基于隸屬函數(shù)法的18份燕麥種質(zhì)資源生產(chǎn)性能的綜合評(píng)價(jià)

曹 禹,瑪力帕提·努爾太,阿勒合斯·加爾得木拉提,陳建偉,彭云承,孫 娜

(伊犁哈薩克自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,新疆伊寧 835000)

燕麥?zhǔn)呛瘫究蒲帑湆僖荒晟Z飼兼用作物,世界各地均有種植。普通栽培燕麥分為皮燕麥(帶稃型)和裸燕麥(裸粒型)兩大類(lèi)。目前,認(rèn)為燕麥有四大世界起源中心,分別是中國(guó)西部、地中海北岸、前亞伊朗高原一帶、東非的埃塞俄比亞高原。我國(guó)目前燕麥種植主要分布在內(nèi)蒙古、河北、青海、甘肅、新疆等地區(qū)[1-2]。燕麥性喜氣候涼爽、雨量充足的環(huán)境,具有對(duì)土壤條件要求不嚴(yán)格、單位面積產(chǎn)量高等特點(diǎn),比其他類(lèi)型禾本科植物更能適應(yīng)各種不良自然條件,是中國(guó)半干旱農(nóng)牧區(qū)和高海拔山區(qū)等自然條件較差地區(qū)的重要農(nóng)作物和飼料來(lái)源,燕麥籽實(shí)在動(dòng)物生產(chǎn)中,尤其在特殊階段的動(dòng)物飼養(yǎng),如公雞、比賽用馬中發(fā)揮重要作用[3-4]。燕麥具有適應(yīng)性強(qiáng),耐寒、耐旱、抗病蟲(chóng)、豐產(chǎn)和生長(zhǎng)周期短等多種優(yōu)良特性,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要的地位[5-8]。

鑒于此,筆者通過(guò)對(duì)內(nèi)蒙古、吉林、新疆等地區(qū)種植的18個(gè)燕麥品種的農(nóng)藝性狀、飼草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量進(jìn)行比較,運(yùn)用隸屬函數(shù)法對(duì)觀測(cè)指標(biāo)進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)[9-10],以期篩選出適合伊犁河谷種植的優(yōu)良糧飼兼用的燕麥品種,為燕麥種植推廣提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)在伊犁哈薩克自治州昭蘇縣種馬場(chǎng)進(jìn)行,平均海拔1 323～1 995 m,屬于大陸性溫帶山區(qū)半干旱半濕潤(rùn)冷涼氣候類(lèi)型,年平均溫度4.8 ℃,年極端最高溫度33.5 ℃,最低溫度-32.0 ℃。全年無(wú)霜期平均為98 d,年均降雨量達(dá)511.8 mm,年蒸發(fā)量1 261.6 mm,年平均日照總數(shù)為2 699 h。

1.2 供試材料供試燕麥品種共18個(gè),具體見(jiàn)表1。試驗(yàn)田選用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),小區(qū)面積10 m2,設(shè)3次重復(fù),小區(qū)面積10 m2。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)于2021年4月29日播種,采用人工條播,行距25 cm,播量為195 kg/hm2,覆土3～5 cm。播種前深翻、整地施肥,磷、鉀肥全部用于基肥,施用磷酸二胺(18-46-0)300 kg/hm2、硫酸鎂鉀(0-0-24)75 kg/hm2;氮肥全部用于追肥,在分蘗期、拔節(jié)期、揚(yáng)花期每次追施尿素75 kg/hm2。試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)4行保護(hù)行。

1.4 測(cè)定方法于收獲期對(duì)分蘗數(shù)、成穗數(shù)、株高、莖粗、主穗長(zhǎng)、千粒重、籽粒產(chǎn)量等指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)[11]。按照《燕麥種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行測(cè)量[12]。

1.4.1物候期。從播種開(kāi)始,進(jìn)行田間觀測(cè),以50%的植株達(dá)到某一生育階段為標(biāo)準(zhǔn),記錄不同燕麥種質(zhì)材料的物候特征,包括出苗期、分蘗期、拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期、開(kāi)花期、成熟期等。

1.4.2株高。小區(qū)內(nèi)70%～80%的燕麥植株到達(dá)某個(gè)生育期時(shí),用卷尺從地表面至植株頂端小穗測(cè)定其高度,利用隨機(jī)取樣法選取10株進(jìn)行測(cè)定。

1.4.3有效分蘗數(shù)。利用隨機(jī)取樣法選取10株燕麥植株,記錄有效分蘗數(shù)量。

1.4.4成穗數(shù)。小區(qū)內(nèi)70%～80%的燕麥植株到達(dá)某個(gè)生育期時(shí),隨機(jī)取樣法選取10株,計(jì)算成穗個(gè)數(shù)。

1.4.5莖粗。利用隨機(jī)取樣法選取10株燕麥植株,用電子游標(biāo)卡尺測(cè)定燕麥倒數(shù)第2節(jié)間處直徑長(zhǎng)。

1.4.6籽粒產(chǎn)量。由每小區(qū)單打單收測(cè)得,待籽粒曬干換算標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量。

1.4.7飼草產(chǎn)量。由每小區(qū)單打單收測(cè)得,待飼草曬干換算標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步匯總整理;采用SPSS 22軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。使用隸屬函數(shù)對(duì)18份燕麥種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀進(jìn)行計(jì)算并做綜合對(duì)比,公式為u(xij)=(xij-xjmin)/(xjmax-xjmin)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同燕麥品種的籽粒產(chǎn)量差異分析燕麥籽粒含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),且籽粒營(yíng)養(yǎng)的富集和改變與多種因素相關(guān)。因此,籽粒產(chǎn)量是燕麥產(chǎn)量的重要組成部分[13-14]。從表2可以看出,供試18個(gè)燕麥品種小區(qū)籽粒產(chǎn)量差異明顯,其中蒙燕1號(hào)籽粒產(chǎn)量極顯著高于其他燕麥品種,為4.64 t/hm2;壩燕7號(hào)位居第2,籽粒產(chǎn)量為3.74 t/hm2,與燕科2號(hào)、內(nèi)燕5號(hào)、新燕2號(hào)、Newbury、F389、W06-38等11個(gè)品種籽粒產(chǎn)量間差異不顯著,但顯著高于新燕3號(hào),極顯著高于草莜1號(hào)、甜燕2號(hào)、F384和蒙燕2號(hào)4個(gè)品種;蒙燕2號(hào)籽粒產(chǎn)量最低,為2.22 t/hm2,與草莜1號(hào)、甜燕2號(hào)、F384間差異不顯著。18個(gè)燕麥品種籽粒產(chǎn)量由高到低表現(xiàn)為蒙燕1號(hào)>壩燕7號(hào)>燕科2號(hào)>內(nèi)燕5號(hào)>新燕2號(hào)>Newbury>F389>W06-38>蒙燕3號(hào)>BYKY-63-5>201406-12-4>燕科1號(hào)>新燕1號(hào)>新燕3號(hào)>草莜1號(hào)>甜燕2號(hào)>F384>蒙燕2號(hào)。

表2 不同品種燕麥的籽粒產(chǎn)量差異分析

2.2 不同燕麥品種的籽粒產(chǎn)量差異分析燕麥?zhǔn)且环N糧飼兼用的作物,飼草產(chǎn)量是燕麥重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。從表3可以看出,供試18個(gè)燕麥品種間飼草產(chǎn)量差異明顯,其中201406飼草產(chǎn)量最高,極顯著高于其他燕麥品種,為15.29 t/hm2;蒙燕2號(hào)飼草產(chǎn)量次之,為12.00 t/hm2,與W06-38、Newbury、F384之間差異不顯著,顯著高于新燕2號(hào)、BYKY 、蒙燕1號(hào)和壩燕7號(hào),極顯著高于其他9個(gè)品種;甜燕2號(hào)飼草產(chǎn)量最低,為4.00 t/hm2,極顯著低于其他品種。18個(gè)燕麥品種飼草產(chǎn)量由高到低表現(xiàn)為201406>蒙燕2號(hào)>W06-38>Newbury>F384>新燕2號(hào)>BYKY>蒙燕1號(hào)>壩燕7號(hào)>F389>蒙燕3號(hào)>新燕1號(hào)>新燕3號(hào)>草莜1號(hào)>燕科1號(hào)>燕科2號(hào)>內(nèi)燕5號(hào)>甜燕2號(hào)。

表3 不同品種燕麥的飼草產(chǎn)量差異分析

2.3 不同燕麥品種各性狀隸屬函數(shù)值生產(chǎn)性能評(píng)價(jià)通過(guò)農(nóng)藝性狀的分析能夠表現(xiàn)出燕麥糧飼兼用的生產(chǎn)性能,直觀地凸顯出燕麥的數(shù)量性狀和環(huán)境適應(yīng)性[15]。采用隸屬函數(shù)法對(duì)18份燕麥種質(zhì)資源進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),將12項(xiàng)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值進(jìn)行綜合價(jià)值排序,平均值越大綜合價(jià)值越高,反之越差。由表4可知,BYKY隸屬值最高,為0.73;蒙燕1號(hào)次之,隸屬值為0.67;第3位是燕科2號(hào),隸屬值為0.54;蒙F384隸屬值最小,為0.13。18份燕麥種質(zhì)資源生產(chǎn)性能指標(biāo)綜合排序由高到低依次為BYKY>蒙燕1號(hào)>燕科2號(hào)>Newbury>201406>W06-38>蒙燕3號(hào)>新燕1號(hào)>F389>新燕2號(hào)>壩燕7號(hào)>甜燕2號(hào)>燕科1號(hào)>內(nèi)燕5號(hào)>新燕3號(hào)>草莜1號(hào)>蒙燕2號(hào)>F384。

表4 不同燕麥品種各性狀隸屬函數(shù)值生產(chǎn)性能評(píng)價(jià)

3 討論

一個(gè)品種整體表現(xiàn)的優(yōu)劣,需要將所有測(cè)定指標(biāo)用綜合評(píng)價(jià)方法來(lái)具體衡量。育種者多以農(nóng)藝性狀作為預(yù)測(cè)豐產(chǎn)性的主要依據(jù),選育燕麥品種應(yīng)依據(jù)不同的農(nóng)藝性狀來(lái)實(shí)現(xiàn)育種目標(biāo)[16]。張琦等[17-20]通過(guò)燕麥籽粒產(chǎn)量與農(nóng)藝性狀的相關(guān)性及通徑分析認(rèn)為,皮燕麥籽粒豐產(chǎn)的關(guān)鍵在于增加單株分蘗數(shù),籽粒產(chǎn)量的高低與品種的有效分蘗數(shù)、成穗數(shù)和千粒重密切相關(guān)。在該試驗(yàn)供試品種中蒙燕1號(hào)的產(chǎn)量最高,其分蘗數(shù)、成穗數(shù)、千粒重也較高,這與張琦等[17]的研究的報(bào)道一致。株高和莖粗是影響飼草高產(chǎn)的主要因子,我國(guó)飼用燕麥的株高范圍在80～150 cm[21-22],18個(gè)供試品種中F384的株高平均值為72.83 cm,未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn);莖粗和主穗長(zhǎng)也對(duì)其產(chǎn)量有所影響,在供試品種中,莖粗和主穗長(zhǎng)值高的其產(chǎn)量都適中。

因?yàn)檠帑準(zhǔn)且荒晟Z飼兼用型作物,以高產(chǎn)飼草為主要目標(biāo)的品種,所以針對(duì)該研究結(jié)果,應(yīng)重點(diǎn)選擇BYKY、蒙燕1號(hào)、蒙燕2號(hào)、Newbury、201406、W06-38、蒙燕3號(hào)等品種。其中既包含糧飼兼用型品種也包含優(yōu)質(zhì)飼草型品種。該試驗(yàn)供試的18個(gè)種質(zhì)資源中綜合評(píng)價(jià)排名靠前的既有皮燕麥也有裸燕麥,說(shuō)明無(wú)論皮燕麥還是裸燕麥,都具有飼草高產(chǎn)的潛力。

4 結(jié)論

運(yùn)用隸屬函數(shù)法對(duì)18個(gè)燕麥種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀、籽粒產(chǎn)量和飼草產(chǎn)量等方面進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià),結(jié)果顯示BYKY、蒙燕1號(hào)、燕科2號(hào)、Newbury、201406品種綜合表現(xiàn)好,適宜在新疆伊犁河谷推廣種植。