柴 華,楊 曌,申忠寶,李莎莎,王曉龍 ,徐艷霞,吳 玥

(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士后科研工作站,黑龍江哈爾濱 150086;2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)分院/黑龍江省牧草育種與種質(zhì)資源利用工程技術(shù)研究中心/黑龍江省草原與牧草育種重點實驗室,黑龍江齊齊哈爾 161005;3.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所,黑龍江哈爾濱 150086)

燕麥(AvenasativaL.)是禾本科燕麥屬一年生植物,主要分布在亞洲、歐洲、北美洲等地區(qū),在南半球的澳大利亞、新西蘭和巴西也有較大規(guī)模種植[1-3]。燕麥性喜涼爽,在我國栽培面積大,分布廣,華北、西北、西南高寒冷地區(qū)均有種植,山西、河北、內(nèi)蒙古3個省的高寒地帶為主要分布區(qū)域[4-5]。在我國北方寒旱區(qū)種植燕麥能有效遏制水土流失,減少無效蒸發(fā)及地表徑流,且燕麥易管理,是寒旱區(qū)的主要優(yōu)勢作物,特別是在松嫩平原農(nóng)牧交錯地區(qū),成為了飼草產(chǎn)業(yè)的重要草種[6-7]。燕麥作為飼料作物,具有高蛋白、纖維消化好、相對飼用價值高等優(yōu)勢,對地區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展及生態(tài)建設(shè)具有重要意義[8-11]。燕麥品種多樣且種植區(qū)域廣泛,在不同生態(tài)環(huán)境下燕麥飼草的營養(yǎng)品質(zhì)差異較大[12]。歐陽韶輝等[13]研究發(fā)現(xiàn),在華北、西北地區(qū),不同燕麥品種的CP、NDF及ADF含量差異均顯著。李希來等[14]研究表明,國外引進的燕麥品種粗蛋白含量隨播量的增大呈下降趨勢,粗纖維含量呈增加趨勢,而粗脂肪和粗灰分變化并不明顯。降 磊等[15]研究發(fā)現(xiàn),種植地區(qū)對燕麥蛋白質(zhì)和脂肪含量及穩(wěn)定性有顯著影響。琚澤亮等[16]研究發(fā)現(xiàn),不同燕麥品種在同一環(huán)境下WSC含量有顯著差異。松嫩平原地域廣闊,不同地區(qū)的氣候條件差異較大,有關(guān)齊齊哈爾適宜種植的飼用燕麥品種鮮有報道。

本研究擬對收集的9個國內(nèi)外燕麥品種用灰色關(guān)聯(lián)度法進行農(nóng)藝性狀和飼草品質(zhì)綜合評價,以期篩選適宜在松嫩平原齊齊哈爾地區(qū)種植的優(yōu)質(zhì)燕麥品種,為該地區(qū)燕麥推廣和畜牧業(yè)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試的9個燕麥品種均是已登記的品種,由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)分院提供,具體見表1。

表1 供試燕麥品種與來源Table 1 Tested oat varieties and sources

1.2 試驗設(shè)計

試驗地設(shè)在松嫩平原齊齊哈爾市富拉爾基區(qū)黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)分院試驗基地,地處東經(jīng)123°41′,北緯47°15′,春季干旱多風(fēng),冬季寒冷少雪,海拔148.3 m,年平均氣溫3.37 ℃左右,極端最高氣溫37.5 ℃,最低氣溫-39.5 ℃,≥10 ℃的積溫2 722.1 ℃,年平均降水量454 mm,無霜期130 d左右,土壤為黑風(fēng)沙土,pH值7.4,肥力中等。采用隨機區(qū)組設(shè)計,小區(qū)面積15 m2(3 m×5 m),行距15 cm,20行區(qū)。于2022年5月7日條播,播種深度3～5 cm,小區(qū)間寬0.9 m,3次重復(fù)。苗期除草,干旱時灌水,分蘗、拔節(jié)期追肥。于2022年7月29日刈割。

1.3 測定指標(biāo)及方法

株高:用卷尺測量地表到燕麥直立的最高點,每小區(qū)隨機測定10株取平均值。鮮草產(chǎn)量:留茬5 cm刈割整個小區(qū),稱鮮重后計算產(chǎn)量;每小區(qū)隨機稱取3份600 g鮮草自然風(fēng)干,折算干草產(chǎn)量。

飼草品質(zhì)指標(biāo)的分析檢測委托于藍德雷飼草、飼料品質(zhì)檢測實驗室完成,采用NIR 近紅外儀測定可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrates,WSC)、木質(zhì)素(acid detergent lignin,ADL)、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber,ADF)、粗蛋白(cruder protein,CP)、粗灰分(crude ash,ASH)、粗脂肪(ether extract,EE)含量和相對牧草質(zhì)量(relative forage quality,RFQ)[17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS 17.0進行分析,在SPSS中作單因素方差分析(Anova),采用Duncan法進行多重比較。利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法對9個參試燕麥品種的11個測定指標(biāo)進行綜合評價,計算關(guān)聯(lián)度系數(shù)(ξi)[24]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同燕麥品種產(chǎn)草量相關(guān)指標(biāo)分析

2.1.1 株高

如圖1所示,9個燕麥品種的株高為86.40～120.30 cm,夢龍最高(120.30 cm),與吉利和摩登差異不顯著,顯著高于龍牧12號、優(yōu)牧1號、悍馬、迪昂、白燕13號和泰克;泰克最低,顯著低于其余8個品種(P<0.05)。

圖柱上不同字母表示品種間差異顯著(P<0.05)。圖3同。

2.1.2 鮮草和干草量

如圖2所示,9個燕麥品種的鮮草產(chǎn)量為30 932～49 395 kg·hm-2,悍馬最高,為49 395 kg·hm-2,顯著高于其它8個品種(P<0.05),其次為優(yōu)牧1號(40 900 kg·hm-2),與夢龍、白燕13號、吉利和泰克的差異均不顯著,摩登的鮮草產(chǎn)量最低,為30 932 kg·hm-2。9個品種的干草產(chǎn)量為9 026～13 837 kg·hm-2,龍牧12號最高,為13 837 kg·hm-2,顯著高于泰克(P<0.05),與其他7個品種無顯著差異。

相同指標(biāo)圖柱上不同小寫字母表示品種間差異顯著(P<0.05)。

2.2 不同燕麥品種的飼草品質(zhì)分析

如圖3所示,9個燕麥品種的粗蛋白(CP)含量為6.58%～9.88%,粗脂肪(EE)含量為1.96%～2.83%,粗灰分(ASH)含量為6.99%～10.40%,酸性洗滌纖維(ADF)含量為32.67%～39.52%,中性洗滌纖維(NDF)含量為59.47%～68.34%,可溶性碳水化合物(WSC)含量為10.52%～12.55%,木質(zhì)素(ADL)含量為3.50%～4.47%,相對牧草質(zhì)量(RFQ)為85.00～110.67。優(yōu)牧1號(9.88%)CP含量最高,與白燕13號(9.50%)和悍馬(9.49%)差異不顯著,但顯著高于其他燕麥品種(P<0.05)。迪昂(2.83%)EE含量最高,與夢龍(2.63%)和優(yōu)牧1號(2.62%)差異不顯著,但顯著高于其他品種。泰克(10.40%)ASH含量最高,其次為優(yōu)牧1號(9.81%)、龍牧12號(8.78%)和夢龍(8.48%),均顯著高于其它品種。9個品種ADF含量均超過30.00%,其中龍牧12號(39.52%)含量最高,顯著高于其他品種。供試燕麥的NDF含量均超過50.00%,其中龍牧12號、優(yōu)牧1號和悍馬分別為68.34%、66.45%和66.21%,顯著高于其他品種。龍牧12號WSC含量(12.55%)最高,與泰克(12.2%)差異不顯著,顯著高于其他品種。龍牧12號(4.47%)ADL含量最高,悍馬(4.45%)次之,迪昂(3.50%)最低。迪昂RFQ值最高(110.67),其次為泰克、夢龍和吉利,均顯著高于其他品種。

圖3 9個燕麥品種飼草品質(zhì)指標(biāo)

2.3 不同燕麥品種的綜合評價

將供試燕麥品種的9個測定指標(biāo)(Xi)除以“理想?yún)⒖计贩N”對應(yīng)的指標(biāo)(X0)得出標(biāo)準(zhǔn)化值(Xi/X0),根據(jù)無量綱處理后的數(shù)據(jù)計算得出各指標(biāo)關(guān)聯(lián)系數(shù)(表2)。

表2 各指標(biāo)關(guān)聯(lián)系數(shù)值Table 2 Correlation coefficients of each index

根據(jù)供試燕麥品種與參考品種的關(guān)聯(lián)系數(shù)(表2)計算各指標(biāo)的熵值和權(quán)重(表3),而后計算出各供試燕麥品種的等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度,并進行排序(表4)。供試品種與參考品種的關(guān)聯(lián)度值越大,品質(zhì)越優(yōu),反之則越劣。等權(quán)關(guān)聯(lián)度排序為龍牧12號>悍馬>優(yōu)牧1號>泰克>摩登>夢龍>迪昂>吉利>白燕13號,加權(quán)關(guān)聯(lián)度排序為龍牧12號>悍馬>優(yōu)牧1號>泰克>摩登>夢龍>迪昂>白燕13號>吉利。

表3 各指標(biāo)熵值及其權(quán)重Table 3 Entropies and weights of the index

表4 供試燕麥品種的關(guān)聯(lián)度排序Table 4 Correlation ranking of the tested oat varieties

3 討論

3.1 不同燕麥品種農(nóng)藝性狀

農(nóng)藝性狀是牧草生產(chǎn)性能評價的重要依據(jù)[18],而株高是衡量其生長發(fā)育狀況的重要標(biāo)準(zhǔn),也是影響燕麥飼草生產(chǎn)能力的重要因素[19]。婁春華等[20]在黃河灘區(qū)種植的燕麥品種的株高為73.3～111.7 cm;張 偉等[21]研究發(fā)現(xiàn),呼倫貝爾地區(qū)的青海444株高可達到113.22 cm。在本研究中,9個燕麥品種的株高在86.40～120.30 cm,夢龍株高達120.30 cm,較以上研究結(jié)果更高,推測可能與種植地與供試品種不同有關(guān)。產(chǎn)草量是衡量燕麥?zhǔn)欠襁m于飼草的重要指標(biāo)。本研究中,9個燕麥品種的鮮草和干草產(chǎn)量均較高,其中悍馬鮮草產(chǎn)量最高,達到49 395 kg·hm-2,干草產(chǎn)量為13 067.15 kg·hm-2,略低于龍牧12號,這可能刈割期其植株水分含量較高,這與張光雨等[22]研究結(jié)果相類似。

3.2 不同燕麥品種飼草品質(zhì)

用RFQ評價燕麥干草能更好地體現(xiàn)其質(zhì)量,RFQ 越大飼草品質(zhì)越好[23]。本研究中,供試燕麥RFQ介于85.00～110.67之間,其中最高的是迪昂,最低的是龍牧12號,整體上略低于周啟龍等[24]在西藏拉薩地區(qū)種植的燕麥品種RFQ,可能與種植區(qū)氣候條件和供試品種不同有關(guān)。燕麥中富含WSC,WSC含量直接影響燕麥的品質(zhì)。本研究中,燕麥WSC含量在10.52%～12.55%,與付東青等[25]在塔城地區(qū)種植燕麥品種的WSC結(jié)果相接近。粗蛋白是牧草的主要營養(yǎng)物質(zhì),是影響牧草品質(zhì)的重要指標(biāo),能夠反映牧草營養(yǎng)價值的高低[26]。本研究中,優(yōu)牧1號、摩登和泰克的粗蛋白含量較高,其粗蛋白的平均含量高于張光雨等[22]的研究結(jié)果,這可能是燕麥品種不同所致。粗灰分是反映牧草中無機物含量的指標(biāo),能夠代表礦物質(zhì)含量的多少[27]。本研究中,泰克、優(yōu)牧1號和龍牧12號的粗灰分含量較高。木質(zhì)素含量影響家畜對牧草的消化率,是植物維持結(jié)構(gòu)和強度物質(zhì)[28-29]。本研究中,木質(zhì)素的含量略低于魏曉麗等[30]的研究結(jié)果,可能是由于燕麥對不同地域適應(yīng)性差異造成的。粗脂肪能夠為家畜提供熱能,在提高牧草適口性方面具有重要作用[22],中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量則直接影響牧草的采食率和消化率,同時也是RFQ評估過程中的重要指標(biāo)[3,31-32]。本研究中,燕麥的粗脂肪含量相對較低,與史京京等[33]對黑龍江西部農(nóng)牧交錯區(qū)燕麥品種的研究結(jié)果相接近。酸性洗滌纖維的含量高于張光雨等[22]的研究結(jié)果,中性洗滌纖維的含量高于王巧玲等[34]的研究結(jié)果,這可能與供試品種及生長環(huán)境條件有關(guān)。

3.3 灰色關(guān)聯(lián)度綜合評價

基于熵權(quán)的灰色關(guān)聯(lián)方法可以在有限的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上對種質(zhì)資源進行評價。本研究利用基于熵權(quán)的灰色關(guān)聯(lián)度法對不同燕麥品種進行綜合評價,其中等權(quán)關(guān)聯(lián)度排序結(jié)果為龍牧12號>悍馬>優(yōu)牧1號>泰克>摩登>夢龍>迪昂>吉利>白燕13號。在各指標(biāo)性狀同等重要情況下,等權(quán)關(guān)聯(lián)度可用于評價不同品種的優(yōu)劣,而實際上各指標(biāo)重要性不盡相同,所以進一步用加權(quán)關(guān)聯(lián)度對供試品種進行了評價,排序僅吉利和白燕13號稍有變化,提示這兩種方法都具有一定參考價值[35]。而在各項指標(biāo)所占權(quán)重中,鮮重、干重、可溶性碳水化合物、粗蛋白和粗灰分所占比例較高,提示這幾個指標(biāo)對評價不同燕麥品種品質(zhì)有重要作用。

通過灰色關(guān)聯(lián)度法對在齊齊哈爾地區(qū)試驗的 9 個燕麥品種11項農(nóng)藝與營養(yǎng)指標(biāo)進行綜合評價,發(fā)現(xiàn)龍牧12號表現(xiàn)最好,其次是悍馬和優(yōu)牧1號,提示這3個品種適宜在該地區(qū)作為飼草推廣種植。