梁國玲, 秦 燕, 魏小星, 劉迎春, 劉 勇, 劉文輝*
(1. 青藏高原優(yōu)良牧草種質(zhì)資源利用省級重點實驗室,青海大學(xué)/青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院, 青海 西寧 810016;2. 青海畜牧獸醫(yī)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 青海 湟源 812100)
建立優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的人工草地是解決青藏高原高寒地區(qū)草畜季節(jié)性供求矛盾、保護生態(tài)環(huán)境和促進草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵措施之一[1]。燕麥(AvenasativaL.)是禾本科一年生飼料作物,具有抗寒、耐旱、耐瘠薄的特性,其根系發(fā)達,分蘗能力強、產(chǎn)量高,品質(zhì)優(yōu)良,可有效防止水土流失,減少無效蒸發(fā)和地表徑流[2],是我國農(nóng)牧區(qū)及半農(nóng)半牧區(qū)的重要作物之一[3]。青海省是我國皮燕麥生產(chǎn)的重要種植區(qū)域和優(yōu)勢產(chǎn)區(qū),燕麥在當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)中和農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,一直發(fā)揮著重要的作用。很多學(xué)者從燕麥品種選擇[4]、施肥[5]、混播組合[6]、最佳播期[7-8]、光能轉(zhuǎn)化效率[2]、生產(chǎn)性能[9]以及營養(yǎng)品質(zhì)評價[5]等方面開展了大量的基礎(chǔ)性研究工作,極大促進了燕麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但在青藏高原高寒地區(qū)燕麥生產(chǎn)實踐中,因種植品種單一,種子成熟度和飽滿度差,發(fā)芽率低,品種更新?lián)Q代慢等原因,在一定程度上嚴(yán)重制約了高寒牧區(qū)燕麥飼草產(chǎn)業(yè)和草地畜牧業(yè)的發(fā)展,亟待推陳出新創(chuàng)造優(yōu)良的燕麥新品種以滿足生產(chǎn)需求。目前高寒地區(qū)已選育登記青引和青燕系列燕麥品種9個,在青海省人工飼草料基地建設(shè)、農(nóng)區(qū)飼草復(fù)種、高寒牧區(qū)圈窩種草和國家生態(tài)獎勵補助機制等重大戰(zhàn)略項目中發(fā)揮了重要作用。但在燕麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展中,仍存在品種老化、更新緩慢,缺乏適宜高寒牧區(qū)糧飼兼用的優(yōu)良燕麥品種。
青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院以現(xiàn)推廣的高產(chǎn)籽型的‘青海444’為母本,以高產(chǎn)草型的‘青海甜燕麥’為母本,以高產(chǎn)草、高產(chǎn)籽和高品質(zhì)為育種目標(biāo),通過雜交育種技術(shù)選育出了一系列優(yōu)良品系,其中I-D品系兼具高產(chǎn)籽和高產(chǎn)草的特性,在青海省湟中縣通過幾年的數(shù)據(jù)觀測發(fā)現(xiàn)其生產(chǎn)性能和穩(wěn)定性表現(xiàn)較好,但該品系是否在高寒地區(qū)其它區(qū)域都具有良好的生產(chǎn)性能,還缺乏相應(yīng)的研究。為此,本研究對選育的I-D品系燕麥在青海省川水區(qū)、淺山區(qū)和高海拔區(qū)進行飼草生產(chǎn)性能及其品質(zhì)的研究,明確其對生態(tài)環(huán)境條件的要求及生態(tài)適應(yīng)性,為該品種(系)的進一步推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。
本研究選擇青海省民和縣、湟中縣和海北州西海鎮(zhèn)進行燕麥生產(chǎn)性能評價,這三個區(qū)域分別代表高海拔區(qū)川水區(qū)、冷涼區(qū)和高寒區(qū)。
民和試驗點:位于民和縣核桃莊鄉(xiāng)里長村,海拔1 868 m,地理位置102°45′40″ E,36°18′55′′ N,年均溫8.2℃,年降水量495.4 mm,年蒸發(fā)量1 801.7 mm,無霜期200 d,≥0℃積溫3 251.7℃,灰鈣土,屬川水區(qū)。
湟中試驗點:位于湟中縣甘河灘鎮(zhèn)下營村,海拔2 592 m,地理位置101°33′20″ E,36°30′57″ N,無絕對無霜期,年均溫3.7℃,年降水量553 mm,年蒸發(fā)量為1 830 mm,≥0℃的積溫2 773.7℃,灰鈣土,屬淺山區(qū)。
海北試驗點:位于海北州西海鎮(zhèn),海拔3 150 m,地理位置101°45′16″ E,36°49′18″ N,年降雨量375 mm,年蒸發(fā)量1 762.8 mm,年平均溫度5.7℃,年日照時數(shù)2 762.0 h,栗鈣土,屬高海拔區(qū)。
供試材料為國家草品種審定委員會審定登記的‘青海444’(AsativaL. ‘Qinghai 444’)、‘青海甜燕麥’(AsativaL. ‘Qinghai’)以及以‘青海444’為母本、‘青海甜燕麥’為父本,通過雜交,由青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院草原研究所歷經(jīng)6年篩選出的新品系I-D品系燕麥(A.sativaL. ‘I-D’),以早熟高產(chǎn),適應(yīng)性強的國審登記燕麥品種‘青引1號’(A.sativaL. ‘Qingyin No.1’)為對照。上述材料均有青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院草原研究所提供。
本研究于2014年同時在3個不同的試驗點進行生態(tài)適應(yīng)性試驗。各試驗點采用4個品種(系)單因素隨機區(qū)組排列。小區(qū)面積2 m×5 m,3次重復(fù)。小區(qū)間距40 cm,區(qū)組間距1 m,四種設(shè)1 m保護行。條播,行長5 m,行距25 cm,播深3~4 cm,播量按保苗數(shù)375萬株·hm-2,根據(jù)每個品種的千粒重和發(fā)芽率確定供試材料播量,其中‘青海444’播量為107.25 kg·hm-2,‘青海甜燕麥’165.6 kg·hm-2,‘青引1號’121.5 kg·hm-2,I-D燕麥品系186.3 kg·hm-2,各小區(qū)共種植8行。播前施磷酸二銨150 kg·hm-2和尿素75 kg·hm-2作基肥,旱作。田間管理和觀測項目均同期完成。
分別在燕麥抽穗期(heading stage,HS)、開花期(flowering stage,F(xiàn)S)和乳熟期(milk stage,MS),在3個試驗點對4份燕麥材料進行干草產(chǎn)量測定,測定時分別取1m樣段,先測定鮮草產(chǎn)量,取各小區(qū)鮮草樣1kg帶回實驗室后,用電熱鼓風(fēng)干燥箱經(jīng)65℃烘干至恒重后,計算其含水量,并計算干草產(chǎn)量(hay yield,YH),各小區(qū)3次重復(fù)。
開花期分別測定如下指標(biāo):①株高(plant heigh,PH):植株基部至花序頂部的高度,單位cm。②莖粗(stem diameter,SD):主莖第二莖粗(second stem diameter,SD2,第一莖節(jié)至第二莖節(jié)最粗處直徑)和第三莖粗(third stem diameter,SD3,第二莖節(jié)至第三莖節(jié)最粗處直徑),單位cm。③分蘗數(shù)(蘗·株-1):每株總分蘗數(shù)(number of total tiller number,NTT)、有效分蘗數(shù)(number of valid tiller,NVT)。④葉片數(shù)(leaf number,LN):每株主莖葉片數(shù),單位個·株-1。⑤葉面積(cm2):采用方格法,測定旗葉和正二葉的葉長(葉基至葉尖的長度)、葉寬(葉片的最大寬度)。根據(jù)公式葉面積(leaf area,LA)=葉面積校正系數(shù)(R)×葉長(L)×葉寬(B)進行計算。本研究以方格法測得的旗葉和正二葉為標(biāo)準(zhǔn),據(jù)公式R=LA/(L×B),計算各時期燕麥旗葉和正二葉的R值為0.8317,計算其旗葉葉面積(flag leaf area,LAf)和正二葉葉面積(flag leaf area,LAfs)。⑥莖節(jié)數(shù)(stem node number,SNN):每株主序的莖節(jié)數(shù),單位節(jié)·株-1。⑦節(jié)長(length of internode,LNI):每株主莖第一節(jié)長(first stem internode length,LNI1,地表至第一莖節(jié)長度)、第二節(jié)長(second stem internode length,LNI2,第一莖節(jié)至第二莖節(jié)長度)、第三節(jié)長(third stem internode length,LNI3,第二莖節(jié)至第三莖節(jié)長度)、第四節(jié)長(fourth stem internode length,LNI4,第三莖節(jié)至第四莖節(jié)長度)、第五節(jié)長(fifth stem internode length,LNI5,第四莖節(jié)至第五莖節(jié)長度)、旗葉—花序長(stem internode length from flag leaf to inflorescence,LNIfi,旗葉至花序頂端長度)、正二葉—花序長(stem internode length from next flag leaf to inflorescence,LNIfni,正二葉至花序頂端長度),單位cm。
將各試驗點抽穗期、開花期和乳熟期測定干草產(chǎn)量后的樣品,以及種子收獲后的秸稈粉碎,過1mm篩,測定其粗蛋白(crude protein,CP)、粗脂肪(crude fat,CF)、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗滌纖維(acid detergent fiber,ADF)。其中,粗蛋白含量測定采用半微量凱氏定氮法[10],轉(zhuǎn)換系數(shù)為6.25;粗脂肪含量測定采用索式提取法[11],中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維測定采用范氏洗滌法[12]。
根據(jù)公式計算各燕麥品種的相對飼用價值。
消化性干物質(zhì)(digestible dry matter,DDM)=88.9-0.779×ADF(%DM)
干物質(zhì)采食量(dry matter intake,DMI)=120/NDF(%DM)
相對飼用價值(relative feed value,RFV(DDM(%BW)×DMI(%BW))/1.29
對1 m樣段上測得的各項指標(biāo)按40 m樣段·10 m-2折算成單位面積上的量。所得數(shù)據(jù)采用Excel 2016對所得到的數(shù)據(jù)進行初步整理,在0.05水平上,用SPSS 16.0 for Windows進行差異顯著性分析和的Duncan多重比較分析,圖表中數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(means±Std. Deviation),用Sigmaplot 10.0進行繪圖。
表1分析結(jié)果表明,供試品種(系)在各試驗點和生育時期間的干草產(chǎn)量均存在顯著差異(P<0.05),品種(系)間除‘青引1號’與其它材料間差異顯著(P<0.05),其它3個品種(系)間差異不顯著。
表1 品種(系)、地點和時期的干草產(chǎn)量多重比較Table 1 The multiple comparisons of dry yield under the different varieties,sites and growth stages
注:同列不同小寫字母間表示差異顯著(P<0.05)
Note:Different lowercase letters in column represent significant differences at the 0.05 level
表2分析結(jié)果顯示,各生育期3個試驗點的平均干草產(chǎn)量以‘青海甜燕麥’和I-D品系較高,‘青引1號’最低,‘青海甜燕麥’干草產(chǎn)量分別較‘青海444’和‘青引1號’高5.54%、20.16%與40.61%,I-D品系較‘青海444’和‘青引1號’高13.99%和33.39%;I-D品系在3個試驗區(qū)平均干草產(chǎn)量分別較母本‘青海444’高8.3%、9.1%與30.0%,較對照‘青引1號’高36.3%、21.3%和47.5%。各試驗點供試品種(系)的干草產(chǎn)量均隨生育期推進而顯著增加(P<0.05),至乳熟期最大,民和、湟中和海北試驗地4個品種(系)乳熟期干草產(chǎn)量分別較抽穗期高33.53%、71.67%和67.06%,較開花期高20.34%、31.07%和26.92%。不同試驗點,海北試驗地干草產(chǎn)量最高,分別較湟中試驗點和民和試驗點高23.48%與41.36%;不同生育期以高海拔乳熟期干草產(chǎn)量最高,分別較抽穗期和開花期高58.00%與26.42%。
表2 不同海拔不同生育時期4個燕麥品種(系)干草產(chǎn)量Table 2 The comparison of hay yield of the four oat varieties under the different growth stages in the different site
注:相同試驗區(qū)同列不同小寫字母或同行不同大寫字母不同者差異顯著(P<0.05),下同
Note:Different small letters in column or different capital letters in rows represent significant differences at 0.05 levels at the same site. The same as below
2.2.1株高 各試驗點以海北試驗點燕麥株高最高(169.83 cm),分別較湟中和民和試驗點高4.43%和17.92%;不同品種(系)間以‘青海444’最高(169.42 cm),I-D品系次之(161.26 cm),分別較株高最低的‘青海甜燕麥’高14.65%和9.13%(表3)。
表3 各試驗點4個燕麥品種(系)的株高比較Table 3 The comparison of the plant height of the four oat varieties under the different sites
2.2.2莖粗 從莖粗分析結(jié)果來看(表4),同一試驗點不同燕麥品種(系)間和不同試驗點間燕麥第二和第三莖粗間均存在顯著差異(P<0.05),其中不同品種(系)間第二和第三莖粗均以I-D品系最高(分別為6.61 cm和7.19 cm),分別較‘青海甜燕麥’、‘青海444’和‘青引1號’高11.84%和10.45%、18.25%和27.94%、34.35%和46.44%。不同試驗點間第二和第三莖粗均以海北試驗點最高,分別為6.32 cm和6.87 cm,第二莖粗分別較民和試驗點高9.34%、13.55%,第三莖粗分別較湟中試驗點高22.24%和30.86%。
表4 各試驗點4個燕麥品種(系)的莖粗比較Table 4 The comparison of the stem diameter of the four oat varieties under the different sites
2.2.3分蘗數(shù) 同一品種(系)不同試驗點,總分蘗數(shù)和有效分蘗數(shù)差異不顯著,‘青海444’和‘青引1號’平均總分蘗數(shù)和有效分蘗數(shù)顯著高于‘青海甜燕麥’和I-D品系(P<0.05)(表5),其中平均總分蘗數(shù)和有效分蘗數(shù)均以‘青引1號’最高,分別為3.83蘗·株-1和2.67蘗·株-1,‘青海444’次之(3.50蘗·株-1和2.50蘗·株-1),‘青海甜燕麥’最低(2.39蘗·株-1和1.78蘗·株-1)。同一試驗點不同品種(系)間其平均總分蘗數(shù)和有效分蘗數(shù)間無顯著差異,其中平均有效分蘗數(shù)為3.13~3.21蘗·株-1,有效分蘗數(shù)為2.21~2.33蘗·株-1。
表5 各試驗點4個燕麥品種(系)分蘗數(shù)比較Table 5 The comparison of the tiller number of the four oat varieties under the different sites
2.2.4葉面積和葉片數(shù) 燕麥平均葉片數(shù)除‘青海甜燕麥’與其它品種(系)間存在顯著差異外(P<0.05),其余品種(系)間差異不顯著(P>0.05);在各試驗區(qū)之間差異不顯著(表6)。不同品種(系)燕麥葉片數(shù)以‘青引1號’、I-D品系和‘青海444’較高,分別為4.72個·株-1、4.56個·株-1和4.39個·株-1,分別顯著高于‘青海甜燕麥’19.49%、15.44%和11.14%(P<0.05)。
表6 不同海拔4個燕麥品種(系)的葉片數(shù)和葉面積比較Table 6 The comparison of the leaf number and leaf area of the four oat varieties under the different sites
同一品種(系)不同試驗點,燕麥平均旗葉葉面積除‘青引1號’顯著低于其余品種(系)外(P<0.05),其余材料間差異不顯著,平均正二葉葉面積為I-D品系和‘青海444’顯著高于‘青海甜燕麥’和‘青引1號’(P<0.05),其中不同品種(系)間均以I-D品系和‘青海444’旗葉和正二葉葉面積最大,分別為23.38 cm2、23.89 cm2和36.22 cm2、37.10 cm2,‘青海甜燕麥’次之,分別為22.31 cm2和30.18 cm2,‘青引1號’最低,分別僅為19.44 cm2和28.35 cm2。不同試驗點平均旗葉葉面積海北試點顯著高于民和和湟中試點(P<0.05),平均正二葉葉面積各試點間差異顯著(P<0.05),其中不同試驗點間以海北試驗地旗葉和正二葉葉面積最大(分別為35.50 cm2和47.81 cm2),分別較民和試驗點高137.78%和117.02%,較湟中試驗點高117.26%和65.47%。
3個試驗區(qū)各燕麥品種(系)的株高、分蘗數(shù)、葉片數(shù)、葉面積、莖節(jié)數(shù)、節(jié)長和莖粗等16個性狀與干草產(chǎn)量之間的相關(guān)性分析結(jié)果顯示(表7),除干草產(chǎn)量與莖節(jié)數(shù)之間存在極顯著負相關(guān)(P<0.01)外,與其余性狀之間均存在正相關(guān)關(guān)系,且其與株高、葉片數(shù)、旗葉葉面積、正二葉葉面積、第三節(jié)長、第四節(jié)長、第五節(jié)長、第二莖粗、第三莖粗之間的相關(guān)性均達極顯著水平(P<0.01),與總分蘗數(shù)、旗葉—花序長、正二葉—花序長之間的相關(guān)性達顯著水平(P<0.05)。各性狀與干草產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)依次為:第四節(jié)長(0.927)>旗葉葉面積(0.906)>正二葉葉面積(0.878)>株高(0.842)>葉片數(shù)(0.775)>第二莖粗(0.757)>第五節(jié)長(0.756)>第三節(jié)長(0.755)>第三莖粗(0.749)>旗葉—花序長(0.699)>正二葉—花序長(0.680)>總分蘗數(shù)(0.664)>有效分蘗數(shù)(0.566)>第二節(jié)長(0.152)>第一節(jié)長(0.161)>莖節(jié)數(shù)(-0.853)。
表7 干草產(chǎn)量與各產(chǎn)量性狀間相關(guān)分析Table 7 The correlation analysis between the dry yield and the yield characteristics
注:* 顯著相關(guān)(P<0.05);** 極顯著相關(guān)(P<0.01),下同
Note:* and ** indicate significant difference at 0.05 and 0.01 level respectively. The same as below
4個燕麥品種(系)在3個試驗區(qū)的產(chǎn)量性狀與干草產(chǎn)量之間的通徑分析結(jié)果顯示(表8),16個性狀中,株高、總分蘗數(shù)、葉片數(shù)、正二葉葉面積、莖節(jié)數(shù)、第一節(jié)長、第二節(jié)長、第四節(jié)長、第五節(jié)長和第二莖粗10個性狀進入通徑分析。10個性狀中正二葉葉面積對燕麥干草產(chǎn)量的增加直接效應(yīng)最大(0.5078),其次為株高(0.3858)、葉片數(shù)(0.3727)、第一節(jié)長(0.1329),第二莖粗和總分蘗數(shù)對干草產(chǎn)量的增加直接效應(yīng)較小(分別為0.0477和0.0392),且上述性狀對干草產(chǎn)量為正效應(yīng),而莖節(jié)數(shù)、第二節(jié)長、第四節(jié)長、第五節(jié)長對干草產(chǎn)量的直接效應(yīng)為負效應(yīng)(分別為-0.5382、-0.1440、-0.4209、-0.2521)。莖節(jié)數(shù)通過間接影響第四節(jié)長和第五節(jié)長的增加影響干草產(chǎn)量的積累的正效應(yīng)明顯(分別為0.3786和0.2383);第二莖節(jié)通過間接影響葉片數(shù)、正二葉葉面積和莖節(jié)數(shù)影響干草產(chǎn)量的積累的正效應(yīng)明顯(分別為0.1684、0.2267、0.1285);第四莖節(jié)通過間接影響株高、葉片數(shù)、正二葉葉面積、莖節(jié)數(shù)影響干草產(chǎn)量的積累的正效應(yīng)明顯(分別為0.2966、0.2735、0.4699、0.4841);第五節(jié)長通過間接影響株高、葉片數(shù)、正二葉葉面積、莖節(jié)數(shù)影響干草產(chǎn)量的積累的正效應(yīng)明顯(分別為0.2881、0.2327、0.3802、0.5088)?;貧w方程的決定系數(shù)為0.99997,剩余通徑系數(shù)較小,僅0.00556。研究表明,株高、葉片數(shù)、第一節(jié)長對燕麥干草產(chǎn)量的效應(yīng)最大。
表8 飼草產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀間通徑分析Table 8 The path analysis between the dry yield and yield characteristics
以株高(PH)、總分蘗數(shù)(NTT)、葉片數(shù)(LN)、正二葉葉面積(LAfs)、莖節(jié)數(shù)(SNN)、第一節(jié)長(LNI1)、第二節(jié)長(LNI2)、第四節(jié)長(LNI4)、第五節(jié)長(LNI5)和第二莖粗(SD2)為自變量,以干草產(chǎn)量(Y)為因變量,進行各產(chǎn)量性狀與干草產(chǎn)量之間的多元線性逐步回歸分析,所得回歸方程為:Y=3904.56+87.42 PH + 216.87 NTT + 1388.35 LN + 114.55 LAfs - 2388.71 SNN + 295.42 LNI1- 166.20 LNI2- 56.06 LNI4- 30.90 LNI5+ 156.22 SD2,其相關(guān)系數(shù)R2=0.9998,對方程的顯著性檢驗P=0.0137<0.05。模型中共篩選出10個產(chǎn)量性狀,其中正二葉葉面積、株高、葉片數(shù)、第一節(jié)長、第二莖粗和總分蘗數(shù)是干草產(chǎn)量的直接構(gòu)成因子,莖節(jié)數(shù)、第二節(jié)長、第四節(jié)長、第五節(jié)長是間接構(gòu)成因子。當(dāng)本試驗中其它因子維持在平均水平時,正二葉葉面積、株高、葉片數(shù)、第一節(jié)長、第二莖粗和總分蘗數(shù)每增加一個單位,莖節(jié)數(shù)、第二節(jié)長、第四節(jié)長、第五節(jié)長每減少一個單位,燕麥干草產(chǎn)量分別提高114.55 kg、87.42 kg、1 388.35 kg、295.42 kg、156.22 kg、216.87 kg、2 388.71 kg、166.20 kg、56.06 kg和30.90 kg。
2.4.1粗蛋白 表9顯示,3個試驗點干草粗蛋白含量總體表現(xiàn)為海北>湟中>民和,在3個試驗點4個燕麥品種(系)的干草粗蛋白含量均隨生育期推進而降低,其中開花期粗蛋白含量分別為12.89%、10.63%和9.06%,乳熟期分別為10.51%、8.90%和7.08%。從品種(系)間比較來看,在3個試驗點均以I-D品系和‘青海444’平均粗蛋白含量較高,其中在開花期粗蛋白含量分別為11.58%和11.61%,乳熟期粗蛋白含量分別達9.76%和9.92%。
表9 4個燕麥品種(系)飼草粗蛋白和粗脂肪含量比較Table 9 The comparison of the crude protein and crude fat content of four oats varieties
從收獲期秸稈粗蛋白含量來看,3個試驗點平均粗蛋白含量為高海拔(4.33%)>中海拔(2.65%)>低海拔(1.99%)。從品種(系)間來看,4個品種(系)平均粗蛋白含量以‘青海444’最高,I-D品系次之,‘青海444’和I-D品系在3個試驗點秸稈平均粗蛋白含量達到3.72%和3.35%。
2.4.2粗脂肪 由表9可以看出,4個燕麥干草粗脂肪含量隨著生育期的推進呈增加變化,并在乳熟期最大,且在3個試驗點間飼草粗脂肪含量存在差異,總體表現(xiàn)為海北>湟中>民和,其中開花期在3個試驗點平均粗脂肪含量分別達到1.19%、1.14%和1.00%,乳熟期達到1.49%、1.32%和1.01%。從品種(系)間比較來看,‘青海444’粗脂肪含量最高,其次為‘青引1號’,I-D品系粗脂肪含量最低。
從秸稈粗蛋白含量來看,4個品種(系)在3個試驗點平均粗脂肪以海北試驗點最高(0.90%),民和試驗點最低(0.68%)。品種(系)間以‘青海444’最高(0.80%),I-D品系最低(0.69%)。
2.4.3中性洗滌纖維 表10顯示,4個燕麥品種(系)隨生育期的推進中性洗滌纖維含量呈增加變化,其中以乳熟期中性洗滌纖維含量最高。從各試驗點比較來看,各時期4個品種(系)平均中性洗滌纖維含量表現(xiàn)為民和(68.62%)>湟中(63.93%)>海北(61.11%)。從品種(系)間比較來看,各時期以‘青引1號’最高,其次為‘青海444’。從秸稈中性洗滌纖維含量來看,4個品種(系)在3個試驗點平均中性洗滌纖維表現(xiàn)為民和(73.29%)>湟中(68.87%)>海北(64.15%)。品種(系)間以I-D品系表現(xiàn)最低,平均為65.96%,分別較‘青海甜燕麥’、‘青海444’、‘青引1號’低1.62%、5.57%和9.82%。
2.4.4酸性洗滌纖維 表10顯示,4個燕麥品種(系)隨著生育期推進平均酸性洗滌纖維含量呈增加變化,其中以乳熟期酸性洗滌纖維含量最高。從各試驗點比較來看,各時期4個品種(系)平均酸性洗滌纖維含量表現(xiàn)為民和>湟中>海北。從品種(系)間比較來看,各試驗點以‘青引1號’最高,其次為‘青海444’,I-D品系表現(xiàn)最低。從秸稈酸性洗滌纖維分析結(jié)果來看,各試驗點總體表現(xiàn)為民和>湟中>海北,各品種(系)間以‘青引1號’最高。
表10 4個燕麥品種(系)飼草中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量比較Table 10 The comparison of the NDF and ADF of four oats varieties
2.4.5相對飼用價值 表11顯示,隨著生育期的推進,4個燕麥品種(系)在各試驗點平均相對飼用價值呈下降變化。各時期不同品種(系)間以I-D品系相對飼用價值最高,抽穗期、開花期、乳熟期和成熟期分別達到101.40%,89.58%,86.25%和76.45%,分別較‘青海444’高7.55%、5.15%、4.35%和10.73%,較‘青海甜燕麥’高4.85%、4.29%、1.48%和2.62%,較‘青引1號’燕麥高18.89%、7.30%、7.33%和7.30%。4個燕麥品種不同試驗點間以海北試驗點相對飼用價值最高,抽穗、開花、乳熟和成熟4個時期的相對飼用價值分別達103.08%、93.62%、91.15%和81.29%,分別較湟中試驗點高7.85%、9.07%、12.15%和15.58%,較民和試驗點高21.81%、18.99%、16.47%和32.36%。
表11 不同生育時期4個燕麥品種(系)相對飼用價值Table 11 The relative feed value of four oats varieties in the different stage under the different sites
4個燕麥品種(系)在試驗的海拔高度范圍內(nèi)(1 800~3 200 m),飼草產(chǎn)量表現(xiàn)出隨海拔的升高而增加的變化趨勢,即高海拔>中海拔>低海拔,其中I-D品系在海拔3150 m的高海拔平均干草產(chǎn)量達14 636.3 kg·hm-2,較母本和對照分別增產(chǎn)30.0%和47.5%。柴繼寬等[13]、周青平等[14]研究也得出了燕麥品種飼草產(chǎn)量隨海拔升高燕麥產(chǎn)量增加的結(jié)論。其原因可能是,在高海拔區(qū)植物因其生態(tài)環(huán)境(水熱、海拔、光照、溫度等)具有光照時間長,輻射強,氣溫較低,晝夜溫差較大等特點[15],因而燕麥在高海拔區(qū)營養(yǎng)生長和生殖生長時間延長,有利于燕麥充分利用光能進行干物質(zhì)累積,故而在高海拔區(qū)表現(xiàn)出較高的干物質(zhì)產(chǎn)量??梢娧帑湵容^適宜在高海拔冷涼區(qū)進行飼草生產(chǎn),干旱炎熱不利于燕麥生長,同時也印證了燕麥?zhǔn)窍怖錄龅募Z飼兼用型作物這一論點[5,8,14],但燕麥這種隨海拔升高干物質(zhì)積累量增加的規(guī)律是否在更高海拔區(qū)域適宜,有待進一步研究。
燕麥生殖生長期的飼草產(chǎn)量不僅取決于光合作用,而且還受光照強度、光合時間、同化產(chǎn)物累積和分配、光抑制、表達條件等因素的影響,這些因素除了單獨影響飼草產(chǎn)量外,而且彼此又互相制約、相互聯(lián)系。4個燕麥品種(系)在3個試驗點從抽穗期到乳熟期的飼草產(chǎn)量均呈顯著增加的變化趨勢,并在乳熟期最高,許國芬等[16]、劉文輝等[17]和德科加等[18]研究也得出了同樣的結(jié)論。其原因可能是4個燕麥品種(系)由抽穗期到乳熟期,生殖生長進入旺盛的生長期,燕麥葉片將光合產(chǎn)物源源不斷運輸?shù)疆惢鞴?,以滿足植株生長發(fā)育的需要,使整個營養(yǎng)體干物質(zhì)累積不斷增加,而葉的累積速率低于莖的累積速率,因而在乳熟期具有較高的干物質(zhì)產(chǎn)量??梢姡帑溤诟吆0螀^(qū)作為飼草進行收獲利用時,在乳熟期收獲可獲得較高的干物質(zhì)產(chǎn)量。
飼草產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀的通徑分析表明,葉面積、株高、葉片數(shù)和莖粗是影響飼草產(chǎn)量的直接效應(yīng),I-D品系在株高、分蘗數(shù)、葉片數(shù)、葉面積、第三莖節(jié)長、莖粗等方面明顯優(yōu)于父本‘青海甜燕麥’,這些性狀多為表征飼草產(chǎn)量的性狀,從這些性狀上間接說明I-D品系具有較好的飼草生產(chǎn)性能。
營養(yǎng)物質(zhì)的積累與牧草的形態(tài)發(fā)育有著密切的關(guān)系,特別是粗蛋白和中性洗滌纖維含量與各形態(tài)發(fā)育期植株重量有極顯著的線性關(guān)系[19]。一般來說,牧草生長較快的時期是營養(yǎng)價值較高的時期,隨生長速率的減慢,營養(yǎng)價值逐漸減少。本研究發(fā)現(xiàn),4個燕麥品種(系)隨著生育期的推進,粗蛋白含量顯著下降,粗脂肪、NDF、ADF顯著增加,程天亮[20]也得出了一致的結(jié)論。盡管很多學(xué)者普遍認(rèn)為飼草在營養(yǎng)生長期刈割可獲得較高的粗蛋白含量和較低的粗纖維含量[21],但馬春暉等[6]通過對燕麥各時期飼草品質(zhì)分析發(fā)現(xiàn),單位面積的粗蛋白產(chǎn)量隨著刈割期的推遲而增大。抽穗期刈割燕麥鮮草產(chǎn)量較高,但干物質(zhì)產(chǎn)量較低,飼草的利用率不高[22]。燕麥干草產(chǎn)量高峰和營養(yǎng)最佳期不一致,最佳刈割期應(yīng)使干草產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)的組合達到最優(yōu)[21];收獲過早,營養(yǎng)價值高但草產(chǎn)量低,收獲較晚干草產(chǎn)量較高但可利用的營養(yǎng)成分含量降低[23]。張耀生等[1]認(rèn)為燕麥最佳刈割期為抽穗期、開花期,而郭淑華等[24]則認(rèn)為燕麥在灌漿期刈割可同時獲得較高的產(chǎn)量和較好的品質(zhì)。陳紅等[25]、趙世鋒等[22]認(rèn)為燕麥青貯和青干草調(diào)制的最佳收獲期為乳熟期到蠟熟期,孫小凡等[26]綜合考慮燕麥青貯料的生物量和營養(yǎng)價值,并鑒定表觀青貯品質(zhì)后提出燕麥在開花20天后青貯粗蛋白產(chǎn)量高,青貯效果好。
研究發(fā)現(xiàn),3個試驗點中4個燕麥品種(系)飼草在海北試驗點具有較高的粗蛋白、粗脂肪含量、較低的ADF、NDF和較高的相對飼用價值,其次是湟中試驗點。原因可能是,光照有助于光合作用,促進糖和有機酸的合成。溫度能提高牧草的代謝活性,較高的溫度使植物不循環(huán)的部位代謝物積聚加快,牧草營養(yǎng)價值降低,生長在冷涼條件下的作物能在莖、葉內(nèi)形成碳水化合物和蛋白質(zhì),使植物具有較高的營養(yǎng)價值。
改善牧草品質(zhì)的重要內(nèi)容也是牧草育種的主要目標(biāo)性狀[27]。很多研究發(fā)現(xiàn),不同燕麥品種營養(yǎng)存在顯著差異[28-29]。NDF、ADF直接影響牧草品質(zhì)和消化率,其中NDF與干物質(zhì)采食量呈負相關(guān),ADF與牧草消化率呈負相關(guān)。燕麥飼草利用時越早收獲營養(yǎng)價值越高,隨著生育期的推進粗蛋白含量降低,莖葉比增加,葉片枯黃老化,地上莖稈木質(zhì)素含量增加,ADF和NDF含量增加。本研究發(fā)現(xiàn),4個燕麥品種(系)中,I-D品系飼草具有較高的粗蛋白含量,粗脂肪、NDF和ADF含量較低,適口性和消化率均優(yōu)于親本??梢姡帑淚-D品系具有較高的飼用價值。
I-D品系燕麥的飼草生產(chǎn)性能優(yōu)于母本‘青海444’,在民和、湟中和海北試驗點平均干草產(chǎn)量分別為9 367.9 kg·hm-2、10 795.5 kg·hm-2和14 636.3 kg·hm-2,較母本‘青海444’高8.3%、9.1%和30.0%,較對照‘青引1號’高36.3%、21.3%和47.5%。I-D品系適宜在青藏高原高寒地區(qū)海拔2500-3200 m進行飼草生產(chǎn)。
I-D品系燕麥表征飼草產(chǎn)量的性狀株高、分蘗數(shù)、葉片數(shù)、葉面積、第三莖節(jié)長、莖粗等方面,均優(yōu)于父本‘青海甜燕麥’;葉面積、株高、葉片數(shù)、莖粗對燕麥飼草產(chǎn)量直接效應(yīng)較大。
I-D品系從孕穗期至乳熟期,粗蛋白含量和相對飼用價值顯著下降,粗脂肪、NDF、ADF顯著增加。I-D品系的飼草和秸稈具較高的蛋白含量和相對飼用價值,其粗脂肪、NDF和ADF含量相對較低,飼草品質(zhì)優(yōu)于其親本。