收稿日期：2024-01-29；修回日期：2024-04-14

基金項目：財政部和農業(yè)農村部：國家現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系資助

作者簡介：于愛萍（1996-），女，漢族，山東日照人，碩士研究生，主要從事牧草種質資源開發(fā)與利用，E-mail：704092290@qq.com；*通信作者Author for correspondence，E-mail：xjauchenaiping@sina.com

摘要：本研究以13份來自不同地區(qū)的無芒雀麥（Bromus inermis Legss.）為研究對象，以‘烏蘇1號’無芒雀麥為對照，對其農藝性狀、草產量和營養(yǎng)品質進行比較，并運用聚類分析、灰色關聯(lián)度對14份無芒雀麥進行綜合評價。發(fā)現(xiàn)與對照相比，13份無芒雀麥在農藝性狀、草產量和營養(yǎng)品質上呈現(xiàn)不同的差異。株高、莖粗隨種植年份的增加呈遞增趨勢，而莖節(jié)數、倒二葉寬呈遞減趨勢，農藝性狀變異系數在5.70%～17.56%之間，其中倒二葉寬的變異系數最大。鮮草產量和干草產量隨種植年份的增加而提高，兩年累積干草產量最高的是材料X3，產量為29 044.92 kg·hm^-2。在2023年，有6份材料的粗蛋白含量超過了2022年，14份無芒雀麥的粗脂肪和粗灰分含量、相對飼用價值均低于2022年。通過灰色關聯(lián)度的綜合評價，發(fā)現(xiàn)材料X2的加權關聯(lián)度最高，其可作為選育適宜新疆地區(qū)生長的優(yōu)良無芒雀麥材料。

關鍵詞：無芒雀麥；農藝性狀；草產量；營養(yǎng)品質；綜合評價

中圖分類號：S813.9 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0435（2024）10-3205-10

Comparison and Comprehensive Evaluation of Agronomic Traits and Qroductivity of 14 Bromus inermis

YU Ai-ping^{1，2，3}，JIANG Ang-chen^1，2，ZHANG Hao-hao^1，3，CHEN Ai-ping^{1，2，3*}

（1. College of Grassland Science， Xinjiang Agricultural University， Urumqi， Xinjiang 830052， China; 2. Ministry of Education Key Laboratory for Western Arid Region Grassland Resources and Ecology， Urumqi， Xinjiang 830052， China; 3. Xinjiang Key Laboratory of Grassland Resources and Ecology， Urumqi， Xinjiang 830052， China）

Abstract：Thirteen smooth brome （Bromus Inermis） from different regions and B. inermis Leyss.‘WusuNo.1’ as the control were evaluated to compare their agronomic traits，forage yield，and nutritional quality. The comprehensive evaluation of 14 B. inermis was performed using cluster analyses and gray relational. Compared to the control，13 B. inermis exhibited distinct differences in agronomic traits，forage yield and nutritional quality. Plant height and stem diameter showed an increasing trend with the increase of cultivation years，while node number and inverted second leaf width showed a decreasing trend. The coefficient of variation for agronomic traits ranges between 5.70% and 17.56%，and the coefficient of variation of inverted second leaf width was the largest. The yield of fresh grass and hay showed an increasing trend with the increase of cultivation years，and the highest cumulative hay yield over two years was X3，with a yield of 29 044.92 kg·hm^-2. In 2023，the crude protein contents of six materials exceeded those in 2022，while the crude fat and crude ash content，as well as the relative feed value of the 14 B. inermis，were all lower than in 2022. The grey correlation degree was used to evaluate 14 B. inermis. Through comprehensive evaluation using the grey relation analysis，X2 had the highest weighted relational degree，making it the optimal B. inermis material suitable for cultivation in Xinjiang.

Key words：Bromus inermis;Agronomic traits;Forage yield;Nutritional quality;Comprehensive evaluation

無芒雀麥（Bromus inermis）為禾本科（Graminear）雀麥屬（Bromus）多年生牧草^［1］，因其葉量豐富、草質柔嫩、營養(yǎng)價值高、消化率高等特性，深受家畜喜食，有“禾草飼料之王”的美譽^［2］，可用作青貯、青飼，調制干草。無芒雀麥有發(fā)達的地下根莖，蔓延能力極強，耐踐踏^［3］，刈割后再生能力強，可作為放牧型牧草，亦可建立人工草場，同時，抗旱、耐寒性強，耐鹽堿能力較強，可用于退化草地改良^［4］。無芒雀麥是歐亞大陸干旱、半干旱以及寒冷地區(qū)廣泛種植的牧草^［5］，也是我國新疆和北方各地栽種的重要牧草^［6］。

近日，農業(yè)農村部正式印發(fā)《“十四五”全國飼草產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，指出飼草是草食畜牧業(yè)發(fā)展的物質基礎，飼草產業(yè)是現(xiàn)代農業(yè)的重要組成部分，是調整優(yōu)化農業(yè)結構的重要著力點^［7］。作為我國五大牧區(qū)之一，新疆擁有豐富的牛、馬、羊、駱駝等畜種資源，因此，草原畜牧業(yè)對新疆社會生產和經濟發(fā)展有著舉足輕重的作用^［8］。新疆天然草原面積達5 725.87萬hm^2［9］，其中，可利用草原面積為4 800.68萬hm²，占全國可利用草原面積的14.51%^［10］。但近年來由于全球氣候變化使新疆干旱日益嚴重，同時人為開墾以及過度放牧等問題導致草原退化嚴重，造成部分地區(qū)飼草料供應不足，嚴重制約了新疆畜牧業(yè)的發(fā)展。選育優(yōu)質高產的牧草，解決飼草料短缺是當前急需解決的問題。隨著新疆畜牧業(yè)的發(fā)展，無芒雀麥作為優(yōu)質的牧草具有較大發(fā)展?jié)摿?，對其需求不斷增加。雖然，我國已有審定登記的無芒雀麥品種^［11-17］，但多數品種由于選育年代久遠，存在優(yōu)良性狀退化、雜化等問題，而且有些品種適宜生長的地區(qū)有限，因此，需要選育出適合新疆地區(qū)生長，且產量高、品質好的無芒雀麥品種。

本研究以不同地區(qū)收集的13份無芒雀麥為研究對象，新疆‘烏蘇1號’無芒雀麥為對照，對這些材料的農藝性狀、草產量和營養(yǎng)品質進行研究，并采用聚類分析、灰色關聯(lián)度方法評價出優(yōu)質高產的無芒雀麥材料，為篩選出適合新疆地區(qū)生長的無芒雀麥品種奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在烏魯木齊市新疆農業(yè)大學三坪牧草與草坪試驗站（87°35′E，43°56′N，海拔580 m）。該地位于準噶爾盆地南緣，屬于溫帶大陸性氣候，干燥少雨，光照充足。晝夜溫差大，全年平均氣溫14.34℃，年均降水量338.2 mm，年均蒸發(fā)量2647 mm。該地地勢平坦，土壤肥力較好，土壤有機質含量1.2%～1.5%，土層土壤的全氮含量0.06 g·kg^-1，堿解氮含量27 mg·kg^-1、速效磷含量7.63 mg·kg^-1、有效鉀含量252.99 mg·kg^-1，pH值為8.13。

1.2 試驗材料

供試的13份無芒雀麥種子均由前期對收集的無芒雀麥材料在單株種植和評價的基礎上單株擴繁所得，‘烏蘇1號’無芒雀麥種子（編號為X1）由新疆烏蘇市草原工作站提供（表1）。

1.3 試驗設計

試驗采用隨機區(qū)組設計。于2022年4月進行播種，小區(qū)面積12 m²（3 m×4 m），播種行距為30 cm，采用條播方式，播種深度2 cm，播量為22.5 kg·hm^-2，3次重復，共42個小區(qū)，播種后采用地表滴灌。分別在苗期、拔節(jié)期、抽穗期、灌漿期及返青期進行灌溉，每次灌水均追施90 kg·hm^-2的尿素。2022年和2023年均測定14份無芒雀麥的農藝性狀、草產量和營養(yǎng)品質，每年刈割2次。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 農藝性狀的測定 參考周艷春^［18］的測量指標及測定標準。測定指標包括株高、莖粗、莖節(jié)數、倒二葉長、倒二葉寬，每個小區(qū)隨機選取10株植株，測量標準見表2。

1.4.2 飼草產量的測定 鮮草產量：于初花期，除去邊際效應行，每個小區(qū)隨機選取3個1 m²樣方，留茬高度為4～5 cm，取其平均值測定其鮮草產量。

干草產量：按四分法取新鮮植物樣品1 kg，105℃殺青2 h后65℃烘干至恒重，根據含水量折算出干草產量。

1.4.3 營養(yǎng)品質的測定 于初花期測定14份無芒雀麥的營養(yǎng)品質。利用凱氏定氮儀測定粗蛋白（Crude protein CP）^［19］；利用索氏提取法測定粗脂肪（Ether extract，EE）；采用范氏（Van Soest）洗滌纖維分析法測定中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）；采用馬弗爐550℃灰化法測定粗灰分（Crude Ash）；根據中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量計算相對飼用價值（RFV）^［20］。

RFV（%）=（88.9-0.779×ADF）×（120/NDF）/1.29

1.4.4 灰色關聯(lián)度 參考劉潔瓊^［21］計算關聯(lián)度方法。選取各指標佳的一個“理想品種”，用X0表示。參試品種的各個性狀指標構成的數列作為比較數列，用Xi表示，（i=1，2，3，…，n），灰色系統(tǒng)關聯(lián)度理論的權重決策法，選取各性狀指標進行權重綜合評價，λ取0.5，運算中所需公式為：

關聯(lián)系數計算：

ε（1）

等權關聯(lián)度：

R=1N∑Nk=1ε（k）×ω（2）

權重系數：

ω=R∑（3）

加權關聯(lián)度：

R=1N∑Nk=1ε（k）×ω（4）

1.5 數據分析

采用Excel 2016對各指標進行統(tǒng)計整理，使用SPSS 26.0軟件進行顯著性分析、聚類分析（CA），采用灰色關聯(lián)度分析（GRA）進行綜合評價，用Graphpad prism 9.0作圖。

2 結果與分析

2.1 不同無芒雀麥農藝性狀比較分析

由表3可知，同一年份13份供試材料在株高、莖粗、莖節(jié)數、倒二葉長以及倒二葉寬與對照X1相比均存在一定的差異。

2022年材料X3株高最高，為71.03 cm，比X1增加了5%；2023年僅材料X13顯著高于X1（P<0.05），且株高最高為110.93 cm，比X1增加了12.21%。2022年材料X9莖粗最大，為0.28 mm，比X1增加了11.05%；2023年材料X9莖粗最大，為2.53 mm，比X1增加了19.06%。2022年X1莖節(jié)數最多，為9節(jié)，其他材料均為8節(jié)；2023年材料X8莖節(jié)數最多，為6節(jié)。2022年材料X5倒二葉長最長，為23.63 cm，比X1高出2.78%；2023年材料X6倒二葉長最長，為25.09 cm，比X1增加了36.14%。2022年X1倒二葉寬最寬，為1.14 cm；2023年材料X8倒二葉寬最寬，為0.84 cm，比X1增加了11.11%。

通過對同一材料不同年份農藝性狀比較可知，14份無芒雀麥的株高、莖粗呈遞增趨勢，且存在顯著性差異；莖節(jié)數、倒二葉寬呈遞減趨勢，除X1的倒二葉長2022年和2023年間相比有顯著性變化外，材料X2、X4、X6、X8、X12、X13、X14的倒二葉寬2022年和2023年間相比無顯著性變化外，其他材料的農藝性狀均存在顯著性差異。

由表4可知，14份無芒雀麥的5個農藝性狀變異系數介于5.70%～17.56%，平均變異系數為9.83%。其中變異系數較大的是倒二葉寬，莖節(jié)數變異系數最小。

2.2 不同無芒雀麥草產量比較分析

由圖1可知，2022年X1鮮草產量最高為29 743.33 kg·hm^-2，材料X8產量最低，為16 766.67 kg·hm^-2，比X1減少了52.03%。2023年材料X6鮮草產量最高，為68 996.11 kg·hm^-2，比X1增加了24.14%，材料X8鮮草產量最低，為38 552.22 kg·hm^-2，比X1減少了30.64%。

通過對同一材料不同年份的鮮草產量比較可知（圖1），2023年的鮮草產量均顯著高于2022年（P<0.01），材料X6增加最多，增加了177.24%，X1增加最少，僅增加了86.87%。對14份材料2年鮮草累積產量分析可知（圖2），材料X6的2年累積鮮草產量最高，為93 882.78 kg·hm^-2，比對照增加了10.03%。

由圖3可知，2022年材料X3干草產量最高，為7826.56 kg·hm^-2，比X1增加了3.63%，其次為X1，產量為7552.75 kg·hm^-2，材料X8產量最低，僅為3910.65 kg·hm^-2，比X1減少了48.22%。2023年材料X3干草產量最高，為21 218.37 kg·hm^-2，比X1增加了7.29%，材料X8干草產量最低，僅為15 504.662 kg·hm^-2，比X1降低了21.6%。

通過對同一材料不同年份的干草產量比較可知（圖3），所有材料2023年的干草產量均顯著高于2022年（P<0.01），材料X9增加最多，增加了306.79%，X1增加最少，僅增加了161.84%。對14份材料2年干草累積產量分析可知（圖4），材料X3的2年累積干草產量最高，為29 044.92 kg·hm^-2，比對照增加了6.28%。

2.3 不同無芒雀麥營養(yǎng)品質比較分析

2.3.1 粗蛋白含量分析 由表5可知，2022年材料X8粗蛋白含量最高，為16.13%，比X1增加了23.16%；2023年材料X4粗蛋白含量最高，比X1增加了13.27%。對同一材料不同年份的粗蛋白含量比較可知，2023年材料X13增長最多，增長了2.6%。材料X6、X8和X9的粗蛋白含量顯著低于2022年（P<0.01）。

2.3.2 粗脂肪含量分析 由表5可知，2023年的粗脂肪含量均顯著低于2022年（P<0.01）。2022年材料X4粗脂肪含量最高，比X1高了9.6%；2023年材料X6粗脂肪含量最高，比X1高了55.35%。對同一材料不同年份的粗脂肪含量比較可知，所有材料2023年的粗脂肪含量均顯著低于2022年（P<0.01）。

2.3.3 粗灰分含量分析 由表5可知，2022年材料X8粗灰分含量最高，比X1高了11.1%；2023年材料X4粗灰分含量最高為，比X1高了22.57%。對同一材料不同年份的粗灰分含量比較可知，所有材料2023年的粗灰分含量均顯著低于2022年（P<0.05）。

2.3.4 中性洗滌纖維含量分析 由表5可知，2022年材料X9的NDF含量最低，比X1低了13.53%，材料X14的NDF含量最高，比X1高了4.3%；2023年材料X9的NDF含量最低，比X1低了9.3%，材料X3的NDF含量最高，比X1高了3.8%。對同一材料不同年份的NDF比較可知，除材料X11和X14的NDF在2022年與2023年間無顯著性差異外，其余材料的NDF均顯著高于2022年。

2.3.5 酸性洗滌纖維含量分析 由表5可知，2022年材料X3的ADF含量最高，比X1高了l7.84%，材料X9的ADF含量最低，比X1低了13.54%；2023年材料X3的ADF含量最高，比X1高了8.51%，材料X7的ADF含量最低，比X1低了11.48%。對同一材料不同年份的ADF比較可知，除材料X7的NDF在2022年與2023年間無顯著性差異外，其余材料的NDF均顯著高于2022年。

2.3.6 相對飼用價值含量分析 由表5可知，2022年材料X9相對飼用價值最高，比X高了19%，材料X5相對飼用價值最低；2023年材料X10相對飼用價值最高，比X1高了15.79%，材料X3相對飼用價值最低。對同一材料不同年份的相對飼用價值比較可知，所有材料2023年的相對飼用價值均顯著低于2022年。

2.4 聚類分析

基于2022年和2023年兩年農藝性狀、草產量及營養(yǎng)品質數據的平均值，對14份無芒雀麥進行系統(tǒng)聚類分析得到譜系圖（圖5）。以歐式距離12.5為分界線，可將這14份材料分為3類，第Ⅰ類群由9份材料組成，包含材料X4、X14、X2、X7、X13、X3、X6、X5、X1組成，該類材料株高株高、產量最大；第Ⅱ類群由3份材料組成，由材料X10、X13、X11組成，該類材料莖粗最粗、倒二葉長最短；第Ⅲ類由材料X8、X9組成，該類材料株高最短，產量最低，但營養(yǎng)品質較高。

2.5 14份無芒雀麥綜合評價

本研究采用灰色系統(tǒng)關聯(lián)度理論，選取株高、莖粗、倒二葉長、倒二葉寬、鮮草產量、干草產量、粗蛋白含量、粗脂肪含量、粗灰分含量、相對飼用價值這10個指標2年的均值進行灰色關聯(lián)度分析。利用公式得出關聯(lián)系數，關聯(lián)系數可以了解比較數列與參考數列各指標之間的關聯(lián)程度。關聯(lián)度數值越大，代表其與參考品種越接近，即性狀表現(xiàn)越好。由表6知，各參試材料的農藝和品質性狀與理想品種各指標的關聯(lián)系數在0.3333～1.0000。14份無芒雀麥加權關聯(lián)度排名為：X2>X14>X1>X8>X11>X13>X6>X3>X4>X9>X12>X10>X5>X7。

3 討論

農藝性狀是篩選優(yōu)質牧草的重要依據。株高作為衡量牧草生產力的一個重要指標，其高度越高，意味著更強的再生能力和更大的產草潛力^［22］。莖粗關系到牧草的產量、品質以及抗倒伏能力^［23］。在2023年，14份無芒雀麥的株高和莖粗均較2022年有所提高。其中，材料X13的株高增長最為顯著，而材料X10的增長幅度相對較??；在莖粗方面，材料X11的增長幅度最大，材料X5的增長幅度則最小。這些差異可能源于材料本身的遺傳特性，導致形態(tài)上的不同。一般來說，植株較高的材料具有更高的生產潛力，這與劉文昊等^［24］的研究結果相吻合。郝峰等^［25］通過對不同來源的無芒雀麥材料進行農藝性狀的遺傳多樣性分析，揭示了無芒雀麥間顯著的遺傳差異。在本研究中，14份無芒雀麥的農藝性狀變異系數在5.70%～17.56%之間，這主要是由于試驗材料來源多樣，導致農藝性狀的表型變異較大，較大的變異系數有利于篩選和培育優(yōu)質資源。

草產量是評價牧草生產性能和潛力的重要指標，它能夠直接反映牧草的生產力水平^［26］。本研究中，2023年的干草產量普遍高于2022年，具體來看，2022年14份材料的干草產量范圍為3910.65～7826.56 kg·hm^-2，而在2023年，干草產量在15 504.65～21 218.37 kg·hm^-2之間。這與盤朝邦等^［27］的研究結果相符，即多年生牧草在播種當年產草量較低，而生長到第二年時產量達到高峰。無芒雀麥資源的遺傳特性以及不同年份間的氣候變化，可能是導致第二年飼草產量增加的原因，特別是在新疆這樣晝夜溫差大的地區(qū)，對溫度敏感的種質生長性能可能受到更大的影響。楊力軍等^［28］的研究指出，農藝性狀等形態(tài)指標能夠在一定程度上反映草產量，并對干草產量產生影響。具體來說，株高和莖粗與干草產量呈正相關，而莖節(jié)數與干草產量則呈負相關，這與黃薇等^［29］的研究結論相一致。

營養(yǎng)成分是衡量牧草營養(yǎng)價值的關鍵指標，其含量的高低直接影響牧草的品質^［30］。粗蛋白作為生命體的基本組成成分，對牲畜生長和繁殖具有至關重要的作用^［31］。粗脂肪作為次于粗蛋白的能量來源，是重要的能源物質，參與家畜的氧化供能過程^［32］。粗灰分則反映了牧草中礦物質的總含量，含量越高，牧草的營養(yǎng)價值也越高^［33］。NDF和ADF的含量會影響家畜對牧草的消化率，與牧草的營養(yǎng)價值呈負相關；當這些含量過高時，相對飼用價值（RFV）會降低，進而減少家畜的采食量^［34］。牧草的營養(yǎng)價值通常按葉片>耔粒>莖稈的順序排列，但由于牧草特性的差異，不同材料的無芒雀麥品質也各有不同。在本研究中，14份無芒雀麥在2023年的粗脂肪和粗灰分含量均低于2022年，這可能是由于第一年生長時干葉率較高，葉片中的蛋白質和礦物質含量較莖稈更為豐富所致。除了材料X2、X3、X4、X10、X13和X14在2023年的粗蛋白含量高于2022年外，其他材料的粗蛋白含量均有所下降，這可能與材料本身的特定屬性有關。有研究指出，NDF和ADF的含量不僅與葉片和莖稈有關，還與產量呈正相關^［35］。在本研究中，2023年的產量高于2022年，因此2023年的NDF和ADF含量也相應高于2022年。

評價無芒雀麥的生產性能和營養(yǎng)性能是無芒雀麥生產研究的核心議題。一些研究聚焦于產量或營養(yǎng)品質等單一指標，這些單一指標各有優(yōu)勢和局限。只有綜合性狀上表現(xiàn)優(yōu)異的品種（系），才更適宜于推廣種植。近年來，灰色關聯(lián)度分析法已廣泛用于對牧草的全面評價。加權關聯(lián)度值能夠量化參試品種與理想品種之間的差異，關聯(lián)度值越大，表明品種與理想品種的相似度越高^［36］。本研究中，我們采用灰色關聯(lián)度分析法，對14份無芒雀麥的農藝性狀、草產量及營養(yǎng)品質等10項指標進行了綜合評估。通過兩年的數據對比，我們篩選出了材料X2和材料X14，它們在綜合評價上優(yōu)于X1。特別是材料X2，其加權關聯(lián)度最高，達到了0.7663，表明它與理想品種的相似度極高。因此，材料X2被認為是新品種選育的理想基礎材料。

4 結論

本研究中，14份無芒雀麥的農藝性狀、生產性能和營養(yǎng)品質各不相同，其中，農藝性狀變異系數范圍為6.89%～14.84%，有利于優(yōu)質資源的篩選與選育。材料X3的干草產量最高，可作為選育產量高的優(yōu)良親本。材料X9、X10相對飼喂價值最高，可作為選育營養(yǎng)品質佳的優(yōu)良親本。聚類分析將14份材料分為3類，利用灰色關聯(lián)度進行綜合評價，材料X2加權關聯(lián)度最高，為0.7663，因此，材料X2適合作為新品種選育的基礎材料。本研究為適宜新疆地區(qū)生長的無芒雀麥新品種的選育提供了參考。

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（責任編輯 彭露茜）