抗旱高产高β－葡聚糖裸燕麦新品种坝莜14号选育

李云霞，葛军勇，董占红，王星宇，左文博，曹丽霞，李默涵，高生，尹斌

(河北省高寒作物研究所/张家口市农业科学院，河北 张家口 075000)

燕麦属(AvenaL.)隶属于禾本科燕麦族(Aveneae，Poaceae)，为一年生草本植物[1－2]，分布在亚洲、欧洲、大洋洲、美洲的温带和寒带地区[3－4]。其中大粒裸燕麦(A.nuda)和普通栽培燕麦(A.sativa)为世界各国广泛栽培[4]，是全球第七大栽培作物[5]。目前以种植普通栽培燕麦为主，少部分食用，大多数用作家畜、家禽的饲草料。我国主要种植大粒裸燕麦，又称裸燕麦，有莜麦、玉麦、铃铛麦等俗称[6]，广泛分布在高海拔、高纬度寒冷地区，内蒙古高原一带被认为是大粒裸燕麦的起源地[7]，是产区主要食粮及饲料、饲草作物，具有极高的营养[8]、医疗保健[9]和饲用价值[10－12]。随着人们健康意识的提高，燕麦等富含膳食纤维的杂粮作物得到广泛关注。国内外研究表明[13－17]，燕麦具有显著的降血脂、调节血糖功效，其主要功能成分是可溶性纤维β－葡聚糖。在此背景下，国内燕麦种植出现了从传统的瘠薄地、旱地向肥沃地、水地发展的趋势，燕麦分布区域从高寒冷凉传统产区逐步扩展到东北平原[18]、黄淮海平原[19]等新产区，燕麦产品从产区走向全国市场。据国家燕麦荞麦产业技术体系不完全统计，全国年加工销售量已达85万t以上[20]；“十二五”期间我国燕麦种植面积稳定在70万hm2以上[20－21]，2018—2021年已发展到80万hm2以上。面对快速发展的燕麦产业，当前大面积种植的坝莜1号、坝莜3号等中熟、晚熟品种存在籽实产量较低、β－葡聚糖含量较低、抗病性较差、抗倒伏性差[22]等多方面不足，已不能满足燕麦产业发展的需要。因此，河北省高寒作物研究所采用皮、裸燕麦跨物种的多亲本渐进式杂交方法，聚合众多亲本的优势基因于一体，经多年努力，选育出籽实产量较高、β－葡聚糖含量高、抗坚黑穗病、抗旱性强、适应性广的裸燕麦新品种坝莜14号。

1 材料与方法

1.1 亲本来源及选育经过

坝莜14号(图1～2)属裸燕麦(A.nudaL.)，是由母本坝莜1号和父本坝莜9号杂交选育而成的新品种。坝莜1号是由冀张莜4号(皮燕麦品种永118×裸燕麦品种华北2号)×8061－14－1(434×永73－1)多亲本聚合杂交育成的抗旱高产广适裸燕麦品种；坝莜9号为9034－10－1(皮燕麦品种永73－1×裸燕麦品种冀张莜1号)×906－38－2(裸燕麦品种小46－5×皮燕麦品种永118)杂交育成的抗病抗倒优质加工型裸燕麦品种。坝莜14号选育流程如表1所示。

1.2 试验地概况

区域试验和生产试验所在地地理位置(经纬度表示)、全年平均气温、≥10℃活动积温、无霜期、降水量等基本情况如表2所示。

表2 各试验基地基本情况Table 2 Condition of different test sites

1.3 测定指标和方法

1.3.1 产量与试验设计

品种比较试验:2012—2014年在张家口市农业科学院坝上试验基地(张北县)进行。小区面积2.0 m×3.35 m，6行区，行距0.30 m，4次重复，随机区组设计。对照品种为坝莜1号和坝莜3号。

区域试验:2014—2015年分别在张家口市5县(区)和内蒙古两地共7个点进行试验(表2)。小区面积2.0 m×7.20 m，6行区，行距0.30 m，3次重复，随机区组设计。对照品种为坝莜3号。

生产试验:2015年开展生产鉴定(表2)。小区面积为333.33 m2。对照品种为坝莜1号和坝莜3号，小区面积为66.67 m2。

平均秸草产量测定:品比与区域试验中，燕麦收割风干后，每小区测定生物产量，脱粒后计算籽粒产量，秸草产量＝生物产量－籽粒产量，3个小区取平均值。

1.3.2 植物学特征、物候期观察与株高、分蘖性、茎叶比测定

观察记载物候期、叶型及穗型等特征。

株高:以成熟时的植株绝对高度表示该品种株高。

分蘖数:在苗期标记1 m2统计苗数，在燕麦齐穗时统计茎数，在燕麦成熟时统计穗数，计算分蘖数和有效分蘖数。

1.3.3 营养成分测定

籽粒粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉含量委托农业农村部谷物品质监督检验测试中心测定。β－葡聚糖含量委托北京特品降脂燕麦开发有限公司测定。

1.4 数据分析

运用Microsoft Excel 2007和DPS 7.05软件进行数据整理、方差分析，样本平均数的差异显著性检测用Duncan’s新复极差法。

2 结果与分析

2.1 植物学特征

坝莜14号为一年生裸燕麦(Avena nudaL.)。幼苗半直立，苗色绿，生长势强，生育期98 d左右，属于中晚熟型品种。平均株高108.3 cm，最高达128 cm。周散型穗，短串铃，内颖白色，籽粒椭圆形，粒色浅黄。平均穗长16.3 cm，最长达21.4 cm；平均每穗小穗数27.6个，最多达52.3个；平均穗粒数61.0粒，最多达119.5粒；平均穗粒质量1.6 g，最高达2.7 g；平均千粒质量25.2 g，最高达28.0 g；平均百升容重72.0 kg。群体结构好，成穗率高，籽粒成熟一致，落黄好。抗倒性、抗旱性均强于对照坝莜3号，在沙土、沙壤土、壤土等多种土质上均长势良好，适合与苜蓿、马铃薯、蔬菜等土壤肥力较高的茬口轮作。

2.2 生育期和株高

区域试验各试点坝莜14号生育期和株高如表3所示。2014年6个试点平均生育期为98 d，2015年为103 d，2年平均101 d，其中崇礼区试点2年试验生育期表现均为最长，分别为113、118 d，赤城县试点2年生育期均最短，分别为83、84 d。坝莜14号2014年6个试点平均株高达到108 cm，崇礼区试点最高，为128.0 cm，尚义县试点最低，为84.9 cm；2015年6个试点平均株高达到101.9 cm，崇礼区试点最高，为123.0 cm，张北县试点最低，为84.3 cm；两年平均株高为105.0 cm，与对照坝莜3号差异不显著(P>0.05)。

表3 坝莜14号的生育期和株高Table 3 Growth periodand plant height of Bayou 14

2.3 生产性能

2.3.1 品比试验

2012—2013年以坝莜1号为对照，2014年增加了坝莜3号为对照。从3年试验结果看，坝莜14号平均籽粒产量达3 121.80 kg/hm2，比坝莜1号增产25.10%，比坝莜3号增产28.25%，差异均显著(P<0.05)；平均秸草产量5 603.45 kg/hm2，比坝莜1号增产35.90%，比坝莜3号增产28.17%，差异均极显著(P<0.01)(表4)。

表4 品种比较试验秸草产量与籽粒产量Table 4 Stalk yield and seed yield of oat varieties in variety comparative test kg·hm－2

2.3.2 区域试验

区域试验结果表明:坝莜14号平均籽粒产量达到了3 150.07 kg/hm2，比对照坝莜3号增产18.20%，增产极显著(P<0.01)；平均秸草产量达到了6 103.68 kg/hm2，比对照减产3.84%，但差异不显著(P>0.05)(表5)。

表5 品种区域试验秸草产量与籽粒产量Table 5 Stalk yield and seed yield of oat varieties in regional test kg·hm－2

2.3.3 生产试验

2015年生产试验结果表明，坝莜14号平均籽粒产量达3 641.53 kg/hm2，比坝莜1号、坝莜3号分别增产31.17%、25.03%，增产极显著(P<0.01)(表6)。

表6 2015年生产试验籽粒产量Table 6 Seed yield of oat varieties in production test in 2015 kg·hm－2

2.3.4 多点生产示范

2015—2017年进行了大面积的生产示范及推广(表7)，总计示范29.79 hm2，总产量45 923.36 kg，一般比临近对照坝莜1号增产21.90%～122.22%。2018年以来，通过田间试验示范和理化指标分析，坝莜14号被确定为主推品种进行大面积推广，2019—2020年每年推广6 667 hm2，2021年推广了10 000 hm2。

表7 2015－2017年坝莜14号生产示范情况Table 7 Production demonstration of Bayou 14 from 2015 to 2017

2.4 籽粒营养品质与容重

据农业农村部谷物品质监督检验测试中心(北京)测定，坝莜14号籽粒粗蛋白含量(干基)136.3 g/kg，粗脂肪含量(干基)89.1 g/kg，粗淀粉含量(干基)603.2 g/kg。据北京特品降脂燕麦开发公司测定，对照品种坝莜1号2014—2016年β－葡聚糖含量(干基)分别为4.33、4.54、4.38 g/kg，3年平均值为4.42 g/kg，坝莜14号分别为4.81、5.19、4.94 g/kg，3年平均值为4.98 g/kg，比坝莜1号高12.67%，坝莜14号3年籽实容重平均值为0.72 kg/L。

2.5 抗病性表现

2015年委托甘肃省农业科学院植物保护研究所对10个裸燕麦品种进行抗坚黑穗病鉴定。同年，张家口市农业科学院开展了抗坚黑穗病鉴定，结果如表8所示。坝莜14号综合表现达到抗病以上级别。

表8 裸燕麦品种抗坚黑穗病鉴定结果Table 8 Identification results of resistance to smut of varieties(A.nuda L.)

2.6 抗旱性表现

2011—2012年在张家口市农业科学院坝上试验基地利用防雨棚和田间自然干旱条件，对12个裸燕麦材料进行抗旱性鉴定[23]。防雨棚主要试验结果是:坝莜14号的干旱产量指数为1.19，在所有参试材料中排名第2；灌溉产量指数为1.27，排名第3；产量－水分高效利用指数为1.23，排名第1。大田试验主要结果为:坝莜14号的干旱产量指数为1.19，排名第1；灌溉产量指数为1.13，排名第2，产量－水分高效利用指数为1.16，排名第2。田间自然干旱条件下，坝莜14号在所有参试品种中产量最高，达2 496.00 kg/hm2，灌水条件下达到2 627.00 kg/hm2，排名第2，表现出较强的抗旱性及丰水高产性。

表9 裸燕麦品种抗旱性鉴定结果Table 9 Identification results of drought resistance of varieties(A.nuda L.)

2.7 适宜范围和栽培技术要点

2.7.1 适应区域

根据区域试验、生产示范及各地引种试验结果，该品种适宜在东北地区、云贵地区的广大寒凉区域种植，在沙质、沙壤质、壤质土地均可生长良好，尤其适合生产潜力高的水地、旱滩地、阴滩地、肥坡地种植。

2.7.2 适宜播种期

在河北省坝上地区及其他同类型地区的适宜播种期是:瘠薄旱坡地和沙壤质土地5月25－30日播种；肥坡地(平地)和旱滩地5月20－25日播种；坝头冷凉区和二阴滩地5月15－20日播种。

2.7.3 播种方法、播深和播种量

常规种植采取条播方式，行距15 cm，播种深度4～6 cm。二阴滩地播量150 kg/hm2左右，留苗数4.5×106株/hm2；旱平地和肥坡地播量135 kg/hm2，留苗数3.75×106株/hm2；瘠薄旱地和沙壤质土地留苗数3.0×106株/hm2。

2.7.4 田间管理

在一般地块，结合播种施用磷酸二铵75～150 kg/hm2。在燕麦拔节至孕穗期浇水1～2次。在旱地无灌溉条件，燕麦生长不良时，可在分蘖至拔节期结合中耕、浇水或趁雨[24]追施尿素120～150 kg/hm2。除草禁止使用2，4－D丁酯，在小垄密植不进行中耕的情况下，于燕麦3～4叶期喷除草剂立清乳油750～1 500 mL，用水量450 kg/hm2。坝莜14号一般是活秆成熟，采取割晒方法收获比较适宜。如用联合收割机直收，最好在茎秆变黄时收获。

3 讨论

全球气候加速变暖，燕麦产区热量资源逐年增加[25]，无霜期延长，使晚熟燕麦品种的种植风险降低。一般来说，较长的生育期可以使作物获得更多的光热资源，制造更多有机物，进而提高产量，从而获得更优的营养品质。目前我国推广的主要裸燕麦品种以及国外引进的皮燕麦品种多是早熟、中熟类型品种[26]，在许多地区不能完全利用当地的光热资源，影响了燕麦籽粒产量和品质。坝莜14号平均生育期98 d左右，我国大部分寒凉区域热量条件均可满足其生长发育需求。在多年的试验与生产实践中，坝莜14号表现出了高产、优质的特性，最高籽实产量达到5 785.50 kg/hm2，2014—2016年3年籽粒β－葡聚糖含量稳定在4.8%以上，为燕麦片加工提供了优质原料。

目前，燕麦在我国仅有80万hm2的种植面积，科研工作开始较晚，投入少。随着经济发展，育种研究者逐渐开始注重β－葡聚糖、蛋白质与脂肪等营养指标的提高，但对抗逆性尤其是抗病性等重视不够。当前主推的早、中、晚熟品种坝莜6号、坝莜1号、坝莜3号等对红叶病、坚黑穗病的抗性较差，病害的发生严重影响了燕麦的产量和品质，不利于燕麦产业的发展。坝莜14号有效聚合了多个优势基因，在高产、优质的基础上具有较强的抗坚黑穗病、抗白粉病能力，在病害较轻的地区种植时可不拌药，病害较重的地区可少拌药。

燕麦种植区地形复杂、小气候类型多样，经常需要调配不同类型的品种以获得较高的收益。区域试验、生产试验示范和引种试验结果表明，坝莜14号在不同气候类型区均能获得较高的籽实产量、饲草产量，这不仅降低了人力物力成本，还有利于为燕麦食品加工提供质量稳定的原料，提升我国燕麦产业竞争能力。

4 结论

坝莜14号裸燕麦新品种茎秆坚韧，群体结构优良，穗长、千粒质量等综合性状显著优于对照坝莜1号与坝莜3号；籽粒β－葡聚糖含量高而稳定，3年平均含量达到4.98%；籽粒产量高，生产示范最高达到5 785.50 kg/hm2；区域试验、生产试验示范和引种试验等结果表明，坝莜14号在多种土质上均长势良好，在东北地区、云贵地区的寒凉区域均可较好的生长，具有较强的抗坚黑穗病、抗白粉病能力。