‘中兰虉草’品种比较试验.pdf

中国草食动物科学2023 年一年生的加那利虉草（Phalaris canariensis Linn.）为禾本科虉草属（Phalaris Linn.）模式种，又称金丝雀虉草、加纳利虉草、白尖粟，原产于非洲和欧洲的地中海地区，后归化于世界其他地方咱1暂。我国最早有记载该草种的是中国科学院华南植物园标本馆，馆内存有 1900 年从捷克斯洛伐克采集的加那利虉草标本。虉草属植物多为生长速度快且具有高生物质产量的禾草。可作为牧草饲喂家畜，在畜牧业上具有重要意义咱2暂。加那利虉草既可收获种中兰虉草 品种比较试验梁欢欢1，胡宇1，薛莉超2，刘振虎3，段慧荣1，吴芳1，何永涛1，韩军1，杨倩倩1，刘雄洲2，田福平1，3，晁孝荣4（1.中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所，农业农村部兰州黄土高原生态环境重点野外科学观测试验站，兰州 730050；2.金昌居佳生态农业有限公司，金昌 737100；3.中国农业科学院西部农业研究中心，昌吉 831100；4.甘肃小陇山国家级自然保护区管护中心，天水 741020）摘要：耶中兰虉草爷是以在甘肃省武山县发现的野生加那利虉草为原材料培育的新品系遥为研究耶中兰虉草爷的生长性状表现及评价其生产性能袁以加那利虉草原始材料尧耶陇燕 3 号爷燕麦尧耶中兰虉草爷3 种牧草为试验材料在新疆昌吉和甘肃兰州进行了品种比较试验遥 结果表明袁2020要2021 年耶中兰虉草爷的平均鲜草产量尧干草产量及种子产量与加那利虉草原始材料相比袁分别提高了 22.79%渊P0.01冤尧29.37%渊P0.01冤和 26.34%渊P0.01冤遥 在新疆昌吉滴灌管理下袁耶中兰虉草爷与耶陇燕 3 号爷燕麦的鲜草产量和干草产量间均无显著性差异渊P0.05冤遥关键词：耶中兰虉草爷曰草产量曰种子产量曰品比试验中图分类号：S54文献标志码：A文章编号：2095-3887（2023）05-0070-06收稿日期：2023-06-26基金项目：兰州市人才创新创业项目（2021-RC-72）；横向技术开发项目（金科综 2023-10）；中国农业科学院基本科研业务费专项（1610322023017）；抗逆牧草育种与利用（25-LZIHPS-B02）；中国农业科学院基本科研业务费专项（1610322022014）作者简介：梁欢欢（1999-），女，硕士研究生，研究方向为草种质资源与育种通信作者：田福平（1976-），男，副研究员，博士，研究方向为草种质资源与育种LIANG Huanhuan1，HU Yu1，XUE Lichao2，LIU Zhenhu3，DUAN Huirong1，WU Fang1，HE Yongtao1，HAN Jun1，YANG Qianqian1，LIU Xiongzhou2，TIAN Fuping1，3，CHAO Xiaorong4（1.Lanzhou Institute ofHusbandry and Pharmaceutical Sciences，Chinese Academy of AgriculturalSciences，The Lanzhou Scientific Observationand Experiment Field Station ofMinistry of Agriculture and Rural Affairsfor Ecological Systemin Loess Plateau Areas，Lanzhou 730050，China；2.Jinchang Jujia Ecological Agriculture Co.，Ltd.，Jinchang 737100，China；3.Western AgriculturalResearch Center，Chinese Academy ofAgricultural Sciences，Changji 831100，China；4.Gansu Xiaolongshan National Nature Reserve Management Center，Tianshui 741020，China）Phalaris canariensis cv Zhonglan is a new strain cultivated from wild Phalaris canariensis found in Wushan county，Gansu province.In orderto study the growthtraitsof Phalaris canariensis cvZhonglan and evaluate itsproduction performance，the variety comparison experiments were conducted in Changji of Xinjiang and Lanzhou of Gansu，using wild Phalaris canariensis，Avena.sativa L.Longyan No.3 and Phalaris canariensis cvZhonglan as experimental materials.The results showed that theaverage fresh grass yield，hay yield and seed yield of Phalaris canariensis cvZhonglanin 2020-2021 enhanced by 22.79%（P0.01），29.37%（P0.01）and 26.34%（P0.01），respectively，compared with the original material of Phalaris canariensis.There was no significant difference in fresh grass yield and hay yield between Phalaris canariensis cv Zhonglanand Avena.sativa L.Longyan No.3 under drip irrigation management in Changji of Xinjiang（P0.05）.Phalaris canariensis cv Zhonglan；grass yield；seed yield；variety comparison testdoi：10.3969/j.issn.2095-3887.2023.05.01470第 43 卷第 5 期子饲鸟，也可用茎叶作饲草。该草种于 1896 年就被评估为干草作物，用于饲喂家畜咱3暂。加那利虉草种子于 2015 年获得美国食品药品监督管理局（FDA）的公认安全认证（GRN No.529）。2016 年，加拿大卫生部评价并批准加那利虉草种子为一种新型食品咱4暂。这些认证与评价使加那利虉草的市场被进一步打开。而基于其种子高含量的蛋白质、生物活性肽、色氨酸、不饱和脂肪带来的独特营养属性和作为预防乳糜泻、肥胖、糖尿病的功能成分潜在应用也引起了诸多科学家的关注咱4-6暂。国外也已经针对其功能成分开展了一系列的研究咱7-8暂。而我国对虉草属的研究多集中在多年生虉草上咱2暂，鲜有对一年生虉草的研究，对加那利虉草种子多功能利用的研究也并未进行。为此，中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所通过扩繁在甘肃省天水市武山县滩歌镇的秦岭山地（E 104毅46忆，N 34毅37忆，海拔 2 088 m）采集野生加那利虉草逸生种质资源，并通过两次单株选择、两次混合选择及两年稳定性和一致性的观察、选优去劣收种，最终培育出中兰虉草（Phalaris canariensis cvZhonglan）新品系。为了进一步揭示 中兰虉草 的生长性状表现和生产性能，本研究以加那利虉草原始材料、陇燕 3 号 燕麦（Avena.sativa L.Longyan No.3）为对照，分别于 2020 年在中国农业科学院西部农业研究中心实验基地，2021 年在农业农村部兰州黄土高原生态环境重点野外科学观测试验站进行了品种比较试验。1 材料与方法1.1 试验材料本试验选择了中兰虉草、加那利虉草原始材料、陇燕 3 号 燕麦（Avena.sativa L.Longyan No.3）为试验材料，其详细信息见表 1。表 1 供试材料来源试验材料加那利虉草（原始材料）中兰虉草陇燕 3 号 燕麦学名Phalaris canariensisPhalaris canariensis cv ZhonglanAvena.sativaL.Longyan No.3种子来源甘肃省天水市武山县滩歌镇采集中国农科院兰州畜牧与兽药研究所甘肃农业大学1.2 试验设计和管理2020 年的品比试验于 4 月 16 在新疆昌吉中国农业科学院西部农业研究中心实验基地进行。2021 年的品比试验于 4 月 12 在农业农村部兰州黄土高原生态环境重点野外科学观测试验站进行。小区面积为 15 m2（3 m5 m），小区间走道 50 cm，条播，行距 30 cm。试验采用随机区组排列，草产量测定设 4 次重复 12 个小区。种子产量测定设 4 次重复 12 个小区。总计 24 个小区。各小区管理水平一致。播前一周漫灌浇水，底施尿素 60kg/hm2，在苗期追施二铵 75kg/hm2，苗期、分蘖期除杂草。中国农业科学院西部农业研究中心实验基地采用滴管浇水。农业农村部兰州黄土高原生态环境重点野外科学观测试验站采用漫灌浇水。1.3 试验地概况新疆昌吉试验点：地处北纬 44毅16忆，东经 87毅20忆，海拔 453m，为典型的大陆性干旱气候，具有冬寒夏暑、昼夜温差大的特点。年平均气温 6.8，年平均降水量 190mm。试验地表层土壤有机质为 7.02 g/kg，全氮含量 0.50 g/kg，全磷含量 0.92 g/kg，全钾含量 19.7 g/kg，pH 值 8.13，速效钾含量 414 mg/kg，有效磷含量 7.55 mg/kg，碱解氮含量97.9mg/kg。甘肃兰州试验点：地处甘肃省兰州市七里河区彭家坪乡龚家湾村大洼山，地理坐标为东经 103毅45忆，北纬36毅01忆，海拔 1750 m。年均降水量 324.5 mm，主要集中在7、8、9 三个月，蒸发量 1 450.0 mm，日照时数 2 751.4 h；年均温 9.3，0的活动积温 3 700，10的活动积温 1 9002 300，极端高温 39.1，极端低温-23.1。属于黄土高原半干旱丘陵沟壑区，土壤母质为第四纪风成黄土，土层深厚，土壤种类主要为灰钙土。试验地010 cm 土层中有机质含量为 8.21 g/kg，全氮 0.48 g/kg，碱解氮 22.05 mg/kg，全磷 0.79 g/kg，速效磷 21.5 mg/kg，全钾 26.4 g/kg，速效钾 202.17 mg/kg。1.4 测定指标和方法1.4.1 鲜草产量在开花期测定。测产时，先去掉小区两侧边行及小区两头各 50 cm 之内的植株，并移出小区（本部分不计入产量）。将余下部分刈割测产，按实际面积计算产量，4 次重复。1.4.2 干草产量在测完鲜草产量的草样中，随机取 35 把草样，混合均匀后取约 1 kg 样品，编号称重，置于烘箱中，先在105杀青 30 min，然后在 65烘干 12 h，取出放置室内研究简报71中国草食动物科学2023 年冷却回潮 24h 后称重，然后再放入烘箱在 65下烘 8 h，取出放置室内冷却回潮 24 h 后称重，直至两次称重之差不超过 2.0g 为止。1.4.3 种子产量在完熟期测定。测产时，先去掉小区两侧边行及小区两头各 50cm 之内的植株，并移出小区（本部分不计入产量）。将余下部分收种测产，按实际面积计算产量，4 次重复。1.4.4 生育期各物候期均以 50植株进入该物候期为准，记录出苗期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、开花期、乳熟期、蜡熟期、完熟期。1.4.5 叶（质量）百分比在开花初期称取 1 kg 样品，将茎、叶（含花序）按两部分分开，置于烘箱中，105杀青 30 min，65烘干至恒重，计算叶（质量）百分比，重复 3 次。叶百分比（%）=叶质量（干重）茎质量（干重）+叶质量（干重）100%1.4.6 株高、叶长和叶宽等每个小区选取 30 株挂牌标记，开花期测株高（绝对高度）和单株叶片数，现蕾期测定叶长、叶宽等，并计算平均数。1.4.7 营养成分含量在开花期取草样，完熟期收取种子样，送甘肃省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所进行牧草营养成分含量测定，测定指标包括：水分、粗蛋白、粗灰分、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维素、钙和磷等。1.5 数据分析用 Excel 2019 进行数据整理袁用 SPSS 20.0 进行显著性分析袁结果以平均数依标准差表示遥2 结果与分析2.1 植物学特征中兰虉草为一年生须根系丛生草本，平均株高116.42 cm，茎直立，主茎平均具有 5 个膨胀节。叶片柔软，平均叶长 14.03cm，平均叶宽 0.80cm。倒卵形圆锥花序非常紧密，外稃半椭圆形或披针形，锥形穗长 2.85 cm。颖果长卵形，有光泽，种子深褐色或浅黑色，种子熟时粘于稃内不脱出。种子千粒重为 6.5g。由表 2 可知，中兰虉草 在株高、叶百分比、穗长、叶长、叶宽、分枝数、小穗数、须根数及穗粒数等植物学性状方面均显著优于对照加那利虉草原始材料（P0.05）。中兰虉草的根长与加那利虉草间无显著差异（P0.05）。与加那利虉草相比，中兰虉草 的株高提高了 86.03%，分枝数提高了 64.62%，小穗数提高了40.32%，穗粒数提高了 33.33%。从植物学性状角度来分析，中兰虉草 与种子产量相关的性状皆优于加那利虉草。表 2 植物学性状品种中兰虉草加那利虉草株高/cm116.42依6.01a62.58依6.45b叶百分比/%0.61依0.03a0.48依0.04b穗长/cm2.85依0.11a2.05依0.12b根长/cm15.06依2.49a13.99依2.49a叶长/cm14.03依2.78a11.38依1.51b叶宽/cm0.80依0.08a0.72依0.08b分枝数10.70依1.34a6.50依1.26b小穗数8.70依1.16a6.20依1.48b须根数17.20依2.44a11.10依2.02b穗粒数52.00依5.19a39.00依3.06b注：同列数据肩标不同小写字母表示差异显著（P0.05）由表 3 可知，中兰虉草、加那利虉草、陇燕 3 号燕麦在新疆昌吉和甘肃兰州均能完成整个生育期。中兰虉草 4月中旬播种，7 月下旬可收获种子，生育期 96 d。加那利虉草的物候期与 中兰虉草 基本相近。中兰虉草 比 陇燕 3 号 燕麦早出苗 35 d，其他各物候期也均早于 陇燕 3 号 燕麦。在兰州试验地，中兰虉草 的开花期比 陇燕 3 号 早 12 d，蜡熟期比 陇燕 3 号 早 13 d。这意味着若要刈割饲用的话，中兰虉草 可较 陇燕 3 号燕麦提前收获并利用。生育期天数 中兰虉草 加那利虉草 陇燕 3 号 燕麦，说明 中兰虉草 的收种时间早于其他两个草种。2.2 草产量从表 4 可以看出，2020 年在新疆昌吉试验点，陇燕 3 号 燕麦的鲜草产量、干草产量和种子产量最高，加那利虉草最低。陇燕 3 号 燕麦的鲜草产量、干草产量、种子产量与 中兰虉草 相比均无显著差异（P0.05），但两者的鲜草产量、干草产量、种子产量均显著高于加那利虉草（P0.05）。2021 年在兰州试验点，陇燕 3 号燕麦的鲜草产量、干草产量、种子产量最高，加那利虉草最低。陇燕 3号 燕麦的鲜草产量极显著高于 中兰虉草 和加那利虉草（P0.01），中兰虉草 的鲜草产量也极显著高于加那72第 43 卷第 5 期表 3 物候期试验地昌吉兰州品种（系）加那利虉草中兰虉草陇燕 3 号 燕麦加那利虉草中兰虉草陇燕 3 号 燕麦播种期/月-日04-1604-1604-1604-1204-1204-12出苗期/月-日04-2504-2404-2704-2104-2004-25分蘖期/月-日05-1205-1005-1905-0905-0805-15拔节期/月-日05-2405-2006-0405-1905-1805-25孕穗期/月-日06-0806-0506-1005-2905-2806-07抽穗期/月-日06-1406-1206-1906-1006-0806-20开花期/月-日06-2306-2106-3006-1906-1706-29乳熟期/月-日07-0707-0607-1106-3006-2907-11蜡熟期/月-日07-1507-1307-2007-1007-0807-21完熟期/月-日07-2507-2108-0107-1907-1708-07生育天数/d100961079896117表 4 品比试验产量测定结果年份20202021两年平均项目鲜草产量干草产量种子产量鲜草产量干草产量种子产量鲜草产量干草产量种子产量加那利虉草21 681.25依2 097.63Bb6 830.00依697.93Bb2 563.50依344.21Bb20 208.00依1 853.82Cc6 102.00依436.14Bc1 983.50依177.28Bc20 944.63依1 729.05Cc6 466.00依484.26Bc2 273.50依207.00Cc中兰虉草26 684.00依2 660.53ABa8 925.75依285.63Aa3 125.50依209.27ABa24 752.00依944.21Bb7 804.25依392.32Ab2 619.75依134.18Bb25 718.25依1 566.03Bb8 365.00依264.08Ab2 872.63依155.86Bb陇燕 3 号 燕麦29 659.50依2 393.00Aa9 983.00依1 128.96Aa3 485.00依82.43Aa34 402.00依2 328.89Aa8 960.00依625.02Aa3 463.50依388.35Aa32 030.75依2 186.53Aa9 471.50依774.05Aa3 474.25依209.67Aakg/hm2注：同行数据肩标不同大写字母表示差异极显著（P0.01），不同小写字母表示差异显著（P0.05）表 5 3 种饲草的营养成分含量（干物质基础）项目中兰虉草加那利虉草陇燕 3 号 燕麦水分5.05.05.0%粗蛋白12.6712.2514.36粗灰分12.412.411.8粗脂肪1.131.381.53粗纤维26.827.619.7无氮浸出物46.960.332.6中性洗涤纤维52.060.332.6酸性洗涤纤维38.138.328.8总磷0.260.260.31钙0.410.430.37研究简报利虉草（P0.01）。陇燕 3 号 燕麦的的干草产量显著高于 中兰虉草（P0.05），陇燕 3 号 和 中兰虉草 的干草产量均极显著高于加那利虉草（P0.01）。中兰虉草的种子产量显著高于加那利虉草（P0.05），而 陇燕 3号 的种子产量极显著高于 中兰虉草（P0.01）和加那利虉草（P0.01）。品比试验结果表明，中兰虉草 新品种两年的平均鲜草产量为 25718.25kg/hm2，干草产量为 8365.00 kg/hm2，种子产量为 2 872.63 kg/hm2。其中 中兰虉草 的两年平均鲜草产量、干草产量和种子产量与加那利虉草相比，分别提高了 22.79%（P0.01）、29.37%（P0.01）、26.34%（P0.01）。中兰虉草 的两年平均鲜草产量和种子产量均极显著低于 陇燕 3 号 燕麦（P0.01），两年平均干草产量显著低于 陇燕 3 号 燕麦（P0.05）。2.3 营养成分含量牧草品质是一个综合性状，主要表现在化学成分、适口性、消化率等方面，一般认为牧草的品质是指牧草的营养成分含量。粗蛋白质、粗灰分、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物、洗涤纤维利用概略养分分析法来评价饲料、饲草品质的物质基础咱2暂。由表 5 可以看出，3 种饲草的营养成分含量比较相近。在开花初期，中兰虉草全株的营养成分含量为粗蛋白 12.67%，粗纤维 26.8%，粗脂肪1.13%，无氮浸出物 46.9%，中性洗涤纤维 52.0%，酸性洗涤纤维 38.1%，钙 0.41%，总磷 0.26%。由表 6 可知，中兰虉草 种子的水分含量为 9.81%，高于 陇燕 3 号 燕麦，低于加那利虉草；蛋白质含量高达18.0%，高于加那利虉草和 陇燕 3 号 燕麦；粗脂肪含量为 5.88%，高于 陇燕 3 号 燕麦；淀粉含量为 50.16%，高于陇燕 3 号燕麦，低于加那利虉草；赖氨酸含量为0.60%，高于 陇燕 3 号 燕麦，低于加那利虉草。73中国草食动物科学2023 年表 6 3 种饲草种子的营养成分含量（干物质基础）项目中兰虉草加那利虉草陇燕 3 号 燕麦%水分9.819.398.59总灰分5.25.63.4蛋白质18.017.614.9粗脂肪5.886.123.47粗淀粉50.1650.4239.82赖氨酸0.600.730.673 讨论3.1 植物学特征生育期和株高的差异可以反映牧草的品种特性，同时也能直观地反映其在当地的适应性。本试验结果表明，中兰虉草 在株高、叶百分比、穗长、叶长、叶宽、分枝数、小穗数、须根数和穗粒数等植物学性状方面显著优于加那利虉草原始材料，这意味着实现了从高产性状出发选择培育高产草种的育种目标。与加那利虉草原始材料相比，中兰虉草 小穗数提高了 40.32%，穗粒数提高了 33.33%，而种子产量提高了 26.35%，这说明培育的中兰虉草 通过提高小穗数、穗粒数等途径提高了种子产量。这是实现种子高产的常见途径，不过也有来自摩洛哥的加那利虉草群体是通过高粒重而非穗粒数来实现高产的报道咱10暂。中兰虉草 在昌吉从出苗到抽穗的时间为 57 d，占整个生命周期的 59.38%；中兰虉草 在兰州从出苗到抽穗的时间为 55d，占整个生命周期的 57.29%。Bodega 等咱11暂报道，加那利虉草出苗至抽穗的时间平均占整个生命周期的 63%，与本试验结果基本一致。付东青等咱12暂的研究结果表明，早熟和早中熟品种的乳熟期为 8792 d，中熟品种为 9496d，晚熟品种为 98115d，陇燕 3号 燕麦为中熟品种。本研究结果表明，陇燕 3 号燕麦在昌吉和兰州两地的乳熟期分别为 86 d 和 90 d，中兰虉草 在两地的乳熟期分别为 81 d 和 78 d，加那利虉草原始材料在两地的乳熟期分别为 82 d 和 79 d。因而可判定 中兰虉草 为早中熟品种。3.2 产量本试验结果表明，2020 年在新疆昌吉试验点，陇燕 3 号 燕麦的鲜草产量、干草产量、种子产量与 中兰虉草相比均无显著差异。2021 年在兰州试验点，陇燕 3号燕麦的鲜草产量与种子产量极显著高于中兰虉草，干草产量显著高于 中兰虉草。分析两年显著性出现差异的原因可能是新疆昌吉试验点采用了滴灌浇水所致。滴灌减少了土壤水分的无效蒸发，将水肥灌入表层土壤以下，直接供作物根部吸收，提高了水肥利用率，从而提高了作物产量咱13暂。可以看出，3 种材料 2020 年的鲜草、干草和种子产量普遍比 2021 年高，说明新疆昌吉的试验环境对 3 种试验材料均产生了正向影响，具体原因还有待分析。3.3 营养品质有研究指出，粗蛋白含量是评价牧草营养品质的首要指标，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量决定着牧草的可消化率咱14暂。优质的牧草可以提高家畜的利用效率，一般情况下，粗蛋白含量越高、粗脂肪含量越高，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量越低，饲料品质越好。中兰虉草 蛋白质含量高、牧草品质好，可青饲，也可用于调制干草。中兰虉草 种子的蛋白质含量高达 18.0%，比加那利虉草原始材料和 陇燕 3 号 燕麦高，在禾本科牧草种子中处于高水平咱15暂。中兰虉草 种子的高粗脂肪含量被认为是其抗氧化水平高的原因之一，意味着 中兰虉草种子不但可用作鸟食，还可作为功能性食品配料咱16暂。4 结论本试验结果表明，中兰虉草是草产量和种子产量均丰产的加那利虉草新品系。参考文献1 Rasheed S，Khuroo A A，Hamid M，et al.Phalaris canariensis L.（Poaceae）：a new alien plant record for Kashmir Himalaya，India J.Journal of Asia-Pacific Biodiversity，2016，9（1）：94-96.2 李欣瑞，张建波，周磊昊，等.虉草属草种质资源研究进展 J.草学，2019（1）：9-22，32.3 May W E，Lafond G P，Gan Y T，et al.Yield variability in Phalaris ca原nariensis L.due to seeding date，seeding rate and nitrogen fertilizerJ.Canadian Journal of Plant Science，2012，92（4）：651-669.4 Abdel-Aal E-S M.Nutritional and functional attributes of hairless 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