王學(xué)峰， 武俊英， 郭來春， 王潤蓮， 李登明， 高世華

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)， 呼和浩特 010019； 2.吉林省白城市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 吉林 白城 137000)

土壤鹽堿化是人類面臨的世界性問題，我國鹽堿地面積近1億hm2[1]，嚴(yán)重威脅著我國的生態(tài)環(huán)境及糧食安全，已成為限制植物產(chǎn)量和品質(zhì)提高的主要非生物逆境之一[2]，內(nèi)蒙古有50%以上的灌溉農(nóng)田受鹽堿化的威脅[3]。糧飼兼用作物燕麥具有耐貧瘠和耐鹽堿的特性，燕麥莖葉中蛋白質(zhì)、脂肪、可消化纖維等含量高于其他作物，而難以消化的粗纖維較少[4]，屬優(yōu)質(zhì)飼草。近年來，中國燕麥草的消費(fèi)日益增強(qiáng)，進(jìn)口增長(zhǎng)率在2017年達(dá)38%以上[5]，在內(nèi)蒙古大力調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、實(shí)施“糧改飼”戰(zhàn)略[6]的今天，種植飼用燕麥合理利用和治理鹽堿地已迫在眉睫。

燕麥品種耐鹽性評(píng)價(jià)，主要集中在耐鹽堿萌發(fā)或幼苗生長(zhǎng)及Na+/K+比值等生理生化特性的研究[7-8]。不同鹽分、濃度和時(shí)間脅迫下，燕麥品種間的萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)及生理生化特性，在耐鹽與鹽敏感國內(nèi)外品種間均存在顯著差異[9-10]。燕麥品種耐鹽性差異還受氣候條件和群體影響，模擬黃河三角洲鹽漬土進(jìn)行17個(gè)燕麥品種的耐鹽性研究得出，白燕7號(hào)和白燕2號(hào)耐鹽能力較強(qiáng)，且白燕2號(hào)青貯飼料干物率達(dá)到35.9%[11]；在松嫩平原鹽堿地49份燕麥品種鑒定中，上述2品種鑒定為鹽敏感品種[12]；在內(nèi)蒙古鹽堿地，白燕2號(hào)的產(chǎn)量與品質(zhì)則居中[13]?？梢?，不同地區(qū)鹽堿地進(jìn)行品種適應(yīng)性鑒選是非常必要的。在內(nèi)蒙古氣候條件下以中性鹽為主的鹽堿地，燕麥可耐0.3%土壤含鹽量，土壤含鹽量0.5%時(shí)燕麥生長(zhǎng)受到抑制，燕麥不耐0.7%土壤含鹽量[14]。本研究立足內(nèi)蒙古土默川鹽堿地，引進(jìn)33份國內(nèi)外飼用燕麥品種，旨在選擇鹽堿地高產(chǎn)飼草和籽粒的燕麥品種。為鹽堿地改良和種植結(jié)構(gòu)調(diào)整奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

包頭市土默特右旗海子鄉(xiāng)黑訓(xùn)營村(40°29′50.67″N，110°33′44.00″E)，土壤為粘壤土，前茬玉米，屬于冬匯春翻地。試驗(yàn)地基礎(chǔ)養(yǎng)分為，有機(jī)質(zhì)含10.63 g·kg-1；速效氮含量26.32 mg·kg-1；速效磷含量82.00 mg·kg-1；速效鉀含量84.00 mg·kg-1； pH值8.29；全鹽量0.52%，屬中度鹽堿地。

1.2 試驗(yàn)材料

燕麥品種33個(gè)，編號(hào)及來源見表1。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

33個(gè)燕麥品種每小區(qū)面積12 m2，采用隨機(jī)排列，重復(fù)3次，共99個(gè)小區(qū)。播種量為12 kg·(667 m2)-1。2018年4月20日機(jī)械開溝、人工播種；每667 m2基施復(fù)合肥(N-P2O5-K2O=15-15-15)25 kg；7月31日每小區(qū)取1 m2人工測(cè)產(chǎn)并收獲。

圖1 不同燕麥品種各生育時(shí)期株高動(dòng)態(tài)變化

圖2 不同燕麥品種各生育時(shí)期單株葉面積動(dòng)態(tài)變化

表1 參試燕麥品種明細(xì)

編號(hào)品種特性原產(chǎn)地QP1蒙燕1號(hào)皮中國內(nèi)蒙古QP2Gl381裸中國河北QP3遠(yuǎn)雜1號(hào)裸中國河北QP4張燕4號(hào)皮中國河北QP5草莜1號(hào)裸中國內(nèi)蒙古QP6壩燕6號(hào)皮中國甘肅QP7壩莜3號(hào)裸中國河北QP8壩莜18號(hào)裸中國河北QP9定燕2號(hào)皮中國甘肅QP10魁北克皮加拿大QP11白燕7號(hào)皮中國吉林QP12白燕2號(hào)裸中國吉林QP13白燕18號(hào)裸中國吉林QP14白燕19號(hào)皮中國吉林QP15甜燕2號(hào)皮加拿大QP16KONA皮加拿大QP17Haywire皮美國編號(hào)品種特性原產(chǎn)地QP18垅燕3號(hào)皮中國甘肅QP19青引2號(hào)皮中國青海QP20甜燕麥皮中國青海QP21V2皮中國內(nèi)蒙古QP22V3皮中國內(nèi)蒙古QP23V6皮中國內(nèi)蒙古QP24V8皮中國內(nèi)蒙古QP25V13皮中國內(nèi)蒙古QP26V14皮中國內(nèi)蒙古QP27V19皮中國內(nèi)蒙古QP28G138皮加拿大QP29G142皮加拿大QP30G144皮加拿大QP32青引3號(hào)皮中國青海QP33加燕2號(hào)皮加拿大QP34青海444皮中國青海

1.4 觀察測(cè)試指標(biāo)

觀察記錄不同品種的出苗期，分蘗期，拔節(jié)期，孕穗期，抽穗期，開花期，灌漿期，乳熟期，蠟熟期。在5月20日、6月5日、6月20日、7月5日共4個(gè)燕麥飼草刈割關(guān)鍵生育時(shí)期，測(cè)定株高、葉面積、莖葉鮮重和干重。

蠟熟期測(cè)定1 m2地上部生物量、籽粒產(chǎn)量及千粒重。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同燕麥品種株高動(dòng)態(tài)變化

株高是鹽堿地燕麥生長(zhǎng)狀況和生長(zhǎng)速度的直觀表現(xiàn)，是影響飼草產(chǎn)量的主要指標(biāo)。在燕麥生長(zhǎng)的苗期(5月20日左右)、拔節(jié)期(6月5日左右)、抽穗期(6月20日左右)、灌漿期(7月5日左右)4個(gè)時(shí)期的株高動(dòng)態(tài)面積圖(圖1)可以看出，鹽堿地燕麥品種間株高差異較大；燕麥株高表現(xiàn)出前期(苗期至拔節(jié)期)緩慢、后期(抽穗至灌漿期)增長(zhǎng)迅速，以及前期品種差異小、而后期差異大的特點(diǎn)，這與品種的耐鹽堿性有關(guān)。不同品種間，灌漿期達(dá)最大株高時(shí)，變化在51～97 cm之間。株高在80 cm以上的品種有：QP 2、QP 3、QP 4、QP 6、QP 8、QP 10、QP 18、QP 19、QP 32和QP 33；表現(xiàn)較差，株高在60 cm以下的有：QP 11、QP 21、QP 22、QP 25、QP 26、QP 27、QP 34；其余品種的株高居中。

2.2 不同燕麥品種葉面積動(dòng)態(tài)變化

葉片是光合作用的場(chǎng)所，因此葉面積是評(píng)價(jià)燕麥耐鹽性的指標(biāo)，直接影響莖葉產(chǎn)量。由圖2可見，不同生育時(shí)期，燕麥的單株葉面積以拔節(jié)期和抽穗期最大；品種間單株葉面積差異較大。4個(gè)時(shí)期的面積圖顯示，拔節(jié)期和抽穗期葉面積每株均在100 cm2以上的品種是QP 4、QP 5、QP 6、QP 8、QP 10、QP 16；葉面積每株在60 cm2以下的品種是QP 21、QP 25、QP 32、QP 33、QP 34，其余品種居中。

圖3 不同燕麥品種各生育時(shí)期單株干重動(dòng)態(tài)變化

圖4 不同燕麥品種抽穗期燕麥形態(tài)指標(biāo)系統(tǒng)聚類圖

2.3 不同燕麥品種干重動(dòng)態(tài)變化

隨著生育期的推進(jìn)，燕麥干物質(zhì)積累量逐漸增加。在鹽堿脅迫下(見圖3)，呈現(xiàn)抽穗期增長(zhǎng)速度最快，到灌漿期時(shí)耐鹽性強(qiáng)的品種不斷增加干物質(zhì)量，如：QP 4、QP 7、QP 30、QP 33、QP 34；而耐鹽性差的品種則出現(xiàn)停滯現(xiàn)象，致使干物質(zhì)量變化很小，單株干重在5 g以下的品種是QP 13、QP 14、QP 18、QP 19、QP 20、QP 23、QP 24、QP 25、QP 29、QP 32，其余品種居中。

2.4 燕麥品種抽穗期形態(tài)指標(biāo)聚類分析

從鹽堿地燕麥不同品種形態(tài)特征可知，抽穗期燕麥生長(zhǎng)量及增長(zhǎng)速率最大，也是燕麥飼草刈割的關(guān)鍵時(shí)期之一。因此，對(duì)33個(gè)燕麥品種抽穗期的株高、單株葉面積、單株鮮重和干重4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)聚類，采用歐式距離、離差平方和法，在歐式距離為7.100時(shí)，33個(gè)品種可聚為3類(見圖4)。

第一類品種共14個(gè)：QP 1、QP 2、QP 3、QP 5、QP 6、QP 7、QP 8、QP 9、QP 22、QP 26、QP 27、QP 28、QP 30、QP 33。這類品種的株高、單株葉面積、單株鮮重和干重的平均值分別為：57.671 cm、94.873 cm2、16.501 g 和6.855 g。

第二類品種共6個(gè)：QP 4、QP 10、QP 12、QP 16、QP 18、QP 20。這類品種的株高、單株葉面積、單株鮮重和干重的平均值分別為：78.152 cm、149.604 cm2、18.451 g和5.552 g。

第三類共13個(gè)品種：QP 11、QP 13、QP 14、QP 15、QP 17、QP 19、QP 21、QP 23、QP 24、QP 25、QP 29、QP 32、QP 34。這類品種的株高、單株葉面積、單株鮮重和干重的平均值分別為：55.021 cm、63.708 cm2、7.491 g和4.383 g。

3類品種中，第二類品種的株高、葉面積、鮮重均最高，干重僅次于第一類品種，說明鮮草量主要以株高和葉片貢獻(xiàn)、耐鹽堿性最強(qiáng)；第一類品種干重最高，可能與莖桿的粗壯有關(guān)，耐鹽堿性較強(qiáng)；第三類品種耐鹽堿性最弱。

2.5 不同燕麥品種產(chǎn)量及千粒重差異分析

燕麥產(chǎn)量是生長(zhǎng)發(fā)育的綜合體現(xiàn)，千粒重是主要的產(chǎn)量構(gòu)成因素之一。參試的33個(gè)燕麥品種干草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量和千粒重結(jié)果見表2。

由表2可見，不同品種對(duì)鹽堿的抗性差異顯著。鹽堿地燕麥干草產(chǎn)量在203.67 kg·(667 m2)-1(QP 8)～814.23 kg·(667 m2)-1(QP 3)；籽粒產(chǎn)量在20.54 kg·(667 m2)-1(QP 34)～208.89 kg·(667 m2)-1(QP 6)；籽粒千粒重在33.08 g(QP 34)～102.13 g(QP 22)。

對(duì)33個(gè)燕麥品種的干草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量、千粒重進(jìn)行系統(tǒng)聚類，采用歐式距離、離差平方和法，在歐式距離為7.753時(shí)，33個(gè)品種可聚為4類(見圖5)。

圖5 不同燕麥品種產(chǎn)量和千粒重系統(tǒng)聚類圖

表2 鹽堿地燕麥各品種產(chǎn)量和千粒重結(jié)果

品種干草產(chǎn)量/[kg·(667m2)]-1籽粒產(chǎn)量/[kg·(667m2)]-1千粒重/gQP1473.1258.6572.93QP2583.1460.0641.88QP3814.2383.7440.59QP4566.68184.5663.87QP5526.2299.8446.15QP6550.41208.8964.18QP7530.6783.7445.55QP8203.6939.8453.65QP9503.54164.4436.36QP10599.10148.6265.66QP11526.7573.3340.08QP12514.84100.3537.66QP13414.9151.7940.84QP14513.3292.0140.31QP15574.0287.5564.21QP16526.74150.8133.26QP17559.9791.4233.08QP18718.63183.7939.91QP19328.2456.7735.04QP20333.71147.9149.01QP21618.9843.5250.77QP22738.6474.93102.13QP23490.59104.2272.50QP24515.5065.7367.06QP25684.2560.8163.87QP26378.9830.9146.59QP27506.5278.8443.86QP28394.6343.5144.21QP29280.8334.0759.05QP30419.9434.6533.67QP32476.5014.7838.25QP33400.2026.7544.33QP34560.5520.5452.10

第一類品種共8個(gè)：QP 1、QP 15、QP 21、QP 22、QP 23、QP 24、QP 25、QP 34。這類品種的干草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量、千粒重平均為：581.96 kg·(667 m2)-1、64.50 kg·(667 m2)-1、68.20 g。

第二類品種共8個(gè)：QP 3、QP 4、QP 6、QP 9、QP 10、QP 16、QP 18、QP 20。這類品種的干草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量、千粒重平均為：576.63 kg·(667 m2)-1、159.10 kg·(667 m2)-1、49.11 g。

第三類品種共8個(gè)：QP 2、QP 5、QP 7、QP 11、QP 12、QP 14、QP 17、QP 27。這類品種的干草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量、千粒重平均為：532.68 kg·(667 m2)-1、84.95 kg·(667 m2)-1、41.07 g。

第四類品種共9個(gè)：QP 8、QP 13、QP 19、QP 26、QP 28、QP 29、QP 30、QP 32、QP 33。這類品種的干草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量、千粒重平均為：366.44 kg·(667 m2)-1、37.01 kg·(667 m2)-1、43.96 g。

四類品種中，干草產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量不同步，干草產(chǎn)量順序是：第一類>第二類>第三類>第四類；籽粒產(chǎn)量順序是第二類>第三類>第一類>第四類。說明，當(dāng)?shù)佧}堿環(huán)境下，以產(chǎn)草為目的的栽培，選擇第一類品種；以產(chǎn)籽粒為目的的栽培，選擇第二類品種。

3 討論與結(jié)論

飼用燕麥主要有飼草和籽粒兩大收獲產(chǎn)品。以收獲籽粒為目的，燕麥需完成整個(gè)生育時(shí)期。以收獲飼草為目的，則不一定需要完整的生育時(shí)期[15]，可以根據(jù)生長(zhǎng)環(huán)境和飼喂動(dòng)物需求，選擇適宜當(dāng)?shù)赝恋刭Y源和氣候資源的栽培品種在適當(dāng)時(shí)期(拔節(jié)期～乳熟期)刈割，燕麥干草的刈割時(shí)期，在內(nèi)蒙古主要考慮馬、牛、羊動(dòng)物適口性好、并獲得最高經(jīng)濟(jì)價(jià)值，即干草產(chǎn)量最高的時(shí)間以抽穗期為佳，避免了營養(yǎng)物質(zhì)消耗，從而獲得較高的生產(chǎn)效率，進(jìn)而提高鹽清化土地資源利用效率。

本研究中，綜合分析形態(tài)指標(biāo)和產(chǎn)量性狀，鹽堿地燕麥生育期長(zhǎng)勢(shì)較好、產(chǎn)量較高，表現(xiàn)出耐鹽堿強(qiáng)的品種是：QP 3(遠(yuǎn)雜1號(hào))和QP 6(壩燕6號(hào))；干草產(chǎn)量高、籽粒產(chǎn)量較低、形態(tài)指標(biāo)較高的品種是：QP 1(蒙燕1號(hào))和QP 22(V 3)，可用于鹽堿地燕麥以飼用干草為目的栽培；籽粒產(chǎn)量高、株高和葉量大、鮮重較高的是QP 4(張燕4號(hào))、QP 10(魁北克燕麥)、QP 16(KONA)、QP 18(垅燕3號(hào))、QP 20(甜燕麥)，可用于鹽堿地燕麥以飼用鮮草為目的的栽培；各方面均較差，表現(xiàn)出鹽敏感的不耐鹽堿品種為：QP 19(青引2號(hào))、QP 29(G 142)、QP 32(青引3號(hào))。

燕麥品種因遺傳基因不同[16]，還受鹽堿土壤性狀、氣候條件、栽培技術(shù)等差異的影響[17-18]。因而，本研究為燕麥飼草的良種良法配套、內(nèi)蒙古及相似地區(qū)鹽堿地利用與改良提供理論參考。