9个燕麦品种在齐齐哈尔地区的农艺性状及饲草品质评价

柴 华,杨 曌,申忠宝,李莎莎,王晓龙 ,徐艳霞,吴 玥

(1.黑龙江省农业科学院博士后科研工作站,黑龙江哈尔滨 150086;2.黑龙江省农业科学院畜牧兽医分院/黑龙江省牧草育种与种质资源利用工程技术研究中心/黑龙江省草原与牧草育种重点实验室,黑龙江齐齐哈尔 161005;3.黑龙江省农业科学院草业研究所,黑龙江哈尔滨 150086)

燕麦(AvenasativaL.)是禾本科燕麦属一年生植物,主要分布在亚洲、欧洲、北美洲等地区,在南半球的澳大利亚、新西兰和巴西也有较大规模种植[1-3]。燕麦性喜凉爽,在我国栽培面积大,分布广,华北、西北、西南高寒冷地区均有种植,山西、河北、内蒙古3个省的高寒地带为主要分布区域[4-5]。在我国北方寒旱区种植燕麦能有效遏制水土流失,减少无效蒸发及地表径流,且燕麦易管理,是寒旱区的主要优势作物,特别是在松嫩平原农牧交错地区,成为了饲草产业的重要草种[6-7]。燕麦作为饲料作物,具有高蛋白、纤维消化好、相对饲用价值高等优势,对地区畜牧业发展及生态建设具有重要意义[8-11]。燕麦品种多样且种植区域广泛,在不同生态环境下燕麦饲草的营养品质差异较大[12]。欧阳韶辉等[13]研究发现,在华北、西北地区,不同燕麦品种的CP、NDF及ADF含量差异均显著。李希来等[14]研究表明,国外引进的燕麦品种粗蛋白含量随播量的增大呈下降趋势,粗纤维含量呈增加趋势,而粗脂肪和粗灰分变化并不明显。降 磊等[15]研究发现,种植地区对燕麦蛋白质和脂肪含量及稳定性有显著影响。琚泽亮等[16]研究发现,不同燕麦品种在同一环境下WSC含量有显著差异。松嫩平原地域广阔,不同地区的气候条件差异较大,有关齐齐哈尔适宜种植的饲用燕麦品种鲜有报道。

本研究拟对收集的9个国内外燕麦品种用灰色关联度法进行农艺性状和饲草品质综合评价,以期筛选适宜在松嫩平原齐齐哈尔地区种植的优质燕麦品种,为该地区燕麦推广和畜牧业发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试的9个燕麦品种均是已登记的品种,由黑龙江省农业科学院畜牧兽医分院提供,具体见表1。

表1 供试燕麦品种与来源Table 1 Tested oat varieties and sources

1.2 试验设计

试验地设在松嫩平原齐齐哈尔市富拉尔基区黑龙江省农业科学院畜牧兽医分院试验基地,地处东经123°41′,北纬47°15′,春季干旱多风,冬季寒冷少雪,海拔148.3 m,年平均气温3.37 ℃左右,极端最高气温37.5 ℃,最低气温-39.5 ℃,≥10 ℃的积温2 722.1 ℃,年平均降水量454 mm,无霜期130 d左右,土壤为黑风沙土,pH值7.4,肥力中等。采用随机区组设计,小区面积15 m2(3 m×5 m),行距15 cm,20行区。于2022年5月7日条播,播种深度3～5 cm,小区间宽0.9 m,3次重复。苗期除草,干旱时灌水,分蘖、拔节期追肥。于2022年7月29日刈割。

1.3 测定指标及方法

株高:用卷尺测量地表到燕麦直立的最高点,每小区随机测定10株取平均值。鲜草产量:留茬5 cm刈割整个小区,称鲜重后计算产量;每小区随机称取3份600 g鲜草自然风干,折算干草产量。

饲草品质指标的分析检测委托于蓝德雷饲草、饲料品质检测实验室完成,采用NIR 近红外仪测定可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrates,WSC)、木质素(acid detergent lignin,ADL)、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗涤纤维(acid detergent fiber,ADF)、粗蛋白(cruder protein,CP)、粗灰分(crude ash,ASH)、粗脂肪(ether extract,EE)含量和相对牧草质量(relative forage quality,RFQ)[17]。

1.4 数据处理

数据采用Excel 2010和SPSS 17.0进行分析,在SPSS中作单因素方差分析(Anova),采用Duncan法进行多重比较。利用灰色关联度分析法对9个参试燕麦品种的11个测定指标进行综合评价,计算关联度系数(ξi)[24]。

2 结果与分析

2.1 不同燕麦品种产草量相关指标分析

2.1.1 株高

如图1所示,9个燕麦品种的株高为86.40～120.30 cm,梦龙最高(120.30 cm),与吉利和摩登差异不显著,显著高于龙牧12号、优牧1号、悍马、迪昂、白燕13号和泰克;泰克最低,显著低于其余8个品种(P<0.05)。

图柱上不同字母表示品种间差异显著(P<0.05)。图3同。

2.1.2 鲜草和干草量

如图2所示,9个燕麦品种的鲜草产量为30 932～49 395 kg·hm-2,悍马最高,为49 395 kg·hm-2,显著高于其它8个品种(P<0.05),其次为优牧1号(40 900 kg·hm-2),与梦龙、白燕13号、吉利和泰克的差异均不显著,摩登的鲜草产量最低,为30 932 kg·hm-2。9个品种的干草产量为9 026～13 837 kg·hm-2,龙牧12号最高,为13 837 kg·hm-2,显著高于泰克(P<0.05),与其他7个品种无显著差异。

相同指标图柱上不同小写字母表示品种间差异显著(P<0.05)。

2.2 不同燕麦品种的饲草品质分析

如图3所示,9个燕麦品种的粗蛋白(CP)含量为6.58%～9.88%,粗脂肪(EE)含量为1.96%～2.83%,粗灰分(ASH)含量为6.99%～10.40%,酸性洗涤纤维(ADF)含量为32.67%～39.52%,中性洗涤纤维(NDF)含量为59.47%～68.34%,可溶性碳水化合物(WSC)含量为10.52%～12.55%,木质素(ADL)含量为3.50%～4.47%,相对牧草质量(RFQ)为85.00～110.67。优牧1号(9.88%)CP含量最高,与白燕13号(9.50%)和悍马(9.49%)差异不显著,但显著高于其他燕麦品种(P<0.05)。迪昂(2.83%)EE含量最高,与梦龙(2.63%)和优牧1号(2.62%)差异不显著,但显著高于其他品种。泰克(10.40%)ASH含量最高,其次为优牧1号(9.81%)、龙牧12号(8.78%)和梦龙(8.48%),均显著高于其它品种。9个品种ADF含量均超过30.00%,其中龙牧12号(39.52%)含量最高,显著高于其他品种。供试燕麦的NDF含量均超过50.00%,其中龙牧12号、优牧1号和悍马分别为68.34%、66.45%和66.21%,显著高于其他品种。龙牧12号WSC含量(12.55%)最高,与泰克(12.2%)差异不显著,显著高于其他品种。龙牧12号(4.47%)ADL含量最高,悍马(4.45%)次之,迪昂(3.50%)最低。迪昂RFQ值最高(110.67),其次为泰克、梦龙和吉利,均显著高于其他品种。

图3 9个燕麦品种饲草品质指标

2.3 不同燕麦品种的综合评价

将供试燕麦品种的9个测定指标(Xi)除以“理想参考品种”对应的指标(X0)得出标准化值(Xi/X0),根据无量纲处理后的数据计算得出各指标关联系数(表2)。

表2 各指标关联系数值Table 2 Correlation coefficients of each index

根据供试燕麦品种与参考品种的关联系数(表2)计算各指标的熵值和权重(表3),而后计算出各供试燕麦品种的等权关联度和加权关联度,并进行排序(表4)。供试品种与参考品种的关联度值越大,品质越优,反之则越劣。等权关联度排序为龙牧12号>悍马>优牧1号>泰克>摩登>梦龙>迪昂>吉利>白燕13号,加权关联度排序为龙牧12号>悍马>优牧1号>泰克>摩登>梦龙>迪昂>白燕13号>吉利。

表3 各指标熵值及其权重Table 3 Entropies and weights of the index

表4 供试燕麦品种的关联度排序Table 4 Correlation ranking of the tested oat varieties

3 讨论

3.1 不同燕麦品种农艺性状

农艺性状是牧草生产性能评价的重要依据[18],而株高是衡量其生长发育状况的重要标准,也是影响燕麦饲草生产能力的重要因素[19]。娄春华等[20]在黄河滩区种植的燕麦品种的株高为73.3～111.7 cm;张 伟等[21]研究发现,呼伦贝尔地区的青海444株高可达到113.22 cm。在本研究中,9个燕麦品种的株高在86.40～120.30 cm,梦龙株高达120.30 cm,较以上研究结果更高,推测可能与种植地与供试品种不同有关。产草量是衡量燕麦是否适于饲草的重要指标。本研究中,9个燕麦品种的鲜草和干草产量均较高,其中悍马鲜草产量最高,达到49 395 kg·hm-2,干草产量为13 067.15 kg·hm-2,略低于龙牧12号,这可能刈割期其植株水分含量较高,这与张光雨等[22]研究结果相类似。

3.2 不同燕麦品种饲草品质

用RFQ评价燕麦干草能更好地体现其质量,RFQ 越大饲草品质越好[23]。本研究中,供试燕麦RFQ介于85.00～110.67之间,其中最高的是迪昂,最低的是龙牧12号,整体上略低于周启龙等[24]在西藏拉萨地区种植的燕麦品种RFQ,可能与种植区气候条件和供试品种不同有关。燕麦中富含WSC,WSC含量直接影响燕麦的品质。本研究中,燕麦WSC含量在10.52%～12.55%,与付东青等[25]在塔城地区种植燕麦品种的WSC结果相接近。粗蛋白是牧草的主要营养物质,是影响牧草品质的重要指标,能够反映牧草营养价值的高低[26]。本研究中,优牧1号、摩登和泰克的粗蛋白含量较高,其粗蛋白的平均含量高于张光雨等[22]的研究结果,这可能是燕麦品种不同所致。粗灰分是反映牧草中无机物含量的指标,能够代表矿物质含量的多少[27]。本研究中,泰克、优牧1号和龙牧12号的粗灰分含量较高。木质素含量影响家畜对牧草的消化率,是植物维持结构和强度物质[28-29]。本研究中,木质素的含量略低于魏晓丽等[30]的研究结果,可能是由于燕麦对不同地域适应性差异造成的。粗脂肪能够为家畜提供热能,在提高牧草适口性方面具有重要作用[22],中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量则直接影响牧草的采食率和消化率,同时也是RFQ评估过程中的重要指标[3,31-32]。本研究中,燕麦的粗脂肪含量相对较低,与史京京等[33]对黑龙江西部农牧交错区燕麦品种的研究结果相接近。酸性洗涤纤维的含量高于张光雨等[22]的研究结果,中性洗涤纤维的含量高于王巧玲等[34]的研究结果,这可能与供试品种及生长环境条件有关。

3.3 灰色关联度综合评价

基于熵权的灰色关联方法可以在有限的数据基础上对种质资源进行评价。本研究利用基于熵权的灰色关联度法对不同燕麦品种进行综合评价,其中等权关联度排序结果为龙牧12号>悍马>优牧1号>泰克>摩登>梦龙>迪昂>吉利>白燕13号。在各指标性状同等重要情况下,等权关联度可用于评价不同品种的优劣,而实际上各指标重要性不尽相同,所以进一步用加权关联度对供试品种进行了评价,排序仅吉利和白燕13号稍有变化,提示这两种方法都具有一定参考价值[35]。而在各项指标所占权重中,鲜重、干重、可溶性碳水化合物、粗蛋白和粗灰分所占比例较高,提示这几个指标对评价不同燕麦品种品质有重要作用。

通过灰色关联度法对在齐齐哈尔地区试验的 9 个燕麦品种11项农艺与营养指标进行综合评价,发现龙牧12号表现最好,其次是悍马和优牧1号,提示这3个品种适宜在该地区作为饲草推广种植。