赵斌季昌好孙皓朱斌王瑞陈晓东
（1安徽省农业科学院作物研究所，230031，安徽合肥；
2安徽省农作物品质改良重点实验室，230031，安徽合肥）
大麦（Hordeum vulgare L.）是世界普遍栽培的第四大禾谷类作物，兼食用、饲用、酿造等用途，其中饲用是首要用途。除籽粒饲用外，大麦也可刈割绿色植株用作饲草，如青饲、干草或青贮饲料[1-2]。大麦绿色植株蛋白质含量较高，氨基酸、矿物质及维生素A、E含量均高于玉米[3-4]，是优质饲草。
灰色关联度分析是一种多因素分析方法，是基于多个性状指标来综合评价作物表现[5-6]，从而筛选优良品种用于生产。灰色关联度分析已广泛应用于作物多性状的综合评价，对大麦研究主要集中在株高、有效穗数、千粒重、生育期和成穗率等籽粒产量和农艺性状[7-9]，有关大麦饲草产量与品质性状综合评价研究未见报道。前期研究[10-12]表明，不同大麦品种间饲草及籽粒产量存在差异，本研究采用灰色关联度分析法，基于籽粒、饲草产量及品质等10个重要性状指标，对12份自育多棱饲用大麦新品系及对照品种西引二号进行综合评价，以期筛选出适宜沿江、江淮地区种植的粮、草兼用多棱饲用大麦。
1.1 试验地概况
试验于2019-2020年在安徽省农业科学院试验基地（117°25′E，31°89′N）进行，该地海拔 19.8m。每年11月至次年5月属于大麦生长时期，日平均气温从12℃下降到4℃再逐步上升至23℃，平均降水量414.9mm。试验地为黏壤土，前茬为大豆，土壤pH 6.5、全氮927.0mg/kg、硝态氮6.1mg/kg、有效磷6.3mg/kg、速效钾200.8mg/kg。
1.2 试验材料
试验材料包括 B11015-1、B11015-2、B11015-3、B11015-7、B11015-11、B11015-14、B11015-17、B10041-1、B10041-2、B10046、B11013和皖饲2-1等12份自育品系及对照品种西引二号。
1.3 试验设计
田间试验采用随机区组设计，3次重复，小区面积4m2，行长2m，行距25cm。于2019年11月1日播种，人工开沟条播，播量为270万株/hm2，常规管理。
1.4 测定项目与方法
1.4.1 饲草产量及品质 于乳熟期每小区刈割2m2，留茬高度5cm，测鲜重，随后取样500g于烘箱70℃烘干72h至恒重，称干重。烘干样品用于饲草品质检测[13]，指标包括粗蛋白（crude protein，CP）、粗纤维（crude fibre，CF）、酸性洗涤纤维（acid detergent fibre，ADF）、中性洗涤纤维（neutral detergent fibre，NDF）及酸性洗涤木质素（acid detergent lignin，ADL），参照相关模型[14]估算相对饲喂价值（relative feeding value，RFV）。
1.4.2 籽粒产量及品质 于完熟期在每小区剩余2m2随机取10株进行考种，测定株高、单株穗数（spike number per plant，SNP）、穗粒数（grain number per spike，GNS）及千粒重，收获小区其余植株产量。采用InfratecTM 1241近红外谷物分析仪测定籽粒蛋白质和淀粉含量。
1.5 数据处理
利用Excel 2013和SPSS 25.0软件对各指标进行方差分析和灰色关联度分析。依据灰色关联度理论[15]将13份材料的10个性状视作一个整体进行综合评价，xij为第i个品种的第j个性状的测定值（i=1，2，…，m；
j=1，2，…，n），x0为构建的理想参考品种各指标值。基于灰色系统关联度理论的权重决策法，并结合生产实际，选取10个指标进行权重综合评价，相关公式如下：
关联系数：
2.1 株高及产量性状比较
如表1所示，株高及产量性状在参试材料间的差异大部分达到显著水平。对照品种的株高最高，为114.15cm，显著高于除B11015-1和B11013外的其他自育品系；
单株穗数在自育品系间差异显著，但与CK差异均不显著，皖饲2-1的单株穗数最高，为4.43；
9个自育品系的穗粒数均显著高于CK，其中B11015-2的穗粒数最高，为63.99；
8个品系的千粒重显著高于CK，其中B11015-3的千粒重最高，为33.97g；
9个自育品系的籽粒产量均显著高于CK，其中B11015-7最高，为7.55t/hm2；
所有自育品系的干草产量与CK差异均不显著，B11015-1干草产量最高，为18.88t/hm2。
表1 参试材料的株高及产量性状Table 1 Plant height and yield related traits among tested materials
2.2 饲草品质及籽粒品质的比较
如表2所示，B11015-7饲草CP含量最高（7.96%），B11015-3其次（7.82%），二者均与CK差异不显著；
CF、ADF和NDF含量在不同品系间的变化趋势基本一致，其中B11015-14和B11015-2的CF、ADF和NDF含量相对较低；
ADL含量在品系间差异相对较小，其中B11015-2含量最低（2.70%），与CK差异不显著；
B11015-2和B11015-14的RFV较高，与CK差异不显著。B11015-3和皖饲2-1的籽粒蛋白质含量相对较高，分别为10.33%和10.03%，与CK相当；
B11015-17与B11015-3籽粒淀粉含量差异显著，其他参试材料间均无显著差异。
表2 参试材料饲草品质与籽粒品质比较Table 2 Comparison of quality traits of forage and grain among tested materials
2.3 关联度分析
表3 参试材料与理想品种的关联系数Table 3 Correlation coefficients between tested materials and desired variety
根据公式（2）和（3）分别计算各性状指标的等权关联度和权重系数（表4）。关联度与权重系数顺序为千粒重＞株高＞籽粒产量＞籽粒蛋白质含量＞每穗粒数＞单株穗数＞RFV＞干草产量＞粗蛋白含量＞粗纤维含量。
表4 10个性状指标的等权关联度和权重系数Table 4 Equal weight association degree and weighting coefficient for ten traits
加权关联度反映参试品种（系）与理想品种间的差异，排名越靠前越接近理想品种[16]。根据公式（4）求各参试材料的加权关联度，并进行排序（表5），自育品系B11015-3、B11015-1、B11015-2和B11015-14综合表现优于对照品种西引二号。
表5 参试材料加权关联度和排序Table 5 Weighted association degree and rank of tested materials
3.1 影响大麦粮、草产量的因素
单株穗数、穗粒数及千粒重均是影响大麦籽粒产量的重要因素，同时单株穗数也反映植株的繁茂性，关系到饲草产量。本研究中有9份自育品系的籽粒产量高于对照，其中5份在7.00t/hm2以上，表明自育的大麦新品系具有较高的产量潜力。
饲草产量能直观反映牧草生产性能及适应性[17]，是生产最终目标[18]。本研究品种（系）间大麦干草产量差异不大，变幅为14.56～18.88t/hm2，与新疆春播大麦蜡熟期的干草产量相当[19]，较内蒙古春播大麦乳熟期的干草产量高[20]，显然不同区域大麦饲草产量有差异。株高影响牧草产量，是衡量饲草生产性能的常用指标[21]，同时也与作物籽粒产量相关。本研究将株高纳入综合评价分析，在构建理想品种时，以其最高值作为参数，主要是基于高生物量的考虑[22]。然而，植株过高容易引起倒伏，对后期饲草及籽粒生产不利。因此，培育粮草兼用的饲用大麦新品种，既要有一定株高，也要具备较强的抗倒伏能力。
3.2 影响大麦粮、草品质的因素
籽粒蛋白质含量是评价谷物品质的一个关键指标[23]，大多数作物籽粒蛋白质含量与产量呈负相关，所以在追求高产的同时难以兼顾籽粒蛋白质含量的提高[24]。本研究中自育大麦品系的籽粒蛋白质含量也普遍偏低，有待进一步改良。籽粒淀粉含量也是谷物籽粒营养品质的一项重要指标，在本研究中未纳入综合评价分析，主要由于其在参试材料间差异较小。
粗蛋白含量是衡量饲草营养品质的一项重要指标，本研究中粗蛋白含量在品种（系）间差异较大，与其他研究结果[19-20]一致。粗纤维、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量主要反映饲草的适口性，含量低则适口性好，饲草利用率高，在本研究中三者变化基本一致。RFV是一项综合指标[25]，在美国等发达国家被广泛应用于饲草品质评价，其值越高表明饲草品质越好。与乳熟期燕麦[26]和吐丝期玉米[27]相比，本研究参试材料的RFV整体较高。酸性洗涤木质素含量越低，饲草适口性越好，其在本研究参试材料间差异较小，未纳入综合评价分析。
3.3 灰色关联度分析的应用
灰色关联度分析是基于多个指标对品种进行综合评价[28]，避免了因单个指标难以区分品种优劣的缺点，已广泛应用于小麦[28]、紫花苜蓿[29]和燕麦[16]等作物。
本研究以大麦粮、草产量和品质相关的10个性状指标作为一个整体进行综合评价，并按权重系数对指标进行排序，与其他研究结果[16,30]不同的原因可能主要是品种类型、指标选取和环境等因素影响。本研究通过灰色关联度分析评选出综合表现优于对照的4个自育品系，与单个指标筛选结果不尽相同，如B11015-7的籽粒产量和饲草粗蛋白含量虽最高，但综合评价劣于对照。因此，本研究基于综合性状评选出的4个新品系，可被认为是适宜沿江、江淮地区种植的粮草兼用的多棱饲用大麦新品系。
12份自育多棱饲用大麦新品系及对照品种西引二号间的籽粒及饲草产量与品质性状差异均显著，利用灰色关联度综合评价认为，品系B11015-3、B11015-1、B11015-2和B11015-14表现均优于对照，有可能成为沿江、江淮等地种植的粮草兼用的多棱饲用大麦材料。
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