左文博,李云霞,葛軍勇,王霞,周穎源,張碩,董占紅,王星宇,馮小磊,田長葉
(1.河北省高寒作物研究所/張家口市農(nóng)業(yè)科學院,河北 張家口 075000;2.百事食品(中國)有限公司,上海 201600)
燕麥屬(Avena L.) 隸屬于禾本科燕麥族(Ave neae,Poaceae),為一年生草本植物[1,2],約有 29 種[3]。但人類栽培種植的燕麥屬植物僅有4 種,其中,砂燕麥(A.strigosa)和阿比西尼亞燕麥(A.abyssinica)僅在原產(chǎn)地有零星種植;大粒裸燕麥(A.sativa) 和普通栽培燕麥(A.sativa)在世界各地廣泛栽培[4],目前是全球僅次于小麥、玉米、水稻、馬鈴薯、大麥以及高粱的第七大栽培作物[5]。我國的燕麥種植主要是大粒裸燕麥,因成熟時子粒裸露,故稱裸燕麥,有莜麥、玉麥、鈴鐺麥等俗稱[6],大部分食用,少部分飼用;世界上其他國家的燕麥種植主要是普通栽培燕麥,因成熟時子粒帶皮,故稱皮燕麥,少部分食用,大多數(shù)飼用。當前,我國經(jīng)濟社會發(fā)展到新的階段,公眾普遍開始關注健康,數(shù)以億計的“三高”人群使得燕麥等富含纖維的雜糧作物重新得到了廣泛關注。大量國內(nèi)外研究表明,燕麥具有顯著的降血脂、調節(jié)血糖功效,其功能性成分是可溶性纖維β-葡聚糖[7~13]。燕麥片由于幾乎保留了子粒全部的營養(yǎng)成分,且食用方便,因此近年來已經(jīng)成為全國第一大功能性燕麥保健食品,市場銷售量增長很快[14]。燕麥片加工的傳統(tǒng)原料主要是皮燕麥,與裸燕麥相比具有子粒大小均勻、表皮有稃皮保護而灰塵細菌較少等優(yōu)點,目前分布在我國的燕麥片加工廠仍然以皮燕麥為主要原料,每年我國需進口皮燕麥30 萬~50 萬t[15],不利于我國燕麥產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。而且,我國的皮燕麥育種開展得較晚[16~18],生產(chǎn)上缺乏優(yōu)質的皮燕麥品種。鑒于此,我們開展了加工專用型皮燕麥新品種的選育。為了加快育種進程,采取直接引進國外成熟品系,通過觀察鑒定、產(chǎn)量比較、區(qū)域試驗、生產(chǎn)示范等方法全面了解并評價皮燕麥的生產(chǎn)性能及適應性,旨為開展皮燕麥的雜交選育提供科學數(shù)據(jù)并奠定物質基礎。
莫里森(代號:CDC Morrison) 和歐蒂(代號:OT3061)是從國外引進的6 個皮燕麥品系中,經(jīng)觀察鑒定、品種比較、區(qū)域適應性試驗、多點生產(chǎn)鑒定及大面積示范應用,篩選出的生育期適中、抗旱性較強、子粒性狀和品質性狀均適宜加工燕麥片的皮燕麥品種。
2014 年張家口市農(nóng)業(yè)科學院對收集到的50 份皮燕麥在張家口市農(nóng)業(yè)科學院壩上試驗基地(張北)進行種植觀察,篩選出綜合農(nóng)藝性狀好、產(chǎn)量高、品質優(yōu)的燕麥品種;同時,對目標品系開展了品種比較試驗。2015 年在優(yōu)化品種比較試驗的同時,在張家口壩上各縣區(qū)及臨近內(nèi)蒙古地區(qū)開展區(qū)域適應性試驗,并進行了較大面積的種植。2016 年繼續(xù)在張家口壩上各縣進行區(qū)域適應性試驗,并同時開展生產(chǎn)鑒定和大面積示范,其中,莫里森β-葡聚糖含量較高、脂肪含量較低、子粒產(chǎn)量較對照增產(chǎn),歐蒂在參試品種中產(chǎn)量最高、脂肪含量最低,2 個品種均生育期適中,符合加工燕麥片的要求。2018 年12 月在河北省完成品種成果登記,其中,莫里森登記號為20182222,歐蒂登記號為20182223。
2.1.1 品比試驗 2014 年品比試驗結果(表1) 顯示,莫里森子粒產(chǎn)量、秸草產(chǎn)量分別為1 355.25 和1 916.70 kg/hm2,較 CK 增產(chǎn)率分別為 13.32%和13.31%,差異均達到了顯著水平;歐蒂子粒產(chǎn)量、秸草產(chǎn)量分別為1 389.00 和1 836.00 kg/hm2,較 CK 增產(chǎn)率分別為16.14%和8.54%,差異均達到了顯著水平。表明莫里森和歐蒂的子粒產(chǎn)量和秸草產(chǎn)量均明顯高于樂珍。
表1 品種比較試驗中莫里森和歐蒂的秸草產(chǎn)量和子粒產(chǎn)量Table 1 Straw yield and grain yield of CDC Morrison and OT3061 in variety comparison test
2.1.2 區(qū)域試驗 區(qū)域試驗產(chǎn)量結果(表2) 顯示,莫里森2 a 平均子粒產(chǎn)量、秸草產(chǎn)量分別為3 924.33和4 864.56 kg/hm2,較CK 增產(chǎn)率分別為3.46%和2.64%,差異均不顯著,其中最高子粒產(chǎn)量為7 000.00 kg/hm2、最高秸草產(chǎn)量為7 350.00 kg/hm2且均出現(xiàn)在2015 年崇禮區(qū)試點;歐蒂2 a 平均子粒產(chǎn)量、秸草產(chǎn)量分別為4 418.73 和5 304.87 kg/hm2,較 CK 增產(chǎn)率分別為16.50%和11.93%,差異均達到極顯著水平,其中最高子粒產(chǎn)量為9 225.00 kg/hm2、最高秸草產(chǎn)量為8 225.00 kg/hm2且均出現(xiàn)在2015 年崇禮區(qū)試點。表明莫里森和歐蒂的子粒產(chǎn)量和秸草產(chǎn)量均高于樂珍,其中歐蒂產(chǎn)量明顯較高。
表2 品種區(qū)域試驗中莫里森和歐蒂的秸草產(chǎn)量和子粒產(chǎn)量Table 2 Straw yield and grain yield of CDC Morrison and OT3061 in regional tests
2.1.3 生產(chǎn)試驗 2016 年生產(chǎn)鑒定試驗結果(表3)顯示,莫里森、歐蒂的6 個試點平均子粒產(chǎn)量分別為4 230.30 和 4 300.72 kg/hm2,較 CK 增產(chǎn)率分別為22.40%和24.43%,差異均達到了極顯著水平。表明莫里森和歐蒂的子粒產(chǎn)量均明顯高于樂珍。
表3 生產(chǎn)試驗中莫里森和歐蒂的子粒產(chǎn)量Table 3 Grain yield of CDC Morrison and OT3061 in production test
2.2.1 品種特征 莫里森幼苗半直立,苗色綠,生長勢強,生育期98 d 左右,屬中熟型品種;株型緊湊,葉片上舉,株高91.5 cm;周散型穗,紡錘鈴,主穗平均穗長14.55 cm,小穗數(shù)27.79 個,穗粒數(shù)51.28粒,穗粒重1.67 g,千粒重32.65 g,子粒整齊,粒橢圓形(圖1),子粒淺黃色,商品性狀和品質性狀均好;抽穗整齊一致,落黃好,適宜機收[16]。
圖1 莫里森的株型和粒型Fig.1 Plant type and grain shape of CDC Morrison
歐蒂幼苗半直立,苗色深綠,生長勢強,生育期98 d 左右,屬中熟型品種;株型緊湊,葉片上舉(圖2),株高98.2 cm;周散型穗,紡錘鈴,子粒黃白色;穗部經(jīng)濟性狀好,主穗平均穗長13.15 cm,小穗數(shù)25.27 個,穗粒數(shù)52.52 粒,穗粒重1.67 g,千粒重33.80 g;群體結構好,成穗率高,高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),增產(chǎn)潛力大;抽穗整齊一致,落黃好。該品種秸草產(chǎn)量高,也可作為飼草燕麥的備選品種。
圖2 歐蒂的株型和粒型Fig.2 Plant type and grain shape of OT3061
2.2.2 子粒營養(yǎng)品質 據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質監(jiān)督檢驗測試中心(北京)測定,莫里森粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉含量分別為17.83%、4.80%和61.30%,分別較CK(樂珍) 高3.24%、-9.09%和-1.27%;歐蒂粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉含量分別為14.88%、4.29%和64.22%,分別較CK(樂珍)高-13.84%、-13.84%和3.43%。另據(jù)北京特品降脂燕麥開發(fā)公司測定,莫里森中還含有5.67%的β-葡聚糖。
2.2.3 抗逆性 根據(jù)多年多點種植觀察,莫里森未觀察到燕麥堅黑穗病的發(fā)生,抗倒性強,抗旱耐瘠性較差,更加適合水肥條件較好的地塊種植;歐蒂未觀察到燕麥堅黑穗病的發(fā)生,抗倒性強,抗旱耐瘠性較強,適應范圍廣,具有較大的增產(chǎn)潛力,在水肥條件較差的地塊種植也能獲得一定的產(chǎn)量,在水肥條件較好的地塊種植生產(chǎn)優(yōu)勢更大。
2.2.4 適宜種植區(qū)域 多年多點區(qū)域適應性試驗、生產(chǎn)鑒定試驗和大面積生產(chǎn)示范結果顯示,莫里森適宜在河北省壩上地區(qū)和壩下高寒山區(qū),以及其他同類型生態(tài)區(qū)生產(chǎn)潛力3 750 kg/hm2以上的肥坡地、平灘地、二陰灘地和水澆地種植;歐蒂適宜在河北省壩上地區(qū)和壩下高寒山區(qū),以及其他同類型生態(tài)區(qū)生產(chǎn)潛力4 500 kg/hm2以上的平灘地、陰灘地和水澆地種植。2 個品種均生長整齊,成熟一致,落黃好,株高適中,適宜機械化操作。
在河北省壩上地區(qū)及其他同類型地區(qū),應根據(jù)地塊類型選擇適宜的播期:瘠薄旱坡地和沙質土壤地,適宜播期為5 月25~30 日;肥坡地(平地) 和旱灘地,適宜播期為5 月20~25 日;壩頭冷涼區(qū)和二陰灘地,適宜播期為5 月15~20 日。
常規(guī)種植時宜采用條播方式,行距15 cm,播深4~6 cm。二陰灘地播種量為150 kg/hm2左右,留苗密度45 萬株/hm2;旱平地和肥坡地播種量為135 kg/hm2,留苗密度375 萬株/hm2;瘠薄旱地和沙質土壤地,留苗密度 300 萬株/hm2。
在一般地塊,結合播種施磷酸二銨75~150 kg/hm2作基肥。在燕麥拔節(jié)至孕穗期澆水1~2 次。在無灌溉條件的旱地,燕麥生長不良時,可在分蘗至拔節(jié)期結合中耕、澆水或趁雨[19]追施尿素120~150 kg/hm2。禁止使用2,4-D 丁酯除草。在小壟密植不進行中耕的情況下,可于燕麥3~4 葉期用立靖乳油750~1 500 mL/hm2對水450 kg/hm2噴施除草1 次。
皮燕麥成熟后小穗口松,容易受大風影響而脫落。應及時收獲。