不同燕麥品種在尼泊爾北部山區的生長特性及其營養品質的研究

旦增塔慶，Purna Bhadra Chapagain，Shankar Raj Pant，杰布，格桑頓珠，陳少鋒

（1.西藏自治區農牧科學院草業科學研究所，西藏 拉薩850000；2.尼泊爾農業研究理事會，牧草與飼料研究站，尼泊爾 熱索瓦45007；3.西藏自治區農牧科學院農業科學研究所，西藏 拉薩850000；4.西藏自治區農牧科學院，西藏 拉薩850000）

燕麥（Avena sativa）為禾本科燕麥屬一年生糧飼兼用作物，具有易栽培、穩產、高產、高營養和高利用率等特點，是農牧區家畜的重要飼草來源。同時，因其具有抗寒旱、耐貧瘠的生物學特性，在我國高寒地區廣泛推廣種植［1-4］，被公認為是解決高寒牧區冷季飼草短缺和營養不足的優質飼草品種。

郎唐（Langtang）屬尼泊爾北部山區，海拔3500 m 以上，是尼泊爾典型的寒帶高山半農半牧區［5］。然而，2015年尼泊爾大地震使該地區農田遭到嚴重破壞［6］，現今基本無農作物生產活動。傳統農業的缺失不僅轉變了當地社會生產方式，增加畜牧業生產壓力，也使飼草料的生產過度依賴天然草場［5］，導致天然草地壓力逐年加劇。由于高海拔、低氣溫的氣候特點，該地區枯草期長達半年（11月-次年4月），冷季飼草料極度匱乏。據不完全統計，雪災嚴重的年份當地約有100～200 頭牦牛因飼草料的缺乏而瘦死或餓死，逐年突出的草畜矛盾，是當地震后畜牧業穩步發展和經濟恢復中面臨的首要問題。

郎唐所在的北部山區占尼泊爾總面積的15%，畜牧業是農牧民的生計支柱［7］，但目前北部山區草牧業發展相對落后，生產上缺乏高產、穩產的飼草品種及栽培技術［8］，尤其在偏遠的高山牧區，冷季飼草料缺乏等問題長期存在，而相關基礎研究較為缺乏。因此，提高尼泊爾北部山區牧草品種多樣性，保證優質品種在生產上的應用，改善冷季飼草供應不足的現狀迫在眉睫。我國長期以來在農業領域向尼泊爾提供技術援助，并把農業科技輸出作為同尼泊爾發展睦鄰友好關系的橋梁、紐帶和支撐點。在該地區開展優質牧草引種工作，對貫徹落實我國農業科技援尼政策，服務國家外交戰略和“一帶一路”建設大局具有重要意義。

本研究選用11 個國內外引進燕麥品種和1 個尼泊爾燕麥品種，通過對物候期、飼草生產性能和營養品質比較分析，以期篩選出適宜尼泊爾北部山區種植推廣的優質燕麥品種，為該地區燕麥引種、推廣及應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于尼泊爾熱索瓦（Rasuwa）縣郎唐（Langtang）山區門都（Mundu）村，地理坐標為E 85°56′，N 28°21′，海拔3546 m，東西延伸，位于加德滿都以北。試驗地年均氣溫為4.3 ℃，最冷月為1月（-5.2 ℃），最熱月為8月（9.9 ℃），年降水量為852.18 mm 左右，其中67%發生在生長季；平均氣壓為640.4 Pa，平均風速為2.6 m·s-1（圖1）。土壤情況見表1。

表1 田間試驗土壤的基本理化性質Table 1 Primary physical and chemical properties of field experiment

圖1 試驗區2019年空氣溫度、降水量和蒸發量Fig.1 Daily air temperature，precipitation and evaporation in Langtang region in 2019

1.2 試驗材料

供試12 個燕麥品種均是已登記注冊過的品種。其中11 個引進品種在西藏、甘肅等高寒地區有穩定表現［9-10］，種子發芽率＞95%；Kamadhenu 為尼泊爾國家審定品種［11］，在尼泊爾各氣候區均有種植推廣［7，11-13］，是尼泊爾最有潛力的燕麥品種之一［12］。各燕麥品種名稱及來源見表2。

表2 燕麥品種名稱及來源Table 2 Name and sources of oat varieties

1.3 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，四周設保護行。每個品種設3 次重復，共36 個小區，小區面積6 m2（2 m×3 m）。所有品種于2019年5月2日進行播種，播種前精細整地、人工開溝進行條播，行距25 cm，播深3～5 cm，播種量為15 g·m-2。播種后不施肥，田間不定期人工去除雜草。

1.4 測定指標及方法

物候期：自播種后每7 d 觀察一次，以50%的植株達到某一生育階段為到達某一生育期為準。在接近某一生育期時，每天進行觀測，分別記錄其各個生育期。

植株高度：在各燕麥品種的乳熟期，每個小區隨機選取10 株，測定其自然高度。

產草量：在各燕麥品種的乳熟期，離小區邊行30 cm 處隨機取樣，取樣面積為1 m×1 m=1 m2，留茬5 cm 左右，刈割后稱鮮重，測定鮮草產量。隨機選取500 g 左右鮮樣，在105 ℃烘箱中殺青30 min，之后在65 ℃條件下烘干至恒重，稱重并計算干草產量。

莖、葉、穗重測定：在各燕麥品種的乳熟期，每個小區隨機選取500 g 鮮樣，將莖、葉、穗分開，于烘箱中殺青30 min，之后在65 ℃條件下烘干至恒重，分別稱其干重。計算穗所占比重及葉莖比。

營養成分測定：將烘干后的干草樣品粉碎，過0.425 mm 篩，裝于自封袋中，放陰涼干燥處，用于干物質（dry matter，DM）、粗蛋白（crude protein，CP）、總灰分（total ash，T.Ash）、中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗滌纖維（acid detergent fiber，ADF）含量的測定［14］。

1.5 數據分析

對不同品種的株高、產草量、穗所占比重、葉莖比、干物質、粗蛋白、總灰分、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維差異進行單因素方差分析（ANOVA），并采用Duncan 法進行多重比較。采用主成分及因子分析綜合評價每個品種的適應性。采用SPSS 19.0 進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同燕麥品種物候期

供試12 個燕麥品種中美達、科納、青引1 號、青海444、青海甜燕麥和Kamadhenu 6 個品種可以完成生育期，生育天數在115～141 d，其余多數品種只能到達乳熟期，愛沃則未能進入抽穗期（表3）。各燕麥品種的出苗時間在14～17 d，出苗后21～25 d 達到分蘗期，拔節最早的是青引1 號和青海444（6月25日）。青引1 號自拔節期后生長迅速，于7月20日達到抽穗期，較其他品種提前15～29 d；愛沃8月12日才進入孕穗期，并在此之后停止生長；其余品種在8月上旬至中旬陸續進入抽穗期。青引1 號9月9日達到完熟期，較美達、科納、青海444、青海甜燕麥和Kamadhenu 提前2.3～3.3 周；其余品種由于未能及時到達蠟熟期，在9月底、10月初氣溫下降后迅速枯黃，均不能完成整個生育期。

表3 不同燕麥品種生育期觀測Table 3 Growth stages of different oat varieties（月-日Month-day）

2.2 不同燕麥品種株高及產草量

供試11 個燕麥品種（除去愛沃）中，太陽神、青海444 和青海甜燕麥的平均株高在176 cm 以上（表4），極顯著高于其他燕麥品種（P＜0.01）；其次，美達和林納的株高為160.0 和156.9 cm，極顯著高于其余燕麥品種（P＜0.01）；青引1 號的株高最低，為134.8 cm。太陽神、青海444、青海甜燕麥、美達和林納的株高較對照品種Kamadhenu（147.6 cm）高6.3%～20.4%。

表4 不同燕麥品種株高、鮮草產量和干草產量Table 4 Plant height and fresh and hay yield of different oat varieties

各燕麥品種的鮮草產量為28666.7～59500.0 kg·hm-2（表4），其中青海甜燕麥鮮草產量最高，除與美達和太陽神無顯著差異外（P＞0.05），顯著高于青海444（P＜0.05），極顯著高于其他燕麥品種（P＜0.01）；隴燕2 號和青引1 號的鮮草產量較低，不足30000.0 kg·hm-2。對照品種Kamadhenu 的鮮草產量為46000.0 kg·hm-2，較青海甜燕麥減產13500 kg·hm-2（P＜0.01），較美達低9166.7 kg·hm-2（P＜0.05）。青海甜燕麥的干草產量最高，為14723.0 kg·hm-2，除與青海444 和美達無顯著差異外（P＞0.05），極顯著高于其他燕麥品種（P＜0.01）。青海444和美達的干草產量分別為13491.0 和13369.6 kg·hm-2，顯著高于太陽神和科納（P＜0.05），極顯著高于其余燕麥品種（P＜0.01）。隴燕2 號的干草產量最低，為7263.8 kg·hm-2。青海甜燕麥、青海444 和美達的干草產量分別比Kamadhenu 高36.0%、24.7%和23.6%，是隴燕2 號的202.8%、185.8%和184.2%（表4）。

2.3 不同燕麥品種穗含量和葉莖比

由圖2可知，各燕麥品種穗所占干重比重為13.3%～31.7%，其中青海444 的穗所占比重最高，除與科納、Kamadhenu 和林納無顯著差異外（P＞0.05），顯著高于美達（P＜0.05），極顯著高于其他燕麥品種（P＜0.01）；太陽神的穗所占比重最低，為13.3%。貝勒1、科納和太陽神的葉莖比較高，分別為0.40、0.38、0.36；青海444、Kamadhenu 和美達的葉莖比較低，分別為0.23、0.24、0.25。青海444 的葉莖比極顯著低于貝勒1、科納和太陽神（P＜0.01），Kamadhenu 和美達的葉莖比顯著低于太陽神和科納（P＜0.05），極顯著低于貝勒1（P＜0.01）。

圖2 不同燕麥品種穗所占比重和葉莖比Fig.2 The proportion of spike and the leaf/stem of different oat varieties

2.4 不同燕麥品種關鍵營養成分比較

各燕麥品種DM 含量為93.5%～95.6%（表5），無顯著差異（P＞0.05）。太陽神的CP 含量最高，為9.9%，除與隴燕3 號、青海444 和貝勒1 無顯著差異外（P＞0.05），顯著高于美達和隴燕2 號（P＜0.05），極顯著高于Kamadhenu 等其余燕麥品種（P＜0.01）；青海甜燕麥的CP 含量最低，為5.7%。林納的T.Ash 含量最高，為6.9%，科納其次，為6.8%，二者均顯著高于青海甜燕麥和隴燕2 號（P＜0.05），極顯著高于美達（P＜0.01），但與其他品種無顯著差異（P＞0.05）。青海444 的NDF 含量最低，為68.2%，與貝勒1、青海甜燕麥和隴燕2 號無顯著差異（P＞0.05），顯著低于太陽神（P＜0.05），極顯著低于其他燕麥品種（P＜0.01）；隴燕3 號的NDF 最高，為78.4%。青海444 的ADF 含量最低，為39.3%，隴燕3 號最高，為48.7%，存在顯著差異（P＜0.05），其余品種間ADF 含量無顯著差異（P＞0.05）。

表5 不同燕麥品種干物質、粗蛋白、總灰分、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量Table 5 The content of DM，CP，T.Ash，NDF and ADF of different oat varieties（%）

2.5 不同燕麥品種的適應性評價

對10 個燕麥品種（除去愛沃和青引1 號）的株高、鮮草產量、干草產量、穗所占比重、葉莖比、DM、CP、T.Ash、NDF 和ADF 性狀指標進行主成分分析（表6）。根據特征值大于1 的提取原則，提取4 個主要成分，能代表全體的84.3%。第1 個主成分的貢獻率為31.0%，其中載荷較高的是株高、鮮草產量和干草產量，可稱為產量構成因子。第2 個主成分的貢獻率為20.8%，其中載荷較高的是葉莖比、粗蛋白和干物質，可稱為燕麥營養因子。第3 個主成分的貢獻率為19.4%，其中載荷較高的是總灰分、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維，可作為纖維因子。第4 個主成分的貢獻率為13.1%，其中載荷較高的是穗所占比重，此成分主要代表穗含量。

表6 燕麥主要農藝性狀的主成分分析Table 6 Principal component analysis of quality properties in oat

將標準化后的原始數據（Xi）帶入模型Y=t×Xi，其中t為標準化后的特征向量矩陣，得到各主成分的表達式如下：

Y1=0.4344X1+0.4176X2+0.5208X3+0.1583X4-0.2528X5+0.2955X6-0.1016X7-0.2194X8-0.2956X9-0.2087X10；

Y2=0.3299X1+0.3552X2+0.1767X3-0.2544X4+0.3918X5-0.4437X6+0.4211X7+0.3492X8+0.6600X9-0.1229X10；

Y3=0.1046X1+0.1906X2+0.1384X3+0.4098X4-0.3135X5-0.2909X6-0.3327X7+0.3745X8+0.4272X9+0.3864X10；

Y4=0.1389X1+0.1834X2+0.0372X3-0.5505X4-0.0988X5+0.1178X6+0.0737X7-0.4300X8+0.3314X9+0.5647X10。

將各主成分得分值帶入公式Y=（31.040Y1+20.752Y2+19.401Y3+13.086Y4）/84.279，得出各品種的綜合得分（表7）。各主成分因子得分中，第1 主成分主要代表產量因子，排名前三的是青海444、青海甜燕麥和美達。第2 主成分主要代表營養因子，太陽神得分最高。第3 主成分主要代表的是纖維因子，此類指標越低越好，排名較高的是林納和Kamadhenu。第4 主成分主要代表的是穗含量因子，科納和青海444 表現較好。綜合排序來看，青海甜燕麥、美達、青海444 和太陽神排名靠前，說明綜合適應性較好，隴燕3 號、貝勒1、隴燕2 號排名靠后，說明適應性較差。

表7 不同燕麥品種主成分得分及綜合得分Table 7 Principal components and comprehensive scores of different oat varieties

3 討論

生育期是評價牧草對環境適應性的重要指標［15］。本研究中12 個燕麥品種的生育期差異明顯，愛沃自孕穗期后停止生長，說明愛沃不適應郎唐山區自然環境；美達、科納、青引1 號、青海444、青海甜燕麥和Kamadhenu 6 個品種能完成生育期，其中青引1 號的生育期最短（115 d）；其余品種只能達到乳熟期，這主要與品種遺傳特性的差異有關［10，16］。由于牧草的生育期越短越有利于籽粒產量的積累，青綠期越長相對飼用價值越高［3，17］。因此，在郎唐山區青引1 號可用于籽粒生產，其余品種適合以莖葉為主的營養體生產。本研究結果與青藏高原高寒牧區燕麥生育期的研究結果相似，表現為出苗期延遲、生育期較長、部分品種種子無法成熟［2-3，10］，這可能是因為低溫氣候（本研究區生長季平均溫度8.6 ℃）限制燕麥生殖生長，進而影響生育期和種子成熟［2］。

株高和產草量可反映出燕麥的生產性能［18］，是衡量燕麥品質優劣的重要指標［19］。本研究中，引進品種青海甜燕麥、青海444 和美達在株高和產草量上的表現優于對照及其他品種，屬高稈、高產型燕麥品種，是該地區以產草量為生產目標時的首選品種。與其他地區研究結果相比較，本研究中10 個引進燕麥品種（除去愛沃）的平均株高達到157.0 cm，明顯高于同一品種在青藏高原高寒牧區［10，20］和西藏河谷地區［9，21］的研究結果。平均鮮草產量為45578.8 kg·hm-2，最高可達59500.0 kg·hm-2，與尼泊爾南部平原、中部河谷等水熱條件較好地區的研究結果相近［11-12］，但明顯高于北部山區的研究結果（16820～36670 kg·hm-2）［7，22］。平均干草產量為11150.1 kg·hm-2，最高可達14723.0 kg·hm-2。Khanal 等［7］在尼泊爾北部山區對不同燕麥品種的生產性能進行了比較研究，結果顯示，19 個燕麥品種的干草產量為3230～5350 kg·hm-2，不足本研究平均干草產量的1/2。熱索瓦縣Dhunche 鎮有關燕麥產量的研究中，最大干草產量也僅有7670.0 kg·hm-2［22］，本研究結果遠高于此。綜上，郎唐山區適宜燕麥的生長發育，而選擇適宜的品種是北部山區燕麥獲得高產的關鍵。此外，本研究中對照品種Kamadhenu 的株高、鮮草產量、干草產量均高于該品種以往在尼泊爾北部山區的研究結果［7］，這可能與研究區生境條件、栽培方法和收獲時期的差異有關［23-24］。

葉莖比是反映牧草適口性和營養價值高低的重要指標。本研究中，引進品種貝勒1、科納和太陽神的葉莖比較高，說明其適口性和營養價值高于其他燕麥品種，家畜更喜食。雖然青海444 的葉莖比最低，但其莖比例低（55.4%），穗含量最高，其適口性和營養價值同樣較高［25］；對照品種Kamadhenu 的葉莖比僅高于青海444，因此其適口性不如引進品種。

牧草的營養品質是反映牧草飼用價值的重要指標，調控著家畜對牧草的消化吸收及其利用效率。本研究各燕麥品種的干物質（DM）、粗蛋白（CP）、總灰分（T.Ash）、中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量變化范圍分別為93.5%～95.6%、5.7%～9.9%、4.4%～6.9%、68.2%～78.4%和39.3%～48.7%，其中引進品種太陽神的CP 含量是對照品種Kamadhenu 的1.57 倍，達到了中國禾本科干草質量分級標準的一級標準（9%～11%）［26］，是適宜該地區栽培的高稈、高營養型燕麥品種。與其他地區研究結果相比較，本研究的CP 含量高于尼泊爾中部地區［13］和西藏高寒牧區［27］的研究結果，低于黃河灘區的研究結果［28］，T.Ash 含量略高于川西北高寒牧區的研究結果［3］，這可能是由品種、試驗區生境條件及取樣時期的差異所造成的。值得注意的是，本研究中各燕麥品種的NDF 和ADF 含量偏高，達不到國內三級燕麥干草質量標準［29］，這可能與研究區生境條件或取樣時期有關，后續研究中應重點關注燕麥不可消化纖維含量。

主成分分析是把多個指標簡化為少量綜合指標的統計方法［30］，能較為客觀的評價作物品質的優劣性，在農作物上應用較多［31-32］。本研究對各燕麥品種的10 個農藝性狀進行了主成分分析及綜合評價，結果表明青海甜燕麥、美達、青海444 和太陽神的綜合分值較高，適宜在郎唐山區種植推廣；隴燕3 號、貝勒1 和隴燕2 號綜合分值較低，不適宜在該地區種植。

4 結論

綜上所述，燕麥在郎唐山區適應性強，飼草生產潛力大，是解決郎唐山區牲畜冷季飼草短缺和營養不足問題的優質飼草品種。引進品種青海甜燕麥、青海444 和美達屬高稈、高產型燕麥品種，可作為以產草量為生產目標的首選品種；太陽神的葉片大，且具有高稈、高營養的特性，可兼顧產草量和品質。主成分分析也得出引進品種青海甜燕麥、美達、青海444 和太陽神的綜合適應性好，適宜在該地區種植推廣。此外，尼泊爾北部山區飼草產業發展起步較晚，現有品種適應性差、飼草產量低，相關基礎研究少且不全面，未來需加強優質牧草品種的引進、篩選與育種工作。青藏高原高寒地區的氣候、海拔等自然條件與尼泊爾北部山區相近，引進在該地區培育的牧草品種可能是實現尼泊爾北部山區草業穩步發展的一種有效途徑。