不同燕麦品种在尼泊尔北部山区的生长特性及其营养品质的研究

旦增塔庆，Purna Bhadra Chapagain，Shankar Raj Pant，杰布，格桑顿珠，陈少锋

（1.西藏自治区农牧科学院草业科学研究所，西藏 拉萨850000；2.尼泊尔农业研究理事会，牧草与饲料研究站，尼泊尔 热索瓦45007；3.西藏自治区农牧科学院农业科学研究所，西藏 拉萨850000；4.西藏自治区农牧科学院，西藏 拉萨850000）

燕麦（Avena sativa）为禾本科燕麦属一年生粮饲兼用作物，具有易栽培、稳产、高产、高营养和高利用率等特点，是农牧区家畜的重要饲草来源。同时，因其具有抗寒旱、耐贫瘠的生物学特性，在我国高寒地区广泛推广种植［1-4］，被公认为是解决高寒牧区冷季饲草短缺和营养不足的优质饲草品种。

郎唐（Langtang）属尼泊尔北部山区，海拔3500 m 以上，是尼泊尔典型的寒带高山半农半牧区［5］。然而，2015年尼泊尔大地震使该地区农田遭到严重破坏［6］，现今基本无农作物生产活动。传统农业的缺失不仅转变了当地社会生产方式，增加畜牧业生产压力，也使饲草料的生产过度依赖天然草场［5］，导致天然草地压力逐年加剧。由于高海拔、低气温的气候特点，该地区枯草期长达半年（11月-次年4月），冷季饲草料极度匮乏。据不完全统计，雪灾严重的年份当地约有100～200 头牦牛因饲草料的缺乏而瘦死或饿死，逐年突出的草畜矛盾，是当地震后畜牧业稳步发展和经济恢复中面临的首要问题。

郎唐所在的北部山区占尼泊尔总面积的15%，畜牧业是农牧民的生计支柱［7］，但目前北部山区草牧业发展相对落后，生产上缺乏高产、稳产的饲草品种及栽培技术［8］，尤其在偏远的高山牧区，冷季饲草料缺乏等问题长期存在，而相关基础研究较为缺乏。因此，提高尼泊尔北部山区牧草品种多样性，保证优质品种在生产上的应用，改善冷季饲草供应不足的现状迫在眉睫。我国长期以来在农业领域向尼泊尔提供技术援助，并把农业科技输出作为同尼泊尔发展睦邻友好关系的桥梁、纽带和支撑点。在该地区开展优质牧草引种工作，对贯彻落实我国农业科技援尼政策，服务国家外交战略和“一带一路”建设大局具有重要意义。

本研究选用11 个国内外引进燕麦品种和1 个尼泊尔燕麦品种，通过对物候期、饲草生产性能和营养品质比较分析，以期筛选出适宜尼泊尔北部山区种植推广的优质燕麦品种，为该地区燕麦引种、推广及应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于尼泊尔热索瓦（Rasuwa）县郎唐（Langtang）山区门都（Mundu）村，地理坐标为E 85°56′，N 28°21′，海拔3546 m，东西延伸，位于加德满都以北。试验地年均气温为4.3 ℃，最冷月为1月（-5.2 ℃），最热月为8月（9.9 ℃），年降水量为852.18 mm 左右，其中67%发生在生长季；平均气压为640.4 Pa，平均风速为2.6 m·s-1（图1）。土壤情况见表1。

表1 田间试验土壤的基本理化性质Table 1 Primary physical and chemical properties of field experiment

图1 试验区2019年空气温度、降水量和蒸发量Fig.1 Daily air temperature，precipitation and evaporation in Langtang region in 2019

1.2 试验材料

供试12 个燕麦品种均是已登记注册过的品种。其中11 个引进品种在西藏、甘肃等高寒地区有稳定表现［9-10］，种子发芽率＞95%；Kamadhenu 为尼泊尔国家审定品种［11］，在尼泊尔各气候区均有种植推广［7，11-13］，是尼泊尔最有潜力的燕麦品种之一［12］。各燕麦品种名称及来源见表2。

表2 燕麦品种名称及来源Table 2 Name and sources of oat varieties

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计，四周设保护行。每个品种设3 次重复，共36 个小区，小区面积6 m2（2 m×3 m）。所有品种于2019年5月2日进行播种，播种前精细整地、人工开沟进行条播，行距25 cm，播深3～5 cm，播种量为15 g·m-2。播种后不施肥，田间不定期人工去除杂草。

1.4 测定指标及方法

物候期：自播种后每7 d 观察一次，以50%的植株达到某一生育阶段为到达某一生育期为准。在接近某一生育期时，每天进行观测，分别记录其各个生育期。

植株高度：在各燕麦品种的乳熟期，每个小区随机选取10 株，测定其自然高度。

产草量：在各燕麦品种的乳熟期，离小区边行30 cm 处随机取样，取样面积为1 m×1 m=1 m2，留茬5 cm 左右，刈割后称鲜重，测定鲜草产量。随机选取500 g 左右鲜样，在105 ℃烘箱中杀青30 min，之后在65 ℃条件下烘干至恒重，称重并计算干草产量。

茎、叶、穗重测定：在各燕麦品种的乳熟期，每个小区随机选取500 g 鲜样，将茎、叶、穗分开，于烘箱中杀青30 min，之后在65 ℃条件下烘干至恒重，分别称其干重。计算穗所占比重及叶茎比。

营养成分测定：将烘干后的干草样品粉碎，过0.425 mm 筛，装于自封袋中，放阴凉干燥处，用于干物质（dry matter，DM）、粗蛋白（crude protein，CP）、总灰分（total ash，T.Ash）、中性洗涤纤维（neutral detergent fiber，NDF）和酸性洗涤纤维（acid detergent fiber，ADF）含量的测定［14］。

1.5 数据分析

对不同品种的株高、产草量、穗所占比重、叶茎比、干物质、粗蛋白、总灰分、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维差异进行单因素方差分析（ANOVA），并采用Duncan 法进行多重比较。采用主成分及因子分析综合评价每个品种的适应性。采用SPSS 19.0 进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同燕麦品种物候期

供试12 个燕麦品种中美达、科纳、青引1 号、青海444、青海甜燕麦和Kamadhenu 6 个品种可以完成生育期，生育天数在115～141 d，其余多数品种只能到达乳熟期，爱沃则未能进入抽穗期（表3）。各燕麦品种的出苗时间在14～17 d，出苗后21～25 d 达到分蘖期，拔节最早的是青引1 号和青海444（6月25日）。青引1 号自拔节期后生长迅速，于7月20日达到抽穗期，较其他品种提前15～29 d；爱沃8月12日才进入孕穗期，并在此之后停止生长；其余品种在8月上旬至中旬陆续进入抽穗期。青引1 号9月9日达到完熟期，较美达、科纳、青海444、青海甜燕麦和Kamadhenu 提前2.3～3.3 周；其余品种由于未能及时到达蜡熟期，在9月底、10月初气温下降后迅速枯黄，均不能完成整个生育期。

表3 不同燕麦品种生育期观测Table 3 Growth stages of different oat varieties（月-日Month-day）

2.2 不同燕麦品种株高及产草量

供试11 个燕麦品种（除去爱沃）中，太阳神、青海444 和青海甜燕麦的平均株高在176 cm 以上（表4），极显著高于其他燕麦品种（P＜0.01）；其次，美达和林纳的株高为160.0 和156.9 cm，极显著高于其余燕麦品种（P＜0.01）；青引1 号的株高最低，为134.8 cm。太阳神、青海444、青海甜燕麦、美达和林纳的株高较对照品种Kamadhenu（147.6 cm）高6.3%～20.4%。

表4 不同燕麦品种株高、鲜草产量和干草产量Table 4 Plant height and fresh and hay yield of different oat varieties

各燕麦品种的鲜草产量为28666.7～59500.0 kg·hm-2（表4），其中青海甜燕麦鲜草产量最高，除与美达和太阳神无显著差异外（P＞0.05），显著高于青海444（P＜0.05），极显著高于其他燕麦品种（P＜0.01）；陇燕2 号和青引1 号的鲜草产量较低，不足30000.0 kg·hm-2。对照品种Kamadhenu 的鲜草产量为46000.0 kg·hm-2，较青海甜燕麦减产13500 kg·hm-2（P＜0.01），较美达低9166.7 kg·hm-2（P＜0.05）。青海甜燕麦的干草产量最高，为14723.0 kg·hm-2，除与青海444 和美达无显著差异外（P＞0.05），极显著高于其他燕麦品种（P＜0.01）。青海444和美达的干草产量分别为13491.0 和13369.6 kg·hm-2，显著高于太阳神和科纳（P＜0.05），极显著高于其余燕麦品种（P＜0.01）。陇燕2 号的干草产量最低，为7263.8 kg·hm-2。青海甜燕麦、青海444 和美达的干草产量分别比Kamadhenu 高36.0%、24.7%和23.6%，是陇燕2 号的202.8%、185.8%和184.2%（表4）。

2.3 不同燕麦品种穗含量和叶茎比

由图2可知，各燕麦品种穗所占干重比重为13.3%～31.7%，其中青海444 的穗所占比重最高，除与科纳、Kamadhenu 和林纳无显著差异外（P＞0.05），显著高于美达（P＜0.05），极显著高于其他燕麦品种（P＜0.01）；太阳神的穗所占比重最低，为13.3%。贝勒1、科纳和太阳神的叶茎比较高，分别为0.40、0.38、0.36；青海444、Kamadhenu 和美达的叶茎比较低，分别为0.23、0.24、0.25。青海444 的叶茎比极显著低于贝勒1、科纳和太阳神（P＜0.01），Kamadhenu 和美达的叶茎比显著低于太阳神和科纳（P＜0.05），极显著低于贝勒1（P＜0.01）。

图2 不同燕麦品种穗所占比重和叶茎比Fig.2 The proportion of spike and the leaf/stem of different oat varieties

2.4 不同燕麦品种关键营养成分比较

各燕麦品种DM 含量为93.5%～95.6%（表5），无显著差异（P＞0.05）。太阳神的CP 含量最高，为9.9%，除与陇燕3 号、青海444 和贝勒1 无显著差异外（P＞0.05），显著高于美达和陇燕2 号（P＜0.05），极显著高于Kamadhenu 等其余燕麦品种（P＜0.01）；青海甜燕麦的CP 含量最低，为5.7%。林纳的T.Ash 含量最高，为6.9%，科纳其次，为6.8%，二者均显著高于青海甜燕麦和陇燕2 号（P＜0.05），极显著高于美达（P＜0.01），但与其他品种无显著差异（P＞0.05）。青海444 的NDF 含量最低，为68.2%，与贝勒1、青海甜燕麦和陇燕2 号无显著差异（P＞0.05），显著低于太阳神（P＜0.05），极显著低于其他燕麦品种（P＜0.01）；陇燕3 号的NDF 最高，为78.4%。青海444 的ADF 含量最低，为39.3%，陇燕3 号最高，为48.7%，存在显著差异（P＜0.05），其余品种间ADF 含量无显著差异（P＞0.05）。

表5 不同燕麦品种干物质、粗蛋白、总灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量Table 5 The content of DM，CP，T.Ash，NDF and ADF of different oat varieties（%）

2.5 不同燕麦品种的适应性评价

对10 个燕麦品种（除去爱沃和青引1 号）的株高、鲜草产量、干草产量、穗所占比重、叶茎比、DM、CP、T.Ash、NDF 和ADF 性状指标进行主成分分析（表6）。根据特征值大于1 的提取原则，提取4 个主要成分，能代表全体的84.3%。第1 个主成分的贡献率为31.0%，其中载荷较高的是株高、鲜草产量和干草产量，可称为产量构成因子。第2 个主成分的贡献率为20.8%，其中载荷较高的是叶茎比、粗蛋白和干物质，可称为燕麦营养因子。第3 个主成分的贡献率为19.4%，其中载荷较高的是总灰分、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维，可作为纤维因子。第4 个主成分的贡献率为13.1%，其中载荷较高的是穗所占比重，此成分主要代表穗含量。

表6 燕麦主要农艺性状的主成分分析Table 6 Principal component analysis of quality properties in oat

将标准化后的原始数据（Xi）带入模型Y=t×Xi，其中t为标准化后的特征向量矩阵，得到各主成分的表达式如下：

Y1=0.4344X1+0.4176X2+0.5208X3+0.1583X4-0.2528X5+0.2955X6-0.1016X7-0.2194X8-0.2956X9-0.2087X10；

Y2=0.3299X1+0.3552X2+0.1767X3-0.2544X4+0.3918X5-0.4437X6+0.4211X7+0.3492X8+0.6600X9-0.1229X10；

Y3=0.1046X1+0.1906X2+0.1384X3+0.4098X4-0.3135X5-0.2909X6-0.3327X7+0.3745X8+0.4272X9+0.3864X10；

Y4=0.1389X1+0.1834X2+0.0372X3-0.5505X4-0.0988X5+0.1178X6+0.0737X7-0.4300X8+0.3314X9+0.5647X10。

将各主成分得分值带入公式Y=（31.040Y1+20.752Y2+19.401Y3+13.086Y4）/84.279，得出各品种的综合得分（表7）。各主成分因子得分中，第1 主成分主要代表产量因子，排名前三的是青海444、青海甜燕麦和美达。第2 主成分主要代表营养因子，太阳神得分最高。第3 主成分主要代表的是纤维因子，此类指标越低越好，排名较高的是林纳和Kamadhenu。第4 主成分主要代表的是穗含量因子，科纳和青海444 表现较好。综合排序来看，青海甜燕麦、美达、青海444 和太阳神排名靠前，说明综合适应性较好，陇燕3 号、贝勒1、陇燕2 号排名靠后，说明适应性较差。

表7 不同燕麦品种主成分得分及综合得分Table 7 Principal components and comprehensive scores of different oat varieties

3 讨论

生育期是评价牧草对环境适应性的重要指标［15］。本研究中12 个燕麦品种的生育期差异明显，爱沃自孕穗期后停止生长，说明爱沃不适应郎唐山区自然环境；美达、科纳、青引1 号、青海444、青海甜燕麦和Kamadhenu 6 个品种能完成生育期，其中青引1 号的生育期最短（115 d）；其余品种只能达到乳熟期，这主要与品种遗传特性的差异有关［10，16］。由于牧草的生育期越短越有利于籽粒产量的积累，青绿期越长相对饲用价值越高［3，17］。因此，在郎唐山区青引1 号可用于籽粒生产，其余品种适合以茎叶为主的营养体生产。本研究结果与青藏高原高寒牧区燕麦生育期的研究结果相似，表现为出苗期延迟、生育期较长、部分品种种子无法成熟［2-3，10］，这可能是因为低温气候（本研究区生长季平均温度8.6 ℃）限制燕麦生殖生长，进而影响生育期和种子成熟［2］。

株高和产草量可反映出燕麦的生产性能［18］，是衡量燕麦品质优劣的重要指标［19］。本研究中，引进品种青海甜燕麦、青海444 和美达在株高和产草量上的表现优于对照及其他品种，属高秆、高产型燕麦品种，是该地区以产草量为生产目标时的首选品种。与其他地区研究结果相比较，本研究中10 个引进燕麦品种（除去爱沃）的平均株高达到157.0 cm，明显高于同一品种在青藏高原高寒牧区［10，20］和西藏河谷地区［9，21］的研究结果。平均鲜草产量为45578.8 kg·hm-2，最高可达59500.0 kg·hm-2，与尼泊尔南部平原、中部河谷等水热条件较好地区的研究结果相近［11-12］，但明显高于北部山区的研究结果（16820～36670 kg·hm-2）［7，22］。平均干草产量为11150.1 kg·hm-2，最高可达14723.0 kg·hm-2。Khanal 等［7］在尼泊尔北部山区对不同燕麦品种的生产性能进行了比较研究，结果显示，19 个燕麦品种的干草产量为3230～5350 kg·hm-2，不足本研究平均干草产量的1/2。热索瓦县Dhunche 镇有关燕麦产量的研究中，最大干草产量也仅有7670.0 kg·hm-2［22］，本研究结果远高于此。综上，郎唐山区适宜燕麦的生长发育，而选择适宜的品种是北部山区燕麦获得高产的关键。此外，本研究中对照品种Kamadhenu 的株高、鲜草产量、干草产量均高于该品种以往在尼泊尔北部山区的研究结果［7］，这可能与研究区生境条件、栽培方法和收获时期的差异有关［23-24］。

叶茎比是反映牧草适口性和营养价值高低的重要指标。本研究中，引进品种贝勒1、科纳和太阳神的叶茎比较高，说明其适口性和营养价值高于其他燕麦品种，家畜更喜食。虽然青海444 的叶茎比最低，但其茎比例低（55.4%），穗含量最高，其适口性和营养价值同样较高［25］；对照品种Kamadhenu 的叶茎比仅高于青海444，因此其适口性不如引进品种。

牧草的营养品质是反映牧草饲用价值的重要指标，调控着家畜对牧草的消化吸收及其利用效率。本研究各燕麦品种的干物质（DM）、粗蛋白（CP）、总灰分（T.Ash）、中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量变化范围分别为93.5%～95.6%、5.7%～9.9%、4.4%～6.9%、68.2%～78.4%和39.3%～48.7%，其中引进品种太阳神的CP 含量是对照品种Kamadhenu 的1.57 倍，达到了中国禾本科干草质量分级标准的一级标准（9%～11%）［26］，是适宜该地区栽培的高秆、高营养型燕麦品种。与其他地区研究结果相比较，本研究的CP 含量高于尼泊尔中部地区［13］和西藏高寒牧区［27］的研究结果，低于黄河滩区的研究结果［28］，T.Ash 含量略高于川西北高寒牧区的研究结果［3］，这可能是由品种、试验区生境条件及取样时期的差异所造成的。值得注意的是，本研究中各燕麦品种的NDF 和ADF 含量偏高，达不到国内三级燕麦干草质量标准［29］，这可能与研究区生境条件或取样时期有关，后续研究中应重点关注燕麦不可消化纤维含量。

主成分分析是把多个指标简化为少量综合指标的统计方法［30］，能较为客观的评价作物品质的优劣性，在农作物上应用较多［31-32］。本研究对各燕麦品种的10 个农艺性状进行了主成分分析及综合评价，结果表明青海甜燕麦、美达、青海444 和太阳神的综合分值较高，适宜在郎唐山区种植推广；陇燕3 号、贝勒1 和陇燕2 号综合分值较低，不适宜在该地区种植。

4 结论

综上所述，燕麦在郎唐山区适应性强，饲草生产潜力大，是解决郎唐山区牲畜冷季饲草短缺和营养不足问题的优质饲草品种。引进品种青海甜燕麦、青海444 和美达属高秆、高产型燕麦品种，可作为以产草量为生产目标的首选品种；太阳神的叶片大，且具有高秆、高营养的特性，可兼顾产草量和品质。主成分分析也得出引进品种青海甜燕麦、美达、青海444 和太阳神的综合适应性好，适宜在该地区种植推广。此外，尼泊尔北部山区饲草产业发展起步较晚，现有品种适应性差、饲草产量低，相关基础研究少且不全面，未来需加强优质牧草品种的引进、筛选与育种工作。青藏高原高寒地区的气候、海拔等自然条件与尼泊尔北部山区相近，引进在该地区培育的牧草品种可能是实现尼泊尔北部山区草业稳步发展的一种有效途径。