宁夏引黄灌区麦后复种饲料油菜生长发育规律及其主要性状分析

范 玲，何文寿，贾 彪

宁夏大学农学院，宁夏 银川 750021)

【研究意义】饲料油菜属十字花科、芸薹属，由传统普通油菜改良选育而成，有适应性强、生长快速、营养体产量高、耐寒性较强、经济价值高等特点，植株可作青贮、黄贮饲料的青绿饲料来源或者翻压做绿肥培肥土壤，对农业的可持续发展具有举足轻重的地位[1-4]。【前人研究进展】杨祁峰等人研究了饲料油菜、谷草、毛菩子、箭舌豌豆和草木樨，表明饲料油菜营养成分均高于谷草，可以作为一种优良的饲草[5-7]。牛菊兰等人进行了饲用油菜和玉米秸秆混贮的饲喂实验，结果显示饲料油菜与玉米秸秆混贮饲喂增重效果极显著高于单饲玉米秸秆[8-12]。【本研究切入点】饲料油菜的生长发育规律以及生育期的研究目前在宁夏地区尚未报道，本文测定植株主要生物学指标并进行相关性分析，确定生育期和最佳收获期。【拟解决的关键问题】我国西北部地区的小麦种植面积很大，但是小麦收获后土地的利用率不高，通过饲料油菜的种植研究不仅可以解决这些问题而且可以缓解冬春季节草食动物青绿饲料不足的问题[13-15]。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2016年在宁夏大学教学实验农场进行。选取华油杂62为试验材料。试验地土壤为灌於土。0～20 cm耕层土壤有机质含量为17.67 mg/kg、全氮含量为0.94 mg/kg、碱解氮含量为59.27 mg/kg、速效磷含量为22.18 mg/kg、速效钾含量为206.96 mg/kg，pH 8.41。

1.2 试验设计

饲料油菜于7月15日左右(春小麦收获后)播种，自出苗后第35天开始采样，每隔9 d采1次样品，共采6次。2016年7月15日播种,播种量11.25kg/hm2,小区面积为42 m2。每次随机选择5个采样点，在采样点内随机选择10株整株饲料油菜，将饲料油菜连根挖起，测定饲料油菜的鲜草产量。

1.3 待测样品的制备与测定方法

采集的饲料油菜测定完生物学指标后分为根、茎、叶3部分，然后分别铡成 1～2 cm的长度，称重，放置烘箱内105 ℃杀青30 min ，然后将温度调至85 ℃烘干直到恒重。株高：测量茎基部到自然生长状态下植株地上部最高处的值；茎粗：在茎的基部最大处测量直径；叶龄数：植株茎秆上的所有叶片数量，包括枯黄叶、有效叶和已经脱落的叶片；最大叶片面积：测量最大叶片长和宽，最大叶片面积以叶长×叶宽之积估算；茎叶比：根据茎干重和总叶片干重来计算；干物质量：单株干重与鲜重之比；叶绿素含量：拿手持叶绿素仪将叶片夹住测定。

1.4 物候期观察

饲料油菜播种后，每天观察并记录其进入出苗期、现蕾期、蕾薹期、初花期和终花期等各发育阶段的时间，评判标准如下：播种期：播种油菜种子的实际日期；出苗期：幼苗出土，2片心叶展开为标准；现蕾期：剥开饲料油菜的心叶，绿色花蕾出现为标准，当小区有80 %的植株达到现蕾标准的日期为现蕾期；蕾苔期：当75 %的饲料油菜植株开始开花时称为植株的蕾薹期；初花期：饲料油菜植株顶部开始出现花朵为标准，当80 %的植株开花的日期为初花期。

1.5 数据分析

本研究数据处理、分析使用Excel 2007和SPSS 19.0。

2 结果与分析

2.1 饲料油菜的生长发育规律

饲料油菜同其他作物一样，生长发育过程是物质和能量交换而产生的形态变化动态过程[16]。通过测定饲料油菜的相关生物学指标，可以掌握其生长发育规律和不同时期生物学指标的变化趋势[17]。

从2016年夏季饲料油菜播种后开始观察记录生育期(表1)。播种后1周左右休眠芽开始萌动、生长，10 d左右新芽陆续出土，进入萌发期。7月下旬观察到叶片展开、逐渐长大。8月中旬观察到主茎顶端出现黄绿色花蕾，进入现蕾期，由此过渡至生殖生长阶段。9月初植株开始抽薹，9月上旬进入开花期，黄色花蕾绽放。饲料油菜植株群体花期较长，可持续近20 d，9月中下旬收获。

2.2 饲料油菜植株主要生物学指标动态变化

出苗后定期观测植株生物学指标，分析不同发育阶段的指标动态变化。结果表明，饲料油菜植株外观形态随株高、茎粗、最大叶片面积、叶龄数等指标的增加而发生变化。如图1a、b所示，饲料油菜茎叶比、单株鲜重、干物质量、株高和叶龄数生长变化与其他性状指标变化规律明显不同，呈单“S”形曲线变化，表现为慢快慢变化，最大叶面积总体呈现不断增加的趋势，茎粗与叶绿素的含量和植株的生育期变化有关系，与植物个体或器官发育规律普遍一致。

单株鲜重在苗期和蕾薹期总体呈缓慢增加的趋势，在开花期呈快速增加的趋势，现蕾期至初花期单株鲜重都保持在较高水平，并不断增加，高达到714.56 g/株。在整个生育期内，株高增长呈“S”型曲线增长。饲料油菜植株的株高变化趋势为前期增长缓慢，后期增长较快，开花后植株的株高开始缓慢下降，株高最高达到166.1 cm。在苗期，叶面积增长较快，物质合成后主要转移到叶片和茎中用于叶片的增大和株高的增长，在蕾苔期、初花期，植株的营养物质主要用于花的生长与开放，此时叶长、叶宽的增长速度缓慢，后期增长趋势又缓慢升高，最大叶面积为612.77 cm2。叶龄数的变化趋势为前期缓慢增加，后期增加较快。进入开花期后，随着大量无柄叶的增加，油菜叶龄数迅速增加，较前一时期增加2倍，所以，后期叶龄数增长趋势较快。

表1 饲料油菜生育期

图1 饲料油菜植株主要生物学指标动态变化Fig.1 Dynamic changes of main biological indicators of feed Brassica napus L.

叶绿素和干物质含量这2个生物学指标变化趋势一致，叶绿素主要用于光合作用，合成碳水化合物，为植株生长发育提供营养，在生长发育前期叶绿素和干物质的含量均快速增长，在55 d时降到最低点，叶绿素含量为43.51(SPAD)，干物质含量11.06 %。在蕾苔期，营养物质主要运移到花部位，用于花的形成，花形成后，叶绿素和干物质含量快速的增加，到达65 d时叶绿素和干物质的含量达到最高，分别为53.9(SPAD)和16.72 。饲料油菜茎秆和叶片的营养物质含量不同，所以茎叶比在一定程度上可以反映植株营养价值差异，总体上前期增加缓慢后期增长较快，蕾苔期茎叶比增幅较大，开花期茎叶比值迅速增加，后期减慢。茎粗在前期呈快速增长趋势，在播种后50 d左右，饲料油菜进入蕾苔期，植株迅速增高，导致茎粗下降到9.70 mm，在生长后期，茎粗增长速度反而加快。

2.3 饲料油菜植株主要生物学指标的相关性分析

由表2可知，干物质量与茎粗呈显著正相关(r=0.760*)，株高与茎粗之间存在显著正相关(r=0.766*)，株高与叶龄数、茎叶比、最大叶面积、单株鲜重呈极显著正相关(0.985**、0.981**、0.943**、0.954**)，表明株高是影响饲料油菜植株大小的重要因子之一，株高增加可为植株生长提供更大空间，有利于叶片生长，对株高较高的饲料油菜而言，具有叶片大、茎粗、叶片多等特点。其作为植株大小的直接构成部分，影响力依次为叶龄数>茎叶比>单株鲜重>最大叶面积。茎粗与叶龄数、茎叶比、最大叶面积、单株鲜重呈显著正相关(0.820*、0.746*、0.780*、0.831*)，表示茎粗也是影响饲料油菜植株大小的重要因素，株高在180cm左右的植株需要粗壮茎秆作为运输和支撑器官，茎粗在2cm左右的饲料油菜植株的特点为叶片大且多，单株鲜重较重。

叶龄数和茎叶比、最大叶面积、单株鲜重呈极显著正相关(r=0.982**、0.907**、0.967**)，表明叶龄数和叶面积、单株鲜重在生物学功能上联系密切，叶片数量增多表明植株在不断生长，初生叶片面积不断增大，叶片越多植株生物量越多，则单株鲜重越大。而茎叶比与最大叶片面积存在显著正相关(r=0.866*)，茎叶比与单株鲜重之间存在极显著正相关(r=0.907**)，表明茎叶比对植株的大小影响较大。最大叶面积和单株鲜重呈显著正相关(r=0.946**)，表明植株的生物量受叶面积大小的影响，叶面积越大，植株叶片合成的能量就越多，生长发育就越快。综合而言，叶龄数是饲料油菜植株大小的决定性因素，即叶龄数越多饲料油菜越形成较大植株的潜在能力就越高，株高、茎粗的增加对植株的生长发育起促进作用。

表2 饲料油菜植株主要生物学指标相关系数

注：X1：干物质量；X2：株高；X3：茎粗；X4：叶龄数；X5：叶绿素含量；X6：茎叶比；X7：最大叶面积；X8：单株鲜重。**表示极显著(P<0.01)；*表示显著(P<0.05)。

Note:X1.Dry matter quality;X2.Plant height;X3.Stems diameter.;X4.Leaf number;X5.Chlorophyll content;X6.Stem and leaf ratio;X7.Area of max. Leaf;X8.Fresh weight per plant。** means extremely significant difference at 0.01 level,*means significant difference at 0.05 level.

表3 饲料油菜植株生物量指标总方差解析

2.4 饲料油菜植株主要生物学指标的主成分分析

由表3可知，第1和2主成分的特征值分别为5.006和2.303，累积贡献率达62.575 %，91.365 %，因此提取前2个因子来反映饲料油菜8个生物学指标的原始信息。

旋转前的主成分矩阵表示某一主成分与变量的关系系数的关系，其绝对值越大，表明该主成分与变量关系越接近。因此，单株鲜重、干物质量、叶绿素含量、叶龄数和株高与第1主成分的变量关系更接近；而茎粗、叶面积与茎叶比则与第2主成分的变量关系更接近。由此可得，第1主成分代表单株鲜重、干物质量、叶绿素含量、叶龄数和株高5种生物学指标，而第2主成分代表茎粗、叶面积与茎叶比3种生物学指标。正交旋转后的主成分矩阵中，第1主成分变成了单株鲜重、干物质量、叶绿素含量与叶龄数4种生物学指标，第2主成分则变成了株高、茎粗、最大叶面积与茎叶比4种生物学指标[18]。

由此可知，各主成分经过旋转后，矩阵变得简洁了。第1和2主成分原本代表的变量种类也发生了变化，株高经过旋转正交后，变成了第2主成分。因此，正交旋转之后，主成分所代表的变量信息更加准确和有效。

主成分矩阵也可以反映主成分贡献率的大小，绝对值越大，该变量对这一主成分的贡献率也越大。由表4旋转主成分矩阵可得，在第1主成分中4种品质指标的贡献率大小依次为干物质量>单株鲜重>叶龄数>叶绿素含量；而在第2主成分中的4种品质指标的贡献率大小依次为株高>茎粗>最大叶面积>茎叶比。

3 讨 论

3.1 饲料油菜生育期划分

种植饲料油菜是为了收割植株地上部分作青贮饲料用，确定其生育期时间，对宁夏地区麦后复种的饲料油菜栽培和收割具有重要意义。饲料油菜生育期观察结果显示，饲料油菜生长发育过程先后经历苗期、现蕾期、蕾薹期、初花期、开花期和收获期6个阶段。

3.2 饲料油菜采收时期确定

研究结果表明，饲料油菜在播种后65 d左右产量达到最高，干物质量最大，此时符合市场对青绿饲草的要求，过早或过晚的采收都会影响其品质与产量[19-22]。本文主要研究麦后复种的饲料油菜生长发育规律，今后应从产量、品质、商品价值及营养成分含量等方面深入研究，从而提高饲料油菜的利用价值。

表4 饲料油菜各生物学指标的旋转成分矩阵和公因子方差

4 结 论

叶龄数是饲料油菜植株大小的决定性因素，即叶龄数越多饲料油菜形成较大植株的潜在能力越大，株高、茎粗的增加对植株的生长发育起促进作用。由主成分分析可得，第1主成分中4种品质指标的贡献率大小依次为干物质量>单株鲜重>叶龄数>叶绿素含量；而在第2主成分中的4种品质指标的贡献率大小依次为株高>茎粗>最大叶面积>茎叶比。