柴明娜，王婷，朱志強，黃雪潔，韓冰

（內蒙古農業(yè)大學生命科學學院/麥類種質創(chuàng)新利用自治區(qū)高等學校重點實驗室，內蒙古 呼和浩特 010018）

燕麥是禾本科燕麥屬（AvenaL.）一年生草本植物，分為皮燕麥和裸燕麥2 種類型。燕麥喜冷涼、抗旱、耐貧瘠性較強，適宜在高寒地區(qū)種植，是一種傳統(tǒng)而古老的糧飼兼用作物。其外部形態(tài)可分為根、莖、葉、穗、花和果實6 個部分[1]。燕麥除含有大量的碳水化合物和蛋白質，豐富的維生素，以及少量的膳食纖維和脂肪外，還含有多種礦質元素。

牧草的礦質元素含量是評價牧草品質、平衡飼養(yǎng)動物營養(yǎng)的一項重要指標。近年來，世界各國對礦質元素重要性的認識普遍提高，農牧業(yè)生產高度集約化的發(fā)達國家已經廣泛開展了改善牧草礦質營養(yǎng)的育種研究[2]。鈣（Ca）是動物體內主要的礦質元素，幼年期牛羊對Ca 的吸收率高于成年期，但由于生長迅速，因此在幼年日糧中需要大量的Ca 以支持骨骼和組織生長。磷（P）主要參與物質的能量代謝和動物機體的緩沖體系，可調節(jié)酸堿平衡。鉀（K）主要存在于細胞內液中，參與保持細胞的酸堿平衡、離子平衡和水平衡以及維持滲透壓。鎂（Mg）對體內的許多酶具有激活作用，其幾乎參與所有的蛋白質合成和能量代謝，并介入所有的體內代謝功能。硫（S）對反芻動物的營養(yǎng)作用較對豬雞的營養(yǎng)作用更得到重視。S 的代謝功能主要來源于蛋白質中的含硫氨基酸、游離含硫氨基酸以及一些低分子量的其他含硫化合物。此外，以硫酸根形式存在的硫離子在許多代謝產物從尿液中排出前的脫毒過程中有著重要作用[3，4]。

目前有關燕麥的研究多集中在不同氮磷鉀肥對燕麥產量[5]、營養(yǎng)品質[6]和礦質元素[7]的影響方面，而對燕麥不同部位礦質元素含量的分析尚未見報道。近年來，已有學者對其他作物及不同部位的的礦質元素分布情況進行了分析。李雅潔等[8]測定了黑粒小麥與普通小麥子粒不同部位的礦質元素組成和相對含量，并進行了比較分析，發(fā)現所有品種糊粉層的礦質元素含量最高，皮層和胚次之，胚乳最低；不同類型品種子粒各部位的礦質元素含量存在基因型差異，黑粒小麥的礦質價值高于普通小麥。黃越等[9]研究了馬鈴薯不同品種塊莖礦質營養(yǎng)元素K、Fe 和Zn 含量的差異，發(fā)現塊莖中K 和Fe 含量的變幅較小，而Zn 含量存在豐富的變異?！暗V質元素—營養(yǎng)—健康”已成為當前世界上極為活躍的研究課題?；诖?，本研究以多個燕麥品種為試材，對其全株以及不同部位的礦質元素分布特點進行分析，以期篩選出作為反芻動物飼料的燕麥良種，也可為刈青燕麥草不同品種的礦質營養(yǎng)評價和改良育種提供理論依據。

1 材料與方法

參試燕麥品種共9 個，其中，皮燕麥品種5 個，分別為紅旗2 號、壩燕2 號、張燕2 號、MSY4 和蒙飼燕2 號；裸燕麥品種4 個，分別為和豐、冀張莜1號、品5 號和蒙飼燕1 號。在內蒙古自治區(qū)烏蘭察布市農牧業(yè)技術推廣中心試驗基地種植燕麥。試驗設9 個燕麥品種處理，每小區(qū)種植1 個品種，小區(qū)面積324 m2，3次重復。燕麥播種前翻整土地，使地面平整、土壤細碎、上虛下實[10，11]；2021 年5 月22 日采用ZZXB-6自走式機械播種，種肥（磷酸二銨）同播，種子播種量150 kg/hm2，肥料施用量150 kg/hm2，行距15 cm 左右，播深3～4 cm，苗數450 萬株/hm2，播后及時鎮(zhèn)壓；其他田間管理措施同大田常規(guī)。

燕麥抽穗期20 d 后進行刈割，留茬高度為6 cm左右。每個品種均隨機選取12 株，其中2 株用于全株各元素含量的測定，10 株用于不同部位各元素含量的測定，每株均分為莖、葉、穗3 個部分。將鮮草置于烘箱內，先105 ℃殺青30 min，再65 ℃烘干48 h，得到干草。利用NIRSTMDS 2500 高精度近紅外光譜分析儀，測定燕麥全株以及莖、葉、穗的Ca、P、K、S和Mg 含量。具體方法為：將全株及莖、葉、穗的干草分別用康源鑫KF-25（溫州） 高速粉碎機進行粉碎，然后過40 mm 的篩，得到干草樣品粉末；將樣品置于移動樣品槽中，體積約為樣品槽的1/3，以完全覆蓋底層為最佳；選用波長400～2 500 nm 的近紅外光能量照射樣品，檢測樣品的回光能，通過主成分分析、偏最小二乘法等計量學手段，建立物質光譜與待定成分含量的線性或非線性模型，從而實現近紅外光譜信息對待測成分含量的計算[12～16]。

利用Excel 2019 軟件進行數據整理；利用SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件進行數據的差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 刈青燕麥飼草全株以及不同部位的Ca 含量

2.1.1 不同品種的全株Ca 含量 參試品種的全株Ca含量為0.28%～0.44%，平均值為0.35%，有4 個品種指標值≥平均值，其中，和豐的指標值最高，顯著＞其他8 個品種；其次是壩燕2 號（0.40%）和MSY4（0.39%），二者差異不顯著，但均顯著＞張燕2 號等6 個品種；張燕2 號的指標值達到了平均水平（表1）。蒙飼燕2號的指標值最低，顯著＜其他8 個品種。表明不同品種的全株Ca 含量存在顯著差異，其中和豐的全株Ca 含量最高，且明顯高于其他品種。

表1 參試品種全株以及不同部位的Ca 含量Table 1 The Ca content in whole plant and different parts of the tested varieties（豫）

2.1.2 不同部位的Ca 含量 不同部位的參試品種平均Ca 含量順序為葉＞穗＞莖。表明葉的Ca 含量最高，其次是穗，莖的Ca 含量最低。

2.1.3 同一部位不同品種的Ca 含量 參試品種的莖Ca 含量為0.04%～0.19%，平均值為0.14%，有6 個品種指標值≥平均值，其中，紅旗2 號的指標值最高，顯著＞除張燕2 號（0.18%）和MSY4（0.18%）外的其他6 個品種；其次是張燕2 號和MSY4，二者差異不顯著，但均顯著＞除冀張莜1 號（0.17%） 和品5 號（0.17%）外的其他4 個品種；蒙飼燕2 號的指標值達到了平均水平。蒙飼燕1 號的指標值最低，顯著＜其他8 個品種。表明不同品種的莖Ca 含量存在顯著差異，其中紅旗2 號的莖Ca 含量最高，張燕2 號和MSY4 的莖Ca 含量較高。

參試品種的葉Ca 含量為0.37%～0.57%，平均值為0.45%，有5 個品種指標值≥平均值，其中，張燕2 號的指標值最高，顯著＞其他8 個品種；其次是壩燕2 號（0.52%）和蒙飼燕1 號（0.52%），二者差異不顯著，但均顯著＞其他6 個品種；紅旗2 號（0.46%）的指標值略＞平均值，和豐的指標值達到了平均水平，二者差異不顯著，但均顯著＞指標值低于平均值的MSY4 等4 個品種。品5 號和蒙飼燕2 號的指標值均為最低，顯著＜除冀張莜1 號外的其他6 個品種。表明不同品種的葉Ca 含量存在顯著差異，其中張燕2 號的葉Ca 含量最高，且明顯高于其他品種。

參試品種的穗Ca 含量為0.27%～0.64%，平均值為0.44%，有5 個品種指標值＞平均值，其中，和豐的指標值最高，顯著＞其他8 個品種；其次是壩燕2號（0.54%）和MSY4（0.52%），二者差異顯著，且均顯著＞其他品種；再次是蒙飼燕1 號（0.48%）和冀張莜1 號（0.47%），二者差異不顯著，但均顯著＞指標值低于平均值的品5 號等4 個品種。紅旗2 號的指標值最低，顯著＜其他8 個品種。表明不同品種的穗Ca 含量存在顯著差異，其中和豐的穗Ca 含量最高，且明顯高于其他品種。

2.2 刈青燕麥飼草全株以及不同部位的P 含量

2.2.1 不同品種的全株P 含量 參試品種的全株P 含量為0.26%～0.35%，平均值為0.30%，有6 個品種指標值≥平均值，其中，蒙飼燕1 號的指標值最高，顯著＞除品5 號（0.34%）外的其他7 個品種；其次是品5 號和蒙飼燕2 號，二者差異顯著，且均顯著＞紅旗2號等其他6 個品種；紅旗2 號、張燕2 號和冀張莜1 號的指標值達到了平均水平（表2）。和豐和MSY4 的指標值均為最低，顯著＜其他7 個品種。表明不同品種的全株P 含量存在顯著差異，其中蒙飼燕1 號的全株P 含量最高，品5 號的全株P 含量較高。

表2 參試品種全株以及不同部位的P 含量Table 2 The P content in the whole plant and different parts of the tested varieties（豫）

2.2.2 不同部位的P 含量 不同部位的參試品種平均P 含量順序為葉＞莖＞穗。表明葉的P 含量最高，其次是莖，穗的P 含量最低。

2.2.3 同一部位不同品種的P 含量 參試品種的莖P含量為0.27%～0.32%，平均值為0.28%，有6 個品種指標值≥平均值，其中，蒙飼燕1 號的指標值最高，顯著＞除蒙飼燕2 號（0.31%）和品5 號（0.31%）外的其他6 個品種；其次是蒙飼燕2 號和品5 號，二者差異不顯著，但均顯著＞除紅旗2 號（0.30%）外的其他5 個品種；MSY4 的指標值達到了平均水平。和豐的指標值最低，顯著＜其他8 個品種。表明不同品種的莖P 含量存在顯著差異，其中蒙飼燕1 號的莖P 含量最高，蒙飼燕2 號和品5 號的莖P 含量較高。

參試品種的葉P 含量為0.35%～0.42%，平均值為0.37%，有5 個品種指標值≥平均值，其中，蒙飼燕1號的指標值最高，顯著＞其他8 個品種；其次是張燕2 號（0.40%），顯著＞其他7 個品種；MSY4 的指標值（0.38%）略＞平均值，和豐和品5 號的指標值達到了平均水平。紅旗2 號和冀張莜1 號的指標值均為最低，顯著＜除壩燕2 號和蒙飼燕2 號外的其他5 個品種。表明不同品種的葉P 含量存在顯著差異，其中蒙飼燕1 號的葉P 含量最高，且明顯高于其他品種。

參試品種的穗P 含量為0.20%～0.34%，平均值為0.26%，有5 個品種指標值≥平均值，其中，品5 號的指標值最高，顯著＞其他8 個品種；其次是冀張莜1號（0.30%）和蒙飼燕1 號（0.30%），二者差異不顯著，但均顯著＞蒙飼燕2 號等其他6 個品種；蒙飼燕2號的指標值（0.27%）略＞平均值，紅旗2 號的指標值達到了平均水平。MSY4 的指標值最低，顯著＜除張燕2號外的其他7 個品種。表明不同品種的穗P 含量存在顯著差異，其中品5 號的穗P 含量最高，且明顯高于其他品種。

2.3 刈青燕麥飼草全株以及不同部位的K 含量

2.3.1 不同品種的全株K 含量 參試品種的全株K 含量為1.45%～2.48%，平均值為1.99%，有5 個品種指標值＞平均值，其中，品5 號的指標值最高，其次是蒙飼燕2 號（2.36%）、蒙飼燕1 號（2.26%）、張燕2號（2.18%）和紅旗2 號（2.10%），且不同品種間差異均達到了顯著水平（表3）。MSY4 的指標值最低，顯著＜其他8 個品種。表明不同品種的全株K 含量存在顯著差異，其中品5 號的全株K 含量最高，且明顯高于其他品種。

表3 參試品種全株以及不同部位的K 含量Table 3 The K content in the whole plant and different parts of the tested varieties（豫）

2.3.2 不同部位的K 含量 不同部位的參試品種平均K 含量順序為葉＞莖＞穗。表明葉的K 含量最高，其次是莖，穗的K 含量最低。

2.3.3 同一部位不同品種的K 含量 參試品種的莖K含量為1.61%～2.47%，平均值為2.01%，有7 個品種指標值＞平均值，其中，張燕2 號的指標值最高，顯著＞其他8 個品種；其次是蒙飼燕1 號（2.09%），顯著＞除品5 號（2.08%）外的其他7 個品種；再次是品5 號、蒙飼燕2 號（2.07%）和冀張莜1 號（2.07%），三者差異不顯著，但均顯著＞紅旗2 號等其他4 個品種。和豐的指標值最低，顯著＜除MSY4 外的其他7個品種。表明不同品種的莖K 含量存在顯著差異，其中張燕2 號的莖K 含量最高，且明顯高于其他品種。

參試品種的葉K 含量為1.90%～3.09%，平均值為2.66%，有5 個品種指標值＞平均值，其中，蒙飼燕2號的指標值最高，顯著＞其他8 個品種；其次是品5 號（2.97%）和紅旗2 號（2.96%），二者差異不顯著，但均顯著＞張燕2 號等其他6 個品種；再次是張燕2 號（2.84%）和蒙飼燕1 號（2.77%），二者差異顯著，且均顯著＞指標值低于平均值的MSY4 等4 個品種。冀張莜1 號的指標值最低，顯著＜其他8 個品種。表明不同品種的葉K 含量存在顯著差異，其中蒙飼燕2 號的葉K 含量最高，且明顯高于其他品種。

參試品種的穗K 含量為0.70%～2.26%，平均值為1.38%，有5 個品種指標值＞平均值，其中，品5 號的指標值最高，其次是蒙飼燕1 號（1.69%）、和豐（1.55%）、紅旗2 號（1.48%）和冀張莜1 號，且不同品種間差異均達到了顯著水平。壩燕2 號的指標值最低，顯著＜其他8 個品種。表明不同品種的穗K 含量存在顯著差異，其中品5 號的穗K 含量最高，且明顯高于其他品種。

2.4 刈青燕麥飼草全株以及不同部位的S 含量

2.4.1 不同品種的全株S 含量 參試品種的全株S 含量為0.10%～0.14%，平均值為0.12%，有5 個品種指標值≥平均值，其中，張燕2 號、冀張莜1 號和蒙飼燕1 號的指標值均為最高，三者差異不顯著，但均顯著＞除品5 號（0.13%）外的其他5 個品種；其次是品5 號（0.13%），顯著＞除壩燕2 號外的其他4 個品種；壩燕2 號的指標值達到了平均水平（表4）。蒙飼燕2號的指標值最低，顯著＜除紅旗2 號、MSY4 和和豐外的其他5 個品種。表明不同品種的全株S 含量存在顯著差異，其中張燕2 號、冀張莜1 號和蒙飼燕1 號的全株S 含量最高，品5 號的全株S 含量較高。

表4 參試品種全株以及不同部位的S 含量Table 4 The S content in the whole plant and different parts of the tested varieties（豫）

2.4.2 不同部位的S 含量 不同部位的參試品種平均S 含量順序為葉＞穗＞莖。表明葉的S 含量最高，其次是穗，莖的S 含量最低。

2.4.3 同一部位不同品種的S 含量 參試品種的莖S含量為0.02%～0.07%，平均值為0.05%，有6 個品種指標值≥平均值，其中，張燕2 號的指標值最高，顯著＞除蒙飼燕2 號、冀張莜1 號、品5 號和蒙飼燕1 號外的其他4 個品種；蒙飼燕2 號、冀張莜1 號、品5 號和蒙飼燕1 號的指標值均為0.06%，四者差異不顯著，但均顯著＞除壩燕2 號（0.05%）外的其他3 個品種；壩燕2 號的指標值達到了平均水平。MSY4 的指標值最低，顯著＜除和豐（0.03%）外的其他7 個品種。表明不同品種的莖S 含量存在顯著差異，其中張燕2 號的莖S 含量最高，蒙飼燕2 號、冀張莜1 號、品5 號和蒙飼燕1 號的莖S 含量較高。

參試品種的葉S 含量為0.09%～0.22%，平均值為0.17%，有6 個品種指標值≥平均值，其中，張燕2號的指標值最高，顯著＞其他8 個品種；其次是冀張莜1號（0.20%）和蒙飼燕1 號（0.20%），二者差異不顯著，但均顯著＞除紅旗2 號（0.19%） 和壩燕2 號（0.19%）外的其他4 個品種；品5 號的指標值達到了平均水平。和豐的指標值最低，顯著＜其他8 個品種。表明不同品種的葉S 含量存在顯著差異，其中張燕2號的葉S 含量最高，且明顯高于其他品種。

參試品種的穗S 含量為0.10%～0.19%，平均值為0.15%，有5 個品種指標值≥平均值，其中，蒙飼燕1號的指標值最高，顯著＞其他8 個品種；其次是和豐（0.17%）、冀張莜1 號（0.17%）和品5 號（0.17%），三者差異不顯著，但均顯著＞其他5 個品種；MSY4 的指標值達到了平均水平。紅旗2 號的指標值最低，顯著＜其他8 個品種。表明不同品種的穗S 含量存在顯著差異，其中蒙飼燕1 號的穗S 含量最高，且明顯高于其他品種。

2.5 刈青燕麥飼草全株以及不同部位的Mg 含量

2.5.1 不同品種的全株Mg 含量 參試品種的全株Mg含量為0.11%～0.17%，平均值為0.13%，有7 個品種指標值≥平均值，其中，冀張莜1 號的指標值最高，顯著＞其他8 個品種；其次是張燕2 號（0.15%）和壩燕2 號（0.15%），二者差異不顯著，但均顯著＞除蒙飼燕2 號外的其他5 個品種；紅旗2 號、和豐和蒙飼燕1 號的指標值達到了平均水平（表5）。MSY4 的指標值最低，顯著＜除品5 號外的其他7 個品種。表明不同品種的全株Mg 含量存在顯著差異，其中冀張莜1 號的全株Mg 含量最高，且明顯高于其他品種。

表5 參試品種全株以及不同部位的Mg 含量Table 5 The Mg content in the whole plant and different parts of the tested varieties（%）

2.5.2 不同部位的Mg 含量 不同部位的參試品種平均Mg 含量順序為葉＞穗＞莖。表明葉的Mg 含量最高，其次是穗，莖的Mg 含量最低。

2.5.3 同一部位不同品種的Mg 含量 參試品種的莖Mg 含量為0.05%～0.09%，平均值為0.06%，有7 個品種指標值≥平均值，其中，張燕2 號的指標值最高，顯著＞除冀張莜1 號和品5 號外的其他6 個品種；冀張莜1 號和品5 號的指標值均為0.08%，二者差異不顯著，但均顯著＞除和豐（0.07%） 外的其他5 個品種；壩燕2 號、MSY4 和蒙飼燕2 號的指標值達到了平均水平。紅旗2 號和蒙飼燕1 號的指標值均為最低，顯著＜除壩燕2 號、MSY4 和蒙飼燕2 號外的其他4 個品種。表明不同品種的莖Mg 含量存在顯著差異，其中張燕2 號的莖Mg 含量最高，冀張莜1 號和品5 號的莖Mg 含量較高。

參試品種的葉Mg 含量為0.16%～0.29%，平均值為0.20%，有4 個品種指標值≥平均值，其中，冀張莜1 號的指標值最高，顯著＞其他8 個品種；其次是壩燕2 號（0.23%），顯著＞除張燕2 號（0.22%）外的其他6 個品種；蒙飼燕1 號的指標值達到了平均水平。品5 號的指標值最低，顯著＜除蒙飼燕2 號外的其他7 個品種。表明不同品種的葉Mg 含量存在顯著差異，其中冀張莜1 號的葉Mg 含量最高，且明顯高于其他品種。

參試品種的穗Mg 含量為0.12%～0.17%，平均值為0.15%，有5 個品種指標值≥平均值，其中，壩燕2 號的指標值最高，顯著＞除紅旗2 號、蒙飼燕2 號和冀張莜1 號外的其他5 個品種；紅旗2 號、蒙飼燕2號和冀張莜1 號的指標值均為0.16%，三者差異不顯著，但均顯著＞除和豐外的其他4 個品種；和豐的指標值達到了平均水平。MSY4 的指標值最低，顯著＜除品5 號外的其他7 個品種。表明不同品種的穗Mg 含量存在顯著差異，其中壩燕2 號的穗Mg 含量最高，紅旗2 號、蒙飼燕2 號和冀張莜1 號的穗Mg 含量較高。

3 結論與討論

3.1 討論

燕麥飼草莖葉繁茂、柔嫩多汁，適口性好，是理想的青飼料[17，18]。調制成的燕麥青干草，草質優(yōu)良，易于貯藏和運輸，是反芻動物的重要飼料。將燕麥作為青貯玉米等飼料的替代品進行培育、種植和推廣，具有廣闊的發(fā)展前景[19]。

Ca、P、K、Mg 和S 為日糧中必需的營養(yǎng)元素，且在畜體的存在量和需求量均較多。Ca 主要參與奶牛的骨骼發(fā)育和神經沖動傳遞，Ca 不足會導致幼牛發(fā)生佝僂病、成牛發(fā)生軟骨病，還會降低奶牛的生產性能[20]。P 是動物機體必需的常量礦質元素之一，在骨骼發(fā)育、細胞內能量傳遞、血液酸堿平衡以及酶促反應過程中均發(fā)揮著重要作用。P 在反芻動物體內和瘤胃微生物中發(fā)揮著比其他礦物質更為重要的生物學功能，P 攝入不足時會影響反芻動物機體的正常代謝，造成繁殖性能和生產性能降低[21]。K 的主要作用是維持動物體內正常的pH 值（7.35～7.45），從而保證體內諸多酶對pH 值的特定要求。缺K 會引起奶牛食欲消失、生長遲緩、肌肉衰弱、過敏、癱瘓和強直等[22]。動物體內的Mg 以離子形式存在，大約70%分布在骨骼中，29%貯存于軟組織細胞中，另外1%存在于細胞外液中，動物的蹄甲部位也含有少量的Mg。缺Mg 會導致反芻動物過度興奮、肌肉收縮異常、呼吸困難、流涎等[23]。S 可以改善反芻動物體內營養(yǎng)物質的吸收和利用，對提高反芻動物生產性能具有重要作用。缺S 會引起奶牛食欲減退、增重減輕、產毛量減少、產奶量下降、唾液分泌過量、呆板、消瘦等[24]。本研究的9個參試品種刈青燕麥飼草中，和豐的Ca 含量最高，蒙飼燕1 號的P 和S 含量最高，品5 號的P 和S 含量較高、K 含量最高，張燕2 號的S 含量最高，冀張莜1號的S 和Mg 含量最高，可以將這幾個品種調制成青飼料喂養(yǎng)家畜，以補充體內的Ca、P、K、Mg 和S 元素，將有助于家畜的身體健康。

3.2 結論

本研究結果顯示，不同部位中，葉片的Ca、P、K、S 和Mg 含量均為最高，莖的K 和P 含量高于穗，穗的Ca、S 和Mg 含量高于莖；不同品種全株的5 種礦質元素含量不一致，其中，和豐的Ca 含量最高，蒙飼燕1 號的P 含量最高，品5 號的K 含量最高，冀張莜1 號、蒙飼燕1 號和張燕2 號的S 含量相同且并列最高，冀張莜1 號的Mg 含量最高；各品種不同部位的5 種礦質元素分布也有差異，其中，紅旗2 號的莖、張燕2 號的葉、和豐的穗中Ca 含量最高，蒙飼燕1 號的莖和葉、品5 號的穗中P 含量最高，張燕2號的莖、蒙飼燕2 號的葉、品5 號的穗中K 含量最高，張燕2 號的莖和葉、蒙飼燕1 號的穗中S 含量最高，張燕2 號的莖、冀張莜1 號的葉、壩燕2 號的穗中Mg 含量最高。由此可見，在相同的環(huán)境條件和管理措施下，燕麥中的Ca、P、K、S 和Mg 含量具有明顯的器官差異性和品種差異性。和豐、蒙飼燕1 號、品5 號、張燕2 號和冀張莜1 號中5 種礦質元素分布廣泛，可以作為反芻動物的青飼料。