞0.05），但显著高于其余品种（P＜0.05）；青引1号、青海444、白燕2号株高无显著差异（P＞0.05），但显著高于加燕2号和青引2号（P＜0.05）；加燕2号株高与白燕2号无显著差异（P＞0.05），但显著高于青引2号（P＜0.05）。甜燕麦茎粗为6.39 mm，与青海444、加燕2号、青引1号无显著差异（P＞0.05），但显著高于白燕2号和青引2号（P＜0.05）；白燕2号茎粗与除甜燕麦外的其余品种差异不显著（P＞0.05）。6个燕麦品种的主根长无显著差异（P＞0.05）。

表2 不同燕麦品种9月农艺性状表现Table 2 Plant agr onomic tr aits of different oat var ieties in September

6个品种鲜重和干重均无显著差异（P＞0.05），鲜草产量从高到低依次为甜燕麦＞青引1号＞青引2号＞青海444＞白燕2号＞加燕2号；干草产量从高到低依次为甜燕麦＞青引1号＞青海444＞白燕2号＞加燕2号＞青引2号；其中，甜燕麦干草产量最高，青引2号干草产量最低。

2.3 不同燕麦品种的饲草品质比较

6个燕麦品种的粗蛋白含量为5.66%～11.59%，粗脂肪含量为2.94%～3.50%，粗灰分含量为5.58%～7.64%，酸性洗涤纤维含量为30.77%～36.38%，中性洗涤纤维含量为50.77%～58.77%，木质素含量为7.69%～9.77%，淀粉含量为2.79%～5.58%，可溶性碳水化合物含量为9.69%～13.41%（表3）。综合评价6个燕麦品种的相对牧草质量，最高的是青引2号，为174.76。

表3 不同燕麦品种营养成分及饲草品质比较Table 3 Comparison of nutr itional content and feed value of differ ent oat var ieties

2.4 不同燕麦主要农艺性状和饲草品质的主成分分析

评价品种的生产性能时不能单一地通过某一个性状来评价，主成分分析法通过将原始指标降维，提取到几个主成分，其中每个主成分都能反映原始变量的大部分信息，从而可以全面权衡每个性状在某个品种中所处的位置和分量，为燕麦品种的筛选提供更加科学的方法［14，16-18］。为了更好地了解各农艺性状和饲草品质与燕麦品种间的关系，分别对本试验中涉及的8月农艺性状指标：株高（plant height，X1）、分蘖数（tiler number，X2）、根系数量（number of roots，X3）、根系长度（root length，X4）、种子埋深（seeds buried depth，X5）、叶片数（number of leaves，X6）、叶长（leaf length，X7）、叶宽（leaf width，X8），9月农艺性状指标：株高（plant height，X9）、茎粗（stem diameter，X10）、根系长度（root length，X11）、鲜草产量（fresh yield，X12）、干草产量（hay yield，X13），饲草品质指标：水分（moisture，X14）、干物质（dry matter，X15）、粗蛋白（crude protein，X16）、粗脂肪（ether extract，X17）、粗灰分（crude ash，X18）、酸性洗涤纤维（acid detergent fibre，X19）、中性洗涤纤维（neutral washing fibre，X20）、木质素（acid detergent lignin，X21）、淀粉（starch，X22）、脂肪酸（fatty acid，X23）、可溶性碳水化合物（soluble carbohydrates，X24）、相对牧草质量（relative forage quality，X25）采用主成分分析法做进一步分析。

对观测的所有指标进行标准化处理，根据主成分特征值大于1的原则，提取到4个主成分，累积贡献率91.78%（表4），表明这4个主成分因子基本较好地反映了供试材料的所有性状信息，可代替原25个性状指标进行燕麦品种的筛选。第1主成分的特征值为9.49，贡献率37.95%，其特征向量中分蘖数、茎粗指标显著高于其他载荷因子，说明第1主成分基本反映了与燕麦产量相关的信息。第2主成分的特征值为6.84，贡献率为27.36%，其特征向量中水分和叶片数、相对牧草质量有较高载荷，说明第2主成分较多地反映了与饲草品质相关的信息。第3主成分的特征值为3.99，贡献率为15.97%，其特征向量中淀粉和粗脂肪的载荷较高。第4主成分的特征值为2.62，贡献率为10.49%，其特征向量中根系长度有较高载荷（表5）。

表4 不同燕麦品种各性状的主成分方差贡献率Table 4 Variance contribution rates of principal components of plant agronomic traits in different oat varieties

表5 不同燕麦品种的主成分载荷矩阵及特征向量Table 5 Loading matr ix and eigenvectors of pr incipal components to plant agr onomic tr aits in differ ent oat var ieties

甜燕麦的主成分综合得分最高，为2.37。对6个燕麦品种进行主成分分析，得分高低顺序依次为：甜燕麦＞加燕2号＞青引1号＞青海444＞青引2号＞白燕2号（表6）。

表6 不同燕麦品种的主成分综合得分及其排序Table 6 Scor es and r anking of the pr incipal component fr om different oat var ieties

3 讨论

农艺性状是评价牧草生产性能的重要依据［19］，受遗传背景、自然环境等因素的影响，通过对农艺性状、生产性能、营养品质的综合评价，才能更好地筛选出适合特定生长环境下的优质饲草品种［20-21］。株高是衡量生长发育状况的重要标准，也是影响燕麦产草量的一个重要因素［22］，其他群体特征则间接地反映了品种的生长特性和生产性能［23］，德科加等［24］研究发现，单株分蘖数在一定程度上对燕麦生产性能有决定作用。在本研究中，6个品种在抽穗期和成熟期株高最高的为甜燕麦，分别达到85.07和149.00 cm，在分蘖数、茎粗、叶片数、叶长、叶宽、主根长等方面同样表现出较好的生产潜力。6个品种的鲜草产量和干草产量表现都不错，品种间无显著差异（P＞0.05），但甜燕麦产量最高，鲜草产量达58349.48 kg·hm-2，干草产量达18420.13 kg·hm-2。本研究中干草产量、茎粗、株高研究结果均高于周启龙等［9-10］在拉萨和周启龙［11］及张光雨等［12］在当雄的研究，这可能与试验区具有较好的水热条件有关。

对禾本科牧草而言，结合牧草的相对饲喂价值（RFV）和相对牧草质量（RFQ）能更精确地评定饲草品质。

RFV越高，牧草的饲用价值越高；RFQ越高，饲草品质就越好［9，23，25］。而在燕麦干草品质的评价方面，用RFQ评价燕麦干草质量比RFV更准确［26］。主成分分析法更侧重于计算每个性状指标的贡献度，并将多个不同性状指标进行标准化处理，转化为无量纲数据，通过降维思维，将多个原始性状指标转换为少数几个主成分，最后以每个主成分所对应的特征值占所提取主成分总的特征值之和的比例作为权重进行排序，该方法在一定程度上较好地反映了本试验拟通过多个农艺性状指标和多个养分指标来综合评价燕麦生产性能和饲草品质的实际需求，本研究中通过主成分分析法得出第1主成分贡献率37.95%，特征向量分蘖数和茎粗载荷因子较高，说明在高海拔地区进行燕麦饲草生产时，选择在茎粗和分蘖能力方面突出的燕麦品种，并通过播后镇压、调整行距等农艺种植措施适当增加燕麦单株分蘖数和茎粗，可在一定程度上提高燕麦产量。第2主成分贡献率为27.36%，特征向量水分、叶片数和相对牧草质量载荷较高，说明若在高海拔地区选择中晚熟燕麦品种进行种植，在当地9月中下旬收获青饲草时牧草生育期一般处于乳熟期，在一定程度上可获得较好的饲草产量和饲草品质。第3主成分贡献率为15.97%，淀粉和粗脂肪载荷因子较高，与第2主成分相对应，反映了牧草的品质，这可能与高海拔地区的长日照有关。第4主成分的贡献率为10.49%，特征向量中根系长度载荷较高，这可能反映了饲草在高海拔地区表现出较好适应性的特征之一就是根系的生长情况。主成分分析的结果与实际情况基本相符。在本研究中，6个品种的RFQ较高的是青引2号和甜燕麦，分别为174.76、148.59。青引2号的株高、叶量在6个品种中虽不是表现最好，但叶片中CP、EE、TFA含量均最高，且ADF、NDF含量最低，植物叶片是进行光合作用的重要器官，也是积累营养物质的主要部位，叶片性状表现越突出，饲草的营养物质含量越高，适口性越好［22，27］，因此，单从营养角度讲，青引2号的营养价值相对较好。甜燕麦虽在营养价值上在6个品种中不是最突出的，但其株高、叶量、产量等性状相对较好，且甜燕麦茎粗为6.39 mm，与青海444、加燕2号、青引1号无显著差异（P＞0.05），但显著高于白燕2号和青引2号（P＜0.05），说明茎秆较粗的品种更适宜在高海拔地区生长，故从高产和优产的角度讲，甜燕麦相对其他品种表现较好。本研究中青引2号的CP含量虽远高于张光雨等［28］在日喀则地区的研究，但均认为青引2号的CP显著高于参试的其他品种。青引2号和甜燕麦的粗灰分均高于张光雨等［13］在拉萨河谷农业区的研究；张光雨等［12］在当雄用灰色关联度理论方法综合分析参试燕麦品种的生产性能和营养品质得出甜燕麦优于青引1号和加燕2号，本研究结论基本与其一致。本研究中甜燕麦、青引2号、青引1号、加燕2号的RFQ均高于周启龙等［9］在拉萨的研究。

综上，从本试验中参试燕麦品种的农艺性状、生产性能、饲草品质综合评价来看，在昂仁县秋窝乡较适宜建植人工草地，这可能与该区域具有的小气候有关，也与当地群众建植人工草地的积极性较高、田间管理到位有关。