魏小星,阿啟蘭 ,劉 勇 ,賈志鋒，石紅霄 ,周青平,劉 芳

(1.青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，青藏高原優(yōu)良牧草種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810016；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010；3.西南民族大學(xué)青藏高原研究院，四川 成都 610041；4.全國畜牧總站，北京 100126)

青海牧區(qū)平均海拔均在3 000 m以上，具有青藏高原典型的高寒氣候特點(diǎn)，自然條件嚴(yán)酷，年積溫低，牧草生長季短，草地初級生產(chǎn)力水平低下，冷季飼草短缺，草畜矛盾十分突出。飼草料供應(yīng)不足已成為限制青海牧區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展的主要因素之一。冷季禾谷作物燕麥可為家畜提供穩(wěn)定而優(yōu)質(zhì)的飼草，緩解冬季飼草缺口，其種植優(yōu)勢尤為突出。

燕麥(Avenasativa)為禾本科燕麥屬一年生草本植物，具有抗寒、抗旱、耐鹽堿、耐貧瘠的特性，生產(chǎn)潛力大，質(zhì)量好，可以作為冬季飼草貯備[1]，是農(nóng)區(qū)的主要籽實(shí)飼料作物和牧區(qū)圈窩種草的主要草種，也是我國青藏高原飼草的當(dāng)家草種。目前國內(nèi)有關(guān)燕麥的研究主要集中在干旱及鹽堿脅迫對燕麥的影響[2-4]、營養(yǎng)價值的分析比較[5-7]、栽培技術(shù)與措施[8-11]、燕麥青干草品質(zhì)[12]、青貯技術(shù)[13]、燕麥除草劑的應(yīng)用[14]等方面。燕麥在青海省栽培歷史悠久，自1986年開始，相繼篩選推廣了青海444、青引1號和青引2號等一批燕麥良種，成為全省及西部地區(qū)推廣種植的主導(dǎo)品種，在農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及飼草料生產(chǎn)中，是淺腦山地區(qū)群眾首選的優(yōu)良品種。但由于青藏高原可耕種土地少，農(nóng)戶自繁自用，相互換種現(xiàn)象嚴(yán)重，給燕麥去雜保純帶來難度，致使品種優(yōu)良性狀退化，品質(zhì)下降，嚴(yán)重妨礙了燕麥飼草產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

本研究針對青海東部農(nóng)區(qū)的氣候特征和燕麥生產(chǎn)實(shí)際情況，選擇歐歌、莫妮卡、駿馬、沙黃麥4個燕麥品種，通過對燕麥品種各生育期的生產(chǎn)性能、養(yǎng)分分布格局及營養(yǎng)品質(zhì)的分析，為篩選出適宜該地種植和推廣的燕麥新品種，提高燕麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，滿足青藏高原飼草生產(chǎn)的需要提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于青海東部農(nóng)區(qū)海東市互助縣，地理坐標(biāo)37°04′39″N，101°55′12″E，海拔3 146 m。試驗(yàn)區(qū)干旱少雨，年均溫度3.4℃，無霜期110 d，年均日照時數(shù)為2 521.7 h，作物生長期集中在4—8月。年均降水量600 mm， 6—9月雨水較多，占全年降水量的73%，屬典型的寒溫帶大陸性氣候。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)材料歐歌、莫妮卡、駿馬、沙黃麥4個燕麥品種均由西南民族大學(xué)提供。試驗(yàn)為隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，50 m2小區(qū)(5 m×10 m)，小區(qū)間距1.5 m，3次重復(fù)。于2017年6月初播種，旱作無灌溉；條播，播深3～4 cm，行距30 cm，播種量為225 kg·hm-2，施磷酸二銨80 kg·hm2作為基肥。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 指標(biāo)測定 取樣及測定時間：分別在燕麥出苗期(seeding stage,SS) 、拔節(jié)期(jointing stage,JS)、抽穗期(heading stage,HS)、灌漿期(filling stage,FS)、完熟期(full ripe stage,FRS)測定。

株高測定：每個小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取燕麥單株10株，卷尺測定自然高度，3次重復(fù)。

產(chǎn)量測定：小區(qū)內(nèi)按照條播條帶隨機(jī)選取100 cm單行樣段，齊地刈割后測定地上部分鮮重，65℃下烘48 h后測定干重并計(jì)算鮮/干比，3次重復(fù)。

莖/葉比測定：小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取燕麥單株10株，根、莖、葉分離，65℃下烘24 h后測定干重并計(jì)算莖/葉比，3次重復(fù)。

地下/地上干物質(zhì)比(R/S)測定：小區(qū)內(nèi)按照條播條帶隨機(jī)選取50 cm單行樣段，齊地刈割后所獲得植株在65℃下烘48 h獲得地上干物質(zhì)數(shù)據(jù);同時在50 cm地上干物質(zhì)取樣樣段對等挖掘獲得地下生物，洗根后并在實(shí)驗(yàn)室65℃下烘48 h獲得地下干物質(zhì)產(chǎn)量，然后計(jì)算R/S。

1.3.2 營養(yǎng)成分測定及營養(yǎng)指數(shù)計(jì)算 將烘干至恒重的燕麥地上部分混合粉碎后，過0.45 mm篩。粗蛋白(crude protein，CP)按照《GB/T 6432-94》測定；粗灰分(Ash)按照《GB/T 6438-2007》測定；粗脂肪(ether extract，EE)按照《GB/T 6433-2006》測定；酸性洗滌纖維(acid detergent fiber，ADF)按照《NY/T 1459-2007》測定；中性洗滌纖維(neutral detergent fiber，NDF)按照《GB/T 2080-2006》測定；粗纖維(crude fiber，CF)采用范式洗滌纖維分析法測定；無氮浸出物采用公式計(jì)算：無氮浸出物=1-(水分+灰分+粗蛋白+粗脂肪+粗纖維)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，用Duncan法對各數(shù)據(jù)進(jìn)行比較(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同物候期的燕麥生產(chǎn)性能比較

植株高度能夠很好地反映牧草生產(chǎn)能力，由表1可以看出，4個燕麥品種的植株高度在不同時期均存在差異。在拔節(jié)期，“歐歌”和“莫妮卡”株高顯著高于其它2個品種(P<0.05)；在抽穗期品種 “沙黃麥”長勢十分明顯，株高為136.3 cm，顯著高于其它品種(P<0.05)；而在灌漿期和完熟期，品種“歐歌”長勢較好，株高顯著高于其它品種(P<0.05)。在本研究中，完熟期“歐歌”及“莫妮卡”2個品種較灌漿期株高有所降低，這可能是測定株高自然高度時2個品種因?yàn)橹仓旯趯禹敳扛晌镔|(zhì)積累而導(dǎo)致植株彎曲所導(dǎo)致。

干草產(chǎn)量是衡量牧草產(chǎn)量的有效因子，干草產(chǎn)量受牧草鮮草產(chǎn)量及含水量影響。在拔節(jié)期，“歐歌”、“莫妮卡”和“駿馬”鮮草產(chǎn)量相當(dāng)，都顯著高于“沙黃麥”(P<0.05)；但在抽穗期和灌漿期，“沙黃麥”表現(xiàn)優(yōu)異，在灌漿期“沙黃麥”的鮮草生物量達(dá)到最大，顯著高于其它3個品種(P<0.05),為21 716.73 kg·hm-2。

4個供試燕麥品種中，“歐歌”、“莫妮卡”和“駿馬”在拔節(jié)期株高和鮮草產(chǎn)量方面表現(xiàn)優(yōu)異，其中“歐歌”株高和鮮草產(chǎn)量均大于其它3個品種；在抽穗期和灌漿期，“沙黃麥”表現(xiàn)突出，鮮干比較低且鮮草產(chǎn)量最大；在完熟期，4個品種的鮮草產(chǎn)量無顯著性差異(P>0.05)。從鮮干比情況來看，品種“歐歌”在整個生育期都較低，說明該品種較其它品種含水量低。

2.2 不同物候期的燕麥生物量分配

生物量分配能夠反映植物的生長策略，其在葉、枝和根系等器官之間的分配比例直接影響到了植物的利用價值。如表2所示，在拔節(jié)期品種“沙黃麥”的R/S值均顯著高于其它3個品種(P<0.05)；在抽穗期、灌漿期和完熟期，品種“莫妮卡”的R/S值均為最低，這說明在這3個時期中該品種將更多的光合能量分配到地上生物量的形成中。

莖葉比的大小表示牧草營養(yǎng)價值的好壞，莖葉比小、葉片比例高說明牧草適口性好，營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，反之則低。葉片是植物進(jìn)行光合作用的主要器官，光合作用能通過葉片將光能轉(zhuǎn)化為自身所需的能量，以滿足植物生長發(fā)育的需求。本研究各燕麥品種的莖葉比均隨物候期的推移而顯著升高，同一時期不同品種間也表現(xiàn)出差異性。在拔節(jié)期、灌漿期和完熟期時，品種“莫妮卡”和“歐歌”莖葉比較高，在抽穗期品種“歐歌”的莖葉比最高，為3.86，顯著高于其它3個品種(P<0.05)。

表1 不同生育期燕麥生產(chǎn)性能比較

2.3 燕麥地上生物量凈積累動態(tài)

牧草在拔節(jié)期到抽穗期主要進(jìn)行營養(yǎng)生長,葉片迅速生長，從而增加葉面積總量為光合作用積累更多的能量，待地上部分葉片等綠色器官形成后，植物通過光合作用積累自身所需的碳水化合物從而完成生殖生長過程，完成繁殖。在本試驗(yàn)中(圖1)，4個燕麥品種生物量凈積累量基本呈現(xiàn)了相同變化趨勢，但由于品種間差異，從抽穗期到完熟期生物量凈積累呈現(xiàn)出了不同特點(diǎn)。4個品種生物量凈積累在整個生育期均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，“歐歌”、“駿馬”、“沙黃麥”在灌漿期生物量凈積累達(dá)到極值，“莫妮卡”在完熟期生物量凈積累達(dá)到極值，同時，“歐歌”及“沙黃麥”在完熟期過后地上總生物量呈現(xiàn)負(fù)增長；在灌漿期、完熟期階段，葉片的生物量積累及總量直接影響到了飼草刈割后的品質(zhì)含量，4個品種間比較，“沙黃麥”葉片總生物量在灌漿期到完熟期階段積累量達(dá)到最高，為312.51 g·m-2。

表2 不同時期各燕麥品種莖葉比和R/S分析

2.4 不同物候期燕麥營養(yǎng)成分分析

牧草營養(yǎng)價值的高低是評價牧草品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[15]，粗蛋白和粗纖維的含量是決定牧草營養(yǎng)品質(zhì)的2個重要指標(biāo)[16-17]。如表3所示，本試驗(yàn)中4個品種燕麥的粗蛋白含量在5.3%～8.5%的范圍內(nèi)，粗脂肪的含量在1.20%～1.90%的范圍內(nèi)，無氮浸出物的含量在28%～49%范圍內(nèi)。4個品種隨著成熟度的增加，粗蛋白的含量逐漸降低，在拔節(jié)期的粗蛋白含量均為最高，在灌漿期和完熟期較低。在生長后期(完熟期)粗蛋白含量無顯著性差異(P>0.05)。

NDF由半纖維素、纖維素和木質(zhì)素組成，其表示飼料的體積，與家畜的干物質(zhì)采食量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與家畜的咀嚼時間呈正相關(guān)關(guān)系，它決定了家畜的飽腹感。ADF是由纖維素和木質(zhì)素組成，與牧草的消化率之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，兩者是衡量燕麥草品質(zhì)的重要指標(biāo)[18]。在本試驗(yàn)中，4個品種燕麥的中性洗滌纖維的含量在54%～64%的范圍內(nèi),酸性洗滌纖維的含量在25%～40%的范圍內(nèi);品種“莫妮卡”和“駿馬”在拔節(jié)期和抽穗期中性洗滌纖維含量較高，而在完熟期，品種“沙黃麥”的中性洗滌纖維含量較其它3個品種高；品種“莫妮卡”和“歐歌”在拔節(jié)期和抽穗期的酸性洗滌纖維含量顯著低于其它2個品種(P<0.05)，隨著生育期的推進(jìn)，在灌漿期和完熟期，這2個品種的酸性洗滌纖維含量則顯著高于其它2個品種(P<0.05)。隨著生育期的推進(jìn)，4個燕麥品種的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量均表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，這與吳亞楠等[19]的研究結(jié)果一致，造成這種現(xiàn)象的原因可能是燕麥在完熟期后淀粉大量積累，且籽實(shí)干重占全株1/3左右[20-21]。

3 討 論

燕麥草地是高寒地區(qū)較為理想的一年生人工草地，燕麥在牧區(qū)和半農(nóng)半牧區(qū)大量種植，已成為高寒牧區(qū)冷季重要的飼草來源。在青海省東部農(nóng)區(qū)，建立高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的燕麥草地、貯備冬季飼草對于草畜季節(jié)性失衡的問題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

隨著生育期推移，供試燕麥的莖葉比大多逐漸上升，這是因?yàn)樵谄浒l(fā)育過程中，葉片進(jìn)行光合作用，光合產(chǎn)物由葉片轉(zhuǎn)移到異化器官(主要是莖)中，莖的干物質(zhì)積累速率高于葉的干物質(zhì)積累速率，導(dǎo)致了整個營養(yǎng)體中莖所占比例逐漸增大，葉所占比例漸減小，這與吳亞楠[19]的研究結(jié)果大致相同。本研究中，品種“沙黃麥”和“駿馬”的莖葉比較其它2個品種低，說明這2個品種適口性可能更好，而李希來等[20]，劉剛等[21]的研究也表明燕麥從拔節(jié)期-抽穗期-開花期-灌漿期，莖葉比逐漸增大。

燕麥飼草建植過程中產(chǎn)量受品種的遺傳特性、栽培方法、氣候條件等各種因子影響，在本試驗(yàn)中，燕麥品種的遺傳特性是影響產(chǎn)量的主導(dǎo)因素。在拔節(jié)期，品種“歐歌”和“莫妮卡”的地上生物量較其它2個品種具有明顯的優(yōu)勢，在抽穗期和灌漿期，品種“沙黃麥”的干物質(zhì)產(chǎn)量則顯著高于其它3個品種，且莖葉比最低，為3.38，說明從草產(chǎn)量上來看，品種“沙黃麥”具有顯著的優(yōu)勢。4個品種燕麥的蛋白質(zhì)含量范圍在5.31%～8.54%，中性洗滌纖維含量范圍在54%～65%，酸性洗滌纖維的含量范圍在30%～40%(除拔節(jié)期品種“歐歌”的酸性洗滌纖維的含量為25.21%外)，按照燕麥干草質(zhì)量分級[19](一級：粗蛋白含量≥10%，中性洗滌纖維≤49%,酸性洗滌纖維≤28%；二級：粗蛋白含量≥10%，中性洗滌纖維≤50%,酸性洗滌纖維≤28%；三級：粗蛋白含量≥10%，中性洗滌纖維≤53%,酸性洗滌纖維≤30%)來評定，4個品種燕麥品種在青海東部農(nóng)區(qū)引種種植后營養(yǎng)含量均較低，因此，亟待改善農(nóng)藝措施以提高引進(jìn)燕麥品種飼草質(zhì)量。

圖1 不同生育期燕麥生物量凈積累動態(tài)Fig.1 Seasonal biomass dynamic of oat at different phonological periods

表3 不同時期各燕麥品種營養(yǎng)成分分析