引用本文
崔雄雄, 侯扶江, 常生华, 王召锋. 高寒牧区两个燕麦品种的产量与品质比较. 草业科学, 2018,35(6): 1489-1495
Cui Xiong-xiong, Hou Fu-jiang, Chang Sheng-hua, Wang Zhao-feng. Comparison of yield and nutritional quality of two oat ( Avena sativa) varieties grown in the alpine pastoral region of China . Pratacultural Science, 2018,35(6): 1489-1495.  
Doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2017-0306
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高寒牧区两个燕麦品种的产量与品质比较
崔雄雄, 侯扶江, 常生华, 王召锋
兰州大学草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学农业农村部草牧业创新重点实验室兰州大学草地农业科技学院,甘肃 兰州730020
通讯作者:王召锋(1983-),男,河北深泽人,博士,讲师,主要从事草地资源利用与管理研究。E-mail:wangzhf@lzu.edu.cn

第一作者:崔雄雄(1992-),男,甘肃通渭人,在读硕士生,主要从事草地资源利用与管理研究。E-mail:cuixx15@lzu.edu.cn

收稿日期: 2017-06-06 接受日期: 2017-12-21
资助项目: 国家自然科学基金(31672472、31201821); 中央高校基本业务经费(lzujb-2017-53); 长江学者和创新团队发展计划项目(IRT-17R50); 甘肃省退牧还草科技支撑(2015620111000485、H2016-TMHC001)
摘要

在我国青藏高原高寒牧区,栽培草地种植主要以燕麦( Avena sativa)为主,但当地现有的品种产草量较低,缺乏高产优质的燕麦品种。为了进一步提高高寒牧区燕麦产量和品质,满足当地的生产需要,于2013-2016年期间从青海省引进燕麦新品种“林纳”在碌曲县进行试验种植,并和当地现有品种“陇燕1号”的农艺性状及营养价值进行比较研究。结果表明,“林纳”燕麦生育期短,成熟快;其鲜、干草产量显著高于当地现有燕麦品种“陇燕1号”( P<0.05),分别增产41%和38%。“林纳”粗蛋白(CP)、钙(Ca)和磷(P)含量较高,但差异不显著( P>0.05);而粗脂肪(EE)含量显著高于当地品种( P<0.05);酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)低于当地品种,其中,中性洗涤纤维(NDF)含量差异显著( P<0.05)。总之,“林纳”燕麦的生产力和营养品质均优于当地品种,具有良好的应用前景,可作为该地区乃至整个高寒牧区的优质燕麦品种推广种植。

关键词: 青藏高原; “林纳”燕麦; 栽培草地; 草产量; 营养品质
中图分类号:S816.11;S512.609.1 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2018)06-1489-07
Comparison of yield and nutritional quality of two oat ( Avena sativa) varieties grown in the alpine pastoral region of China
Cui Xiong-xiong, Hou Fu-jiang, Chang Sheng-hua, Wang Zhao-feng
State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems, Key Laboratory of Grassland Livestock Industry Innovation,Ministry of Agriculture and Rural Affairs, College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020, Gansu, China
Corresponding author: Wang Zhao-feng E-mail:wangzhf@lzu.edu.cn
Abstract

Oat ( Avena sativa) is one of the main crops grown in pasture in the alpine pastoral regions of China. However, the yield and nutritional quality of most of the current local varieties are not optimum. High quality oat varieties are necessary to meet the local demand and to improve the productivity of oat cultivations in alpine pastures. In this study, we investigated agronomic traits and nutritional qualities of a local oat variety, Longyan 1, and a new improved oat variety, LENA, in the alpine pastoral region of Luqu County in the Qinghai Tibet plateau from 2013 to 2016. We found shorter plant growth period and faster maturation of the LENA oat variety compared with that of the local oat variety. The yield of fresh biomass and hay were 41 and 38% higher ( P<0.05) in the LENA variety than the local variety, respectively. The crude protein (CP), calcium (Ca), and phosphorous (P) content of the LENA variety were likewise higher, but not significantly ( P>0.05). The ether extract (EE) content of the LENA variety was significantly ( P<0.05) higher than that of the local variety. In contrast, acid detergent fiber (ADF) and neutral detergent fiber (NDF) content were lower in the LENA variety than in the local variety, but only the NDF content was significantly different. Our results indicate that, in general, the productivity and nutritional quality of the LENA oat variety were better than that of the local oat variety. Therefore, we propose that LENA oat variety has a greater prospect to be used as high-quality oat variety in the alpine pastoral areas. Further research in wider alpine pasture regions is warranted to expand upon our findings.

Key words: QinghaiＧTibetPlateu; LENAoat; pastur; grassyield; nutritionalqualite

燕麦(Avena sativa)是主要的一年生草料兼用作物之一, 适应性强, 耐寒、耐旱、喜日照, 在青藏高原地区高寒的自然环境条件下具有独特的适应能力。燕麦茎叶中含有丰富的蛋白质、脂肪、可消化纤维等营养物质, 可作家畜上好的青干草或青饲草[1]。由于燕麦具有饲用价值高、适口性好、产草量较高、稳产、容易栽培的特点, 现已成为高寒牧区家畜冬春补饲的主要饲草之一, 在放牧牲畜冷季补饲中发挥着其它饲草饲料作物不可替代的作用。但是在高寒牧区种植的燕麦普遍存在管理粗放、产草量低、种植品种混杂和退化等问题[2, 3]。因此, 引进新品种和进行品种比较试验, 对高寒牧区燕麦草的生产具有重要意义和积极作用。“ 林纳” 燕麦(A. sativa LENA)是皮燕麦的一种, 属春性、中晚熟品种, 生育期一般为87~130 d, 适宜在高寒地区种植[4]。在青海省互助县的丰产栽培试验结果显示, 其在开花期鲜草产量可达50 000 kg· hm-2, 为优质燕麦品种之一[5]。“ 林纳” 燕麦在海拔3 000 m以下地区适宜建立种子田; 海拔3 000 m以上的地区适宜作为饲草田生产饲草[6]。

随着高寒牧区畜牧业的快速发展, 对优质饲草料的需求逐年增加, 从外地购买饲草会增加畜牧业的养殖成本。利用圈窝、卧息地和重度退化的草地种植燕麦, 不仅可以增加燕麦饲草的贮备、扩大饲草料的生产, 而且还能提高牧区草地的利用率, 不同程度地减轻冬春牧场的压力。另外, 现有土地资源的充分利用对于改善家畜冬春补饲条件, 提高抗灾保畜的水平具有积极作用[7]。为了更好地利用燕麦品种的丰产性能, 于2013-2016年在碌曲县尕海乡试验示范区开展了对当地现有的“ 陇燕1号” 与“ 林纳” (青海省引进品种)两个燕麦品种在生育特性及生产性能方面的试验研究, 以期丰富当地燕麦种质资源, 为高寒牧区燕麦栽培草地的建立以及燕麦高产丰产栽培提供理论依据, 推动当地草地畜牧业的可持续发展。

1 材料和方法
1.1 试验地概况

研究区位于甘肃省碌曲县尕海乡试验示范区, 地处碌曲县西南部, 地理位置为102° 15'-102° 27' E, 34° 08'-34° 31' N, 距县城52 km, 平均海拔3 480 m, 属高原湿润气候区, 高海拔、缺氧、寒冷、温差大、强太阳辐射、风多等形成了高原独特的生态条件, 年平均气温1 ℃, 各月气温以7月最高, 为12 ℃左右, 1月最低区域, 为-9 ℃左右, 年平均气温日较差为15 ℃左右, 年均降水量为510 mm。试验区耕作层土壤基本理化特性如表1所列, 试验生长期间降水量和气温如图1所示。

表1 研究区土壤理化性质 Table 1 Physical and chemical properties of the study area soil

图1 试验期间月均气温和降水量Fig. 1 Monthly average temperature and precipitation during the test period

1.2 播种与栽培管理

在试验示范区选择6家牧户的畜圈或卧息地同时种植当地现有燕麦品种“ 陇燕1号” 和青海省引进的新品种“ 林纳” , 开展优质燕麦高产丰产栽培技术试验示范。试验采用随机区组排列, 每品种3个重复, 每重复1个小区, 小区面积5 m× 2 m。试验于2013年4月开始进行, 连续进行4年。

燕麦在4月下旬到5月上旬之间、气温5 ℃以上即可播种[8]。播种前进行人工翻耕或者机械翻耕, 播种量为187.5~225 kg· hm-2。畜圈不施肥; 退化较重, 已成裸地、质地较差的区域施有机肥15~22.5 t· hm-2。条播, 行宽15 cm, 播深3~4 cm。苗期中除草1~2次, 试验期间未追肥、灌水。

1.3 测定内容及方法

1.3.1 物候期 观察并记录燕麦的出苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期、开花期、成熟期。记载标准参考牛俊义和杨祁峰[9]的研究方法。各生育时期鉴别标准:10%~20%植株达到某一生育阶段为初期; 50%的植株达到某一生育阶段为到达某一生育期; 80%植株达到某一生育阶段为盛期。试验每15 d进行一次观测记录。

1.3.2 生长速率 在燕麦出苗时各试验区域区随机选10株, 系带做标记, 每月进行一次株高测定, 根据相隔时间增高长度计算燕麦的生长速率。

1.3.3 产草量 在抽穗期随机选择3户牧户的燕麦地测定取样, 每牧户3个0.5 m× 0.5 m样方, 测定株高和鲜草产量后剪取地上部。经过地面晾晒干燥后称量, 换算为每公顷干草产量。

1.3.4 养分分析 取供试燕麦乳熟期的草样, 烘干粉碎, 用于测定各营养成分, 测定方法参考文献[10]。粗灰分(ASH)含量采用灰化法测定, 粗蛋白质(CP)采用凯氏定氮法测定, 粗脂肪(EE)含量采用索氏脂肪抽提法测定, 钙(Ca)含量采用EDTA-Na2络合滴定法测定, 磷(P)含量采用氢醌亚硫酸钠比色法测定, 粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量采用索氏浸提法测定。

1.4 数据处理

用SPSS 17.0(SPSSInc., Version 17.0)对所测指标进行统计与方差分析(LSD), 用Excel 2010进行数据整理和图表绘制。

2 结果与分析
2.1 物候期

参试的两个品种燕麦均于4月下旬播种, 10~12 d出苗(表2)。“ 林纳” 燕麦较当地燕麦品种出苗早1~2 d。就生育期而言, “ 林纳” 燕麦的分蘖期、拔节期、抽穗期都较当地品种“ 陇燕1号” 提前, “ 林纳” 燕麦进入抽穗期甚至比“ 陇燕1号” 提前5~8 d。两个品种的开花期较为一致, 都为7月中下旬。两种参试燕麦于7月初进入生长期, 9月进入成熟期。与“ 陇燕1号” 相比, “ 林纳” 燕麦具有青绿期长的优良特性。从整个发育期来看, “ 林纳” 燕麦成熟较早, 完成整个生育期比“ 陇燕1号” 少用了10 d左右。

表2 参试燕麦的物候期 Table 2 Phonological phases of tested oat varieties
2.2 株高与生长速率

与“ 陇燕1号” 相比, “ 林纳” 燕麦在整个生长期, 其植株高度均高于“ 陇燕1号” (表3)。两种燕麦在7月份进入抽穗期, 为整个生育期的生长高峰期, 7月“ 林纳” 株高可达103.8 cm, 生长速率为1.76 cm· d-1, 较“ 陇燕1号” 高0.06 cm· d-1, 但差异不显著(P> 0.05)。开花期之后的8月, 由于燕麦自身的生长发育节律, 其生长速度开始减慢, 生物量积累趋于缓慢, 但相比较而言, “ 林纳” 生长速率显著高于“ 陇燕1号” (P< 0.05)。进入成熟期的植株已经基本停止生长, 此时“ 林纳” 燕麦的生长速率仅为0.03 cm· d-1, “ 陇燕1号” 为0.02 cm· d-1。就整个生长期而言, 两种燕麦生长速率整体呈“ 慢-快-慢” 的趋势。

表3 参试燕麦的平均株高和生长速率 Table 3 Plant height and growth rate of the tested oat varieties
2.3 产草量和农艺性状

“ 林纳” 在海拔3 480 m的高寒牧区种植, 长势良好, 平均株高为129.7 cm, 较当地品种“ 陇燕1号” 高出7 cm左右(表4); 并且其农艺学性状分蘖数、茎叶比均显著优于“ 陇燕1号” (P< 0.05)。“ 林纳” 在一般的栽培条件下, 也可获得高的产量, 鲜草产量和青干草产量均高于“ 陇燕1号” , 差异显著(P< 0.05)。就整个试验期而言, 在同样的栽培条件下, “ 林纳” 燕麦鲜草的平均产量可以达到11 359.5 kg· hm-2, 干草产量为5 373 kg· hm-2, 与当地品种“ 陇燕1号” 相比, 收获鲜草可增产41%以上, 干草可增产38%, 同时“ 林纳” 的鲜干比也显著高于“ 陇燕1号” 。

表4 参试燕麦草产量和农艺性状 Table 4 Grass yield and agronomic characters of the tested oat varieties
2.4 营养品质

“ 林纳” 燕麦和“ 陇燕1号” 相比, 粗蛋白、钙和磷含量稍高(P> 0.05); 而“ 林纳” 粗脂肪含量显著高于“ 陇燕1号” (P< 0.05), 中性洗涤纤维含量显著低于“ 陇燕1号” (P< 0.05)(图2)。整体而言, 与当地品种“ 陇燕1号” 相比, “ 林纳” 燕麦表现出较高的营养价值。

图2 参试燕麦的营养成分对比Fig. 2 Comparison of nutrition value of tested oat varieties

3 讨论与结论

一般而言, 在适宜水热状况条件下, 燕麦在播种后的6~8 d即可出苗[11]。在本研究中, 两个燕麦品种在播种后10~12 d才可以出苗, 主要原因是高海拔的试验区在燕麦播种的4月下旬到5月初这段时间气温较低, 影响种子出苗, 推迟了燕麦的出苗时间, 这与徐长林[12]、柏晓玲等[13]的研究结果相一致。在本研究中, “ 林纳” 燕麦的生育期为125 d左右, 与刘文辉等[14]、颜生林等[15]报道的结果一致。

植株高度是衡量植物生长发育状况的重要标准和反映草地生产能力的重要生产指标, 可以作为描述牧草生长状况、反映其产量高低较为理想的一个特征[16, 17, 18]。株高和地上生物量间存在极显著正相关关系, 即株高越高, 牧草的产量越高。产草量是株高、分蘖数、生长速率、生物量等性状指标的综合体现, 是衡量草地生产能力的重要指标[19, 20]。而茎叶比主要影响燕麦的适口性, 对于草产量也有一定的影响。牧草的鲜干比指鲜草重与干草重的比例, 主要反映的是牧草的利用价值和其干物质累积程度, 鲜干比将随着植物生育时期的推移而逐渐增加。燕麦的鲜干比与品质呈正相关关系, 鲜干比高, 蛋白质含量也较高[21]。因此, 高产燕麦的选育栽培需要综合考虑上述性状指标。在本研究中, “ 林纳” 的株高、分蘖数、茎叶比等农艺学性状均优于当地燕麦品种“ 陇燕1号” , 因此, 其产草量也较高。同时“ 林纳” 鲜干比较高、而茎叶比较低, 因此其适口性更好。

牧草营养价值的高低是评价牧草是否优良的重要指标之一, 也是形成畜产品的物质基础[22]。牧草营养品质很大程度上取决于CP和CF的含量, 一般认为CF含量低、CP含量较高的牧草, 其饲用价值也高[23]。EE含量的高低与牧草的适口性相关, EE含量越高, 牧草适口性越好[24], 同时其营养价值高, 更能满足家畜对营养物质的需要。ADF和NDF的含量同样也与牧草品质密切相关, ADF含量直接影响牧草的消化率, 如果牧草ADF含量较高, 则消化率会降低; 而NDF的含量与干物质的采食量呈负相关关系, 即NDF含量越高, 采食量会随之减少。根据对两个品种营养成分含量的分析, “ 林纳” 的营养价值比当地现有品种“ 陇燕1号” 更高, 并且各营养成分含量在整个试验期的4年间对比较为稳定, 说明“ 林纳” 可以适应试验区高寒、高海拔的环境。

本研究在海拔3 480 m的碌曲县尕海乡试验示范区通过种植栽培草地, 发现在牧户的牛羊作圈地及河滩裸地等种植燕麦是可行的, 参试的“ 林纳” 和“ 陇燕1号” 两个燕麦品种都可以完成整个生长发育, 均可以生产部分的饲草, 为当地家畜的冬季补饲提供一定的帮助, 由于品种特性的不同, 生长天数间有差异。对比于碌曲当地的燕麦品种“ 陇燕1号” , “ 林纳” 的生产力较高, 营养品质较好, 具有较好的应用前景, 可作为该地区乃至整个高寒牧区的优质燕麦品种推广种植。

The authors have declared that no competing interests exist.

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