焦金寿,富新年,*,柴继宽
(1.甘肃省天祝县草原工作站,甘肃 天祝 733299;2.甘肃农业大学草业学院)
燕麦(Avena sativa L.)是粮草兼用型一年生饲料作物,具有适应性强、产草量高、营养价值高、适口性好等特点燕麦的籽粒是高能量、高蛋白的优质精饲料;茎叶中蛋白质、脂肪、可消化纤维等含量高于其它作物,而难以消化的粗纤维较少;青刈燕麦茎秆柔软、叶片肥厚、细嫩多汁、富含营养,适口性好,是奶牛等家畜的优质青料或青贮料;收获籽实后的干草又是牲畜的优良粗饲料。由于燕麦的产草量高且适口性好,所以它是家畜冬春补饲的主要饲草。燕麦利用方式多样,籽实可作精饲料,海拔较低的地区收获种子后的秸秆可直接饲喂家畜,也可青贮;种子不能成熟的地区可在抽穗开始期刈割,晒制青干草;与豆类作物混播能提高青草产量和品质,一般可与豌豆或箭筈豌豆混播。尽管燕麦在青藏高原及其周边地区栽培历史悠久,但品种混杂退化、倒伏严重、种植技术落后、产量和品质低下等问题普遍存在,严重妨碍了燕麦产业的进一步发展。为此,本研究拟通过在甘肃天祝县进行燕麦生产性能方面的研究,筛选出适应性较强的燕麦良种,为高寒地区建植高产燕麦人工草地提供科学依据。
天祝县打柴沟海拔2 594 m,年平均气温-2℃,年平均无霜期60~90 d,年均降雨量400~450 mm,全年日照时数2 500~2 700 h,≥0℃的积温为1 970℃。实验地土壤全氮含量0.23%、速效氮含量121 mg/kg、速效磷含量34.15 mg/kg、速效钾含量126.74 mg/kg 、土壤ph值7.83、 有机质含量4.99%。
试验材料共7份(见表1),3份裸燕麦,49份皮燕麦。试验前对种子进行品质鉴定,其纯净度、发芽势、发芽率和生活力等指标均符合播种质量标准。
试验小区随机排列,重复4次,小区面积3 m×5 m。播种前翻地整平耙细,人工开沟条播,行距20 cm,播种量为180 kg/hm2,拔节期表施尿素一次,施用量为50 kg/hm2,生育期没有灌水,人工除草两次。
表1 供试材料名录
1.4.1 燕麦生育期调查 观察不同品种的生育期,包括播种期、出苗期、三叶期、拔节期、抽穗期、乳熟期、和完熟期。记载标准参考牛俊义(1997)。鉴别标准是:50%的植株达到某一生育阶段为到达某一生育期;10%~20%植株到达为初期;80%植株到达为盛期。
1.4.2 燕麦鲜干比测定 在抽穗期在每个小区随机选取1米样段,齐地刈割,先将样品在105℃条件下杀青30 min,再在80℃条件下烘干至恒重,留下干样,称重,重复3次。
1.4.3 燕麦株高的测定 抽穗期在每个小区选取10个单株,测定株高,重复3次。
1.4.4 燕麦叶面积指数测定 在抽穗期用CI-203激光叶面积仪测出10株的叶面积,运用下面公式算出叶面积系数。
1.4.5 草产量 灌浆期每个小区随机选取1 m样段,齐地刈割,称重,70℃下烘48 h后称干重,3次复。
1.4.6 种子产量 成熟后收获小区所有植株晒干,脱粒,燕麦种子含水量达11%~12%时,称重。
植物的生育期是植物自身对外界生态因子影响的生长反应。不同燕麦品种在同一环境条件下的生育期有所不同。从表2可以看出,供试的7个品种在天祝高寒地区都能完成生育期。供试品种从播种到出苗达17 d左右,由于播种时气温偏低,种子的萌动受到抑制,出苗延迟。就品种而言,供试品种大部分属于中、晚熟型,少部分属于极晚熟型。坝莜3号的生育期最长,为140 d,丹麦444生育期最短,为110 d,比坝莜3号早30 d。
表2 不同燕麦品种物候期(月-日)
牧草的鲜干比是指鲜草的重与干草重的比例,它反映牧草的干物质累积程度和利用价值。鲜干比也是评价燕麦适口性的一个重要指标,鲜干比越高适口性越好。鲜干比越低,单位鲜草累积干物质越多,其干草产量就越高。在高海拔地区,随着燕麦的生育期延长,燕麦鲜干比升高。晋燕9号和甜燕麦属于晚熟型,其二者的鲜干比显著高于其它品种,说明这两个品种的适口性好。白燕2号的鲜干比最低,仅为6.51,说明白燕2号在单位鲜草积累干物质高于其它品种。
表3 不同燕麦品种鲜干比
植株高度既是衡量其生长发育状况的重要标准,也是反映草地生产能力的生产指标。株高与产量呈正相关,高植株通常有更高的相对产量潜力。株高与抗倒性成负相关,植株矮化可降低重心高度,从而提高植株的抗倒伏能力。从表4可以看出,抽穗期青引2号和坝莜3号的株高显著高于其它供试燕麦品种,青引2号株高最高,为80.3 cm,丹麦444的株高最低,为64.0 cm,占前者的79.7%。其原因可能是丹麦444生育期为110 d,为中熟品种,而青引2号和坝莜3号为晚熟和极晚熟品种,二者的营养生殖时间长。
作物叶面积指数(Leaf Area Index,缩写LAI) 是衡量作物群体生产规模即作物群体大小的主要指标,叶面积指数是描述作物长势的重要参数,参与许多生物和物理过程。崔鲜一报道,净光合速率高的品种,LAI大,同时LAI与牧草生物产量呈极显著正相关(r=0.87-0.96)。从表4可以看出,供试燕麦品种的叶面积指数差异显著,青引2号的叶面积指数最大,为6.15,白燕2号的叶面积指数最小,为2.17,比前者低64.7%。
表4 不同燕麦品种株高与叶面积指数
产草量是衡量燕麦品种优劣的重要指标,是株高、分蘖数、生长速度、生物量生长率等性状指标的综合体现,高产燕麦的选育栽培要综合考虑上述性状指标。从表5可以看出,灌浆期坝莜3号和甜燕麦的产草量显著高于其它品种(p<0.05),其干草产量分别为10 511.38 kg/hm2和9 261.12 kg/hm2;晋燕9号干草产量最低,分别为4 622.31 kg/hm2,比前两者分别低56%和50.1%;白燕2号和白燕7号燕干草产量间的差异不明显,当以草产量为育种指标时,上述2个品种可以互换。
品种特性、气候条件对燕麦籽粒产量及其构成要素均有一定程度的影响。从表5可以看出,供试品种中,裸燕麦和皮燕麦的差异显著,甜燕麦、白燕7号、丹麦444的种子产量显著高于其它品种,白燕7号的种子产量最高,为4 738.63 kg/hm2,白燕2号的产量最低,为3115.30 kg/hm2,比前者低34.3%。
表5 不同燕麦品种的干草产量和种子产量
3.1燕麦的生长发育因品种特性、播种期和施肥等栽培管理措施、栽培地区等而异。本试验中供试的各燕麦品种在天祝打柴沟都能完成生育期,对当地的生态环境适应性较强,由于该地区属于高寒阴湿区,海拔高,气温低,燕麦营养生长和生殖生长时间较长,导致生育期延长,供试燕麦品种中,白燕2号属于早熟品种,但在该区域由于生育期延长成为中熟品种。燕麦的株高是其生产性能的一个重要评价指标,适宜的高度是影响燕麦草产量的重要因素,一般在冷凉及高海拔地区,燕麦的株高将显著的增高。供试的7燕麦品种,平均株高为72.8cm皮燕麦的平均株高高于裸燕麦。
3.2叶面积指数是衡量作物群体结构是否合理的一项重要指标,其大小与产量的关系十分密切,过大与过小都不利于作物的高产。自然条件下,群体结构合理,绿叶数量适当,总叶面积较大,叶片疏密合理而光合面积较大,有利于牧草个体生产形成较多有机物而增加产量。这与本试验的研究结果一致,供试7个燕麦品种的叶面积指数在抽穗期差异显著,青引2号的叶面积指数最大,使有机物质增加,在灌浆期青引2号的干草产量也高。
3.3燕麦的在灌浆期的干草产量和种子产量差异显著,坝莜3号、甜燕麦和青引2号的干草量显著高于其它品种,这与它们有着相应大的叶面积指数有关。这与康海军等人的研究结果相一致,即产草量受到多种因素的影响,其主要的影响是品种自身的遗传特性和外界环境因子。燕麦产草量主要受到地区生态条件和燕麦品种影响,生长期内较低的温度限制着茎秆的发育,在一定范围内低温影响燕麦茎叶比例,从而减少草产量。
4.1供试的7个燕麦品种在天祝高寒地区均能完成生育期,由于海拔高,气温低,,燕麦营养生长和生殖生长时间较长,导致生育期延长。
4.2在天祝高寒地区,由于海拔高,昼夜温差大,白天光合作用强, 有利于光合物形成,制造的有机物质多,供试燕麦种子产量较高。
4.3燕麦的选育栽培要综合考虑株高、叶面积指数和生物量积累,在天祝高寒地区,青引2号和甜燕麦的表现较好。