品种和种植密度对燕麦饲草产量、品质和病害的影响

景 芳,南 铭,刘彦明,陈 富,边 芳,任生兰,张成君

(1.甘肃农业大学草业学院,甘肃 兰州 730070;2.甘肃省定西市农业科学研究院,甘肃 定西 743000;3.甘肃省农业科学院作物研究所,甘肃 兰州 730070)

燕麦(Avenasativa)是一种粮饲兼用型作物,饲用燕麦具有产量高、适口性好、消化率高、矿质元素丰富、营养品质优良等优点[1]。经过长期种植和引种驯化,燕麦对干旱、寒冷气候和贫瘠土壤具有较强的适应性[2],在世界范围内广泛种植。根据中商产业研究院数据统计,2013—2020年,我国燕麦种植面积从19万hm2增加到52.5万hm2,燕麦产量由23.5万t增加到62.5万t。然而,目前我国燕麦饲草产量远不能满足畜牧业快速发展的需求。燕麦饲草产量供不应求,致使大量优质燕麦依赖欧、美国家的进口,自2015年至2020年,我国燕麦干草进口量从15.15万t增加到33.5万t[3]。为了我国饲草产业可持续发展,降低对进口燕麦的依赖性,当前亟需解决的关键问题是提高燕麦饲草产量。

饲草产量不仅与品种关系密切,环境条件和栽培技术也对其有较大影响,其中适宜的种植密度是影响作物生长发育的重要栽培措施。种植密度通过影响植株个体对单位面积内水、肥、气、热等资源的竞争,从而影响体内的物质分配。适宜的种植密度是影响作物产量、物质分配和营养品质的重要因素[4]。众多研究表明,受区域气候、栽培措施、土壤条件等因素的共同影响,不同燕麦品种的适宜种植密度不同,同一燕麦品种在不同地区的适宜种植密度也不完全一致[5-8]。

目前,病害是燕麦生产中面临的主要限制因素,其中红叶病是燕麦主产区的主发病害,白粉病则是禾本科植物上危害较为严重的真菌性病害之一[9]。病害的发生影响了植株生长发育,降低了饲草品质和产量,减少了经济效益[10-11]。此外,燕麦生长期内植株密度过大,导致植株茎秆长势纤弱,在遭遇极端天气时容易发生倒伏[12],这也在一定程度上恶化了单位空间内生长环境,加重了病害发生。已有研究表明,植物病害的发生程度与种植密度密切相关,种植密度的增加为植株病害的发生和流行提供了有效传播途径[13-14]。

近年来,随着“粮改饲”工作的推进,我国陇中黄土高原地区被列为重点试点区,燕麦种植面积约4万hm2,其中饲用燕麦占40%以上[15]。然而,陇中地区自育燕麦品种较少,饲草专用品种缺乏,引进燕麦品种因其自身的遗传适应性,种植密度存在一定差异[15]。已有研究表明,适宜的种植密度是燕麦饲草获得高产优产的先决条件,能有效避免环境条件对燕麦生长的抑制作用。因此,本研究立足陇中地区气候和土壤条件,选取不同来源的燕麦种质(国外引进改良品种‘定引1号’,自育品种‘定燕2号’,国内引进品种‘白燕7号’),通过分析不同种植密度对3个燕麦品种的产量性状、营养品质、倒伏和病害发生情况影响,旨在筛选高产优质,抗倒伏和抗病性强的饲用燕麦最适种植密度,以期为饲用燕麦高产优质栽培管理提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在甘肃省定西市农业科学研究院创新试验基地(35°17′ N,104°12′ E,海拔1 920 m)进行,该地区最高温度33℃,最低温度—22℃,年均温度7.3℃,年均降水量400～600 mm,年均蒸发量1 400 mm,无霜期140 d,年均日照时数1 900～2 100 h。试验地土壤类型为黄绵土,pH值为7.63,有机质含量为1.21%,碱解氮含量为6.0 mg·kg-1,速效磷含量为9.0 mg·kg-1,速效钾含量为90 mg·kg-1,试验地前茬作物为玉米(ZeamaysL.)。

1.2 试验设计

供试燕麦来源详见表1。试验于2020年4月2日播种,采用两因素随机区组设计,A因素为品种,B因素为种植密度(375 株·m-2、450 株·m-2和525 株·m-2)。人工开沟条播,小区面积2 m×5 m,行距25 cm,株距5 cm,播种深度4～6 cm,3次重复,共27个小区。播种前施入磷肥(有效P2O5≥12%)525 kg·hm-2,钾肥(K2O)300 kg·hm-2,尿素(总N≥46.4%)150 kg·hm-2,燕麦生长期间不追肥、不灌水,苗期中耕除草2次。

1.3 测定指标

1.3.1物候期观测 按照《燕麦种质资源描述规范和数据标准》[16],采用整体观察法,以试验小区内50%的植株进入某物候期为基准,观测并记录每个品种的出苗期、抽穗期、开花期、乳熟期和完熟期。

1.3.2饲草产量及相关性状测定 乳熟期在每个小区去除边际效应后,选取具有代表性的1 m2样区,刈割后称取鲜草重量,计算鲜草产量,并统计1 m2样段的总茎秆数。将鲜样挂入风干室自然风干后称取干草重量,计算干草产量及鲜干比,风干样品待用。随机拔取10株将茎、叶分开后称取茎、叶、穗(小穗和叶分一起)的鲜重,并计算茎叶比。

1.3.3农艺性状测定 乳熟期在每个小区随机拔取10株带回实验室,测定植株的农艺性状指标,包括株高、穗长、旗叶长度、旗叶宽度、分蘖数。

1.3.4营养指标测定 风干样粉碎后,过40目筛,测定燕麦营养品质。采用凯氏定氮法测定粗蛋白(Crude protein,CP)含量(GB/T6432-1994),索氏抽提法测定粗脂肪含量(Crude fat,CF,NY/T1285-2007),滤袋法测定酸性洗涤纤维(Acid detergent fiber,ADF,NY/T1459-2007)和中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber,NDF,GB/T20806-2006)含量。

相对饲喂价值(Relative value,RFV)=DMI×DDM/1.29,式中DMI为可消化干物质随意采食量DMI(%BW)=120/NDF(%DM);DDM为可消化干物质DDM(%DM)=88.9-0.779×ADF(%DM)。

相对饲草品质(Relative forage quality,RFQ)计算公式为RFQ=1.949 9RFV-67.038(R2=0.752 2)[15]。

1.3.5燕麦倒伏和病害发生情况调查 7月10日,燕麦在遭遇暴雨和大风天气后,田间植株发生不同程度倒伏,隔天观察和记录供试材料所处时期以及倒伏和病害发生情况。依据植株倒伏情况及恢复的倾斜程度,将倒伏级别划分为0,1,2,3级,级别代表的茎秆与地面夹角依次为75°～90°,45°～74°,20°～44°和0°～19°;实际倒伏率(%)=小区倒伏面积/小区总面积×100%,主茎与地面夹角≤45°为倒伏。

在每个小区随机选取50株,观察和记录供试材料红叶病和白粉病的发病率及病情指数。

发病率(%)=病叶数/调查总叶数×100%[17]

病害严重度分级参照农业行业标准“牧草病害调查与防治技术规程”(NY/T 2767-2015)[17]。根据发病植物叶片的面积或体积占调查植物叶片总面积或总体积的百分率,划分植株病害发生等级,用分级法表示,共设8级,病害严重级别分别为1%,5%,10%,20%,40%,60%,80%和100%。

病情指数=∑[(各级病叶数×代表数值)]/(调查总叶数×最高代表级值)×100

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010软件进行数据整理、计算;用GraphPad 8.0.2软件作图;用SPSS 25.0软件进行差异显著性分析;采用Origin绘制主成分分析PCA图。

采用SPSS 25.0软件对供试燕麦的各性状指标进行主成分分析,并对原始数据进行KMO和Bartlett检验。若Bartlett球形检验的显著性小于等于0.05,或KMO值大于等于0.6,说明检验各因素之间有一定关联程度,数据适合做因子分析。对原始数据进行主成分分析,根据主成分特征值大于1的原则,提取到前主成分因子。通过主成分分析得到的主成分矩阵显示了各性状在主成分中的权重系数,用此数除以该成分特征值的平方根,得到该特征值的特征向量值,用特征向量值乘以标准化(X1,X2……)的数据,最后得到主成分因子(F1,F2……)的表达式和各个因子得分及综合得分F,以每个主成分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,计算得到主成分的综合线性模型[18]。

2 结果与分析

2.1 品种和种植密度对燕麦物候期的影响

3个燕麦品种均能完成生长发育过程(表2),出苗时间21～34 d,其中‘定燕2号’的出苗时间较迟,‘定引1号’和‘白燕7号’的出苗时间一致。3个燕麦品种中‘白燕7号’的抽穗期、开花期、乳熟期和成熟期均较其他品种早,‘定燕2号’最迟。3个燕麦品种在不同种植密度下物候期一致,密度的增加不会影响燕麦生育期的长短,3个燕麦品种的生育期在92～99 d,均表现为中熟品种,其中‘定燕2号’的生育期最短。

表2 不同品种和种植密度的燕麦物候期Table 2 The phenological periods of different oats varieties with planting densities

2.2 品种和种植密度对燕麦干草产量的影响

如图1所示,不同种植密度下,3个燕麦品种的干草产量随种植密度增加呈先升高后降低的趋势,在密度为450株·m-2时‘定引1号’和‘定燕2号’的干草产量显著高于其他种植密度(P<0.05);‘白燕7号’在密度为450株·m-2和525株·m-2时干草产量无显著差异。同一种植密度的3个燕麦品种,‘定引1号’的干草产量在密度为375株·m-2和450株·m-2时显著高于其他2个品种(P<0.05),且在密度为450株·m-2时最高,达到16 000.00 kg·hm-2;在种植密度为525株·m-2时,各品种间干草产量差异不显著。3个品种中,‘白燕7号’在密度为375株·m-2时干草产量最低,为10 526.67 kg·hm-2。

2.3 品种和种植密度对燕麦产量相关性状的影响

F检验表明,品种对燕麦产量相关性状的影响最大(表3),品种和种植密度均极显著影响燕麦鲜草产量、鲜干比、总茎数、叶穗重、茎叶比(P<0.01);种植密度对茎重影响显著(P<0.05);品种和密度互作极显著影响鲜草产量、总茎数、叶穗重(P<0.01)。

图1 不同品种和种植密度的燕麦干草产量Fig.1 Hay yield of different oat varieties with planting densities注：图中不同大写字母表示相同种植密度下不同燕麦品种间差异显著(P<0.05);不同小写字母表示相同燕麦品种不同种植密度间差异显著(P<0.05)Note：Different capital letters in the figure indicate a significant difference among different oat varieties under the same planting density (P<0.05);different lowercase letters a significant difference between different planting density of the same oat variety (P<0.05)

‘定引1号’和‘定燕2号’的鲜草产量随种植密度增加呈先升高后降低趋势,在密度450株·m-2的鲜草产量显著高于其他种植密度(P<0.05);‘白燕7号’随种植密度增加呈升高趋势。3个燕麦品种的鲜干比随种植密度增加先降低后升高;总茎数随种植密度增加呈上升趋势,种植密度小的燕麦品种总茎数小;茎叶比随种植密度的增加呈递减趋势。同一种植密度的3个燕麦品种中,‘定引1号’的鲜草产量、鲜干比、茎重、叶穗重均较其他2个品种高;‘白燕7号’的茎叶比较‘定引1号’和‘定燕2号’高。

2.4 品种和种植密度对燕麦农艺性状的影响

F检验表明,品种对燕麦农艺性状的影响最大,品种和种植密度均显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)影响燕麦旗叶长度、旗叶宽度和分蘖数(表4);种植密度对株高、穗长的影响不显著;品种和密度互作显著影响燕麦分蘖数(P<0.05)。

3个燕麦品种的穗长、旗叶长度、旗叶宽度在密度为450株·m-2时显著高于其他种植密度(P<0.05);分蘖数随着种植密度的增加呈下降趋势。同一种植密度的3个燕麦品种中,‘定燕2号’的株高和穗长显著高于其他2个品种(P<0.05);‘白燕7号’的株高和穗长最小。3个品种中‘白燕7号’的旗叶长度和分蘖数显著高于其他品种(P<0.05);‘定引1号’的旗叶长度、旗叶宽度显著低于其他品种(P<0.05)。

表4 不同品种和种植密度的燕麦农艺性状Table 4 The growth characteristics of different oat varieties with planting densities

2.5 品种和种植密度对燕麦营养品质的影响

F检验表明,品种对燕麦营养品质的影响最大,品种和种植密度均显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)影响燕麦粗蛋白、粗脂肪、酸性洗涤纤维、RFV和RFQ;品种和密度互作对营养品质影响不显著(表5)。

同一燕麦品种,粗蛋白和粗脂肪含量随种植密度的增加整体呈降低趋势;酸性洗涤纤维含量随种植密度的增加呈升高趋势;除‘定引1号’外,‘白燕7号’和‘定燕2号’的中性洗涤纤维含量随种植密度的增加也呈升高趋势。同一种植密度的3个燕麦品种中‘定燕2号’的粗蛋白含量、粗脂肪含量、RFV和RFQ较其他2个品种高,而中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量较低。3个燕麦品种中,‘定燕2号’在密度为375株·m-2时粗蛋白含量、粗脂肪含量、RFV和RFQ最大,分别为14.97%,3.22%,132.75和191.81;而中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量最低,分别为46.58%和28.80%。

表5 不同品种和种植密度的燕麦营养品质Table 5 The nutritive value of different oat varieties with planting densities

2.6 品种和种植密度对燕麦倒伏情况的影响

观测到3个燕麦品种处于不同生育时期且各小区出现不同程度倒伏(表6)。‘定引1号’‘白燕7号’和‘定燕2号’分别处于乳熟期,灌浆期和开花期。F检验表明,品种对饲用燕麦倒伏情况的影响最大,品种和种植密度均极显著影响燕麦倒伏分级和实际倒伏率(P<0.01),品种和密度互作极显著影响实际倒伏率(P<0.01),对倒伏分级影响不显著。

同一种植密度的3个燕麦品种中,‘定引1号’的实际倒伏率显著高于其他品种(P<0.05),倒伏分级最高;‘白燕7号’实际倒伏率最小,倒伏分级最低。其中,‘定引1号’在密度为525株·m-2时,倒伏情况最严重,倒伏分级3级,实际倒伏率55.53%;‘白燕7号’在密度为375株·m-2时,倒伏程度最轻,倒伏分级为0,实际倒伏率13.30%。同一品种在不同种植密度下倒伏情况也不尽相同,随着种植密度增大,3个品种的实际倒伏率逐渐增大,倒伏分级逐级增加。综合研究表明：‘白燕7号’抗倒伏性好,‘定引1号’抗倒伏性差。

2.7 品种和种植密度对燕麦病害的影响

F检验表明,品种对饲用燕麦病害的影响最大,品种和种植密度均极显著影响燕麦红叶病与白粉病的发病率及病情指数(P<0.01);品种和种植密度互作显著影响白粉病病情指数(P<0.05),对其他指标影响不显著(表6)。

同一播种量的3个燕麦品种中,‘白燕7号’的发病率及病情指数相对较高,‘定燕2号’发病率及病情指数最低。其中‘白燕7号’在密度为525株·m-2时,发病率和病情指数最高,红叶病发病率38.67%,病情指数25.98;白粉病发病率30.43%,病情指数20.88。‘定燕2号’在密度为375株·m-2时,发病率和病情指数最低,红叶病发病率15.53%,病情指数9.96;白粉病发病率10.53%,病情指数6.92。同一品种在不同种植密度下病害发生情况不尽相同,随着种植密度的增大,3个品种的发病率逐级增大,病情指数逐级升高,植株密度的增大,加大了病害的传播。综合病害发生情况,‘白燕7号’的发病率高,抗病性差;‘定燕2号’发病率低,抗病性好。

表6 不同播种量的饲用燕麦倒伏及病害发生情况Table 6 Lodging and disease occurrence of different forage oat varieties with planting densities

2.8 品种和种植密度与燕麦各性状主成分分析

选取不同种植密度3个燕麦品种的11个性状指标(干草产量、株高、总茎数、分蘖数、粗蛋白,粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、红叶病发病率、白粉病发病率、倒伏率)进行主成分分析。对原始数据进行KMO和Bartlett检验后发现,Bartlett球形检验的显著性P值为0,小于0.05;KMO值为0.69,大于0.6,说明数据适合做因子分析。根据主成分特征值大于1的原则,提取到前2个主成分因子累计解释总变量的84.52%,累积贡献率分别为60.51%,84.52%。通过主成分分析得到的主成分矩阵显示了各性状在3个主成分中的权重系数,其中第一主成分载荷量较大的是总茎数、白粉病发病率、红叶病发病率;第二主成分载荷量较大的指标是粗蛋白、中性洗涤纤维和粗脂肪。以每个主成分对应的特征值占所提取主成分总特征值之和的比例作为权重,计算得到主成分的综合线性模型为：F=0.605 10F1+0.240 07F2。

表7 不同品种和种植密度的燕麦各性状主成分分析Table 7 Principal component analysis of various characters of different oat varieties with planting densities

图2 不同品种和种植密度的燕麦主成分分析图Fig.2 The PCA analysis chart of different oat varieties with planting densities注：左图中同一形状黑、红和绿分别代表不同种植密度,右图同一形状黑、红和绿分别代表不同燕麦品种Note：In the left panel,the same shape of black,red and green respectively represents different planting densities,while in the right panel,the same shape of black,red and green the oat varieties of Dingyin No.1,Baiyan No.7 and Dingyan No.2

基于燕麦饲草产量、品质、发病率和倒伏率的不同种植密度和品种的主成分分析PCA图中(图2),距离越近的样本点间相似度越高,所有样本点在某个坐标轴上的方差等于该主成分对应的特征值。虽然第一和第二主成分分别解释了总变量的60.4%和23.7%,但各种植密度下区分不明显,分散较小,相对集中。基于燕麦饲草产量、品质、发病率和倒伏率的不同品种主成分分析中,第一和第二主成分分别解释了总变量的60.5%和24.0%,3个燕麦品种之间区分明显,分散程度较大,互不影响,其中‘定引1号’与干草产量和倒伏率关系密切;‘白燕7号’与中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、分蘖数、白粉病发病率、红叶病发病率间联系紧密;‘定燕2号’与株高、粗脂肪关系密切。说明供试品种间存在明显的差异性,而不同种植密度各性状间差异不显著。

进一步结合2个主成分贡献率和因子得分,综合考虑不同燕麦品种各种植密度下饲草产量、营养品质、倒伏和病害发生情况的变化程度,计算3个燕麦品种在不同种植密度下的F值以及排名(表8)。结果表明：‘定燕2号’在密度为450株·m-2时综合得分最高,综合适应性最好。

表8 不同品种和种植密度的燕麦得分与排序Table 8 The scoring and ranking of different oat varieties with planting densities

3 讨论

3.1 不同品种和种植密度对燕麦生产性能的影响

燕麦生长发育受栽培措施影响,产量及相关性状表现不同。密度是影响燕麦生长发育及生物学特征的重要因素,对于作物而言,在一定的种植面积下有最适密度[19]。景婷婷等人[20]研究发现,在成都平原地区‘英迪米特’燕麦在播量为90 kg·hm-2时各产量性状指标均优于其他处理。林志玲等人[8]研究表明,‘燕王’的生物量随着种植密度增加呈现先增加后降低的变化趋势,在种植密度为35万株·hm-2时饲草产量最高。王雪莱等[21]在松嫩平原西部的研究中也得出相似结论,燕麦产量相关性状随种植密度的增加呈先上升后下降趋势,种植密度的增加导致燕麦个体生长受限。本研究也表明,燕麦干草产量随种植密度增加呈先升高后降低趋势,在密度为450株·m-2时燕麦干草产量显著高于其他种植密度;3个燕麦品种中,‘定引1号’的干草产量在密度为450株·m-2时最高,达到16 000.00 kg·hm-2;品种和种植密度均显著影响燕麦鲜草产量、鲜干比、总茎数、叶穗重、茎叶比等产量相关性状指标。因此,在大规模播种燕麦前,应确定燕麦品种的最适种植密度,以确保经济效益的最大化。

燕麦生育期受多种因素影响,是植物自身对外界的环境适应性结果[22]。本研究结果表明,3个燕麦品种在不同种植密度下物候期一致,种植密度的增加,对燕麦生育期影响不大,这与庞丁铭等[23]的研究结果相近。农艺性状是评价牧草生产性能的重要依据。本研究结果表明,品种和种植密度均显著或极显著影响燕麦旗叶长度、旗叶宽度、分蘖数,种植密度对株高、穗长的影响不显著,品种和密度互作显著影响燕麦分蘖数。株高是影响牧草产量的重要指标,可以反应出不同燕麦品种牧草产量的差异[24]。本研究中不同燕麦品种间植株高度差异显著,而种植密度对燕麦株高的影响较小,这与柳茜等[6]的研究结果一致。同一品种在不同种植密度下的株高差异不显著,但品种间株高存在显著差异,这是由品种自身的遗传特性决定的。单株分蘖能力可通过群体密度影响饲草产量,种植密度低,单株所占的营养资源大,分蘖能力强,分蘖数多,反之,群体密度变大正好相反[25]。本研究同样发现,分蘖数随着种植密度的增加呈递减趋势,种植密度越大,分蘖数越少,3个品种的分蘖数在密度为375株·m-2时最大。茎叶比是评价饲草品质的重要指标,茎叶比愈小,叶的比重愈大。本研究中茎叶比随种植密度的增加呈递减趋势,种植密度增大,茎重减少,叶穗所占比例增大。可能原因是,种植密度的增加使群体内个体植株多占资源和生长空间不足,影响了个体生长发育,进而影响了茎秆的纤细程度。因此,适宜的种植密度能够缓解种间竞争压力,提高光合利用率,增加饲草产量。

3.2 不同品种和种植密度对燕麦营养品质的影响

饲用燕麦种植密度的选择,不仅要考虑产量,而且要关注营养价值,适宜的种植密度对燕麦产量和营养品质有很大提升。营养品质是衡量牧草价值的重要指标,可直接体现饲用价值的高低[26-27]。燕麦饲草营养成分指标包括粗蛋白、粗脂肪、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维等[28]。已有研究表明[8],种植密度是影响饲草作物的营养指标,随着种植密度的增加,粗蛋白和粗脂肪含量呈下降趋势,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维呈上升趋势。本研究显示,不同种植密度影响了饲用燕麦的营养品质,燕麦粗蛋白和粗脂肪含量随种植密度的增加整体呈降低趋势,3个燕麦品种的粗蛋白、粗脂肪在密度为375株·m-2时最大;酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维随种植密度的增加整体呈升高趋势。这与林志玲等[8]、王雪莱等[21]、宋雨桐等[29]研究结果相近。种植密度的增大加大了作物对土壤中水分和矿质元素的利用,当土壤中的营养不足以供给高密度植株时,会造成植株生长发育不良,从而影响了营养物质的含量。

粗蛋白含量较高的品种饲用价值相对较高,粗脂肪能提高饲草的适口性[30-31]。中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维作为反刍动物采食量的重要指标,中性洗涤纤维越高,牧草适口性越差,家畜对牧草采食率降低;酸性洗涤纤维越高,木质化程度越高,家畜对牧草的消化率降低[32]。相对饲喂价值和相对饲草品质是依据酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维的综合表现来选择理想型牧草的重要指标[33]。本研究3个燕麦品种中‘定燕2号’的粗蛋白、粗脂肪、RFV和RFQ较其他2个品种高,而中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维最低,说明‘定燕2号’的营养品质好,饲用价值高。产量相关性状研究也表明,3个燕麦品种中‘定燕2号’的茎叶比最低,间接说明‘定燕2号’饲草品质较好,这一结论证实了茎叶比越小,叶的比重越大,饲草品质越高[26]。

3.3 不同品种和种植密度对燕麦倒伏和发病率的影响

植株倒伏性除了受外部环境条件影响,品种遗传特性也对其影响显著[34]。前人研究表明,种植密度的增加减少了群体内个体植株所占的生长资源和空间份额,从而影响了植株的个体生长发育以及抗倒伏能力[35]。周超等[36]研究表明,种植密度的增大,引起茎秆节间变长、茎粗变小、茎秆强度变弱,增加了植株发生倒伏的风险。本研究也表明,3个燕麦品种的倒伏率和倒伏分级存在显著差异,同一品种在不同种植密度下倒伏情况也不尽相同,随着种植密度的增大,3个品种的实际倒伏率逐渐增大,倒伏分级逐级增加。因此,适宜的种植密度能够降低倒伏的发生概率。

燕麦病害的发生与种植区域、品种以及致病病原菌等多种因素有关,其中品种是最主要的影响因素[37]。本研究也显示,品种对饲用燕麦病害的影响最大,同一种植密度的3个燕麦品种中,‘白燕7号’的发病率相对较高,‘定燕2号’发病率最低。红叶病是西北半干旱地区发病范围最广、危害程度最严重的病害。胡凯军等[38]在研究中指出,红叶病的发生与外部环境和品种本身的遗传特性有密切关系,不同品种对红叶病的耐受性差异较大。麦类白粉病的发生与作物种植密度密切相关。王学贵等[37]研究表明,白粉病发病初期,种植密度越大病情指数越高。孙道旺等[39]研究发现,随着燕麦种植密度的增大,白粉病病情指数亦随之增大。本研究发现同一燕麦品种在不同种植密度下病害情况不尽相同,随着种植密度的增大,白粉病和红叶病的发病率逐渐增大,这与前人的研究结果一致。综合病害发生情况,筛选出3个燕麦品种中发病率低,抗病性好品种为‘定燕2号’。

4 结论

品种和种植密度均显著影响燕麦饲草产量、鲜干比、总茎数、叶穗重、茎叶比等产量相关性状指标;品种和种植密度也影响了饲用燕麦农艺性状指标。在营养品质方面,燕麦粗蛋白和粗脂肪含量随种植密度的增加整体呈降低趋势,酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维随种植密度的增加呈升高趋势。同一品种在不同种植密度下倒伏及发病情况也不尽相同,随着种植密度的增加,3个品种的倒伏和病害发生程度逐级增大,其中,‘白燕7号’抗倒伏性好,‘定燕2号’抗病性强。通过主成分分析筛选出适宜陇中黄土高原地区种植的饲草品种‘定燕2号’,其最适种植密度450株·m-2。