胡夢(mèng)潔 徐麗君 李 霞 郎 宇 張 健 楊鴻博 肖燕子*
(1.呼倫貝爾學(xué)院農(nóng)林學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021000;2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所 呼倫貝爾草原生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站,北京 100081;3.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院,云南 昆明 650201)
燕麥(Avena sativa)為禾本科(Poaceae)一年生植物[1],具有易于栽培、產(chǎn)量高、品質(zhì)好、粗蛋白含量較高、粗纖維含量較低等特點(diǎn)[2-3],是糧草兼用型飼料作物。隨著畜牧業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)優(yōu)質(zhì)飼草產(chǎn)品的需求量迅速上升,優(yōu)質(zhì)飼草產(chǎn)品的進(jìn)口量也逐年上升[4-5]。擴(kuò)大燕麥的種植規(guī)模對(duì)生態(tài)建設(shè)和畜牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義[6]。飼用燕麥具有產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、適口性好、消化率高、適于青貯和調(diào)制干草等優(yōu)點(diǎn)[7],但仍需要進(jìn)一步提高燕麥的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此,促進(jìn)飼用燕麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展,建立、推廣飼用燕麥的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和生態(tài)的技術(shù)體系十分重要[8]。使用科學(xué)試驗(yàn)制定合理的栽培措施、實(shí)施適宜的行距配置是提高燕麥青貯品質(zhì)的重要保障[9]。王斌等[8]研究不同播種量下行距配置對(duì)紫花苜蓿產(chǎn)量及品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)NDF 和ADF 含量在行距為20 cm 時(shí)最低。呂會(huì)剛等[10]研究表明,不同播種量和行距對(duì)紫花苜蓿產(chǎn)量的影響有隨生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)而減少的趨勢(shì),適宜播種量和行距配置有利于提高苜蓿的產(chǎn)量和品質(zhì)。
近年來(lái),呼倫貝爾地區(qū)畜牧業(yè)不斷發(fā)展,牧草產(chǎn)量供不應(yīng)求[6]。關(guān)于呼倫貝爾地區(qū)不同行距配置下燕麥青貯后的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和發(fā)酵品質(zhì)的相關(guān)研究較少。本研究采用灰色關(guān)聯(lián)度對(duì)不同行距的燕麥產(chǎn)量、青貯品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),為篩選出呼倫貝爾地區(qū)最適燕麥青貯的行距提供參考。
試驗(yàn)于2021 年6 月在內(nèi)蒙古呼倫貝爾市呼倫貝爾學(xué)院牙克石校區(qū)農(nóng)林學(xué)院試驗(yàn)田(48°29′53″ N、120°83′22″ E)進(jìn)行,海拔約為661 m,土壤類(lèi)型為暗栗鈣土,氣候?qū)儆谥邪敫珊荡箨懠撅L(fēng)氣候,春季干旱多風(fēng),夏季溫涼短促,秋季降溫急劇,冬季寒冷漫長(zhǎng),年平均氣溫-2.4 ℃,年積溫1 580~1 800 ℃,無(wú)霜期常為110 d,年均降雨量為350~400 mm。
試驗(yàn)選用正道種子公司提供的‘福燕70’。采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),設(shè)置5 個(gè)不同行距處理,行距分別為15、20、25、30、35 cm。小區(qū)面積9 m2(3 m × 3 m),設(shè)置重復(fù)3個(gè)小區(qū),小區(qū)間1 m隔離帶,小區(qū)外2 m保護(hù)帶。2021年5月7日以條播方式種植。撒播處理人工均勻撒播后,覆土鎮(zhèn)壓;條播采用人工開(kāi)溝播種,播深3~4 cm。出苗后人工除雜,拔節(jié)抽穗期進(jìn)行少量多次灌溉,燕麥乳熟期刈割,進(jìn)行產(chǎn)量測(cè)定。采用袋裝青貯,利用聚乙烯袋將燕麥密封,在厭氧的環(huán)境下發(fā)酵形成青貯燕麥,青貯60 d,進(jìn)行測(cè)定分析。
1.3.1 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)
干物質(zhì)(DM)產(chǎn)量測(cè)定:每個(gè)小區(qū)內(nèi)進(jìn)行刈割取樣,留茬5 cm,測(cè)出鮮重,將樣品放入65 ℃恒溫烘箱中烘干48 h,冷卻至室溫進(jìn)行重量測(cè)量。
粗蛋白(CP)含量采用凱氏定氮法[11]進(jìn)行測(cè)定;粗脂肪(EE)含量采用索式抽提法[12]進(jìn)行測(cè)定;可溶性糖(SS)含量采用蒽酮比色法[13]進(jìn)行測(cè)定;中性洗滌纖維(NDF)含量采用Van Soest 纖維法測(cè)定[14];酸性洗滌纖維(ADF)含量采用Van Soest纖維法測(cè)定[14]。
1.3.2 感官評(píng)定
感官評(píng)定采用德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)青貯感官質(zhì)量評(píng)分法[15],根據(jù)氣味、質(zhì)地和色澤對(duì)牧草品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)分[16]。
1.3.3 青貯發(fā)酵品質(zhì)
乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA) 和丁酸(BA)含量采用高效液相色譜儀(島津GC-8A,日本)測(cè)定[17]。氨態(tài)氮(NH3-N)含量采用苯酚-次氯酸比色法測(cè)定[18]。pH 值采用酸度計(jì)(OHAUS-TARTER100/B 型,杭州微米派科技有限公司)進(jìn)行測(cè)定。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2019 進(jìn)行整理數(shù)據(jù),對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。采用數(shù)據(jù)分析軟件SPSS AU 進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析[19-20],將5 種行距的11 個(gè)測(cè)定指標(biāo)結(jié)果視為一個(gè)灰色系統(tǒng)。
圖1 不同行距對(duì)燕麥干物質(zhì)產(chǎn)量的影響
由圖1 可知,不同種植行距對(duì)燕麥干物質(zhì)產(chǎn)量具有顯著影響,總體呈隨行距的增大燕麥干物質(zhì)產(chǎn)量降低的趨勢(shì)。燕麥干草總產(chǎn)量在20 cm 行距達(dá)到最高,為10 629 kg/hm2;行距為30 cm 時(shí),燕麥干物質(zhì)產(chǎn)量最低,為8 415 kg/hm2。行距20 cm 時(shí)的干物質(zhì)產(chǎn)量顯著高于行距為30、35 cm 時(shí)(P<0.05)。采用二次直線(xiàn)對(duì)趨勢(shì)進(jìn)行擬合,其函數(shù)方程為y=-60.571x2-283.37x+11 035,R2=0.886 2。
表1 不同行距燕麥青貯的感官評(píng)定
由表1 可知,不同行距燕麥青貯60 d 后均無(wú)霉變、腐爛發(fā)生。行距為20 cm 的燕麥青貯總分最高(18 分),無(wú)丁酸嗅味,有酸味,有芳香味,莖葉結(jié)構(gòu)保持良好,色澤與原料相似,烘干后均呈淡褐色,感官品質(zhì)優(yōu)良;行距15、25、35 cm燕麥青貯后無(wú)丁酸嗅味,有較強(qiáng)的酸味和芳香味,感官評(píng)定均為10分;不同行距燕麥青貯后莖葉結(jié)構(gòu)均無(wú)污染,評(píng)分為2~4 分;色澤與原料相似,烘干后呈淡褐色或淡黃色,評(píng)分為1~2分;5種行距燕麥青貯后感官綜合評(píng)定總分均超過(guò)10分,行距20、25 cm,感官評(píng)定優(yōu)良,其他行距綜合評(píng)定均為良好。
表2 不同行距對(duì)燕麥青貯營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響
由表2 可知,行距為20、35 cm 時(shí),燕麥青貯中DM 含量顯著低于行距為25、30 cm(P<0.05)。行距為20 cm 的燕麥青貯中ADF 含量最低,行距為35 cm 的燕麥青貯中ADF 含量最高,行距為20 cm 時(shí),燕麥青貯中ADF 含量顯著低于行距為25、35 cm(P<0.05)。行距為30 cm 的燕麥青貯中NDF 含量最低, 為44.94%DM; 行距為25 cm 的NDF 含量最高, 為49.13%DM;行距為20、30、35 cm 的燕麥青貯中NDF含量顯著低于行距為15、25 cm(P<0.05)。行距為15、25 cm 時(shí),燕麥青貯中的CP 含量顯著低于行距為20、30、35 cm(P<0.05)。
由表3 可知,不同行距的燕麥青貯對(duì)發(fā)酵品質(zhì)AA、PA、NH3-N 含量均無(wú)顯著影響(P>0.05)。行距為25 cm時(shí),燕麥青貯中LA含量最高;行距35 cm時(shí),燕麥青貯中LA 含量最低,兩者之間差異顯著(P<0.05)。行距為35 cm時(shí),燕麥青貯中AA含量最高,為0.86%;25 cm行距時(shí),燕麥青貯中AA含量最低,為0.46%。不同行距處理燕麥青貯中均未檢測(cè)出BA。行距為15 cm 時(shí),燕麥青貯中NH3-N含量最高,為8.30%,行距為20 cm時(shí),燕麥青貯中NH3-N含量最低,為5.15%。行距為35 cm時(shí),燕麥青貯pH 值最高,為4.99;行距為30 cm 時(shí),燕麥青貯pH值最低,為4.48,兩者之間差異顯著(P<0.05)。
采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法,以11個(gè)性狀指標(biāo)的平均值進(jìn)行分析,計(jì)算所得加權(quán)關(guān)聯(lián)度值反映了試驗(yàn)行距與理想指標(biāo)的差異大小,排序靠前試驗(yàn)指標(biāo),關(guān)聯(lián)度越大,則該試驗(yàn)行距與理想指標(biāo)的相似程度高,綜合評(píng)價(jià)最好,反之則差異較大[21]。
本試驗(yàn)在采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法分析各項(xiàng)指標(biāo)所得數(shù)據(jù)時(shí),將5 種行距的11 個(gè)測(cè)定指標(biāo)結(jié)果視為一個(gè)灰色系統(tǒng)進(jìn)行分析,并且以理想指標(biāo)作為“參考值”,研究5 種行距(15、20、25、30、35 cm)與理想指標(biāo)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。灰色關(guān)聯(lián)綜合分析見(jiàn)表4。
表4 灰色關(guān)聯(lián)綜合分析
針對(duì)本次5 個(gè)評(píng)價(jià)項(xiàng),ADF、NDF、SS、EE、CP、LA、AA、PA、NH3-N 的關(guān)聯(lián)度系數(shù)在20 cm 最接近參考值。行距20 cm 的綜合評(píng)價(jià)最高,關(guān)聯(lián)度為0.948;其次是行距15 cm,關(guān)聯(lián)度為0.839。
產(chǎn)量是衡量種植結(jié)構(gòu)的主要指標(biāo)[22]。合理的種植行距是影響作物干物質(zhì)產(chǎn)量的重要因素[23]。行距決定群體的均勻性,不同種植密度可以影響作物的產(chǎn)量[24]。本研究得出,‘福燕70’在種植行距為20 cm時(shí),干物質(zhì)產(chǎn)量最高(10 629 kg/hm2),達(dá)到優(yōu)質(zhì)產(chǎn)量。隨著行距的增加,干物質(zhì)產(chǎn)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì);隨著行距的增大,在行距為20 cm時(shí),飼草產(chǎn)量最高,顯著高于其他行距?;▌诺萚25]研究表明,在現(xiàn)有栽培管理水平下,南粳9108 行距控制在20~25 cm、播量在3.0~4.2 kg/hm2時(shí),有利于提高單產(chǎn)。賈志鋒[26]試驗(yàn)表明,適宜的行距配置是提高作物產(chǎn)量重要栽培措施,適宜的行距配置既能達(dá)到資源利用最大化,又能夠提高作物產(chǎn)量。
青貯是一種利用多種微生物的發(fā)酵保存飼料(飼料、谷物和副產(chǎn)品)的方法,飼料青貯前后營(yíng)養(yǎng)成分的變化是判定青貯品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。DM含量是評(píng)價(jià)牧草利用效率的關(guān)鍵指標(biāo),能夠影響牧草的經(jīng)濟(jì)效益。NDF 和ADF含量越低,粗飼料品質(zhì)越好[27]。賈志峰[28]研究發(fā)現(xiàn),行距20 cm時(shí),裸燕麥籽粒產(chǎn)量、粗蛋白產(chǎn)量、粗脂肪產(chǎn)量均達(dá)較高值,與本研究結(jié)果相似。魏永鵬等[29]研究種植密度和行距配置對(duì)紫花苜蓿群體產(chǎn)量及品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)播種量為16 kg/hm2、行距20 cm時(shí),紫花苜蓿CP含量最高,NDF、ADF 含量最低。本研究表明,隨行距的增加燕麥干物質(zhì)呈明顯的下降趨勢(shì)。行距為20 cm時(shí),燕麥青貯DM產(chǎn)量最高(10 629 kg/hm2)。CP含量隨著行距增加逐漸降低,行距為20 cm 時(shí),燕麥青貯中CP含量最高(13.17%DM)。行距為20 cm 時(shí),燕麥青貯中ADF 含量明顯低于其他行距。
檢測(cè)飼料中有機(jī)酸含量可評(píng)估發(fā)酵質(zhì)量。優(yōu)良的青貯飼料含有較多LA 及少量AA[30]。NH3-N 水平可反映微生物對(duì)飼料中蛋白質(zhì)的分解情況,數(shù)值越小表明飼料中被微生物降解的蛋白質(zhì)越少,青貯品質(zhì)越好[31]。改變行距能夠有效調(diào)節(jié)燕麥產(chǎn)量,改善燕麥青貯的品質(zhì)。燕麥青貯具有青綠多汁、適口性好、耐儲(chǔ)藏、易收獲、易調(diào)制等優(yōu)點(diǎn),對(duì)解決高寒地區(qū)家畜飼料來(lái)源具有重要意義[32]。本研究表明,改變行距對(duì)燕麥青貯的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)具有顯著影響,但行距的增加對(duì)燕麥青貯中LA、AA、PA、BA含量均無(wú)顯著影響,與趙準(zhǔn)等[33]研究結(jié)果一致。但行距為20 cm 時(shí),燕麥青貯中LA 含量最高,AA 含量及NH3-N 含量最低,表明20 cm 行距時(shí)燕麥青貯飼料較優(yōu)良。因此,改變燕麥行距,飼草產(chǎn)量、青貯中pH值、青貯中營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)均具有顯著差異。燕麥青貯粗蛋白、粗脂肪含量隨著行距增加而降低,ADF、NDF 含量隨種植行距的增加顯著增加,種植行距越大,飼用品質(zhì)越低,但不同種植行距對(duì)青貯的發(fā)酵品質(zhì)無(wú)顯著影響。pH值是青貯飼料質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,飼料pH值會(huì)影響飼料的適口性以及家畜對(duì)飼料的消化和吸收[34]。pH值低意味著青貯質(zhì)量較好,反之青貯質(zhì)量較差[35]。有機(jī)酸含量是評(píng)定青貯飼料的指標(biāo)之一。影響pH值發(fā)生變化的主要因素是有機(jī)酸含量,較高的有機(jī)酸含量能夠降低青貯飼料的pH值[36]。劣質(zhì)的青貯飼料pH 值在5.0 以上。本試驗(yàn)中,行距為20 cm和30 cm時(shí),燕麥青貯的pH值均低于5.0。
灰色關(guān)聯(lián)度分析是一種常用的綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng),能夠較為全面地反映一個(gè)的品種綜合性能,前人運(yùn)用此方法對(duì)不同地區(qū)燕麥營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)[37]。史威威等[38]對(duì)評(píng)價(jià)飼草品質(zhì)3個(gè)最重要的指標(biāo)(CP產(chǎn)量、NDF、ADF 含量)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析并排序,篩選出最適合引種的品種和最佳收獲時(shí)間。任麗娟等[39]運(yùn)用主成分分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析方法對(duì)不同地區(qū)的全株玉米青貯進(jìn)行綜合分析,得出玉米青貯品質(zhì)最適地區(qū),主成分分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果基本一致。關(guān)聯(lián)系數(shù)越接近于1,關(guān)聯(lián)度越大,反之關(guān)聯(lián)度較小[40]。本研究選取11 個(gè)性狀指標(biāo),兼顧產(chǎn)量、青貯營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和青貯發(fā)酵品質(zhì),以灰色關(guān)聯(lián)度法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)行距為20 cm時(shí)的綜合評(píng)價(jià)最高,關(guān)聯(lián)度為0.948),進(jìn)一步證明20 cm指標(biāo)更接近理想值。
本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),適宜的行距可以顯著提高燕麥干物質(zhì)產(chǎn)量、青貯后營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和發(fā)酵品質(zhì)。綜合分析燕麥各項(xiàng)指標(biāo),燕麥的干物質(zhì)產(chǎn)量、粗蛋白、粗脂肪含量均隨著行距增加而降低,‘福燕70’行距為20 cm,飼草產(chǎn)量為10 629 kg/hm2,此時(shí)產(chǎn)量高且青貯品質(zhì)較好。使用灰色關(guān)聯(lián)度分析綜合評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn),行距為20 cm時(shí),燕麥的綜合評(píng)價(jià)最高,因此呼倫貝爾地區(qū)‘福燕70’適宜種植行距為20 cm。