小黑麦和普通小麦杂交后代品系的筛选鉴定及评价

洪良忠 宗兴梅 杨尚琼 李双情 丁礼云 刘继学 刘晓冰

（丽江市农业科学研究所 云南丽江 674100）

小黑麦是小麦属和黑麦属通过有性杂交并用染色体工程育种方法培育而成的新型禾本科粮饲兼用型作物[1-2]。 小黑麦既可以用来生产精饲料，又能够获得大量的秸秆或者优质青饲料， 可以在很大程度上解决畜牧业粗饲料、青饲料和精饲料短缺的问题，且小黑麦的种植还具有成本低和收益高的特点。 试验结果显示小黑麦籽粒实产量显著低于其亲本小麦，但既可作为青绿饲草直接喂牲畜， 也可调制成青贮饲料或青干草，饲草产量较高，适合作为有两季茬口矛盾的大春作物的前茬。

近年来， 丽江市不断做优做强高端肉牛产业，2020 年末全市肉牛存栏达36.91 万头， 为打赢脱贫攻坚战、 巩固拓展脱贫成果和助力乡村振兴奠定了坚实基础。 “十四五”期间，丽江市锚定了农业总产值倍增目标， 认为充分挖掘高端肉牛的发展空间和潜力是重中之重。 然而丽江大部分山区有效积温不足，饲用牧草基本集中在6～10 月生长，近半年以上寒冷季节无法满足放牧需求， 优质饲草供应不足已经成为制约丽江市高端肉牛产业进一步发展壮大的瓶颈，解决优质草料的全年均衡供应显得迫在眉睫。 因此，2020-2021 年本所将从中国科学院遗传与发育生物学研究所引进的小黑麦中新830 和普通小麦杂交育成的6 个小黑麦品系，在团山基地进行观察选择，并就其重要农艺性状的改进程度及适应性进行了鉴定，为丽江市引进、推广应用小黑麦和普通小麦杂交育成品系提供一些初步理论参考和依据。

1 材料与方法

1.1 试验田概况

试验田选在丽江市古城区金山街道丽江市农业科学研究所团山基地（纬度 26.52°、经度 100.26°），海拔2 410 m，年平均气温12.6℃，生态代表性强，沙壤土，肥力中等，周围无遮阳，灌排水方便，前茬为紫苏。

1.2 供试材料

选用小黑麦材料： 中国科学院遗传与发育生物学研究所以小黑麦中新830 为母本与其他普通小麦杂交选育的小黑麦新品系， 各品系编号分别为X1、X2、X3、X4、X5、X6， 并用小黑麦中新 830 作为对照（CK），编号为 X7（表 1）。

表1 供试材料及来源

1.3 试验方法

2020 年11 月5 日播种。 小区采取随机区组排列，3 次重复。 小区面积 10 m2， 长 4.0 m、 宽 2.5 m，10 行区,共21 个小区。 试验采用人工开厢拉线条播，每亩施底肥金正大复合肥 （N、P、K 比例为 17∶17∶17）30 kg，即每小区 450 g。 2021 年 2 月 22 日每亩撒施尿素 30 kg，即每小区 450 g；2021 年 3 月 5 日用虫螨清防治红蜘蛛1 次，效果良好；4 月15 日用吡虫啉喷雾防治蚜虫1 次，效果良好。 整个生育期灌水6 次。播种量按每亩15 万基本苗计算。

1.4 测定项目及方法

①最高茎蘖数： 在每个小区内定点1 m2调查最高茎蘖数。 ②株高：在成熟期进行测量，每个小区随机选取10 个单株，分别测量植株从主茎分蘖节到穗顶的高度，不含芒，计算平均值。 ③生物产量：在抽穗期、灌浆期、成熟期，分别在每个小区内随机取1 m2，将小黑麦齐地面刈割后立即称量， 作为相应生育期的鲜草产量，后将其放置自然条件下风干，称其干草重。 ④营养成分： 粗蛋白含量采取凯氏定氮方法测定，委托中国科学院遗传与发育生物学研究所完成。

2 结果与分析

2.1 农艺性状比较分析

2.1.1 抽穗期和生育期 由图1 可知， 供试品系中除X5 与对照一致外，其他品系抽穗期和生育期分别较对照晚4～5 d，这在丽江高寒地区可以极大地规避3 月的黑霜和倒春寒造成的风险，同时各品系整体抽穗期都在160 d 以下，在丽江高寒地区，在始穗期、灌浆期刈割作为饲草， 完全可以与大春作物玉米等轮作。 小黑麦全生育期均在190 d 左右，利用成熟期也可与青贮玉米进行轮作。

图1 不同品系的生育期比较

2.1.2 最高茎蘖数 由表2 可知， 供试品系最高茎蘖数整体高于对照， 其中：X2 高达 37%，X6、X1、X3分别为 25%、 20%、 19%， 其次是 X5 和 X4。 统计分析表明， 最高茎蘖数在不同品系之间呈显著差异， 除X4 与对照有显著差异外， 各个品系与对照呈极显著差异。 这表明所有品系最高茎蘖数具有较大的变异幅度。

2.1.3 株高 对照X7 株高为148.73 cm， 为次高的材料； X2 最高， 株高为 154.07 cm， 其他品系均显著低于对照（表2）。株高矮化有利于增加大群体的抗倒伏性， 比较适宜丽江高海拔地区大风相对频繁的气候特点。

2.1.4 生物产量 从总体上来看， 各品系在不同生育期收获，其生物产量有较大差异（表2）。 鲜草产量上始穗期＞灌浆期＞成熟期；干草产量上灌浆期＞成熟期＞始穗期。 这在一定程度上表明，所有品系在丽江地区用作青饲草或青贮饲料的最佳刈割期为始穗期或灌浆期。

表2 不同品系小黑麦的农艺性状及不同生育时期的生物产量

（1） 始穗期。 鲜草产量最高的是 X2， 产量为66.30 t/hm2， 极显著高于对照和其他品系。 其次是X4、X3，其鲜草产量高于对照和其他品系，与其他品系之间差异显著，但与对照之间差异不显著。 干草产量与对照差异显著，其中X2 极显著高于对照和其他品系；X3、X4、X1、X6 极显著高于对照。

（2） 灌浆期。 对照的鲜草和干草产量分别为57.50 t/hm2、26.70 t/hm2，均为产量次高的品系。 X2 的鲜草和干草产量分别极显著和略高于对照。 X3 鲜草和干草产量略低于对照，差异不显著。 其他品系均显著低于对照。

（3）成熟期。 对照 X7 的鲜草产量居中，大部分品系鲜草产量比对照略高， 只有X1 极显著高于对照，表现出超亲变异。 在干草产量方面，对照中新830 为最高，X3 与对照差异达极显著水平，X5 与对照达显著水平，其余品系与对照差异不显著。

2.2 品质性状比较分析

中新830 粗蛋白含量为11.48%， 为粗蛋白含量次高的材料，后代品系中除X3 粗蛋白含量比对照高出0.46%外，其他材料均低于对照（图2）。

图2 不同品系的粗蛋白含量比较

3 讨论与结论

3.1 讨论

产草量是评价饲草生产力的重要指标，受地理、气候条件的交互作用，生态区域不同产草量高低会有一定差异。 研究表明，小黑麦在山东鲁北地区，灌浆期至乳熟期的干草产量最高，为13.44 t/hm2[3]。 小黑麦在甘肃高寒牧区的干草产量高达 14.42 t/hm2[4]。 小黑麦在海河平原区[5]的干草产量最高，为 12.57 t/hm2。周玉刚等在江淮地区种植小黑麦结果表明， 其灌浆期干草产量最高达10.28 t/hm2[6]。 本研究中7 个品系灌浆期干草产量为21.0～27.7 t/hm2，成熟期干草产量为16.5～19.3 t/hm2，其产量高于国内其他地区，这可能与丽江地区日照长、辐射强、昼夜温差大、气候适宜麦类作物生长条件有关。 这也表明在丽江2 400 m海拔地区推广小黑麦有较大潜力。

粗蛋白含量是衡量饲草饲用品质的重要指标，其含量高则青干草品质好。 本研究中参试小黑麦品系的粗蛋白含量在7.64%～11.94%之间。 张阳等对不同小黑麦品种和栽培技术的饲草品质进行研究，参试小黑麦粗蛋白含量平均值为12.5%， 变异范围为8.2%～15.0%[7]，该研究结果比本次试验结果稍高。 刘彦培等在云南迪庆高海拔高寒地区开展了11 个品种秋播小黑麦引种试验，其粗蛋白含量在5.5%～8.5%之间[8]，该研究结果低于本次试验结果。 这表明，海拔高度、品种、栽培方式可能对小黑麦的粗蛋白含量有交互作用。 此外本次试验仅通过测定粗蛋白含量，初步判断不同饲用小黑麦的品种的饲用价值， 今后还有待对各品系的可溶性糖、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维等营养成分进一步进行测定， 以期全面评价各品系小黑的麦饲用品质。

3.2 结论

3.2.1 筛选出2 份表现优良的小黑麦品系 X2、X3在参试的7 个小黑麦品系中在生育期、最高茎蘖数、株高等性状上表现了更适应在丽江高海拔地区作为饲草选育的超亲变异，其中，X2 在产草量上也有超亲变异、X3 在营养价值上也有超亲变异。2 个品系作为杂交亲本材料具有一定优势， 可为小黑麦的杂交育种提供优质的种质资源。

3.2.2 为小黑麦在丽江适应地区示范推广奠定了基础 目前， 丽江饲草作物主要是青贮玉米， 在不同程度上存在连作障碍问题。 本研究初步得出在丽江高海拔地区小黑麦可以与大春玉米或青贮玉米轮作， 初步筛选出灌浆期干草产量分别达25.0 t/hm2、27.7 t/hm2的2 个新品系，可让饲草种植模式从“一年一熟”转向“一年两熟”，有效地提高土地利用率， 同时可破解连作障碍问题， 有效地推进饲草多元化发展， 为丽江高端肉牛产业养殖产业发展提供更多优质的饲草资源。

本试验相关数据仅为1 个生长周期的观察测定结果， 为给小黑麦在丽江地区推广提供更好的理论依据，试验还需进一步进行筛选评价。