温丽 ,张连奎 ,徐兴健 ,孙乌日娜 ,高欣梅 ,福英 ,其格其 ,毕盛楠 ,李凤娇 ,候伟峰 ,赵力兴 ,姜昕禹
(1.兴安盟农牧科学研究所, 内蒙古自治区 乌兰浩特 137400; 2.兴安盟农牧技术推广中心, 内蒙古自治区 乌兰浩特 137400)
燕麦(Avena sativa)属于禾本科燕麦属,是重要的一年生饲草、饲料作物,具有耐贫瘠、营养价值和饲草产量较高等特性,主要以燕麦籽粒、燕麦青(干)草和青贮燕麦等方式应用在畜牧业生产中[1-5],并在牧草产业中占据了重要地位[6-8]。近年来,随着“粮改饲”和“草牧业发展”政策实施力度的加大,燕麦的种植面积呈现逐年增加的趋势,且种植区域从最初的东北、华北、西北、西南已经逐步向中原和华东等省份扩散[9-11]。
兴安盟地区畜牧业发展迅速,对饲草饲料的需求量逐年增大,但是该地区饲草饲料种植生产种类较为单一,主要以玉米种植为主。因此,筛选出适合当地种植的燕麦饲草品种,对解决饲草生产种类单一问题以及保障优质饲草充足供应具有十分重要的作用。然而,关于兴安盟地区燕麦饲草种植生产的研究报道比较少。本研究选用国内25 个燕麦饲草品种,在兴安盟地区进行品种比较试验,开展物候期记载观查和不同刈割时期燕麦草产量比较,旨在筛选出适宜该地区种植推广的燕麦饲草品种,为解决饲草需求量增加及改善饲草种植结构单一等问题提供数据支撑,助力兴安盟地区草牧业的高质量发展。
试验地点设在兴安盟农牧科学研究所燕麦试验基地(122°03′E,46°06′N),海拔平均高度为286 m,年平均气温4.1℃,年降水量416.7 mm,无霜期140 d 左右,属于温带大陆性季风气候。试验地土壤类型为暗栗钙土,土质为壤土,前茬作物为绿豆,肥力中等。
2018 年4 ~ 9 月气象因子:日平均温度18.9℃,总降水612 mm,日照时数1 374 h。
参试品种25 个:白燕2 号、白燕7 号、白燕11 号,由吉林省白城市农业科学院提供;坝莜1 号、坝莜3 号、坝莜8 号、坝莜13 号、坝莜18 号、坝燕4 号、坝燕6 号、坝燕7 号,由河北省高寒作物研究所提供;张燕4 号、张燕7 号、张燕8 号、张莜9 号、张莜13 号、张莜14 号、GL381、远杂1 号,由河北省农林科学院张家口分院提供;草莜1 号、蒙燕1 号、蒙燕3 号,由内蒙古自治区农牧业科学院提供;定燕2 号、定莜9 号,由定西市旱农中心提供;陇燕3 号,由甘肃农业大学提供。
供试肥料:双联牌复合肥(N-P2O5-K2O:15∶15∶15),总养分≥45%(石家庄双联复合肥有限责任公司)。
2018 年4 月29 日进行精细整地,5 月1 日播种,试验小区面积10 m2,采用随机区组排列,三次重复,共75 个小区,各小区间隔50 cm。试验采用人工开沟条播,每小区种植8 行,行距25 cm,播种深度2 ~ 3 cm,播种量为225 kg·hm-2,施复合肥225 kg·hm-2作为底肥,试验地灌溉设施良好,田间管理稍高于大田水平。田间观测参照燕麦田间调查及室内分析记载标准。
播种后定期进行田间观察,记录出苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、乳熟期及成熟期。
分别在孕穗期、抽穗期、开花期、乳熟期4 个时期取样测产,每个小区取样1 m2测定鲜草产量,自然风干后测定干草产量,计算干鲜比。
采用Excel-2007 数据处理工具及运用DPS 16.05 统计软件对试验数据进行差异显著性分析和聚类分析。
从表1 可以看出,参试燕麦品种随着生育期的推进,各生育时期长短差异趋于明显。参试燕麦品种从播种到出苗的时间为8 ~ 18 d,坝燕6 号的出苗时间最短,而坝莜18 号的出苗时间最长。从出苗期至成熟期,张燕8 号和张莜13 号的生育期最长,为87 d;其次是张燕7 号,为86 d;而坝燕4 号和坝燕7 号生育期最短,仅70 d,差异较大。按照生育日数长短将25 个燕麦品种分成2 组,生育期在70 ~ 79 d 之间为第一组,生育期在80 ~ 89 d 之间为第二组。第一组有13 个品种,包括白燕2 号、白燕7 号、白燕11 号、坝莜1 号、坝莜8 号、坝莜18 号、坝燕4 号、坝燕6 号、坝燕7 号、张燕4 号、草莜1 号、蒙燕1 号、蒙燕3 号;第二组有12 个品种,包括坝莜3 号、坝莜13 号、张燕7 号、张燕8 号、张莜9 号、张莜13 号、张莜14 号、GL381、远杂1 号、定燕2 号、定莜9 号、陇燕3 号。
表1 参试燕麦品种的物候期日期Table 1 Phenological dates for different forage oat varieties月/日
第一组不同时期不同燕麦品种鲜草产量表现为:孕穗期鲜草产量范围为18.3 ~ 50.8 t·hm-2,坝莜18 号最高,白燕11 号最低,坝莜8 号、坝燕6 号、张燕4 号、草莜1 号、蒙燕1 号的产量也相对较高,品种间差异显著(P <0.05);抽穗期鲜草产量范围为27.6 ~ 63.7 t·hm-2,坝燕6 号最高,坝莜1 号最低,白燕7 号、坝莜8 号、坝莜18 号、草莜1 号、蒙燕1 号的产量也相对较高,品种间差异显著(P< 0.05);开花期鲜草产量范围为38.8 ~ 76.0 t·hm-2,蒙燕1 号最高,白燕11 号最低,坝莜18 号、坝燕6 号的产量也相对较高,品种间差异显著(P< 0.05);乳熟期鲜草产量范围为32.4 ~ 87.0 t·hm-2,坝莜18 号最高,草莜1 号最低,坝莜18 号乳熟期鲜草产量显著高于其他品种(P< 0.05)(表2)。
表2 不同生育期燕麦品种的鲜草产量Table 2 The fresh yields of different oat varieties at different stagest·hm-2
第二组不同时期不同燕麦品种鲜草产量表现为:孕穗期鲜草产量范围为27.8 ~ 68.2 t·hm-2,坝莜3 号最高,坝莜13 号最低, GL381、远杂1 号、定燕2 号的产量也相对较高,品种间差异显著(P< 0.05);抽穗期鲜草产量范围为37.6 ~ 72.4 t·hm-2,远杂1 号最高,坝莜13 号最低,坝莜3 号、张燕8 号、张莜9 号、GL381、定燕2 号的产量也相对较高,品种间差异显著(P< 0.05);开花期鲜草产量范围为44.7 ~76.2 t·hm-2,张莜9 号最高,定莜9 号最低,张莜9 号开花期鲜草产量显著高于张燕7 号、张莜14 号、定莜9 号(P< 0.05),与其他品种差异不显著;乳熟期鲜草产量范围为58.7 ~ 84.0 t·hm-2,远杂1 号和定燕2 号最高,张莜14 号最低,品种间差异不显著(表2)。
如表3 所示,第二组鲜草产量均高于第一组鲜草产量,孕穗期、抽穗期和乳熟期鲜草产量差异显著(P< 0.05),开花期鲜草产量差异不显著。
表3 两组的鲜草产量差异Table 3 Fresh yield differences between two groupst·hm-2
第一组不同时期不同燕麦品种干草产量表现为:孕穗期干草产量范围为2.9 ~ 5.6 t·hm-2,坝莜18 号最高,白燕11 号最低,坝莜18 号孕穗期干草产量显著高于白燕2 号、白燕11 号、坝燕4 号、坝燕7 号、蒙燕3 号(P< 0.05),与其他品种差异不显著;抽穗期干草产量范围为4.8 ~ 7.6 t·hm-2,坝莜18 号最高,坝莜1 号最低,坝莜18 号抽穗期干草产量显著高于白燕11 号、坝莜1 号、坝燕4 号、坝燕7 号(P <0.05),与其他品种差异不显著;开花期干草产量范围为6.7 ~ 12.0 t·hm-2,坝莜18 最高,坝燕4 号和坝燕7 号最低,坝莜18 号开花期干草产量显著高于其他品种(P< 0.05);乳熟期干草产量范围为7.4 ~17.2 t·hm-2,张燕4 号最高,草莜1 号最低,张燕4 号乳熟期干草产量除坝莜18 号外显著高于其他品种(P< 0.05)(表4)。
表4 不同生育期燕麦品种的干草产量Table 4 The hay yields of different oat varieties at different stagest·hm-2
第二组不同时期不同燕麦品种干草产量表现为:孕穗期干草产量范围为3.7 ~ 8.0 t·hm-2,坝莜3 号最高,坝莜13 号最低,坝莜3 号孕穗期干草产量除张莜13 号、GL381、定燕2 号外显著高于其他品种(P< 0.05);抽穗期干草产量范围为5.6 ~ 8.1 t·hm-2,坝莜3 号和张莜9 号最高,坝莜13 号最低,坝莜3 号和张莜9 号抽穗期干草产量显著高于坝莜13 号、定莜9 号(P< 0.05),与其他品种差异不显著;开花期干草产量范围为6.7 ~ 14.8 t·hm-2,张莜9 号最高,陇燕3 号最低,张莜9 号开花期干草产量除张莜13 号外显著高于其他品种(P< 0.05);乳熟期干草产量范围为12.1 ~ 22.2 t·hm-2,张莜13 号最高,张莜14 号最低,张莜13 号乳熟期干草产量显著高于其他品种(P< 0.05)(表4)。
如表5 所示,第二组干草产量均高于第一组干草产量,孕穗期、开花期和乳熟期干草产量差异显著(P< 0.05),抽穗期干草产量差异不显著。
表5 两组的干草产量差异Table 5 Hay yield differences between two groupst·hm-2
第一组不同时期不同燕麦品种干鲜草比表现为:孕穗期干鲜比范围为9.5 % ~ 18.0 %,坝莜1 号最高,张燕4 号最低,坝莜1 号孕穗期干鲜比除白燕2 号、白燕7 号、白燕11 号、坝莜4 号、坝燕7 号、蒙燕3 号外显著高于其他品种(P <0.05);抽穗期干鲜比范围为9.0 % ~ 17.5 %,坝莜1 号最高,坝燕6 号最低,坝莜1 号抽穗期干鲜比显著高于坝莜18 号、坝燕6 号、草莜1 号、蒙燕1 号(P< 0.05),与其他品种差异不显著;开花期干鲜比范围为11.5 % ~ 22.4 %,坝莜1 号最高,蒙燕1 号最低,坝莜1 号开花期干鲜比显著高于其他品种(P< 0.05);乳熟期干鲜比范围为16.0 % ~ 26.4 %,张燕4 号最高,蒙燕1 号最低,张燕4 号乳熟期干鲜比除白燕2 号、白燕7 号、坝莜1 号、坝莜8 号、草莜1 号、蒙燕3 号外显著高于其他品种(P< 0.05)(表6)。
表6 不同燕麦品种的干鲜比Table 6 The ratios of dry to fresh weight of different oat varieties%
第二组不同时期不同燕麦品种干鲜草比表现为:孕穗期干鲜比范围为9.7 % ~ 13.5 %,坝莜13 号最高,GL381 最低,坝莜13 号孕穗期干鲜比显著高于GL381(P< 0.05),与其他品种差异不显著;抽穗期干鲜比范围为10.7 % ~ 15.1 %,张燕7 号最高,GL381 最低,张燕7 号抽穗期干鲜比显著高于GL381 和远杂1 号(P< 0.05),与其他品种差异不显著;开花期干鲜比范围为12.3 % ~ 20.7 %,张莜13 号最高,陇燕3 号最低,张莜13 号开花期干鲜比除张莜9 号外显著高于其他品种(P< 0.05);乳熟期干鲜比范围为18.6 % ~ 27.3 %,张莜13 号最高,远杂1 号最低,张莜13 号乳熟期干鲜比除张燕7 号、张燕8 号、张莜9 号、定莜9 号、陇燕3 号外显著高于其他品种(P< 0.05)(表6)。
如表7 所示,孕穗期、抽穗期和开花期第一组干鲜比高于第二组,其中孕穗期差异显著(P< 0.05),抽穗期和开花期差异不显著;乳熟期第一组干鲜比低于第二组,差异不显著。
表7 两组干鲜比差异Table 7 The ratio of dry to fresh weight between two groups%
依据燕麦不同刈割时期鲜草产量和干草产量,以平方欧氏距离5.0 为分界线,对25 个燕麦品种进行聚类分析(图1)。结果显示,25 个燕麦品种可以分为7 个类群,第I 类群包括张燕8 号、张莜9 号、蒙燕1 号、坝燕6 号4 个品种;第II 类群包括远杂1 号、坝莜18 号2 个品种;第III 类群包括坝莜3 号;第IV 类群包括张莜13 号、GL381、定燕2 号3 个品种;第V 类群包括陇燕3 号、坝莜13 号、定莜9 号、张燕4 号、张燕7 号、张莜14 号、坝莜8 号7 个品种;第VI 类群包括草莜1 号、白燕7 号2 个品种;第VII 类群包括坝莜1 号、白燕2 号、蒙燕3 号、坝燕4 号、坝燕7 号、白燕11 号6 个品种。
图1 不同燕麦品种鲜草产量与干草产量的聚类图Fig. 1 Dendrogram generated by cluster analysis for different oat varieties
对7 个类群的鲜草产量和干草产量进行比较得出(表8),孕穗期鲜草产量最高的是第III 类群,显著高于其他类群(P< 0.05),其次是第IV 类;孕穗期干草产量最高的是第III 类群,显著高于其他类群(P< 0.05),其次是第IV 类群;抽穗期鲜草产量最高的是第II 类群,显著高于其他类群(P< 0.05),其次是第III 类群;抽穗期干草产量最高的是第III 类群,显著高于其他类群(P< 0.05),其次是第II 类群;开花期鲜草产量最高的是第II 类群,其次是第I 类群,二者差异不显著,但显著高于其他类群(P< 0.05);开花期干草产量最高的是第II 类群,显著高于其他类群(P< 0.05),其次是第I 类群;乳熟期鲜草产量最高的是第II 类群,显著高于其他类群(P< 0.05),其次是第IV 类群;乳熟期干草产量最高的是第IV 类群,显著高于其他类群(P< 0.05),其次是第II 类群。
表8 不同类群的鲜草产量和干草产量Table 8 The fresh and hay yields of different oat typest·hm-2
在田间管理条件相同的情况下,生育期是评价不同燕麦品种对种植区域环境适应能力的重要指标之一[4]。本研究结果表明,参试燕麦品种生育期长短差异明显,从出苗期至成熟期,张燕8 号和张莜13 号的生育期最长,为87 d;其次是张燕7 号;而坝燕4 号和坝燕7 号最短,仅70 d,差异显著,这说明坝燕4 号和坝燕7 号对该种植区域的环境适应能力较强于其他品种。闫天芳等[12]在江淮地区对8 份燕麦材料生育期进行观测,研究结果表明不同燕麦材料的生育期长短不一致,与本研究结果差异较大,这主要是由于参试燕麦品种不同,遗传特性存在差异,种植环境不同,导致试验结果有明显差异。
适宜的品种和收获时期是燕麦饲草产量高、品质优的关键因素,燕麦生长从孕穗期到乳熟期,饲草产量显著增加,本试验结果基本符合这一规律。燕麦地上生物量有三种变化规律: 一是从孕穗期到完熟期,生物量连续增加,完熟期达到最高[8];二是在某个生长时期(非完熟期) 达到最大后趋于稳定[13],如抽穗期[14]、开花期[15]、乳熟期[16]或蜡熟期[17]等; 三是在某个生长时期(非完熟期) 达到最大值然后下降。参试的25 个燕麦品种除坝莜3 号和草莜1 号外,从孕穗期到乳熟期的干草产量呈现连续增加的趋势,符合第一种变化规律。燕麦饲草产量达到最大时的生育时期受参试品种特点和种植环境的双重因素影响,不同的试验研究形成的试验结果不同,差异较大[14,18-20]。
在兴安盟地区,25 个燕麦品种在不同刈割时期的草产量存在显著差异,生育期长的燕麦品种饲草产量相对较高,通过聚类分析把25 个品种分成7 个类群,各类群的草产量差异显著。综合分析可以得出,孕穗期和抽穗期收获干草可以种植坝莜3 号,开花期收获干草可以种植远杂1 号和坝莜18 号,乳熟期收获干草可以种植张莜13 号、定燕2 号和GL381。