李云霞，葛軍勇，董占紅，王星宇，左文博，曹麗霞，李默涵，高生，尹斌

(河北省高寒作物研究所/張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河北 張家口 075000)

燕麥屬(AvenaL.)隸屬于禾本科燕麥族(Aveneae，Poaceae)，為一年生草本植物[1－2]，分布在亞洲、歐洲、大洋洲、美洲的溫帶和寒帶地區(qū)[3－4]。其中大粒裸燕麥(A.nuda)和普通栽培燕麥(A.sativa)為世界各國廣泛栽培[4]，是全球第七大栽培作物[5]。目前以種植普通栽培燕麥為主，少部分食用，大多數(shù)用作家畜、家禽的飼草料。我國主要種植大粒裸燕麥，又稱裸燕麥，有莜麥、玉麥、鈴鐺麥等俗稱[6]，廣泛分布在高海拔、高緯度寒冷地區(qū)，內(nèi)蒙古高原一帶被認(rèn)為是大粒裸燕麥的起源地[7]，是產(chǎn)區(qū)主要食糧及飼料、飼草作物，具有極高的營養(yǎng)[8]、醫(yī)療保健[9]和飼用價(jià)值[10－12]。隨著人們健康意識(shí)的提高，燕麥等富含膳食纖維的雜糧作物得到廣泛關(guān)注。國內(nèi)外研究表明[13－17]，燕麥具有顯著的降血脂、調(diào)節(jié)血糖功效，其主要功能成分是可溶性纖維β－葡聚糖。在此背景下，國內(nèi)燕麥種植出現(xiàn)了從傳統(tǒng)的瘠薄地、旱地向肥沃地、水地發(fā)展的趨勢，燕麥分布區(qū)域從高寒冷涼傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)逐步擴(kuò)展到東北平原[18]、黃淮海平原[19]等新產(chǎn)區(qū)，燕麥產(chǎn)品從產(chǎn)區(qū)走向全國市場。據(jù)國家燕麥?zhǔn)w麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系不完全統(tǒng)計(jì)，全國年加工銷售量已達(dá)85萬t以上[20]；“十二五”期間我國燕麥種植面積穩(wěn)定在70萬hm2以上[20－21]，2018—2021年已發(fā)展到80萬hm2以上。面對(duì)快速發(fā)展的燕麥產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前大面積種植的壩莜1號(hào)、壩莜3號(hào)等中熟、晚熟品種存在籽實(shí)產(chǎn)量較低、β－葡聚糖含量較低、抗病性較差、抗倒伏性差[22]等多方面不足，已不能滿足燕麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。因此，河北省高寒作物研究所采用皮、裸燕麥跨物種的多親本漸進(jìn)式雜交方法，聚合眾多親本的優(yōu)勢基因于一體，經(jīng)多年努力，選育出籽實(shí)產(chǎn)量較高、β－葡聚糖含量高、抗堅(jiān)黑穗病、抗旱性強(qiáng)、適應(yīng)性廣的裸燕麥新品種壩莜14號(hào)。

1 材料與方法

1.1 親本來源及選育經(jīng)過

壩莜14號(hào)(圖1～2)屬裸燕麥(A.nudaL.)，是由母本壩莜1號(hào)和父本壩莜9號(hào)雜交選育而成的新品種。壩莜1號(hào)是由冀張莜4號(hào)(皮燕麥品種永118×裸燕麥品種華北2號(hào))×8061－14－1(434×永73－1)多親本聚合雜交育成的抗旱高產(chǎn)廣適裸燕麥品種；壩莜9號(hào)為9034－10－1(皮燕麥品種永73－1×裸燕麥品種冀張莜1號(hào))×906－38－2(裸燕麥品種小46－5×皮燕麥品種永118)雜交育成的抗病抗倒優(yōu)質(zhì)加工型裸燕麥品種。壩莜14號(hào)選育流程如表1所示。

1.2 試驗(yàn)地概況

區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)所在地地理位置(經(jīng)緯度表示)、全年平均氣溫、≥10℃活動(dòng)積溫、無霜期、降水量等基本情況如表2所示。

表2 各試驗(yàn)基地基本情況Table 2 Condition of different test sites

1.3 測定指標(biāo)和方法

1.3.1 產(chǎn)量與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

品種比較試驗(yàn):2012—2014年在張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院壩上試驗(yàn)基地(張北縣)進(jìn)行。小區(qū)面積2.0 m×3.35 m，6行區(qū)，行距0.30 m，4次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。對(duì)照品種為壩莜1號(hào)和壩莜3號(hào)。

區(qū)域試驗(yàn):2014—2015年分別在張家口市5縣(區(qū))和內(nèi)蒙古兩地共7個(gè)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)(表2)。小區(qū)面積2.0 m×7.20 m，6行區(qū)，行距0.30 m，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。對(duì)照品種為壩莜3號(hào)。

生產(chǎn)試驗(yàn):2015年開展生產(chǎn)鑒定(表2)。小區(qū)面積為333.33 m2。對(duì)照品種為壩莜1號(hào)和壩莜3號(hào)，小區(qū)面積為66.67 m2。

平均秸草產(chǎn)量測定:品比與區(qū)域試驗(yàn)中，燕麥?zhǔn)崭铒L(fēng)干后，每小區(qū)測定生物產(chǎn)量，脫粒后計(jì)算籽粒產(chǎn)量，秸草產(chǎn)量＝生物產(chǎn)量－籽粒產(chǎn)量，3個(gè)小區(qū)取平均值。

1.3.2 植物學(xué)特征、物候期觀察與株高、分蘗性、莖葉比測定

觀察記載物候期、葉型及穗型等特征。

株高:以成熟時(shí)的植株絕對(duì)高度表示該品種株高。

分蘗數(shù):在苗期標(biāo)記1 m2統(tǒng)計(jì)苗數(shù)，在燕麥齊穗時(shí)統(tǒng)計(jì)莖數(shù)，在燕麥成熟時(shí)統(tǒng)計(jì)穗數(shù)，計(jì)算分蘗數(shù)和有效分蘗數(shù)。

1.3.3 營養(yǎng)成分測定

籽粒粗蛋白、粗脂肪、粗淀粉含量委托農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心測定。β－葡聚糖含量委托北京特品降脂燕麥開發(fā)有限公司測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Microsoft Excel 2007和DPS 7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、方差分析，樣本平均數(shù)的差異顯著性檢測用Duncan’s新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物學(xué)特征

壩莜14號(hào)為一年生裸燕麥(Avena nudaL.)。幼苗半直立，苗色綠，生長勢強(qiáng)，生育期98 d左右，屬于中晚熟型品種。平均株高108.3 cm，最高達(dá)128 cm。周散型穗，短串鈴，內(nèi)穎白色，籽粒橢圓形，粒色淺黃。平均穗長16.3 cm，最長達(dá)21.4 cm；平均每穗小穗數(shù)27.6個(gè)，最多達(dá)52.3個(gè)；平均穗粒數(shù)61.0粒，最多達(dá)119.5粒；平均穗粒質(zhì)量1.6 g，最高達(dá)2.7 g；平均千粒質(zhì)量25.2 g，最高達(dá)28.0 g；平均百升容重72.0 kg。群體結(jié)構(gòu)好，成穗率高，籽粒成熟一致，落黃好?？沟剐浴⒖购敌跃鶑?qiáng)于對(duì)照壩莜3號(hào)，在沙土、沙壤土、壤土等多種土質(zhì)上均長勢良好，適合與苜蓿、馬鈴薯、蔬菜等土壤肥力較高的茬口輪作。

2.2 生育期和株高

區(qū)域試驗(yàn)各試點(diǎn)壩莜14號(hào)生育期和株高如表3所示。2014年6個(gè)試點(diǎn)平均生育期為98 d，2015年為103 d，2年平均101 d，其中崇禮區(qū)試點(diǎn)2年試驗(yàn)生育期表現(xiàn)均為最長，分別為113、118 d，赤城縣試點(diǎn)2年生育期均最短，分別為83、84 d。壩莜14號(hào)2014年6個(gè)試點(diǎn)平均株高達(dá)到108 cm，崇禮區(qū)試點(diǎn)最高，為128.0 cm，尚義縣試點(diǎn)最低，為84.9 cm；2015年6個(gè)試點(diǎn)平均株高達(dá)到101.9 cm，崇禮區(qū)試點(diǎn)最高，為123.0 cm，張北縣試點(diǎn)最低，為84.3 cm；兩年平均株高為105.0 cm，與對(duì)照壩莜3號(hào)差異不顯著(P>0.05)。

表3 壩莜14號(hào)的生育期和株高Table 3 Growth periodand plant height of Bayou 14

2.3 生產(chǎn)性能

2.3.1 品比試驗(yàn)

2012—2013年以壩莜1號(hào)為對(duì)照，2014年增加了壩莜3號(hào)為對(duì)照。從3年試驗(yàn)結(jié)果看，壩莜14號(hào)平均籽粒產(chǎn)量達(dá)3 121.80 kg/hm2，比壩莜1號(hào)增產(chǎn)25.10%，比壩莜3號(hào)增產(chǎn)28.25%，差異均顯著(P<0.05)；平均秸草產(chǎn)量5 603.45 kg/hm2，比壩莜1號(hào)增產(chǎn)35.90%，比壩莜3號(hào)增產(chǎn)28.17%，差異均極顯著(P<0.01)(表4)。

表4 品種比較試驗(yàn)秸草產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量Table 4 Stalk yield and seed yield of oat varieties in variety comparative test kg·hm－2

2.3.2 區(qū)域試驗(yàn)

區(qū)域試驗(yàn)結(jié)果表明:壩莜14號(hào)平均籽粒產(chǎn)量達(dá)到了3 150.07 kg/hm2，比對(duì)照壩莜3號(hào)增產(chǎn)18.20%，增產(chǎn)極顯著(P<0.01)；平均秸草產(chǎn)量達(dá)到了6 103.68 kg/hm2，比對(duì)照減產(chǎn)3.84%，但差異不顯著(P>0.05)(表5)。

表5 品種區(qū)域試驗(yàn)秸草產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量Table 5 Stalk yield and seed yield of oat varieties in regional test kg·hm－2

2.3.3 生產(chǎn)試驗(yàn)

2015年生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明，壩莜14號(hào)平均籽粒產(chǎn)量達(dá)3 641.53 kg/hm2，比壩莜1號(hào)、壩莜3號(hào)分別增產(chǎn)31.17%、25.03%，增產(chǎn)極顯著(P<0.01)(表6)。

表6 2015年生產(chǎn)試驗(yàn)籽粒產(chǎn)量Table 6 Seed yield of oat varieties in production test in 2015 kg·hm－2

2.3.4 多點(diǎn)生產(chǎn)示范

2015—2017年進(jìn)行了大面積的生產(chǎn)示范及推廣(表7)，總計(jì)示范29.79 hm2，總產(chǎn)量45 923.36 kg，一般比臨近對(duì)照壩莜1號(hào)增產(chǎn)21.90%～122.22%。2018年以來，通過田間試驗(yàn)示范和理化指標(biāo)分析，壩莜14號(hào)被確定為主推品種進(jìn)行大面積推廣，2019—2020年每年推廣6 667 hm2，2021年推廣了10 000 hm2。

表7 2015－2017年壩莜14號(hào)生產(chǎn)示范情況Table 7 Production demonstration of Bayou 14 from 2015 to 2017

2.4 籽粒營養(yǎng)品質(zhì)與容重

據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(北京)測定，壩莜14號(hào)籽粒粗蛋白含量(干基)136.3 g/kg，粗脂肪含量(干基)89.1 g/kg，粗淀粉含量(干基)603.2 g/kg。據(jù)北京特品降脂燕麥開發(fā)公司測定，對(duì)照品種壩莜1號(hào)2014—2016年β－葡聚糖含量(干基)分別為4.33、4.54、4.38 g/kg，3年平均值為4.42 g/kg，壩莜14號(hào)分別為4.81、5.19、4.94 g/kg，3年平均值為4.98 g/kg，比壩莜1號(hào)高12.67%，壩莜14號(hào)3年籽實(shí)容重平均值為0.72 kg/L。

2.5 抗病性表現(xiàn)

2015年委托甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所對(duì)10個(gè)裸燕麥品種進(jìn)行抗堅(jiān)黑穗病鑒定。同年，張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院開展了抗堅(jiān)黑穗病鑒定，結(jié)果如表8所示。壩莜14號(hào)綜合表現(xiàn)達(dá)到抗病以上級(jí)別。

表8 裸燕麥品種抗堅(jiān)黑穗病鑒定結(jié)果Table 8 Identification results of resistance to smut of varieties(A.nuda L.)

2.6 抗旱性表現(xiàn)

2011—2012年在張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院壩上試驗(yàn)基地利用防雨棚和田間自然干旱條件，對(duì)12個(gè)裸燕麥材料進(jìn)行抗旱性鑒定[23]。防雨棚主要試驗(yàn)結(jié)果是:壩莜14號(hào)的干旱產(chǎn)量指數(shù)為1.19，在所有參試材料中排名第2；灌溉產(chǎn)量指數(shù)為1.27，排名第3；產(chǎn)量－水分高效利用指數(shù)為1.23，排名第1。大田試驗(yàn)主要結(jié)果為:壩莜14號(hào)的干旱產(chǎn)量指數(shù)為1.19，排名第1；灌溉產(chǎn)量指數(shù)為1.13，排名第2，產(chǎn)量－水分高效利用指數(shù)為1.16，排名第2。田間自然干旱條件下，壩莜14號(hào)在所有參試品種中產(chǎn)量最高，達(dá)2 496.00 kg/hm2，灌水條件下達(dá)到2 627.00 kg/hm2，排名第2，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗旱性及豐水高產(chǎn)性。

表9 裸燕麥品種抗旱性鑒定結(jié)果Table 9 Identification results of drought resistance of varieties(A.nuda L.)

2.7 適宜范圍和栽培技術(shù)要點(diǎn)

2.7.1 適應(yīng)區(qū)域

根據(jù)區(qū)域試驗(yàn)、生產(chǎn)示范及各地引種試驗(yàn)結(jié)果，該品種適宜在東北地區(qū)、云貴地區(qū)的廣大寒涼區(qū)域種植，在沙質(zhì)、沙壤質(zhì)、壤質(zhì)土地均可生長良好，尤其適合生產(chǎn)潛力高的水地、旱灘地、陰灘地、肥坡地種植。

2.7.2 適宜播種期

在河北省壩上地區(qū)及其他同類型地區(qū)的適宜播種期是:瘠薄旱坡地和沙壤質(zhì)土地5月25－30日播種；肥坡地(平地)和旱灘地5月20－25日播種；壩頭冷涼區(qū)和二陰灘地5月15－20日播種。

2.7.3 播種方法、播深和播種量

常規(guī)種植采取條播方式，行距15 cm，播種深度4～6 cm。二陰灘地播量150 kg/hm2左右，留苗數(shù)4.5×106株/hm2；旱平地和肥坡地播量135 kg/hm2，留苗數(shù)3.75×106株/hm2；瘠薄旱地和沙壤質(zhì)土地留苗數(shù)3.0×106株/hm2。

2.7.4 田間管理

在一般地塊，結(jié)合播種施用磷酸二銨75～150 kg/hm2。在燕麥拔節(jié)至孕穗期澆水1～2次。在旱地?zé)o灌溉條件，燕麥生長不良時(shí)，可在分蘗至拔節(jié)期結(jié)合中耕、澆水或趁雨[24]追施尿素120～150 kg/hm2。除草禁止使用2，4－D丁酯，在小壟密植不進(jìn)行中耕的情況下，于燕麥3～4葉期噴除草劑立清乳油750～1 500 mL，用水量450 kg/hm2。壩莜14號(hào)一般是活稈成熟，采取割曬方法收獲比較適宜。如用聯(lián)合收割機(jī)直收，最好在莖稈變黃時(shí)收獲。

3 討論

全球氣候加速變暖，燕麥產(chǎn)區(qū)熱量資源逐年增加[25]，無霜期延長，使晚熟燕麥品種的種植風(fēng)險(xiǎn)降低。一般來說，較長的生育期可以使作物獲得更多的光熱資源，制造更多有機(jī)物，進(jìn)而提高產(chǎn)量，從而獲得更優(yōu)的營養(yǎng)品質(zhì)。目前我國推廣的主要裸燕麥品種以及國外引進(jìn)的皮燕麥品種多是早熟、中熟類型品種[26]，在許多地區(qū)不能完全利用當(dāng)?shù)氐墓鉄豳Y源，影響了燕麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)。壩莜14號(hào)平均生育期98 d左右，我國大部分寒涼區(qū)域熱量條件均可滿足其生長發(fā)育需求。在多年的試驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)踐中，壩莜14號(hào)表現(xiàn)出了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的特性，最高籽實(shí)產(chǎn)量達(dá)到5 785.50 kg/hm2，2014—2016年3年籽粒β－葡聚糖含量穩(wěn)定在4.8%以上，為燕麥片加工提供了優(yōu)質(zhì)原料。

目前，燕麥在我國僅有80萬hm2的種植面積，科研工作開始較晚，投入少。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，育種研究者逐漸開始注重β－葡聚糖、蛋白質(zhì)與脂肪等營養(yǎng)指標(biāo)的提高，但對(duì)抗逆性尤其是抗病性等重視不夠。當(dāng)前主推的早、中、晚熟品種壩莜6號(hào)、壩莜1號(hào)、壩莜3號(hào)等對(duì)紅葉病、堅(jiān)黑穗病的抗性較差，病害的發(fā)生嚴(yán)重影響了燕麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，不利于燕麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。壩莜14號(hào)有效聚合了多個(gè)優(yōu)勢基因，在高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上具有較強(qiáng)的抗堅(jiān)黑穗病、抗白粉病能力，在病害較輕的地區(qū)種植時(shí)可不拌藥，病害較重的地區(qū)可少拌藥。

燕麥種植區(qū)地形復(fù)雜、小氣候類型多樣，經(jīng)常需要調(diào)配不同類型的品種以獲得較高的收益。區(qū)域試驗(yàn)、生產(chǎn)試驗(yàn)示范和引種試驗(yàn)結(jié)果表明，壩莜14號(hào)在不同氣候類型區(qū)均能獲得較高的籽實(shí)產(chǎn)量、飼草產(chǎn)量，這不僅降低了人力物力成本，還有利于為燕麥?zhǔn)称芳庸ぬ峁┵|(zhì)量穩(wěn)定的原料，提升我國燕麥產(chǎn)業(yè)競爭能力。

4 結(jié)論

壩莜14號(hào)裸燕麥新品種莖稈堅(jiān)韌，群體結(jié)構(gòu)優(yōu)良，穗長、千粒質(zhì)量等綜合性狀顯著優(yōu)于對(duì)照壩莜1號(hào)與壩莜3號(hào)；籽粒β－葡聚糖含量高而穩(wěn)定，3年平均含量達(dá)到4.98%；籽粒產(chǎn)量高，生產(chǎn)示范最高達(dá)到5 785.50 kg/hm2；區(qū)域試驗(yàn)、生產(chǎn)試驗(yàn)示范和引種試驗(yàn)等結(jié)果表明，壩莜14號(hào)在多種土質(zhì)上均長勢良好，在東北地區(qū)、云貴地區(qū)的寒涼區(qū)域均可較好的生長，具有較強(qiáng)的抗堅(jiān)黑穗病、抗白粉病能力。