摘要:通過篩選栽培高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)燕麥品種,為山丹地區(qū)燕麥草生產(chǎn)提供技術(shù)支持。以引進的6個燕麥品種為材料,對物候期、農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀進行了綜合評價。結(jié)果表明,6個燕麥品種在山丹縣均能正長生育,生育期牧樂思、隴燕3號最長,均為111 d;青海444最短,為100 d。株高牧樂思最高,為114.2 cm,與愛沃126、隴燕3號差異不顯著;而顯著高于其他燕株高麥品種(P < 0.05)。愛沃126干草產(chǎn)量和種子產(chǎn)量均最高,分別為13 163.0、5 124.2 kg/hm2。6個燕麥品種中愛沃126的株高、莖粗,葉片長寬均顯著高于其他品種,且分蘗數(shù)也較優(yōu),綜合評價分析得出,愛沃126的綜合評分最高,在山丹半干旱區(qū)生產(chǎn)適應(yīng)性最好,最適合在山丹縣半干旱區(qū)種植推廣,其次是牧樂思和隴燕3號。
關(guān)鍵詞:燕麥;品種;半干旱區(qū);甘肅;農(nóng)藝性狀;產(chǎn)量性狀
中圖分類號:S512.6 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:2097-2172(2024)08-0705-06
doi:10.3969/j.issn.2097-2172.2024.08.004
Study on the Adaptability of Oat Varieties in
Semi-arid Areas of Gansu
ZHOU Yang 1, ZHOU Pin 2, ZHANG Guanlu 3, ZHOU Hongwei 1, CHAI Jikuan 3
(1. Forestry and Grassland Bureau of Shandan County, Shandan Gansu 734100, China; 2. Shandan County Forestry Technology Workstation, Shandan Gansu 734100, China; 3. Gansu Agricultural University, Lanzhou Gansu 730070, China)
Abstract: This experiment used 6 introduced oat varieties as materials, and provided a basis for screening excellent feed oat varieties suitable for cultivation in semi-arid areas of Shandan County through comprehensive evaluation of phenological period, agronomic traits, and yield traits. The results showed that all 6 oat varieties were able to complete their growth period in Shandan County, Molasses Longyan 3 had the longest growth period which were 111 d, while Qinghai 444 had the shortest growth period of 100 d. Molasses had the highest plant height of 114.2 cm, which was not significantly different from Everleaf 126 and Longyan 3, but was significantly higher than the rest of oat varieties(P < 0.05). Everleaf 126 had the highest hay and seed yields, at 13 163.0 kg/ha and 5 124.2 kg/ha, respectively. Among the 6 oat varieties, Everleaf 126 had significantly higher plant height, stemthickness, longer and wider leaves than other oat varieties, and also had better tillering numbers. Therefore, comprehensive evaluation analysis showed that Everleaf 126 performed the best in the semi-arid area of Shandan County and is suitable for promotion and planting, followed by Molasses and Longyan 3.
Key words: Oat; Variety; Semi-arid area; Gansu; Agronomic trait; Yield trait
燕麥(Avena sativa)屬于禾本科(Gramineae)燕麥屬(Avena),是一年生糧飼兼用作物[1 ],其特點是產(chǎn)草量高,營養(yǎng)品質(zhì)好,耐旱耐寒涼,可作為干草調(diào)制或青貯飼喂家畜的飼料用于實際生產(chǎn)。燕麥飼草中含有可消化粗蛋白、粗脂肪及碳水化合物等多種營養(yǎng)物質(zhì),既能增加奶牛的產(chǎn)奶量和肉質(zhì),又能增強家畜免疫力。目前,這種飼草因減少產(chǎn)后疾病的效果而被廣大農(nóng)戶所接受和推崇[2 ]。隨著燕麥在草食性畜牧業(yè)中的重要性逐漸上升,我國對燕麥草的需求也持續(xù)增長,這對于畜牧業(yè)的進一步發(fā)展和草原生態(tài)的建設(shè)都具有重要意義[3 ]。目前燕麥已經(jīng)成為北方地區(qū)冬春季補飼、人工栽培牧草首選飼用草種[4 ]。
山丹縣氣候冷涼,土壤肥沃,是農(nóng)作物及飼草生長的理想地區(qū),為綠色飼草料的生產(chǎn)和加工奠定了良好的基礎(chǔ)[5 ]。燕麥草不僅含糖量高,適口性好,而且相較于其他中性洗滌纖維含量高的飼草,其口感更為適宜。盡管含有與黑麥草相似的可溶性碳水化合物,但其口感和飼用價值卻超過了黑麥草,因此還被稱為甜干草[6 ]。近年來,隨著燕麥草在山丹縣大量種植,企業(yè)對燕麥草的品質(zhì)和產(chǎn)量的要求也在不斷提高,因此篩選栽培高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)燕麥品種對于山丹地區(qū)燕麥草開發(fā)生產(chǎn)至關(guān)重要。李天銀等[7 ]在河西走廊對6個燕麥品種的干草產(chǎn)量和品質(zhì)比較發(fā)現(xiàn),加拿大燕麥、青海444和林納的干草產(chǎn)量最高,且品質(zhì)較好,適合在河西走廊種植。劉彥明等[8 ]在定西市進行燕麥引種試驗發(fā)現(xiàn),定燕2號和白燕14號農(nóng)藝性狀表現(xiàn)突出,產(chǎn)量較高、品質(zhì)較好,適宜在甘肅中部干旱半干旱區(qū)種植。因此受栽培區(qū)域地理氣候差異、水熱條件等因素制約,各地適合栽培的牧草品種不一[9 ]。2023年我們在測定和分析燕麥品種農(nóng)藝性狀和產(chǎn)草量的基礎(chǔ)上,選出高產(chǎn)且適應(yīng)性強的燕麥品種,為山丹燕麥生產(chǎn)提供技術(shù)支持,推動本地燕麥草產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。
1 材料與方法
1.1 試驗地概況
試驗地位于山丹縣位奇鎮(zhèn),屬溫涼半干旱氣候,海拔1 850 m,年平均氣溫5.5 ℃,年日照時數(shù)3 077.9 h,年均降水量195 mm,平均蒸發(fā)量3 240 mm,全年無霜期134 d左右。試驗地0~30 cm土壤含有機質(zhì)28.56 g/kg、有機碳16.57 g/kg、全磷0.39 mg/kg、全氮0.5 mg/kg,pH 8.23。
1.2 試驗材料
供試的6個燕麥品種來源見表1,均由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院提供。
1.3 試驗設(shè)計
試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計,每品種為1個處理,3次重復(fù),小區(qū)面積20 m2(4 m×5 m),小區(qū)間隔50 cm。采用人工開溝進行條播,每小區(qū)種植16行,行距為25 cm,行長為5 m,播種深度4~5 cm,播種量140 kg/hm2。播前施用三元復(fù)合肥(N-P2O5-K2O為15-15-15)225 kg/hm2作為基肥,在播種前一次性施入,拔節(jié)期追施尿素150 kg/hm2。
1.4 測定項目及方法
1.4.1 生育期 對不同燕麥品種的生育時期(主要有出苗期、分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期、開花期、灌漿期、乳熟期和成熟期)進行觀測。鑒別標(biāo)準(zhǔn)為:當(dāng)10%~20%植株生長到某一階段時,被視為到達初始階段;50%的植株達到某一生育階段就為到達某一生育期;80%植株到達某一階段則表現(xiàn)為生長盛期。
1.4.2 農(nóng)藝性狀 灌漿期每個小區(qū)除去靠近邊緣的2行燕麥,隨機選擇10株燕麥,并用卷尺測量從燕麥單株的基部到頂端的絕對高度作為其株高;利用游標(biāo)卡尺對燕麥基部第二莖節(jié)的寬度進行測量為莖粗;用卷尺測量出旗葉和倒二葉葉尖到葉軸基的距離為葉片長度,旗葉和倒二葉寬度最大的部分是葉片的寬度;以卷尺測穗基部至旗葉的距離,即穗下節(jié)長;利用卷尺測得基部至第1節(jié)的長度,即基部節(jié)長;隨機選擇10株燕麥,并對每株的分蘗數(shù)及單株成穗的有效分蘗數(shù)進行統(tǒng)計。
1.4.3 產(chǎn)量性狀 在灌漿期去除邊際效應(yīng)后,每個小區(qū)隨機取1 m樣段進行齊地刈割處理,每小區(qū)進行3次隨機刈割,稱其鮮重,取平均值計算小區(qū)產(chǎn)量,再折算為鮮草產(chǎn)量。將割取的1 m樣段鮮草在105 ℃條件下殺青30 min,65 ℃烘干至恒重稱取干草產(chǎn)量,計算鮮干比,最后再換算為干草產(chǎn)量。所有燕麥品種到達成熟期后,全區(qū)刈割、晾曬并用脫粒機脫粒,最后稱量各個燕麥品種種子產(chǎn)量。
1.4.4 綜合評價 通過主成分分析和隸屬函數(shù)法[10 ]對參試燕麥品種的形態(tài)指標(biāo)和產(chǎn)量指標(biāo)進行綜合評價。隸屬函數(shù)計算公式如下。
U(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)
式中,U為第i個品種的主成分得分值的隸屬值;Xi為第i個品種的主成分的得分值;Ximin為所有品種的第i個主成分的最小值;Ximax為所有品種的第i個主成分的最大值。
隸屬值權(quán)重的計算公式如下:
式中,Wi為第i個主成分的權(quán)重;Pi為第i個主成分的貢獻率;P為提取的主成分?jǐn)?shù)目。
最后計算出6個燕麥品種在當(dāng)?shù)刈钸m宜品種的綜合評價值(D),D的計算公式如下:
1.5 數(shù)據(jù)處理
利用Microsoft Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)整理和作圖,用SPSS19.0軟件分析和統(tǒng)計數(shù)據(jù),
2 結(jié)果與分析
2.1 物候期
由表2可得,供試的6個燕麥品種在試驗區(qū)均能夠完成生育期,從播種到出苗需10~15 d。其中青海444、出苗最快,為10 d;愛沃126出苗最慢,為15 d。分蘗最早的是青海444,其次是猛士,分蘗最晚的為愛沃126、牧樂思。 拔節(jié)最早為青海444,最晚的為愛沃126和牧樂思。最早進入抽穗、開花、灌漿期的品種均為青海444,較晚的均為牧樂思和愛沃126。就整個生育期而言,牧樂思、隴燕3號最長,均為111 d;最短的是青海444。由此可見,青海444屬于早熟品種,牧樂思、隴燕3號和愛沃126則為晚熟品種。
2.2 農(nóng)藝性狀
從灌漿期測定的引進燕麥品種的11個農(nóng)藝性狀指標(biāo)(表3)可以看出,供試燕麥品種的株高為78.38 ~114.62 cm,其中牧樂思最高,科納最矮,其余品種從高到低依次為隴燕3號、愛沃126、青海444、猛士,牧樂思、隴燕3號和愛沃126均顯著高于猛士、科納(P < 0.05)。莖粗為3.32~4.77 mm,愛沃126最粗,顯著高于其他燕麥品種(P < 0.05);隴燕3號最細(xì)。愛沃126旗葉長、寬分別為28.96 、2.24 cm,倒二葉長、寬分別為32.73、2.19 cm,均為最大,且顯著高于其他品種(P < 0.05);科納的旗葉長和倒二葉長、寬最小,分別為17.42、21.03、1.39 cm。穗下節(jié)長為13.93~31.30 cm,其中青海444最長,顯著高于其他燕麥品種(P < 0.05);科納最短?;康?節(jié)間長為7.63~12.05 cm,其中牧樂思最長,顯著高于其他燕麥品種(P < 0.05);科納最短。分蘗數(shù)和有效分蘗數(shù)均以愛沃126最多,顯著高于其他品種(P < 0.05);牧樂思的分蘗數(shù)最少,青海444的有效分蘗數(shù)最少。葉片數(shù)除科納最少外,其余品種燕麥的葉片數(shù)量差異不明顯。
2.3 干草產(chǎn)量
由圖1可知,參試燕麥品種的干草產(chǎn)量為 6 877.0 ~13 163.0 kg/hm2,其中愛沃126干草產(chǎn)量最高,為13 163.0 kg/hm2,顯著高于其他燕麥品種(P < 0.05);隴燕3號、牧樂思干草產(chǎn)量較高,分別為11 903.1、11 824.7 kg/hm2;猛士干草產(chǎn)量最低,為6 877.0 kg/hm2。說明愛沃126、牧樂思和隴燕3號在當(dāng)?shù)剡m應(yīng)性較好。
2.4 種子產(chǎn)量
由圖2可知,參試燕麥品種愛沃126的種子產(chǎn)量最高,為5 124.2 kg/hm2,顯著高于其他燕麥品種(P < 0.05);猛士和隴燕3號的種子產(chǎn)量較高,分別為4 791.3、4 735.2 kg/hm2,兩品種間差異不顯著;青海444的種子產(chǎn)量最低,為2 802.0 kg/hm2。綜上所述,6個燕麥品種的種子產(chǎn)量均高于2 500.0 kg/hm2,其中愛沃126種子產(chǎn)量具有顯著優(yōu)勢,可以作為產(chǎn)籽型燕麥的主要品種在當(dāng)?shù)胤N植。
2.5 供試燕麥品種的綜合評價
采用隸屬函數(shù)法對燕麥品種的11個形態(tài)指標(biāo)和2個產(chǎn)量指標(biāo)進行綜合評價,得到燕麥品種分別在2個主成分下的隸屬函數(shù)值(表4),可以看出,在綜合指標(biāo)主成分1的情況下,愛沃126的隸屬函數(shù)值是最大的,達到U(X1)=1.00,而科納的隸屬函數(shù)值則是最小的,僅為U(X1)=0.00;表明主成分1中愛沃126的適應(yīng)性最好。通過2個主成分的貢獻率,計算得出各個主成分的權(quán)重,分別為0.59、0.41。最后計算出6個燕麥品種在當(dāng)?shù)刈钸m宜品種的綜合評價值(D)由大到小排序依次為愛沃126、牧樂思、隴燕3號、青海444、猛士、科納。
3 討論與結(jié)論
牧草生育期是植物適應(yīng)外界生態(tài)環(huán)境能力的體現(xiàn),它受到遺傳,環(huán)境及栽培措施諸多因素的制約。甘肅省內(nèi)大部分地區(qū)的燕麥品種的生育期為100~120 d,高海拔地區(qū)有部分品種連整個生育期都不能完成[11 ]。耿小麗等[12 ]在天祝進行的關(guān)于不同燕麥品種的適應(yīng)性的研究發(fā)現(xiàn),定燕2號、白燕7號、定引1號以及魁北克等這些品種在其種植當(dāng)年達到乳熟期之后,都已經(jīng)停止了生長活動。本試驗中,6個燕麥品種均能在當(dāng)?shù)赝瓿缮?,青?44的生育期最短,為100 d;而牧樂思、隴燕3號最長,均為111 d,這種差異可能與不同燕麥品種對同一生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)能力和它們的遺傳特點有關(guān),從而導(dǎo)致試驗結(jié)果存在不同。
牧草的株高、葉片數(shù)和分蘗數(shù)是產(chǎn)草量增加的主要組成因素,而株高又是反映其生長發(fā)育情況的主要標(biāo)志[13 ]。本試驗中,參試燕麥品種的株高差異明顯,其中隴燕3號、青海444、愛沃126和牧樂思4個燕麥品種株高均超過100 cm,隴燕3號的株高最高,為112.35 cm;愛沃126、牧樂思較高,且均顯著高于其他燕麥品種(P < 0.05)。愛沃126旗葉和倒二葉長寬均顯著高于其他燕麥品種(P < 0.05), 但參試燕麥品種的平均株高卻低于張掖肅南高寒冷地區(qū)和西藏河谷地帶的平均株高[14 - 15 ],這和品種本身遺傳特點以及受地區(qū)氣候條件,栽培管理措施和海拔高度等因素有一定關(guān)系。產(chǎn)草量作為選擇品種的主要標(biāo)志,參試是株高和分蘗數(shù)以及生物量和其他性狀指標(biāo)共同反映的結(jié)果,不僅和環(huán)境相關(guān),而且和植株的自身形態(tài)特征密切相關(guān)[16 ]。本研究中參試燕麥品種的干草產(chǎn)量為6 877.0~13 163.0 kg/hm2,其中愛沃126的干草產(chǎn)量最高,為13 163.0 kg/hm2,顯著高于他燕麥品種(P < 0.05);青海444的干草產(chǎn)量最低。在祁連山北麓,王鵬等[14 ]對14個燕麥品種的生產(chǎn)表現(xiàn)進行了評估結(jié)果顯示,燕麥品種燕王、魅力、愛沃、青海和美達的干草產(chǎn)量分別達13 986.90、12 852.30、12 214.35、10 908.90、10 182.45 kg/hm2,并且可消化蛋白和粗纖維含量也較好。因此區(qū)域適應(yīng)性強,豐產(chǎn)性好,這可能因品種,氣候條件及土壤狀況等因素而異。所以,在培育高飼草產(chǎn)量燕麥品種過程中,除考慮到品種自身特點之外,還應(yīng)考慮到環(huán)境、自然地理等因素對燕麥的影響作用[17 ]。
牧草種子產(chǎn)量的高低受到諸多因素的影響,主要有株高、穗長、有效分蘗數(shù)和小穗數(shù)等。并且有相關(guān)研究表明有效分蘗數(shù)在單株種子中所占比例最大[18 ]。本研究中,愛沃126的分蘗數(shù)和有效分蘗數(shù)最多,且顯著高于其他燕麥品種(P < 0.05),種子產(chǎn)量高達5 124.2 kg/hm2;其次為隴燕3號,而青海444的分蘗數(shù)最少,且種子產(chǎn)量最低,為2 802.0 kg/hm2。研究表明,上述的4個產(chǎn)量構(gòu)成元素對燕麥種子的產(chǎn)量有一定的影響,但影響種子產(chǎn)量的其他因素還涵蓋了其他的評價標(biāo)準(zhǔn)和種植環(huán)境、栽培管理措施的不同及品種對環(huán)境的適應(yīng)性等都會對種子產(chǎn)量產(chǎn)生影響。
不同飼用燕麥品種在同一地區(qū)的適應(yīng)性并不單純由農(nóng)藝性狀或是生產(chǎn)性能一個方面來決定,而是需要結(jié)合這兩方面進行綜合評價[19 - 20 ]。隸屬函數(shù)用于定量分析和綜合比較,可排除單個指標(biāo)的局限性,對品種綜合能力進行相同準(zhǔn)則下的合理評定[21 ]。本試驗通過隸屬函數(shù)分析得出,6個燕麥品種中,愛沃126的綜合評分最高,生產(chǎn)適應(yīng)性最好,最適合在山丹縣半干旱區(qū)種植推廣;其次為牧樂思和隴燕3號,而科納的綜合評分最低。李天銀等[22 ]對不同燕麥品種在祁連山高寒地區(qū)的綜合評價中發(fā)現(xiàn),青海444和青海甜燕麥在該地區(qū)的種植更為適宜。其原因可能是不同燕麥品種所處生長環(huán)境和牧草自身生長適應(yīng)性,決定著其在各種環(huán)境條件中生長狀況。所以,對不同燕麥品種適應(yīng)性的評價不應(yīng)采用單一性狀,應(yīng)全面掌握各品種對本地不同性狀適應(yīng)性的綜合評價方法。
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