6個燕麥品種（系）在甘肅夏河地區的適應性評價

侯建杰，趙桂琴，焦 婷，柴繼寬，王紅霞

（甘肅農業大學 草業學院／草業生態系統教育部重點實驗室／甘肅省草業工程實驗室／中－美草地畜牧業可持續發展研究中心，甘肅 蘭州 730070）

燕麥（Avenasativa）是禾本科燕麥屬一年生草本植物，具有草籽兼用、生產潛力大、質量好、家畜喜食等優點［1］，可為家畜提供穩定而優質的青草或青干草，對畜牧業發展和生態建設都具有重要意義［2，3］。

作為甘肅省主要畜牧業基地之一的甘南州位于青藏高原東北邊緣，具有典型的青藏高原牧區和農牧交錯區特點。燕麥是該區域傳統種植的一年生禾本科牧草，也是當地家畜冷季補飼的主要飼草［4］，當地多采用地方品種，混雜退化嚴重，產量普遍偏低，急需篩選適應該地區種植的優質高產燕麥品種。顏顯明［5］在甘南州夏河縣海拔2 930m的地區對38個牧草品種進行了引種試驗，通過不同牧草的生產性能篩選出適宜當地種植的26個優良牧草品種，其中，燕麥品種14個，但是并未對其營養品質進行分析評價，目前關于燕麥在夏河縣的研究較少報道。

熵權賦權法是一種比較客觀的賦權方法，田啟華等［6］將熵權方法應用到機械產品性能評價研究中。2002年，湯瑞涼等［7］首次將熵權法應用于農業科學方面的作物品種綜合評判；2007年，劉剛等［8］證實，基于熵權賦權法的灰色系統理論在燕麥種質資源綜合評價中是一種可行而又簡便的評價方法，所以這種方法目前已經被廣泛應用，用此方法對6個燕麥品種（系）在甘肅夏河地區的適應性進行綜合評價，篩選出適宜當地推廣種植的品種，為生產服務。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于甘肅省甘南藏族自治州夏河縣桑科草原，地理位置E 102°27′，N 35°08′，海拔3 019m，地處青藏高原東北緣。年均氣溫2.6℃，最高氣溫28.9℃，最低氣溫－24.6℃。氣候為高寒濕潤類型，年均降水量516mm，降水量集中在7～8月。年平均無霜期56d，土壤為亞高山草甸土，無灌溉條件，土壤pH 7.82，有機質1.26%，全氮0.334%，全磷含量0.084%，全鹽0.22%，速效氮185.02mg／kg，速效磷46.37mg／kg，速效鉀245.62mg／kg。

1.2 材料

供試6個燕麥屬品種分別為皮燕麥（Avenasativa）隴燕2號（Longyan №2）、隴燕3號（Longyan№3）、丹麥444（Denmark 444）、424和裸燕麥（Avena nuda）白燕2號（Baiyan№2）、QO245－7，均由甘肅農業大學草業學院提供。試驗于2011年4月27日進行，人工開溝條播，采用隨機區組設計，3次重復，小區面積2m×5m，行距0.2m，小區間距0.5m。皮燕麥播種量為225kg／hm2，裸燕麥播種量為150kg／hm2，整個生育期無灌水。分別于孕穗期、開花期、灌漿期和成熟期進行各項指標測定，成熟期進行脫粒，取樣帶回實驗室，測定各品種鮮干比，風干粉碎后測定各時期營養成分。

1.3 測定項目及方法

觀察并記錄燕麥的孕穗期、開花期、灌漿期、成熟期。各生育時期鑒別標準為：10%～20%植株到達為初期；50%的植株達到某一生育階段為到達某一生育期；80%植株到達為盛期［9］。

燕麥鮮、干草產量及鮮干比 每小區各生育時期隨機選取1m樣段，齊地刈割，稱鮮重，取樣后帶回實驗室在65℃下烘48h后稱干重，計算其鮮干比，并換算其干草產量，3次重復。

莖葉比 每小區隨機均勻選取15個單株把莖葉分開，取樣后帶回實驗室分別在65℃下烘24h后稱干重，計算其莖葉比（莖干重／葉干重），3次重復。

每小區隨機選取10個單株，用卷尺測其自然高度，3次重復。

營養成分分析 取供試品種各生育時期的烘干草樣，制成草粉，用于測定各營養成分，3次重復。采用凱氏定氮法測定粗蛋白（CP）含量；粗脂肪（EE）含量采用索氏脂肪抽提法測定；酸性洗滌纖維（ADF）含量采用Van soest法測定；粗灰分（ASH）含量采用灰化法測定；鈣（Ca）含量采用EDTA－Na2絡合滴定法測定；磷（P）含量采用氫醌亞硫酸鈉比色法測定。各營養成分測定均參照文獻［10，11］進行。

1.4 數據處理

用Spss16.0和Excel軟件對數據進行處理。

2 結果與分析

2.1 不同燕麥品種各生育時期干草產量比較

產草量是衡量燕麥品種優劣的重要指標，是株高、分蘗數、生長速度等性狀指標的綜合體現 。供試燕麥品種在灌漿期干草產量均高于其他生育時期。在同一生育時期不同燕麥品種干草產量表現一定的差異，孕穗期隴燕2號、隴燕3號產量較高，隴燕2號達到5 593.29kg／hm2，而 QO245－7產量最低，為3 451.88 kg／hm2，差異顯著（P＜0.05）。開花期、灌漿期和成熟期隴燕2號產量則明顯高于其他品種，隴燕2號在灌漿期的干草產量高達11 917.82kg／hm2，較 QO245－7高66.10%，差異顯著（P＜0.05）。

圖1 供試燕麥屬品種（系）各生育時期干草產量Fig.1 Hay yield at different growth stages of tested Avenavarieties

2.2 不同燕麥品種各生育時期鮮干比比較

不同燕麥品種在開花期鮮干比最高，平均值為6.82；成熟期最低，平均值為3.54。同一生育時期不同品種鮮干比不同。6個供試品種中，開花期隴燕2號的鮮干比最高，為7.15，QO245－7值最低，為6.25（表1）。灌漿期隴燕2號鮮干比最高，為6.23，白燕2號為6.29，QO245－7仍然最低，為5.83。進入成熟期后，燕麥鮮干比急劇下降。隴燕2號降至3.77，與灌漿期相比下降了39.5%；丹麥444降至3.29，QO245－7為3.49，分別比灌漿期下降了41.67%和40.14%。

2.3 不同燕麥品種各生育時期莖葉比比較

6個供試品種的莖葉比均隨生育時期的推移而顯著升高，同一時期不同品種間也表現一定差異：開花期、灌漿期白燕2號、QO245－7的莖葉比相對較低，說明其適口性較好；丹麥444莖葉比最高，分別為4.58和6.72。成熟期隴燕2號與隴燕3號莖葉比較低且二者差異不顯著（P＞0.05），但顯著低于其他品種（P＜0.05）。灌漿期 QO245－7最低為5.65，比丹麥444低15.92%。

表1 供試燕麥屬品種（系）各生育時期的性狀Tab.1 Agronomic traits at different growth stages of tested Avena varieties

2.4 不同燕麥品種各生育時期株高比較

植株高度既是衡量其生長發育狀況的重要標準，也是反映牧草生產能力的生產指標［13］。供試燕麥品種灌漿期株高最高，平均值為126.12cm。隴燕2號、隴燕3號在各生育時期株高均高于其他品種，QO245－7最低。灌漿期隴燕2號株高最高，為142.43cm，比QO245－7高35.24%（表1）。

2.5 不同燕麥品種的營養價值比較

2.5.1 粗蛋白（CP）含量 蛋白質含量是衡量燕麥營養價值的指標之一，同時是家畜必不可少的營養物質。隨著生育時期的推移（圖2－A），6個供試燕麥品種粗蛋白含量呈現先增加后降低趨勢，開花期粗蛋白含量最高，平均值為11.09%，成熟期最低，平均值為6.38%；灌漿期平均值為10.44%。白燕2號在各生育時期粗蛋白含量均較高，在開花期達到最高，為12.17%，灌漿期為11.92%；QO245－7最低為9.36%。灌漿期粗蛋白含量的大小順序為：白燕2號＞隴燕2號＞隴燕3號＞424＞丹麥444＞QO245－7。

2.5.2 酸性洗滌纖維（ADF）含量 ADF含量越低說明木質化程度越低，營養價值越高。6個供試燕麥品種酸性洗滌纖維含量均隨生育時期的推移而逐漸升高，成熟期比孕穗期酸洗纖維含量平均升高59.80%。同一生育時期不同品種間差異顯著（圖2－B），灌漿期白燕2號酸洗纖維含量最低，為29.36%，比QO245－7低21.14%；其次為隴燕3號、丹麥444。

圖2 供試燕麥屬品種（系）各生育時期CP、ADF、Ca、P的含量Fig.2 CP（2－A），ADF（2－B），Ca（2－C）and P（2－D）at different growth stages of tested Avenavarieties

2.5.3 Ca含量 鈣對家畜生長發育起著重要作用［14］，是不可或缺的營養元素。隨著燕麥生育時期的推移，6個供試燕麥品種的Ca含量呈現由高到低的變化趨勢（圖2－C），孕穗期Ca含量平均值最高為0.27%，灌漿期為0.26%，成熟期最低，為0.19%。開花期白燕2號鈣含量顯著低于其他品種（P＜0.05），灌漿期各品種Ca含量差異不顯著（P＞0.05）。進入成熟期后，品種間差異顯著加大，隴燕3號Ca含量最高，為0.23%；白燕2號最低，為0.17%，較前者低26.1%。

2.5.4 P含量 P是家畜礦物營養中密切相關的一個重要元素［14］，燕麥P含量隨生育時期的推移呈現“高－低－高－低”的變化趨勢。孕穗期P含量最高，平均為0.159%；成熟期最低，平均為0.086%。表明磷含量受生育期的影響較大。孕穗期424的P含量為0.175%，顯著高于其他品種；開花期品種間無顯著差異；灌漿期和成熟期白燕2號P含量明顯高于其他品種，分別為0.17%和0.097%（圖2－D）。

2.5.5 粗脂肪（EE）與粗灰分（ASH）含量 供試燕麥品種的粗脂肪含量隨著其生長發育而逐漸下降，各生育時期白燕2號含量均為最高，顯著高于其他品種（P＜0.05），QO245－7含量均最低。灌漿期白燕2號含量最高，為3.15%，較 QO245－7高25.50%（圖3－A）。

不同燕麥品種粗灰分含量普遍具有逐漸降低的趨勢（圖2－B），同一生育時期，不同燕麥品種差異性不大，孕穗期差異不顯著（P＞0.05），開花期隴燕2號含量最高，為6.36%，灌漿期粗灰分含量白燕2號最高，比丹麥444高20.87%。

圖3 供試燕麥屬品種（系）各生育時期EE、ASH含量比較Fig.3 EE（3－A）and ASH（3－B）at different growth stages of tested Avena varieties

2.6 綜合評價

對6個供試燕麥品種的生產性能和營養品質研究發現，隨著生育期的推移，各品種生產性能與營養成分的變化呈現不規律性，且較分散，很難評價具體哪個品種的適應性好。有研究表明燕麥在灌漿期刈割可同時獲得較高的產量和較好的品質［15］，結合本試驗數據，對灌漿期供試品種的生產性能與營養品質指標進行綜合評價。采用灰色理論，參照鄧聚龍［16］方法，將所有的燕麥品種作為一個灰色系統，供試的6個不同品種作為系統中的單個因素，對其進行綜合評價。

2.6.1 參考品種的建立 參考品種就是在灰色系統中對不同品種燕麥進行綜合評價的標準，試驗通過對燕麥的干草產量、株高、鮮干比、CP、ADF、EF等指標的分析觀察，選取干草產量、株高、鮮干比、CP、EE等指標的最大值以及ADF、莖葉比的最小值，依此建立一個“最優燕麥”的參考序列X0。

2.6.2 對數據進行標準化處理 將灌漿期各指標數據進行無量綱初值化處理，即所有相應的Xi（k）數據除以X0（k）各點的數值，結果表2。

2.6.3 計算各點的絕對值差 計算各點（kij）的絕對差△i（k）＝│X0（k）－Xi（k）│，求出其最大絕對差值與最小絕對差值。結果表3。

2.6.4 計算各指標在各點上的關聯系數 利用公式計算關聯系數，結果見表4。

式中：a＝min min｜X0（k）－Xi（k）｜＝0.00；b＝max max｜X0（k）－Xi（k）｜＝0.398 0。

ρ為分辨系數，一般取值為0.5。

2.6.5 關聯度計算 參照文獻［16］方法，計算各指標的等權關聯度，利用關聯系數進行計算。

加權關聯度則采用熵權賦權法確定其權重。參照文獻［17］方法，結果見表5。

ri＝，即得每個品種的加權關聯度值見表6。

式中：Wi（k）為各指標的權重。

2.6.6 灰色理論綜合評價分析 根據灰色關聯分析原則，關聯度大小表明參試品種與參考品種的接近程度，根據關聯度排序進行評估，排名越前的其綜合性狀越好。等權關聯度中，白燕2號的最大，其綜合性狀最好，其次，隴燕2號、隴燕3號；QO245－7、丹麥444居末位（表6）。經過加權關聯分析之后，位次發生了變化，隴燕2號上升至第1位，隴燕3號次之，這說明隴燕2號的一些重要性狀要更好，同時也說明加權關聯度具有一定的調整作用，使結果分析更合理化。

表2 主要因子初始化值Tab.2 The initialization values of main factor

表3 X0對Xi的絕對差值△i（k）Table3 The absolute values of X0minus Xi

表4 各性狀指標的關聯系數值Table4 Grey relevant coefficient values of different indexes

表5 各指標的熵值及其權重Table5 The entropies and its weights of the indicators

表6 供試品種系與參考品種系間的關聯度及排序Table6 Correlation modulus of tested Avena varieties

3 討論

良好的生產性能是對優質燕麥品種的基本要求，6個供試燕麥品種在灌漿期干草產量最高，平均為9 400.26kg／hm2，比開花期高54.42%，其中，灌漿期隴燕2號最高，為11 917.82kg／hm2，QO245－7最低，為7 174.96kg／hm2。草產量主要受自身的遺傳特性和外界環境因子的影響［18］，在同一栽培條件下差異主要是不同品種燕麥自身遺傳特性造成的。其中，株高是生產性能的一個重要評價指標，在一定程度上能反映產草量的高低［19］，研究發現，株高與產量呈正相關，不同供試品種在整個生育期內株高差異顯著（P＜0.05），隴燕2號最高，QO245－7最低。供試6個燕麥品種隨生育期的推進，莖葉比逐漸升高，表明其粗纖維含量升高，品質下降，而灌漿期白燕2號莖葉比相對較低，說明其品質較好。鮮干比則反映牧草干物質累積程度及利用價值，供試燕麥品種鮮干比從開花期到成熟期逐漸降低，這是因為隨著其生長發育，葉片光合作用產生的營養物質向花和籽粒轉移，葉片干物質的積累速率處于下降趨勢，這與九林森［20］的研究相一致。不同燕麥品種的生產性能一定程度上能夠反映出其在當地的適應性，但還要結合其營養成分進行綜合評價以確定其推廣價值。

隨著生育時期的推移，供試燕麥品種粗蛋白，粗脂肪含量逐漸下降，酸洗纖維含量則逐漸增加，這與李希來等［21］的研究結果一致。牧草粗蛋白含量對營養價值起著決定性作用，粗蛋白含量越高，其營養品質越好。在整個生育期內，白燕2號粗蛋白含量均為最高，開花期最高為12.17%。相反，酸洗纖維越低，則營養價值越高，酸洗纖維含量的高低也直接影響著牧草的采食量與消化率［22］，在孕穗期與開花期，隴燕2號的含量相對較低，白燕2號則在灌漿期與成熟期含量相對較低。而Ca、P在家畜的骨骼發育與維護方面有著特殊的作用，這些物質含量越高，牧草品質越好 。粗脂肪是熱能的主要原料［23］，供試品種中白燕2號在各生育時期含量均為最高，說明其在一定程度上能夠較好地提高適口性。粗灰分代表牧草中的礦物質，其含量越高越好。本試驗中不同燕麥品種之間營養品質差異明顯，這也符合康海軍等［18］的研究結果，即同一牧草不同品種的產量性狀和品質差異很大，其適應性和產量也有明顯不同，溫度、光照、水分等環境因子組合，是造成牧草品質差異的外因［24］。

灰色系統理論廣泛應用于各種類型的綜合評價與相關分析中［25］，基于熵權賦權法的灰色關聯度可以在飼用燕麥綜合評價中應用［8］，而且結果正確，同時采用灰色關聯度分析法綜合評判品種的優劣是客觀可行的，是一種較好的統計分析方法［26］，由于不同燕麥品種的適應性不單是單個因素影響的結果，而是多個因素綜合影響的結果，本文采用灰色關聯度分析法對供試品種進行綜合評價，通過熵權賦權法，將各項指標所占權重進行計算，其中，干草產量、株高、粗蛋白、粗脂肪所占比例較高，說明這幾個指標提供的信息量大，對評價不同品種的優劣起著重要的作用，最終評價結果證實與生產實際相一致。

4 結論

整個生育期內，供試燕麥品種中隴燕2號的株高、干草產量均為最高，隴燕3號次之；QO245－7株高、干草產量均為最低。隴燕2號、隴燕3號相對表現出較好的生產性能。

供試燕麥品種在孕穗－開花期營養品質優劣無一定規律，隴燕2號和隴燕3號酸洗纖維含量相對較低，白燕2號粗蛋白、粗脂肪含量較高，而424粗灰分、鈣以及磷含量則相對較高。但在灌漿—成熟期，白燕2號的粗蛋白、粗脂肪、粗灰分以及磷含量均相對較高，而酸洗纖維含量最低，其營養品質最好。

應用灰色系統理論對灌漿期不同燕麥品種在甘南州夏河縣桑科草原的適應性進行綜合評價，綜合得分隴燕2號＞隴燕3號＞白燕2號＞424＞丹麥444＞QO245－7。隴燕2號、隴燕3號及白燕2號在生產性能和營養品質方面綜合表現較好，適宜在甘肅夏河地區推廣種植。

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