播期对春播饲用油菜全株生物产量和营养品质的影响

2019-12-13 07:17张垚葛均筑杨永安吴锡冬王金龙辛德财
天津农业科学 2019年11期
关键词:营养品质气象因子播期

张垚 葛均筑 杨永安 吴锡冬 王金龙 辛德财

摘    要:为确定天津播种饲用油菜获得高产和优质的最适播期,本研究设置3月8日、3月18日、3月28日和4月7日4个播期,选用金油158、华油杂62、华协油82和青杂9号4个品种为材料进行大田试验,于终花期收获,测定饲用油菜全株生物产量和营养品质。结果表明,随播期推迟,油菜生育期缩短2~9 d;不同油菜品种全株生物产量和营养品质随播期变化趋势不同,金油158、华油杂62、华协油82和青杂9号分别于3月18日、3月8日、4月7日和3月28日全株生物产量最高,其中华油杂62显著高于金油158和华协油82(P<0.05),4个品种分别于3月28日、3月28日、3月28日和3月8日综合营养品质—牛奶生产力最高,但品种间差异均未达显著水平(P>0.05)。本试验中,统筹考虑饲料油菜的全株产量和营养品质,金油158、华油杂62、华协油82和青杂9号在天津地区的最适播期分别为3月8日、3月8日、4月7日和3月28日,可实现青饲料产量29.0 t·hm-2以上,且其牛奶生产力均超过1 650 kg·t-1,其中华油杂62具有较高的产量优势,其次是青杂9号。

关键词:饲用油菜;播期;气象因子;全株生物产量;营养品质

中图分类号:S565.4          文献标识码:A         DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2019.11.013

Abstract: In order to confirmed the suitable sowing date of spring silage rapeseed to achieve higher-yield and higher-nutritional quality in Tianjin, 4 sowing date (8th March, 18th March, 28th March and 7th April) and 4 rapeseed varieties (Jinyou 158, Huayuza 62, Huaxieyou 82 and Qingza 9) were selected for this experiment, the total plant yields and nutritional quality were measured after forage rapeseed harvesting at final flowering stage. The results showed that, rapeseed growth duration was shortened 2~9 days with sowing date delayed. The total plant yields and nutrient quality of different forage repeseed varieties had different variation tendency by sowing date. The total plant yields of Jinyou 158, Huayouza 62, Huaxieyou 82 and Qingza 9 were highest when the sowing date were 18th March, 8th March, 7th April and 28th March, respectively, which the total plant yields of Huayouza 62 were significant higher than Huaxieyou 82 and Qingza 9 (P<0.05). The comprehensive nutrition quality (Hay Milk) of the above 4 varieties were highest when the sowing date were 28th March, 28th March, 28th March and 8th March, respectively, which there was no significant different among varieties (P>0.05). In this experiment, considering both the total plant yields and nutritional quality of spring forage rapeseed, Jinyou 158, Huayouza 62, Huaxieyou 82 and Qingza 9 should be sown at 8th March, 8th March, 7th April and 28th March, respectively, which the total plant yields could be higher than 29.0 t·hm-2, and the Hay Milk could be more than 1 650 kg·t-1; among the 4 varieties, Huayouza 62 had the high-yield advantages, and then was Qingza 9.

Key words: forage rapeseed; sowing date; meteorological factors; total plant yield; nutritional quality

油菜(Brassica napus L.)是十字花科蕓薹属一年生植物,是重要油料作物。油菜饲用具有适应性强、易栽培、成本低等优势[1],可充分利用农业资源,提高耕层微生物数量,增强土壤过氧化氢酶、纤维素酶和脲酶活性[2],改良耕层土壤水稳性团聚体[3],增加农闲土地绿色覆盖期[4],是实现土地用养结合及畜牧业可持续发展的重要途径[5]。在中国工程院院士傅廷栋教授的倡议下,西北五省开展了饲用油菜试验[6],以促进农牧结合、农区种植业与养殖业的发展[7]。油菜的产量和品质除受品种的自身遗传特性影响外,还取决于环境和栽培措施[8]。有研究表明,品种、播种期及其与密度的互作对菜籽用油菜产量有显著影响[9-10],适当将油菜播种期提前有利于提高油菜品质和产量[11-12]。也有研究表明,气候变化导致油菜产量增加趋势减缓,生产的不稳定性增加[13],而油菜是喜凉长日照作物,其产量显著受到温度、降水等气候因子的影响[14-15]。

天津地区是我国滨海盐碱化程度最大、最具代表性的地区之一[16]。相关研究表明,耐盐碱油菜品种可在水溶性盐浓度0.4%左右、pH值11左右的盐碱地正常生长。目前,关于播期对油菜的菜籽产量及菜籽油品质影响研究较多,但有关其对饲用油菜产量和青贮品质影响尚缺乏深入研究。本研究通过不同播种时间导致生长发育时期及不同生育阶段生态因子差异,研究生态因子对饲油菜用全株生物产量及营养品质的影响,以期为天津地区饲用油菜高产和优质确定最佳播期,及新品种筛选提供技术支撑。

1 材料和方法

1.1 研究区概况和试验材料

本试验于2018年3 — 6月在天津市优质农产品示范中心实验基地(宁河区东棘坨镇张老仁村南)进行。前茬为2017夏玉米,0~20 cm土层有机质含量18.6 g·kg-1,全氮含量1.088 g·kg-1,水解性氮含量77.68 mg·kg-1,速效磷含量64.8 mg·kg-1,速效钾含量296 mg·kg-1,pH值为8.1,全盐含量3.1 mg·kg-1。

供试油菜品种‘金油158、‘华油杂62、‘华协油82和‘青杂9号,均为甘蓝型双低油菜,种子由国家油菜工程技术研究中心提供。

1.2 试验设计

试验采用二因素随机区组设计,因素1即4个品种,因素2即4个播期处理,分别为3月8日、3月18日、3月28日和4月7日,各小区长10 m 宽6 m,面积60 m2,3次重复。油菜播量为7.5 kg·hm-2,种子与细沙混匀后用小麦小区播种机机播,行距20 cm,5片叶间苗,留苗300 000 株·hm-2。冬天整地底施复合肥450 kg·hm-2,蕾薹期追施尿素 45 kg·hm-2,其他田间管理根据实际情况进行。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 气象数据 采用试验点自设气象站数据,主要包括日均温、降雨量、计算日均温大于0 ℃的有效积温量。

1.3.2 全株生物产量 于油菜终花期地上部分20 cm处刈割收获,每小区选取代表性样点3个,每点1 m2,刈割后测定青体产量。

1.3.3 品质指标 测产时每样点取鲜样1 kg,105 ℃杀青30 min,65 ℃烘干至恒重,植物微型粉样机粉碎后过100目筛,由乌兰察布市易马农牧科技有限公司采用FOSS2500近红外光谱扫描仪、选择美国Dairy One数据库,进行粗蛋白、粗淀粉、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、水溶性碳水化合物、总可消化养分和牛奶生产力等指标的测定。

1.4 数据分析

利用Microsoft Excel 2016进行数据处理和图表制作,采用SPSS19.0进行数据的相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同播种期饲用油菜各生育期气象因子统计

本试验4个播种期分别于5月25日、6月2日、6月10日和6月15日收获,其生育期分别为78,76,74和69 d,与3月8日播期相比,其他播期生育期分别缩短2,4和9 d。从表1可看出,随播期推迟,饲用油菜出苗期日均温和有效积温量增加,降雨量以第4播期(4月7日)最高,其次是第3播期(3月28日),而第2播期(3月18日)无降雨;饲用油菜出苗至开花阶段,日均温和有效积温量亦增加,降雨量以第2播期最大,其次是第1播期(3月8日),而第4播期最小;饲用油菜开花至收获期,日均温介于23.17~24.21 ℃,有效积温量以第3播期最高,其次是第4播期,而第1播期最低,降雨量以第3播期最大,其次为第4播期,而第2播期最小。综合而言,饲用油菜整个生育期的有效积温表现为第3播期(990.17 ℃·d)>第4播期(927.48 ℃·d)>第2播期(825.63 ℃·d)>第1播期(623.05 ℃·d)。

2.2. 飼用油菜全株生物产量和营养品质

2.2.1 全株生物产量    由表2可知,饲用油菜全株生物产量受播期的影响不显著(P<0.05),但在不同品种间差异显著(P<0.01),且受播期和品种的互作影响显著(P<0.01),说明不同品种随着播期的推迟其全株生物产量变化不同。‘金油158、‘华油杂62、‘华协油82和‘青杂9号分别在第2,1,4和3播期全株生物产量最高,各品种的最高生物产量表现为‘华油杂62>‘青杂9号>‘金油158>‘华协油82,其中‘华油杂62较‘金油158和‘华协油82显著提高了13.4%和16.6%(P<0.05);‘金油158的不同播期间全株生物产量差异不显著(P>0.05),‘华油杂62在第1,3播期显著高于第2,4播期(P<0.05),‘华协油82在第1,2,4播期显著高于第3播期(P<0.05),‘青杂9号在第3播期显著高于其他播期(P<0.05)。

2.2.2 营养品质 由表2可知,播期对饲用油菜粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、淀粉、水溶性碳水化合物含量的影响在P<0.01水平显著,对总可消化养分含量的影响在P<0.05水平显著,对牛奶生产力影响不显著(P>0.05);不同品种间饲用油菜粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、淀粉、水溶性碳水化合物和总可消化养分含量的差异在P<0.01水平显著,而牛奶生产力则在P<0.05水平差异显著;各营养指标受播期和品种的互作影响均在P<0.01水平显著,说明不同品种随着播期的推迟其营养品质变化不同。

(1)粗蛋白含量。‘金油158、‘华油杂62、‘华协油82和‘青杂9号分别在第4,2,4和4播期粗蛋白含量最高,各品种最高粗蛋白含量表现为‘华协油82>‘青杂9号>‘华油杂62>‘金油158,其中除后二者差异不显著(P>0.05)外,其他种间差异均显著(P<0.05);金油158在不同播期间粗蛋白含量差异均不显著(P>0.05),‘华油杂62在第2,3,4播期显著高于第1播期(P<0.05),‘华协油82表现为第4播期>第2播期>第3播期>第1播期,播期间差异均显著(P<0.05),‘青杂9号在第4播期显著高于第2,3播期(P<0.05),3者均显著高于第1播期(P<0.05)。

(2)酸性洗涤纤维含量。‘金油158、‘华油杂62、‘华协油82和‘青杂9号分别在第1,1,4和4播期酸性洗涤纤维含量最低,各品种最低酸性洗涤纤维含量表现为‘华协油82<‘青杂9号=‘金油158<‘华油杂62,其中‘华协油82较‘金油158、‘青杂9号和‘华油杂62分别显著降低了9.6%,9.6%和12.7%(P<0.05);‘金油158在第4播期酸性洗涤纤维含量显著高于其他3个播期(P<0.05),‘华油杂62在第1,2播期显著低于第3,4播期(P<0.05),‘华协油82在第2,4播期显著低于第1播期(P<0.05),3者均显著低于第3播期(P<0.05),‘青杂9号在第2,4播期显著低于第1播期(P<0.05)。

(3)中性洗涤纤维含量。‘金油158、‘华油杂62、‘华协油82和‘青杂9号分别在第1,1,2和2播期中性洗涤纤维含量最低,各品种最低NDF含量表现为‘华协油82<‘金油158<‘华油杂62<‘青杂9号,品种间差异均不显著(P>0.05);‘金油158在第4播期中性洗涤纤维含量显著高于第1,2播期且第3播期显著高于第1播期(P<0.05),‘华油杂62在第2,3,4播期显著高于第1播期(P<0.05),‘华协油82在第3播期显著高于其他播期(P<0.05),‘青杂9号在第2,4播期显著低于第1,3播期(P<0.05)。

(4)淀粉含量。‘金油158、‘华油杂62、‘华协油82和‘青杂9号分别在第1,2,2和2播期淀粉含量最高,各品种最高淀粉含量表现为‘华协油82>‘华油杂62>‘青杂9号>‘金油158,品种间差异均显著(P<0.05);‘金油158的淀粉含量在第3,4播期显著低于第2播期(P<0.05),3者均显著低于第1播期(P<0.05),‘华油杂62在第3,4播期显著低于第1播期(P<0.05),3者均显著低于第2播期(P<0.05),‘华协油82在第1,3播期显著低于第4播期(P<0.05),3者均显著低于第2播期(P<0.05),‘青杂9号在第3播期显著低于第1,4播期,3者均显著低于第2播期(P<0.05)。

(5)水溶性碳水化合物含量。4个品种均在第1播期水溶性碳水化合物含量最高,各品种最高水溶性碳水化合物含量表现为‘金油158>‘华油杂62>‘华协油82>‘青杂9号,其中除前二者差异不显著(P>0.05)外,其他种间差异均显著(P<0.05);‘金油158水溶性碳水化合物含量表现为第1播期>第2播期>第4播期>第3播期,播期间差异均显著(P<0.05),‘华油杂62在第2,3,4播期显著低于第1播期(P<0.05),‘华协油82和‘青杂9号均随着播期推迟水溶性碳水化合物下降,前者播期间差异均显著(P<0.05),后者除第3,4播期无显著差异(P>0.05)外其他播期间差异均显著(P<0.05)。

(6)总可消化养分含量。‘金油158在第1和 3播期,‘华油杂62和‘青杂9号在第1播期,‘华协油82在第2播期总可消化养分含量最高,各品种最高总可消化养分含量表现为‘华协油82>‘青雜9号≈‘华油杂62>‘金油158,种间差异均不显著(P>0.05);‘金油158在第1,3播期总可消化养分含量显著高于第4播期(P<0.05),‘华油杂62和‘华协油82均表现为第1,2,4播期显著高于第3播期(P<0.05),‘青杂9号播期间差异均不显著(P>0.05)。

(7)牛奶生产力。‘金油158、‘华油杂62、‘华协油82和‘青杂9号分别在第3,2,2和1播期牛奶生产力最高,各品种最高牛奶生产力含量表现为‘华协油82>‘金油158>‘青杂9号>‘华油杂62,种间差异均不显著(P>0.05);‘金油158在第3播期牛奶生产力显著高于第4播期(P<0.05),‘华油杂62在第1,2播期显著高于第4播期(P<0.05),‘华协油82表现为第2播期显著高于第1,3播期(P<0.05),青杂9号播期间差异均不显著(P<0.05)。

2.3 饲用油菜全株生物产量与营养品质的相关关系

从表3可以看出,饲用油菜全株生物产量与酸性洗涤纤维显著负相关(P<0.05),而与总可消化养分显著正相关(P<0.05);营养品质间的相关性关系表现为:粗蛋白含量与酸性洗涤纤维和水溶性碳水化合物显著负相关,其显著水平分别为P<0.05和P<0.01,酸性洗涤纤维中性洗涤纤维极显著正相关(P<0.01),二者均淀粉含量和总可消化养分极显著负相关(P<0.01),淀粉与总可消化养分显著正相关(P<0.05),总可消化养分与牛奶生产力极显著正相关(P<0.01)。

2.4 气象因子与饲用油菜全株生物产量和营养品质的相关关系

从表4可以看出,不同播期内的气象因子与油菜全株生物产量、酸性洗涤纤维和牛奶生产力无显著相关关系(P>0.05);日均温、出苗至开花期的有效积温与饲用油菜粗蛋白含量显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关,而出苗-开花的降雨量则与之显著负相关(P<0.05);开花-收获的有效降温和降雨量与饲用油菜中性洗涤纤维含量均呈显著正相关(P<0.05);出苗期和开花-收获的降雨量及出苗-开花的日均温与饲用油菜淀粉含量显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)负相关,而出苗-开花的降雨量则与之显著正相关(P<0.05);除出苗-开花的降雨量与饲用油菜水溶性碳水化合物含量显著正相关(P<0.05)外,其他气象因子均与之显著(P<0.05)或极显著(P<0.02)负相关;开花-收获的有效积温和降雨量均与饲用油菜总可消化养分显著负相关(P<0.05)。

3 结论与讨论

有研究表明,随播种期的推迟,饲用油菜植株增高,每角粒数、产量、经济效益降低[1,7,17]。油菜全株生物产量与营养生长期温度、日照、日较差呈正相关,与营养生长期降水呈负相关[4,15,18],其中与日照的相关性最高,相关系数达0.825~0.887(P<0.01)。本试验中,在天津地区随着春播油菜的播期推迟,油菜生育期缩短2~9 d;方差分析(表2)和相关分析(表4)结果均表明,播期对饲用油菜全株生物产量的影响不显著(P>0.05),但其与品种的互作效应极显著(P<0.01),主要表现为不同品种的全株生物产量随着播期的变化趋势不同,4个品种中以‘华油杂62的第1播期全株生物产量最高,达到33.8 t·hm-2,其次是‘青杂9号的第3播期(32.7 t·hm-2);蛋白、酸性/中性洗涤纤维、淀粉、水溶性碳水化合物和总可消化养分及牛奶生产力等饲用油菜营养品质指标亦受播期和品种互作影响显著(P<0.05),4个品种中以‘华协油82第2播期的粗蛋白、淀粉和总可消化养分含量相对较高,而酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量相对较低,故其综合牛奶生产力最高(1 789 kg·t-1),而以‘青杂9号营养品质受播期影响最小。

综之,在本试验条件下,统筹考虑油菜饲用产量和营养品质,‘金油158、‘华油杂62、‘华协油82和‘青杂9号在天津地区的最适播期分别为3月8日、3月8日、4月7日和3月28日,可实现青饲料产量29.0 t·hm-2以上,且其牛奶生产力均超过1 650 kg·t-1;4个品种按最适播期播种,在综合品质—牛奶生产力无显著差异的情况下,‘华油杂62具有较高的产量优势,其次是‘青杂9号。

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