鄭敏娜 梁秀芝 李蔭藩 康佳惠 李 剛

（山西農業(yè)大學高寒區(qū)作物研究所 大同 037008）

燕麥（Avena sativa L.），起源于地中海沿岸，由野紅燕麥演變而來，分布于世界五大洲，集中種植于亞洲、歐洲、北美洲的高緯度地區(qū)，是世界七大栽培作物之一[1]，是牧區(qū)和農牧交錯區(qū)廣泛種植的一年生草料兼用作物，具有適應性強、營養(yǎng)價值高、耐貧瘠等優(yōu)良特性。據(jù)統(tǒng)計，至2016年，世界燕麥年播種面積約為1 200 hm2，其中，中國年種植面積約為20萬hm2，在我國華北、西北及西南等地區(qū)均有分布，其中，山西是我國華北地區(qū)燕麥生產(chǎn)的重要產(chǎn)地之一，主要分布在大同、朔州、忻州、呂梁等地區(qū)，是當?shù)剞r村經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱[2]。由于我國燕麥種植區(qū)域廣且品種多樣，不同生態(tài)區(qū)間燕麥營養(yǎng)品質的差異也較大，如蛋白質含量為13%～20%，脂肪含量為2%～12%，淀粉含量為50%～70%[3]。多年來，國內學者對不同品種、不同產(chǎn)區(qū)燕麥品質進行了研究分析[3-5]。例如，徐向英等[6]的研究發(fā)現(xiàn)，品種、產(chǎn)地對燕麥品質有重要影響，且品種間粗脂肪含量差異顯著；降磊等[7]的研究結果發(fā)現(xiàn)，地理環(huán)境對燕麥蛋白質和脂肪質量分數(shù)影響很大?？梢?，環(huán)境條件對裸燕麥籽實品質有較大影響。因此，在燕麥主產(chǎn)區(qū)推廣品種時，有必要了解清楚環(huán)境差異性對燕麥營養(yǎng)品質的影響程度，以期精準地為加工企業(yè)選擇相適宜的加工原料及產(chǎn)地提供依據(jù)。

山西省中北部地區(qū)是燕麥種植的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)區(qū)，但由于不同品種（系）對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的響應能力不同，因此，對該區(qū)域推廣的國內外品種有必要進行營養(yǎng)價值評價。準確評價燕麥的營養(yǎng)價值是燕麥引種的基礎，評價其營養(yǎng)價值的主要性狀因子數(shù)量較多，僅以單個性狀的方差分析來評價其營養(yǎng)價值高低，往往因割裂了各個性狀因子對品種營養(yǎng)價值的綜合影響而在一定程度上有失全面[8]。對燕麥營養(yǎng)成分的某一性狀作方差分析進行單項評價[9]，分析中難免顧此失彼和無所側重，在燕麥營養(yǎng)價值評價中，不僅要考慮品種差異，同時還要考慮產(chǎn)地及氣候環(huán)境因素對燕麥的產(chǎn)量、營養(yǎng)及功能成分產(chǎn)生的影響?；疑到y(tǒng)理論是近年來發(fā)展起來的一種分析理論，可客觀反映供試作物諸多性狀在生產(chǎn)性能上的綜合表現(xiàn)，克服了依靠單一性狀（如蛋白質）評價品種的弊端[10]，在農業(yè)上廣泛應用。為此，本研究選取全國12個燕麥主栽品種，在山西燕麥主產(chǎn)區(qū)的3個區(qū)域試驗點開展了試驗，選取6項性狀指標進行測定，并采用灰色關聯(lián)度進行營養(yǎng)價值綜合評價，旨在篩選出適應于山西省中北部旱區(qū)種植的高產(chǎn)、優(yōu)質燕麥品種，為選擇適合晉北地區(qū)大面積推廣的燕麥新品種提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本試驗在國家燕麥蕎麥產(chǎn)業(yè)技術體系大同試驗站、右玉試驗站和太原試驗站進行，試驗地分別位于山西懷仁毛皂試驗基地、右玉試驗基地和太原東陽試驗基地，樣地基本概況見表1。

表1 不同試驗地點環(huán)境資料

1.2 試驗材料

供試燕麥品種共12個，具體參試品種的名稱、產(chǎn)地、來源見表2。

表2 試驗燕麥品種及其來源

1.3 試驗設計

參試的12份燕麥材料于2019年5月20～25日分別播種，采用隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積為10 m2（2 m×5 m），3次重復。播前進行精細耙耱鎮(zhèn)壓，平整后人工開溝條播，種植密度為有效種子450萬/hm2，播種深度3～5 cm，條播行間距約25 cm，播種前用0.3%拌種霜拌種，防止燕麥堅黑穗病。試驗期間各小區(qū)管理措施一致，試驗小區(qū)四周設保護行，底肥施化肥（尿素，N 46.4%），施用量為300 kg/hm2，播前灌溉1次，生育期內不定期除草。

1.4 測定項目與分析

收獲后，測定每小區(qū)的種子產(chǎn)量；并將收獲的樣品去除碎麥、石粒等雜物，挑出帶皮帶殼的燕麥籽粒，自然充分干燥后，每個品種取200 g籽粒進行品質檢測。其中，水分含量采用直接干燥法；籽粒容重采用GAC2500型谷物水分測定儀測定；蛋白質含量采用凱氏定氮法；β葡聚糖含量采用酶法；總淀粉含量采用旋光法；粗脂肪含量采用索氏浸提法。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

利用Microsoft Excel 2009和SPSS 22.0軟件進行數(shù)據(jù)整理和方差分析等。

依據(jù)灰色關聯(lián)度理論[11]，將3個試驗點、12個參試燕麥品種的6個性狀視為一個整體，應用灰色關聯(lián)度分析法進行綜合評價，參試品種以X表示，性狀以k表示，各參試品種X在性狀k處的值構成比較數(shù)列Xk，X0為構建的理想?yún)⒖计贩N?；诨疑到y(tǒng)關聯(lián)度理論的權重決策法，并結合試驗目標，選用水分含量、蛋白質含量、β葡聚糖含量、總淀粉含量、粗脂肪含量、籽粒容重等6個指標進行權重綜合評價，利用公式（1）、（2）、（3）、（4）分別計算關聯(lián)度系數(shù)、等權關聯(lián)度、權重和加權關聯(lián)度[11]。

2 結果與分析

將3個區(qū)域試驗點，12個參試燕麥品種的6個性狀（水分含量、蛋白質含量、β葡聚糖含量、總淀粉含量、粗脂肪含量、籽粒容重）視為一個整體，應用灰色關聯(lián)度分析法進行綜合評價。

2.1 建立標準品種和供試品種的各項性狀

3個試驗點，12個不同燕麥品種的6個指標均選擇其最大數(shù)值為最優(yōu)標準品種，供試品種的各項性狀值見表3。

2.2 數(shù)據(jù)標準化處理

根據(jù)灰色理論要求[12]，為保證各性狀因素具有等效性和同序性，需對原始數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，本研究采用標準品種值對原始數(shù)據(jù)值進行標準化處理。

2.3 計算各點的絕對差

應用以下公式：

計算各點的絕對差。

2.4 找出最大絕對差值和最小絕對差值

應用以下公式：

找出最小絕對差值a=0和最大絕對差值b=0.440。

2.5 計算各性狀在各點上的關聯(lián)度系數(shù)

將公式（6）和公式（7）代入公式（1）中，可得以下公式：

式中，r為分辨率系數(shù)，取值0.5，供試品種與參考品種各指標的關聯(lián)度系數(shù)較多，信息分布較分散，不便于進行比較，為此，需要將各品種或性狀的關聯(lián)度系數(shù)集中為一個值，即關聯(lián)度（表4）。

2.6 計算加權關聯(lián)度

根據(jù)公式（2）可計算出各指標的等權關聯(lián)度（gi），但等權關聯(lián)度只有在各性狀同等重要的情況下，才能用于評價不同品種的優(yōu)劣。事實上，反映燕麥品質各性狀特征值的重要性不相同，應根據(jù)其重要程度給予不同的權重系數(shù)（wi）[13]?？筛鶕?jù)以下公式：

計算各指標對應的權值，賦予各性狀不同權重，結果如下：w1=0.052 8，w2=0.058 5，w3=0.047 9，w4=0.048 9，w5=0.050 7，w6=0.072 2，w7=0.065 6，w8=0.049 9，w9=0.052 2，w10=0.054 7，w11=0.050 3，w12=0.064 7，w13=0.058 6，w14=0.057 4，w15=0.048 5，w16=0.058 6，w17=0.049 4，w18=0.058 8。比較各指標在評價系統(tǒng)中所占的權重發(fā)現(xiàn)，籽粒容重所占權重比例最大，分水含量所占權重比例次之。根據(jù)權重可建立燕麥品種（系）的綜合模型：Z k=0.052 8x1+0.058 5x2+0.047 9x3+0.048 9x4+0.050 7x5+0.072 2x6+0.065 6x7+0.049 9x8+0.052 2x9+0.054 7x10+0.050 3x11+0.064 7x12+0.058 6x13+0.057 4x14+0.048 5x15+0.058 6x16+0.049 4x17+0.058 8x18。根據(jù)加權關聯(lián)度（g′i）公式[13]：計算各品種的加權關聯(lián)度值（表5）。

根據(jù)加權關聯(lián)度分析原則[14-15]，加權關聯(lián)度值可真實地反應供試品種與最優(yōu)指標集的差異大小，關聯(lián)度大，表明該品種與最優(yōu)指標集的相似程度高，反之則差異大[8]。由表3和表5可知，壩莜18號綜合營養(yǎng)價值是最好的，迪燕1號和晉燕17號次之，綜合分析認為它們與標準品種相似程度最大。

表5 各燕麥品種（系）的加權關聯(lián)度

3 討論

通過對在山西3個不同區(qū)域種植的12個不同燕麥品種（系）的營養(yǎng)價值的灰色關聯(lián)度分析表明，壩莜18號由于其各項營養(yǎng)價值評定指數(shù)均較高，使其綜合排名靠前，營養(yǎng)價值也最好，適宜在該地區(qū)大面積推廣；9745-6由于在3個試驗點上籽粒容重、水分含量及總淀粉含量均相對較低，使其營養(yǎng)價值大大降低，因此綜合排名第12。本研究運用灰色系統(tǒng)理論，根據(jù)生產(chǎn)目標選取代表性性狀作為綜合評價的因子，對12種燕麥品種（系）進行營養(yǎng)價值綜合評估，能夠較全面地反映一個品種的營養(yǎng)價值水平。

燕麥品種（系）的綜合營養(yǎng)品質可用水分含量、蛋白質含量、β葡聚糖含量、總淀粉含量、粗脂肪含量、籽粒容重等[16]指標來評估。容重相關性狀受多因素影響，是復雜數(shù)量性狀，受環(huán)境影響較大[17]，容重越大表明籽粒飽滿整齊，蛋白質、淀粉含量多。在本研究中，籽粒容重指標的權重最大，說明在山西省區(qū)域內的水分、氣溫等環(huán)境因素對燕麥的生長發(fā)育十分有利；水分含量指標的權重位居第二，說明種子中的水分含量對燕麥的營養(yǎng)品質有重要影響；淀粉含量指標的權重位居第三，燕麥淀粉積累主要在灌漿期內，溫度會影響蔗糖向淀粉的轉化，造成淀粉含量的變化并進一步影響籽粒品質特性[3]，與作物品質呈正相關關系[16]。本區(qū)域在今后燕麥引種和推廣工作中，應把籽粒容重、水分含量、總淀粉含量作為3項重要指標加以考慮，使其更好地與燕麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密相聯(lián)。

4 結論

通過應用灰色關聯(lián)度分析方法對在山西省內引種的12個燕麥品種（系）的6項營養(yǎng)指標進行綜合評價可知，營養(yǎng)價值評定表現(xiàn)最好的品種是壩莜18號，其次是迪燕1號和晉燕17號，最適宜在山西省中北部推廣種植，其余品種有待進一步考察。