裸燕麦新品种（品系）农艺性状、品质性状与适应性综合评价

郑成忠，徐振朋，张子臻，王千军，梅 雪，孙 影，王凤梧，叶 录

（乌兰察布市农林科学研究所，内蒙古集宁 012000）

燕麦（Avena sativa L.）属一年生粮饲兼用禾本科作物，具有抗旱、耐寒、耐贫瘠和适应性强等特性[1]，是有机旱作农业的优势作物[2]。燕麦籽粒营养价值较高，是一种低糖和富含多种矿物质与维生素的保健食品；并且产草量高、适口性好、易消化、蛋白质含量高，也是牲畜的优质饲料来源[3-4]。近年来，随着人们对燕麦营养保健功效以及饲用价值认识的不断提高，燕麦需求量逐年增大[5]。内蒙古是我国燕麦主产区之一，每年燕麦播种量可达20万～25万hm2，其中乌兰察布市燕麦种植面积占内蒙古总种植面积的60%，种植面积和产量均居全国地级市之首[6-7]。

长期以来，乌兰察布市燕麦生产存在品种单一、混杂退化严重、单产水平总体较低、抗性较差的问题，而加强燕麦新品种的引进、筛选及育种工作，是解决这些问题的重要举措[8-9]。目前，燕麦的适应性评价主要集中在对饲草燕麦的农艺性状与品质性状方面，而对裸燕麦的适应性评价，主要集中在物候期、农艺性状和产量方面，结合营养品质性状进行的适应性综合评价还未见报道。景芳等[10]对16个燕麦品种主要农艺性状和饲草产量分析表明，在甘肃陇中地区，牧王的生产适应性最好，魁北克、猛士1号的表现也很突出，锋利则不适合在当地种植；王腾飞等[11]对10个燕麦品种的农艺性状、产量及营养成分等指标分析表明，“禾王”“喜韵”“摄政王”燕麦品种适宜在宁夏雨养区推广种植；梁万鹏等[12]对5个燕麦品种的生育期、株高、分蘖数等11个指标分析表明，“边锋”适宜在甘肃省庆阳市北部旱作区进行示范推广；王星宇等[13]对6个参试燕麦品种和6个区试点进行了联合分析与综合评价，结果表明，200910-28-4-3是籽粒丰产稳产性均较好的品系；张志芬等[14]对30个裸燕麦参试品种在21个试点的丰产性和适应性进行分析结果表明，9418、坝莜10号、蒙燕2号和张莜7号为丰产性和适应性较强的品种。鉴于以上的研究现状，本试验以12个裸燕麦品种（品系）为研究对象，对燕麦品种（品系）生育期和农艺性状进行了观测，并测定其营养品质，同时利用主成分分析法进行综合评价，旨在分析其在乌兰察布市的适应性，为乌兰察布市的燕麦引种、品种选育及新品种示范推广奠定理论基础。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地位于内蒙古乌兰察布市察右前旗平地泉镇乌兰察布市农林科学研究所院内，地理位置为北纬 40°26′，东经 112°27′，海拔平均高度为 1 317 m，年平均气温4.5℃，年降水量376.1 mm，无霜期131 d左右，属于温带大陆性干旱季风气候。土壤为栗钙土，土质为壤土，前茬作物为胡麻，试验开始前0～20 cm基础土壤养分情况：pH值为 7.79，有机质含量为13.56 g/kg、碱解氮含量为124.60 mg/kg、速效磷含量为16.89 mg/kg、速效钾含量为189 mg/kg。

1.2 试验材料

供试12个裸燕麦品种（品系）来源见表1。

表1 裸燕麦品种（品系）来源Table 1 Naked oat varieties（lines）source

1.3 试验设计

试验采用单因素随机区组排列，小区面积为30 m2（10 m×3 m），3次重复，各小区设置1 m隔道，四周设置1 m保护行。试验于2021年5月20日播种，小区采用机械播种，行距为25 cm，播深为3～5 cm，播种密度为450万株/hm2，播种时施复合肥做底肥，施用量为112.5 kg/hm2。播种后灌溉和除草等田间管理与当地传统管理相同。

1.4 指标测定内容与方法

生育期：参照任长忠等[15]的生育时期鉴定标准，从播种开始，每天进行田间观测，以50%的植株达到某一生育阶段为标准，记录不同燕麦种质材料的物候特征，包括出苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、成熟期等。株高：在乳熟时期的每个小区随机选取5株植株测量自然状态下从地面至花序顶部的高度，取其平均值。分蘖数：在分蘖后期每个小区随机选取5株植株，记录单株的分蘖数，求平均值。产量指标：在燕麦成熟期每个小区收获1 m2用于室内考种，分别测定主穗长、小穗数、穗粒数、穗粒重、千粒重指标。以小区为单位进行收割和脱粒，统计各品种（品系）的籽粒产量。

蛋白质含量：参考GB/T 5511—2008，采用凯氏定氮法[16]；β-葡聚糖含量：参照 AOAC 996.16 方法[17]，采用Megazyme Mixed-linkage β-glucan试剂盒测定；淀粉含量：参照 AOAC 996.11测定[18]，采用Megazyme淀粉试剂盒测定；粗脂肪含量：参考GB 5009.6—2016，采用索氏浸提法[19]；籽粒容重：参照GB/T 5498—2013《粮油检测容重测定》[20]中的方法测定。

1.5 数据统计与分析

使用Microsoft Excel 2010软件进行数据统计与整理，应用SPSS 26.0统计学软件对数据进行单因素方差分析、相关性分析和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 不同裸燕麦品种（品系）生育期的比较

由表2可知，12个参试裸燕麦品种（品系）在乌兰察布市均能正常成熟，生育期为75～103 d，均生长较好，其中生育期最短的品种为白燕18号，为75 d，属于极早熟品种；生育期最长的品种为坝莜18号，为103 d，属于晚熟品种；供试品种出苗期除迪燕1号外，出苗期均在5月26—28日，而品种（品系）迪燕1号因前期干旱出苗较其他品种晚2～4 d，导致其生育期相应增大。

表2 不同裸燕麦品种（品系）生育时期比较Table 2 Comparison of growth stages of different naked oat varieties（lines）

2.2 不同裸燕麦品种（品系）农艺性状比较

由表3可知，12个参试品种（品系）的8个农艺性状中，变异系数依次为小穂数＞分蘖数＞主穂长＞穗粒数＞产量＞千粒重＞株高＞穗粒重。其中，株高变幅为82.40～136.10 cm，最高的为坝莜18号，与其他品种（品系）株高差异显著（P<0.05）；最低的为白燕18号，除与白燕16号差异不显著（P>0.05）外，与其他品种均差异显著（P<0.05）。主穂长变幅为14.65～22.03 cm，最高的为坝莜18号，与201229-1-2、晋燕 17号、9837-1、魏都莜 5号差异不显著（P＞0.05），与其他品种（品系）差异显著（P<0.05）；最低的为白燕18号，为14.65 cm，与坝莜18号、晋燕17号、魏都莜5号差异显著（P<0.05），与其他品种差异不显著（P＞0.05）。分蘖数变幅为 2.93～4.20个，最高的为201229-1-2，与坝莜18号、晋燕18号、魏都莜5和9475-6差异不显著（P＞0.05），与其他品种（品系）差异显著（P<0.05）；最低的为晋燕 17 号，与 201229-1-2、晋燕18号和魏都莜5号差异显著（P<0.05），与其他品种（品系）差异不显著（P＞0.05）。小穗数变幅为 18.73～35.73 个，最高的为201229-1-2，与坝莜18号、白燕 16号差异不显著（P＞0.05），与其他品种（品系）差异显著（P<0.05）；最低的为晋燕18号，与迪燕1号、张莜8号、张莜9号、晋燕17号和9837-1差异不显著（P＞0.05），与其他品种（品系）差异显著（P<0.05）。穗粒数变幅为35.33～88.87个，最高的为白燕16号，与201229-1-2、坝莜18号差异不显著（P＞0.05），与其他品种（品系）差异显著（P<0.05）；最低的为晋燕18号，与张莜9号差异不显著（P＞0.05），与其他品种（品系）差异显著（P<0.05）。穗粒重变幅为0.93～2.94 g，最高的为坝莜18号，最低的为晋燕18号，均与其他品种（品系）差异显著（P<0.05）。千粒重变幅为18.52～31.75 g，最高的为张莜8号，除坝莜18号外，与其他品种（品系）差异显著（P<0.05）；最低的为 9475-6，除白燕 18号外，与其他品种（品系）差异显著（P<0.05）。产量变幅为1 305.45～3 333.00 kg/hm2，201229-1-2 产量最高，其次为坝莜18号、白燕18号，分别为3 330.00、3 250.05、3 157.80 kg/hm2，除白燕18号与张莜8号差异不显著（P＞0.05）外，与其他品种（品系）均差异显著（P<0.05）；产量最低的为张莜9号，为1 305.45 kg/hm2，与晋燕18号、迪燕1号差异不显著（P＞0.05），与其他品种（品系）差异显著（P<0.05）。

2.3 不同裸燕麦品种（品系）品质性状比较

由表4可知，12个裸燕麦品种（品系）蛋白质含量变幅为13.41%～16.57%，张莜9号蛋白质含量最高，与201229-1-2、张莜8号、白燕18号和9475-6差异显著（P<0.05），与其他品种（品系）差异不显著（P>0.05）；9475-6蛋白质含量最低，与晋燕17号和张莜9号差异显著（P<0.05），与其他品种（品系）差异不显著（P>0.05）。β-葡聚糖含量变幅为3.54%～5.10%，晋燕18号、晋燕17号和白燕16号的β-葡聚糖含量较高，分别达到5.10%、5.00%和4.89%，与坝莜18号和白燕18号差异不显著（P>0.05），与其他品种（品系）差异显著（P<0.05）；9837-1的β-葡聚糖含量最低，与9475-6差异不显著（P>0.05），与其他品种（品系）差异显著（P<0.05）。淀粉含量变幅为53.83%～61.98%，魏都莜5号淀粉含量最高，与迪燕1号差异不显著（P>0.05），与其他品种（品系）差异显著（P<0.05）；201229-1-2淀粉含量最低，与魏都莜5号、迪燕1号、晋燕18号、9837-1和白燕18号差异显著（P<0.05），与其他品种（品系）差异不显著（P>0.05）。粗脂肪含量变幅为2.46%～5.15%，其中201229-1-2粗脂肪含量最高，与晋燕18号差异不显著（P>0.05），与其他品种（品系）差异显著（P<0.05）；晋燕17号粗脂肪含量最低，与魏都莜5号和9475-6差异不显著（P>0.05），与其他品种（品系）差异显著（P<0.05）。各燕麦品种（品系）的蛋白质含量和β-葡聚糖含量变异系数较大，分别达7.09%和7.27%，表明，蛋白质和β-葡聚糖的遗传稳定性较差；粗脂肪含量的变异系数较小，为4.76%，表明其遗传稳定性相对较好；淀粉含量的变异系数最小，为3.57%，表明其遗传稳定性最好。

表4 不同裸燕麦品种（品系）品质性状结果比较Table 4 Com parison of quality traits among different naked oat varieties（lines）

籽粒容重大小是衡量作物原粮质量等级的唯一指标，是籽粒大小、质量、形状、整齐度、腹沟深浅、胚乳质地、出粉率等性状和特征的综合体现。由表4可知，根据吉林省地方标准燕麦籽粒质量等级理化指标划分[21]，201229-1-2、坝莜 18 号、晋燕 18 号、白燕18号、白燕16号和9475-6籽粒容重的平均值均大于700.00 g/L，属于一级燕麦；其他品种（品系）的籽粒容重均大于670.00 g/L，属于二级燕麦。

2.4 裸燕麦农艺性状和品质性状的相关性分析

由表5可知，株高与主穂长呈极显著正相关，相关系数为0.86；主穂长与穗粒重、产量呈显著正相关，相关系数分别为0.59和0.68；小穂数与穗粒数、穗粒重、产量呈极显著正相关，相关系数分别为0.90、0.74和0.73；穗粒数与穗粒重、产量呈极显著正相关，相关系数均为0.86；穗粒重与千粒重呈显著正相关，相关系数为0.63；穗粒重与产量呈极显著正相关，相关系数为0.80。

表5 不同裸燕麦品种（品系）农艺性状与品质性状的相关性分析Table 5 Correlation analysis of agronom ic traits and quality characters of different naked oat varieties（lines）

2.5 裸燕麦不同性状的主成分分析和综合评价

对不同裸燕麦品种（品系）的8个农艺性状和5个品质性状进行主成分分析，由表6可知，根据主成分特征值大于1的原则，提取到5个主成分，累计贡献率为87.004 9%，表明5个主成分基本代表了13个性状的87.004 9%的信息，即12个裸燕麦品种（品系）绝大部分性状特征。

表6 裸燕麦品种（品系）主要性状的主成分分析Table 6 Principal component analysis of main characters of different naked oat varieties（lines）

第一主成分特征值为4.762 2，穗粒重、产量、穗粒数、小穂数在此成分中载荷绝对值较高，其特征向量所凝聚的信息主要是燕麦经济产量性状，可解析为产量因子。第二主成分特征值为2.782 3，此成分中蛋白质含量、株高、主穂长和千粒重的载荷绝对值较高，其特征向量所凝聚的信息主要是燕麦营养品质和生长状况，可解析为综合因子。第三主成分特征值为1.533 9，粗脂肪含量、千粒重和β-葡聚糖含量在此成分中载荷绝对值较高，其特征向量所凝聚的信息主要是燕麦营养品质性状，可解析为品质因子。第四主成分特征值为1.189 1，其对应的特征性状中，载荷绝对值最大的为β-葡聚糖含量，可解析为品质因子。第五主成分特征值为1.043 2，其对应的特征性状中，载荷绝对值最大的为淀粉含量，可解析为品质因子。

根据刘青松等[22]的方法，以5个主成分相应的贡献率为权重，将各主成分因子得分和相应的权重建立线性加权方程，计算各裸燕麦品种（品系）的综合得分。

F综=（0.366 3F1+0.214 0F2+0.118 0F3+0.094 2F4+0.080 2F5）/0.870 049

通过以上公式计算得到12个裸燕麦品种（品系）的综合得分，并进行得分大小排序。由表7可知，参试的12个裸燕麦品种（品系）中，坝莜18号、白燕16号、张莜8号、201229-1-2的综合得分相对较高，说明这4个品种（品系）在内蒙古乌兰察布市适应性较好。

表7 不同裸燕麦品种（品系）的综合得分Table 7 Comprehensive scores of different naked oat varieties（lines）

3 讨论

生育期是评价一个品种对地区适应性最重要的指标之一[22]，易受多重因素影响，如自身基因调控、地理环境、播种模式及田间管理等[23-24]。本试验中不同燕麦品种（品系）生育期的差异性较大，为75～103 d，在当地均可正常成熟。根据任长忠等[15]报道，燕麦按生育期长短可分为极早熟（≤75 d）、早熟（76～85 d）、中熟（86～100 d）和晚熟（≥101 d）4类。本试验中，在乌兰察布市白燕18号为极早熟品种，坝莜18号为晚熟品种，品系9837-1和9475-6为早熟品种，其他品种（品系）均为中熟品种。

相关性分析是研究两组变量之间相关关系的一种统计方法，在品种筛选中常用来阐明目标性状间复杂多样的互作关系。本试验结果表明，12个参试裸燕麦品种（品系）的株高与主穂长呈极显著正相关；主穂长与穗粒重、产量呈显著正相关；小穂数和穗粒数、穗粒重及产量呈极显著正相关；穗粒数与穗粒重、产量呈极显著正相关；穗粒重与千粒重呈显著正相关；穗粒重与产量呈极显著正相关。这与孙乌日娜等[25]和李骏倬等[26]研究结果基本一致。农艺性状中小穗数、单株粒数和千粒重是影响燕麦籽粒产量的主要因素[27]，因此，从主要农艺性状相关性分析来看，在品种筛选的过程中，应将穗粒重、千粒重、小穗数、分蘖、穗长、生育期作为优先选择目标。本试验农艺性状与品质性状相关性分析表明，12个参试裸燕麦品种（品系）的主要农艺性状与品质性状不存在显著相关性，这与白晓雷等[27]、苗玉红等[28]研究结果基本一致。因此，对燕麦新品（品系）种适应性进行筛选时，要对农艺性状和品质性状进行综合考量，协调好两者间的关系。

燕麦品种的适应性不是由单个因素影响的结果，而是由多个因素综合影响的结果，不同品种在相同环境的表现差异也很大，各性状的优劣程度也不尽相同[28-31]。主成分分析作为一种综合评价方法，可以全面分析各品种中农艺性状和营养成分所占有的分量，能够较为直观地判断某一品种适应性的强弱[32]。因此，本试验应用主成分分析法，以主要农艺性状和营养品质性状为基础对参试的12个裸燕麦品种（品系）的生产性能进行综合评价，得出坝莜18号、白燕16号、张莜8号、201229-1-2的综合得分相对较高，产量和营养成分也相对突出，是内蒙古乌兰察布市适应性较好的品种。

4 结论

本试验参试的12个裸燕麦品种（品系）均可在乌兰察布市完成其物候期，除了白燕18号为极早熟品种，品系9837-1和9475-6为早熟品种，坝莜18号为晚熟品种，其他品种（品系）均为中熟品种。通过主成分分析评价表明，坝莜18号、白燕16号、张莜8号、201229-1-2综合得分较高，产量性状和营养品质性状均相对较为突出，特别是坝莜18号综合产量表现较好，达到3 250.05 kg/hm2，具有较高的蛋白质和β-葡聚糖含量，且粗脂肪含量较低，营养品质较好；适宜在内蒙古乌兰察布市种植，可作为当地首选种植推广的燕麦品种。