饲料型小黑麦新品系种子产量及籽粒营养价值的分析

赵方媛，田新会，杜文华

(甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070)

饲料型小黑麦新品系种子产量及籽粒营养价值的分析

赵方媛，田新会，杜文华

(甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070)

以甘肃省临洮县种植的10份饲料型小黑麦新品系为试验材料，甘农1号小黑麦和新小黑麦5号为对照，研究了小黑麦材料的种子产量及籽粒的营养价值，采用灰色关联度法对参试材料的种子产量与营养品质进行了综合评价。结果表明：不同小黑麦材料间种子产量和营养价值均存在显著性差异，Z49的种子产量最高，达11 133.50 kg/hm2，Z48的粗蛋白含量最高，为14.04%，Z5的淀粉含量最高，为65.69%，Z35的赖氨酸含量最高，为0.46%，Z3的粗脂肪含量最高，为2.37%。综合分析表明，Z48和Z49的综合性状最佳，其关联度分别为0.713 6和0.786 4，Z19和Z23的综合表现较差。

饲料型小黑麦；种子产量；籽粒营养价值

随着我国人民生活水平的不断提高，居民对粮食的需求逐渐下降，而对肉、蛋、奶等畜产品的需求越来越大，这意味着对饲料的需求将越来越大。小黑麦(Triticale)为小麦属(Triticum)和黑麦属(Secale)的属间杂交种，是应用染色体加倍和染色体工程育种技术育成的一个新物种。其结合了小麦高产优质的特点，且具有黑麦抗病、耐寒、耐旱，以及抗逆性和适应性强的优点，同时还具备蛋白质和赖氨酸含量高于双亲的特性[1]，是可以粮饲兼用并有很大发展前途的新作物品种[2]。

按用途可将饲用小黑麦分为精饲料、青饲料、干饲料3种[3]，小黑麦籽粒适合作精饲料，其籽粒中富含蛋白质、脂肪、氨基酸和碳水化合物，可为动物提供较丰富的营养。有研究发现，小黑麦籽粒可以提供15 500 KJ的能量，高于大麦和高粱[4]。截至目前，国内外对小黑麦的研究主要集中在草产量和营养品质等方面[5-7]，对于种子产量及籽粒营养价值的研究报道较少，尤其对小黑麦籽粒中粗脂肪和淀粉含量的研究更少。在国内，饲料原料的短缺一直影响着畜牧业的发展，已成为我国畜牧业面临的一个巨大挑战[8]。因此，研究小黑麦的种子产量及籽粒的营养价值，选育出高产优质的小黑麦品种可以进一步解决饲料短缺问题。

灰色关联度分析法实用、简单、可靠，已广泛应用于水稻、小麦、棉花等多种农作物的试验分析中[9]。王有武等[10]报道，采用灰色关联度法综合评判小黑麦材料客观可行。赵丹等[11]结合种子产量及产量构成因素，利用灰色关联度法对32份小黑麦品种进行了综合评价。试验利用灰色关联度法对参试材料进行综合评价，研究小黑麦新品系的种子产量与籽粒的营养价值，旨在筛选出种子产量高、籽粒品质好，适宜于甘肃省临洮县及气候相似区域种植的小黑麦品种，为小黑麦新品种选育及进一步推广提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地设于甘肃省临洮农校农场进行，N 35°37′，E 103°87′。海拔1 892 m，降水量562 mm，无霜期153 d，年平均气温7.0℃，土壤为黑麻土，有灌溉条件，试验地肥力均匀，前茬作物为玉米。

1.2 供试材料

以小黑麦新品系(Z3，Z5，Z6，Z19，Z23，Z27，Z35，Z48，Z49，Z55)为试验材料，对照为甘肃农业大学选育的饲料型小黑麦新品种甘农1号小黑麦(CK1)和新疆石河子大学选育的饲料型小黑麦品种新小黑麦5号(CK2)。

1.3 试验设计

随机区组设计。条播，行距0.2 m，播种量按500万基本苗/hm2计算而得，小区面积2 m×3 m。3次重复，播种期2014年10月8日，前茬作物为玉米。田间管理与当地大面积种植冬小麦的管理一致。

1.4 测定内容及方法

种子产量：小黑麦完熟期进行。分别收获每个小区的地上部分，田间晾晒，脱粒后测产。脱粒后从籽粒中随机选取200 g，粉碎，用于测定粗蛋白、粗脂肪、淀粉及赖氨酸含量。

籽粒的营养成分测定：采用国际GB/T6432-94粗蛋白质测定法测定粗蛋白(CP)含量；采用现行国家标准GB/T6433-1994法测定粗脂肪(EE)含量；采用旋光法测定淀粉(CS)含量[12]；采用茚三酮比色法测定赖氨酸(Lys)含量[13]。

1.5 灰色关联度的计算

将参试小黑麦种质中各营养指标的最佳值结合起来，形成一个“理想品种”[14]，设“理想品种”各指标所构成的序列为参考序列，记作X0(k)，以参试小黑麦种质各指标构成的序列为比较序列，记作Xi(k)，i为小黑麦种质，k为指标。

首先采用初值法[14]对原始数据进行无量纲化处理，即所有指标数值除以相应的X0，再根据标准化处理的结果求出X0与对应Xi的绝对差值，然后计算出参试小黑麦种质与“理想品种”之间的关联系数ξi(k)。

ξi(k)=

再计算出参试小黑麦种质与“理想品种”之间的关联度ri。

1.6 数据分析

采用软件MicrosoftExcel2010和SPSS19.0对不同小黑麦材料的种子产量和营养价值进行方差分析。如果差异显著，用Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 种子产量

参试小黑麦种质中，Z49的种子产量最高，为11 133.50kg/hm2，与其他小黑麦种质均差异显著(P<0.05)；其次是Z3，种子产量为9 686.00kg/hm2，与Z23、Z35、Z49、Z55、CK1之间存在显著差异(P<0.05)；种子产量最低的是CK1，为6 625.00kg/hm2，除与Z23、Z35无显著差异外，与其他小黑麦种质均存在显著差异(P<0.05)；CK2的种子产量为8 562.50kg/hm2，与Z23、Z35、Z49、Z55、CK1之间存在显著差异(P<0.05)(图1)。

图1 小黑麦种质的种子产量Fig.1 Seed yield of each Triticale germplasm

2.2 籽粒的营养价值

2.2.1 粗蛋白(CP)和赖氨酸(Lys)含量 在参试的小黑麦种质中，Z48粗蛋白含量最高(14.04%)，除与Z19、Z27、Z49差异不显著外，与其余材料之间均存在显著差异(P<0.05)，显著高于CK1、CK2；其次为Z49(13.04%)，其粗蛋白含量与CK1之间无显著性差异，但显著高于CK2；Z3的粗蛋白含量最低(9.66%)，与Z19、Z27、Z48、Z49之间均存在显著差异(P<0.05)，显著低于CK1，但与CK2之间无显著性差异。

Z35的赖氨酸含量最高，为0.46%，与Z6、Z23、Z48、Z49之间存在显著差异(P<0.05)，与其余材料之间差异不显著，其含量均显著高于CK1、CK2；赖氨酸含量最低的是CK1(0.34%)，除CK2之外，与其余材料之间均存在显著差异(P<0.05)(表1)。

2.2.2 淀粉(CS)和粗脂肪(EE)含量 在参试的小黑麦种质中，CK2的淀粉含量最高，为70.10%，均显著高于其他各材料(P<0.05)；其次为CK1，除Z3、Z5、Z48、Z49之外，与其余材料之间均存在显著差异(P<0.05)；Z35的淀粉含量最低(59.83%)，与Z3、Z5、Z48、Z49、CK1、CK2之间均存在显著差异(P<0.05)。

粗脂肪含量最高的是CK1(2.62%)，除与Z3外的其余材料之间均存在显著差异(P<0.05)；其次为Z3，其含量显著高于Z6、Z19、Z27、Z35(P<0.05)；Z19的粗脂肪含量最低，为1.69%，与各材料之间均存在显著差异(P<0.05)，并且其含量显著低于CK1、CK2(表1)。

表1 小黑麦种质营养价值Table 1 Seed nutritional value of each Triticale germplasm

注：同列不同小写字母表示不同材料间差异显著(P<0.05)

2.3 综合评价

利用灰色关联分析的方法研究参试小黑麦新品系种子产量及籽粒的营养价值与“理想品种”之间的灰色关联度，按灰色关联理论要求，将12个小黑麦种质及其各指标视为一个总体，即为灰色系统(表2)。

表2 数据标准化处理Table 2 The standardized data

注：SY为种子产量，下同

表3为标准化后参考序列与比较序列之间的绝对差值，再由公式计算出参试小黑麦新品系与“理想品种”之间的关联系数与关联度并排序(表4，5)。根据关联度的大小来评价参试小黑麦种质的优劣。

表3 X0与Xi的绝对差值Table 3 The value of absolute difference between X0 and Xi

根据灰色关联度分析原理，关联度的值越大说明参试小黑麦种质的综合性能与“理想品种”越接近[15]。Z49、Z48、CK1、Z6的品质及生产性能较好，Z19、Z23、Z35、Z55的综合性能相对较弱(表5)。

表5 参试小黑麦种质与“参考品种”的关联度Table 5 Correlative degree between tested triticale and ‘reference variety’

3 讨论

(1) 选择优质牧草时，产量是最大的限制因素之一，评价牧草优劣时应综合牧草产量与品质[16]。饲料型小黑麦要求籽粒产量高，李冬梅等[17]研究发现，5个小黑麦品系的种子产量最高为10 070 kg/hm2，最低为5 700 kg/hm2。江虎琳等[18]研究发现，小黑麦在陕西商洛高寒山区长势良好，种子产量3 000 kg/hm2，最高达6 000 kg/hm2，是当地小麦和黑麦的2倍。小黑麦抗逆性强，即使在河北沧州旱涝特别严重的地区，小黑麦也可收获籽粒4 665 kg/hm2[19]。试验研究结果表明：参试的10份饲料型小黑麦种质的种子产量为6 906.3～11 133.5 kg/hm2，Z49的种子产量最高，Z3、Z5、Z6、Z19、Z27及Z49的种子产量均大于9 000 kg/hm2，赵雅姣[20]研究了30份小黑麦材料的种子产量，结果表明参试材料的种子产量为3 350～11 490 kg/hm2，其中由中国农业科学院作物所提供的HH124、OH2372及OH2473小黑麦的种子产量分别为9 510 kg/hm2、9 330 kg/hm2和9 660 kg/hm2，与此次试验得到的种子产量相近。

(2) 粗蛋白是饲料作物中含氮物质的总和，是决定籽粒营养品质的重要指标，蛋白质作为生命活动的主要承担者，当畜禽摄入蛋白质不足时，机体健康及肉、蛋、奶的品质必将受到影响，而畜禽对于蛋白质的摄取主要从饲料中获得，因此，提高籽粒中的粗蛋白含量可以进一步提升肉、蛋、奶品质[21]。粗脂肪是饲料中的重要化学组成成分，是动物生长发育的必需营养元素之一[22]，脂类含能量是蛋白质和碳水化合物的2～4倍[23]，准确测定饲料粗脂肪含量，对评价饲料质量具有重要意义。赖氨酸是人和动物必需的一种氨基酸，人体和动物不能自身合成，必须从食物中摄取，赖氨酸作为蛋白质的第一限制氨基酸，其含量是判定籽粒是否优质的一个重要指标[24]。小黑麦籽粒中富含蛋白质、脂肪、氨基酸和碳水化合物，适合作精饲料，可为家畜动物提供较丰富营养[25-26]。有报道12个小黑麦品种籽粒的粗蛋白含量为12.8%～18.5%。黑龙江省畜牧研究所对508份小黑麦品系籽粒的营养价值研究结果表明，其籽粒蛋白质含量为10.1%～20.2%，平均比小麦高30%[27-28]。参试的10份小黑麦材料中，Z48的粗蛋白含量最高，为14.04%。Z3的粗脂肪含量在参试的10份小黑麦材料中最高，为2.37%，相比CK1略低，但是高于CK2；Z19粗脂肪含量最低，仅为CK1的65%，所含能量较低。孙建勇[21]研究了黔中5号和劲松81在2个不同密度水平下籽粒粗脂肪含量，发现其含量在1.35%～2.83%。目前，对饲用小黑麦饲用品质的研究主要集中在粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、粗灰分含量的测定方面[29-30]，对于小黑麦籽粒品质的研究还需要考虑淀粉及赖氨酸含量。淀粉在小黑麦籽粒中占比例最大，同样也是小黑麦籽粒品质特性的决定因素之一。研究发现，参试的小黑麦种质的淀粉含量为59.83%～70.09%，Z5、Z48、Z49的淀粉含量较高。彭佃亮[31]研究发现，灌浆期倒伏会降低小麦籽粒中淀粉含量。李陶[32]研究表明，东农5305和东农96026小黑麦品种在不同氮素营养水平和种植密度下，籽粒的淀粉含量为54.90%～65.67%。试验中，小黑麦种质的赖氨酸含量为0.38%～0.46%，Z35的含量最高。有研究发现小黑麦籽粒的赖氨酸含量为0.28%～0.62%，平均为0.49%，高于小麦籽粒的赖氨酸含量(0.33%)[33]。李诚等[34]认为，小黑麦籽粒的赖氨酸含量为0.24%～0.81%，高于饲料大麦30%～50%。

(3)灰色关联分析是对系统变化发展态势进行定量描述和比较的方法，可较为真实和全面地反映人们对客观系统的实际认识程度[35]。为此，此次研究应用邓聚龙[36]于1982年创立的灰色关联度分析法，将小黑麦籽粒营养与产量有机地结合起来，对种植于甘肃省临洮县的10份饲料型小黑麦品系进行综合评价。根据关联度排序结果，Z49和Z48的综合性状最佳，均优于CK1、CK2，适合于该地及相似生态环境地区种植，以生产高产优质小黑麦饲料；Z19和Z23综合表现较差，不适于该地及相似生态环境地区种植。

4 结论

在参试小黑麦种质中，Z49的种子产量最高，达到了11 133.50 kg/hm2；Z48的粗蛋白含量最高，为14.04%；Z5的淀粉含量最高，为65.69%；Z35的赖氨酸含量最高，为0.46%；Z3的粗脂肪含量最高，为2.37%。通过灰色关联分析的方法对参试材料进行综合评价表明，Z48和Z49的综合性状最佳，Z19和Z23的综合表现较差。

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Studies on seed yield and grain nutritional value of newTriticalelines

ZHAO Fang-yuan,TIAN Xin-hui,DU Wen-hua

(CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem，MinistryofEducation/PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince/Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China)

The seed yield and grain nutritional value of 10 newTriticalelines were studied in Lintao County,Gansu Province,and two released triticale varieties,Gannong No.1 and NewTriticaleNo.5 were used as the controls.The gray relational grade analysis was used to comprehensively evaluate the seed yield and grain nutritional value.Results showed that the significant differences existed in seed yield and grain nutritional value among different triticale materials.Z49 had the highest seed yield (11 133.50 kg/hm2),Z48 had the highest CP content (14.04%),Z5 had the highest CS content (65.69%),Z35 had the highest lysine content (0.46%),and Z3 had the highest EE content (2.37%).Comprehensive analysis indicated that Z48 and Z49 had better performance and the comprehensive value was 0.713 6 and 0.786 4,respectively.Z19 and Z23 had poor comprehensive performances.

Triticale;seed yield;seed nutritional value

2016-04-07；

2016-06-01

国家自然科学基金(31360577)；教育部博士点基金(20136202110005)；现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-40-09B)资助

赵方媛(1992-)，女，甘肃天水人，在读研究生。 E-mail：1006997460@qq.com 杜文华为通讯作者。

S 512.4

A

1009-5500(2017)03-0075-06