王志龍,楊金華,于亞雄,喬祥梅,王志偉,程加省,程 耿
(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所,云南昆明650205)
云南大麥常年種植面積在22.7萬(wàn)~24.0萬(wàn)hm2,居全國(guó)首位[1]。云南山多地少,在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中,麥類(lèi)種植形成了田麥和地麥2種栽培類(lèi)型[2],其中地麥多是玉米和其他旱地上秋收作物的后作,沒(méi)有灌溉條件且不追肥,完全依靠降水;田麥大多是水稻的后作,是有灌溉條件并能根據(jù)麥類(lèi)生產(chǎn)進(jìn)展和需要進(jìn)行澆水和追肥[3]。云南大麥生產(chǎn)中約75%為地麥栽培,僅25%為田麥栽培[4]。在云南,大麥主要是作為重要的飼用和啤用等工業(yè)用原料,而要作為優(yōu)質(zhì)、專(zhuān)用的飼料大麥或啤酒大麥原料,各有嚴(yán)格的品質(zhì)指標(biāo),水分、蛋白質(zhì)、淀粉、粗纖維是影響大麥品質(zhì)及用途的4個(gè)重要因素[5]。當(dāng)前,2種栽培方式對(duì)于大麥品質(zhì)的影響尚不明確,因此,開(kāi)展田、地2種栽培方式對(duì)大麥品質(zhì)影響的研究,對(duì)云南省大麥優(yōu)質(zhì)、專(zhuān)用生產(chǎn)具有重要意義。前人對(duì)大麥田、地栽培方式研究主要集中在產(chǎn)量與葉片性狀等方面,對(duì)品質(zhì)的影響則鮮有研究[6]。本文通過(guò)對(duì)云南大麥田、地2種栽培方式對(duì)大麥籽粒的水分、蛋白質(zhì)、淀粉、粗纖維4個(gè)品質(zhì)性狀的影響進(jìn)行研究,以期為優(yōu)質(zhì)、專(zhuān)用飼料大麥或啤酒大麥品種選育以及不同用途的大麥?zhǔn)召?gòu)、種植推廣和加工應(yīng)用等提供依據(jù)。
供試材料共11個(gè)品種,分別為云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所麥類(lèi)課題組選育的10個(gè)大麥品種:云大麥1號(hào)、云大麥3號(hào)、云大麥5號(hào)、云大麥6號(hào)、云大麥7號(hào)、云大麥8號(hào)、云大麥9號(hào)、云大麥10號(hào)、云大麥11號(hào)、云大麥13號(hào)以及云南省大面積種植的S500。
試驗(yàn)材料于2016—2017年種植于云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院嵩明基地(103°06′E 、25°21′N(xiāo)),海拔1 900 m,試驗(yàn)田地勢(shì)平坦,地力均勻。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列,小區(qū)面積6.67 m2,每小區(qū)10行,行長(zhǎng)3.57 m,行距0.23 m。地大麥栽培全生育期不灌水,僅依靠自然降水且不追肥;田大麥除自然降水外,分別于分蘗期和拔節(jié)期灌水和追肥,每次施尿素10 kg/667 m2;其余同一般大田管理。所有檢測(cè)樣品為各品種成熟之后收獲的籽粒,經(jīng)自然晾干,隨機(jī)取樣。
籽粒水分含量、蛋白質(zhì)含量、淀粉含量及粗纖維含量的品質(zhì)指標(biāo)均利用瑞士波通DA7200型近紅外谷物分析儀進(jìn)行測(cè)定,重復(fù)測(cè)定2次。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0和Excel 2007進(jìn)行整理分析。
從表1可以看出,田、地2種栽培方式對(duì)大麥籽粒含水量影響較大,田大麥水分含量為9.80%~10.70%,平均9.95%,地大麥水分含量為10.80%~11.15%,平均11.01%,全部品種的田大麥栽培方式比地大麥栽培方式的含水量低,平均低0.72%,達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。田大麥水分含量的變異系數(shù)(0.028)比地大麥變異系數(shù)(0.012)大,說(shuō)明地大麥栽培方式水分含量更穩(wěn)定。
表1 田、地2種栽培方式下大麥籽粒4種指標(biāo)的差異
從表2可以看出,田、地2種栽培方式對(duì)六棱和二棱大麥籽粒含水量影響較大,均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。所有品種及2種栽培方式籽粒含水量均小于13%,符合啤、飼2用大麥安全儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)。
表2 田、地2種栽培方式下大麥籽粒4種指標(biāo)的差異
從表1可以看出,田大麥蛋白質(zhì)含量為12.15%~15.35%,平均為13.57%,地大麥蛋白質(zhì)含量為8.35%~10.55%,平均為9.22%。所有品種的蛋白質(zhì)含量均是田大麥比地大麥含量高,平均高4.37%,達(dá)極顯著差異(P<0.01),田大麥蛋白質(zhì)含量的變異系數(shù)(0.060)比地大麥變異系數(shù)(0.077)低,說(shuō)明田大麥不同品種間蛋白質(zhì)含量更加穩(wěn)定。
從表2可以看出,田、地2種栽培方式下,六棱和二棱大麥的籽粒蛋白質(zhì)含量也均有極顯著差異(P<0.01)。根據(jù)國(guó)家飼料用皮大麥標(biāo)準(zhǔn)(一級(jí)蛋白質(zhì)含量≥11.0%),田大麥栽培方式下所有品種蛋白質(zhì)含量最低為12.15%,均高于一級(jí)飼料大麥的11.0%。啤酒大麥原料要求蛋白質(zhì)含量在9.0%~13.5%,其中一級(jí)和優(yōu)級(jí)的蛋白質(zhì)含量要求在10.0%~12.5%,二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求蛋白質(zhì)含量為9.0%~13.5%。田大麥中僅有云大麥3號(hào)(蛋白質(zhì)含量為12.15%)符合一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),另有云大麥5號(hào)(蛋白質(zhì)含量為12.80%)、云大麥10號(hào)(蛋白質(zhì)含量為13.00%)、云大麥1號(hào)(蛋白質(zhì)含量為13.35%)、云大麥13號(hào)(蛋白質(zhì)含量為13.50%)4個(gè)品種符合二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),一、二級(jí)達(dá)標(biāo)率為45.45%;地大麥中有云大麥9號(hào)(蛋白質(zhì)含量為10.30%)和云大麥7號(hào)(蛋白質(zhì)含量為10.55%)2個(gè)品種符合一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),另有云大麥6號(hào)(蛋白質(zhì)含量為9.00%)、云大麥13號(hào)(蛋白質(zhì)含量為9.15%)、云大麥5號(hào)(蛋白質(zhì)含量為9.15%)、云大麥8號(hào)(蛋白質(zhì)含量為9.85%)4個(gè)品種符合二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),一、二級(jí)達(dá)標(biāo)率為54.55%。
從表1可以看出,田大麥籽粒淀粉含量為44.75%~47.75%,平均為46.70%;地大麥淀粉含量為49.10%~50.45%,平均為50.18%。所有品種的淀粉含量均是田大麥比地大麥含量低,平均低3.48%,達(dá)極顯著差異(P<0.01)。不同品種籽粒淀粉含量中,田大麥變異系數(shù)(0.023)比地大麥變異系數(shù)(0.020)的變異系數(shù)大,說(shuō)明地大麥淀粉含量更加穩(wěn)定。
從表2可以看出,六棱大麥田、地2種栽培方式下淀粉含量達(dá)顯著差異(P<0.05),二棱大麥田、地2種栽培方式下淀粉含量則達(dá)極顯著差異(P<0.01)。
從表1可以看出,田大麥粗纖維含量為5.20%~7.00%,平均為5.85%;地大麥粗纖維含量為5.45%~7.00%,平均為6.05%。除云大麥9號(hào)外,其他品種的粗纖維含量田大麥均比地大麥含量低,平均低0.20%,達(dá)極顯著差異(P<0.01)。田大麥粗纖維含量的變異系數(shù)(0.111)比地大麥變異系數(shù)(0.106)高,說(shuō)明地大麥不同品種間粗纖維含量更加穩(wěn)定。
從表2可以看出,六棱大麥田、地2種栽培方式粗纖維含量達(dá)極顯著差異(P<0.01);二棱大麥田、地2種栽培方式粗纖維含量達(dá)顯著差異(P<0.05)。按照國(guó)家飼料大麥標(biāo)準(zhǔn),粗纖維含量一級(jí)≤5%、二級(jí)≤5.5%、三級(jí)≤6%來(lái)看。田大麥籽粒粗纖維含量沒(méi)有符合一級(jí)的品種,符合二級(jí)的有5個(gè)品種(云大麥8號(hào)、S500、云大麥7號(hào)、云大麥6號(hào)、云大麥13號(hào)),符合三級(jí)的有3個(gè)品種(云大麥5號(hào)、云大麥9號(hào)、云大麥3號(hào));地大麥粗纖維含量沒(méi)有符合一級(jí)的品種,符合二級(jí)的有3個(gè)品種(云大麥8號(hào)、云大麥7號(hào)、S500),符合三級(jí)的有4個(gè)品種(云大麥9號(hào)、云大麥6號(hào)、云大麥13號(hào)、云大麥5號(hào))。
本研究表明,田、地2種栽培方式對(duì)水分、蛋白質(zhì)、淀粉、粗纖維4種主要品質(zhì)指標(biāo)均有極顯著影響(P<0.01)。所有的參試品種籽粒水分、淀粉含量地栽培均比田栽培含量高;蛋白質(zhì)含量田栽培比地栽培含量高;除云大麥9號(hào)外,其他品種田栽培方式粗纖維含量比地栽培含量低。六棱和二棱大麥2種栽培方式的水分、蛋白質(zhì)和粗纖維含量均達(dá)極顯著差異(P<0.01),六棱大麥的2種栽培方式淀粉含量達(dá)顯著差異(P<0.05);二棱大麥淀粉含量達(dá)極顯著差異(P<0.01)。田大麥蛋白質(zhì)含量高,粗纖維含量低更合適做飼料大麥。
大麥以其適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)、用途廣而在全世界種植,云南大麥種植面積居全國(guó)首位[7]。我國(guó)的啤酒和飼料專(zhuān)用大麥在品質(zhì)上離啤酒工業(yè)和飼料工業(yè)的要求尚有很大差距[8]。在大麥種植生產(chǎn)中,對(duì)品質(zhì)重視不足,使得大麥品質(zhì)難以得到保證,同時(shí)對(duì)于云南田、地2種栽培方式對(duì)品質(zhì)的影響鮮有研究,嚴(yán)重影響云南大麥的用途和經(jīng)濟(jì)效益。
大麥在云南畜牧業(yè)中占有重要地位,利用冬季種植大麥?zhǔn)墙鉀Q云南粗飼料不足的一種有效途徑,但皮大麥粗纖維含量過(guò)高是影響其作為單胃動(dòng)物飼料有效能值偏低的主要因素之一[9],根據(jù)國(guó)家飼料用皮大麥標(biāo)準(zhǔn)(蛋白質(zhì)含量一級(jí)≥11.0%,粗纖維含量一級(jí)≤5%、二級(jí)≤5.5%、三級(jí)≤6%)來(lái)看,田大麥栽培方式下所有品種蛋白質(zhì)含量最低為12.15%,遠(yuǎn)高于一級(jí)飼料大麥的11.0%。田大麥粗纖維含量沒(méi)有符合一級(jí)的品種,符合二級(jí)的有5個(gè)品種,符合三級(jí)的有3個(gè)品種。地大麥粗纖維含量沒(méi)有符合一級(jí)的品種,符合二級(jí)的有3個(gè)品種,符合三級(jí)的有4個(gè)品種,11個(gè)試驗(yàn)品種除云大麥9號(hào)外,其他10個(gè)品種的纖維素含量田大麥均低于地大麥,相比較而言,田大麥更符合飼料大麥的標(biāo)準(zhǔn),可能與田大麥種植過(guò)程中所具良好的水肥和光照條件有關(guān)。
啤酒大麥?zhǔn)瞧【乒I(yè)的主要生產(chǎn)原料,隨著我國(guó)啤酒釀造業(yè)的快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)對(duì)啤酒大麥的需求量日益增多,但長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)產(chǎn)啤酒原料一直供不應(yīng)求,嚴(yán)重影響了啤酒釀造業(yè)的發(fā)展[10],困擾國(guó)產(chǎn)啤酒大麥的首要因素是品質(zhì)尚不能滿足啤酒及麥芽工業(yè)的要求,主要是由于蛋白質(zhì)含量高、水敏性強(qiáng)等因素[8]。啤酒大麥的主要理化指標(biāo)為蛋白質(zhì)含量,啤酒大麥原料標(biāo)準(zhǔn)要求蛋白質(zhì)含量在9.0%~13.5%,其中一級(jí)和優(yōu)級(jí)蛋白質(zhì)含量要求在10.0%~12.5%,二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求蛋白質(zhì)含量9.0%~13.5%。田大麥中有云大麥3號(hào)(蛋白質(zhì)含量12.15%,六棱)、云大麥5號(hào)(蛋白質(zhì)含量12.80%,六棱)、云大麥10號(hào)(蛋白質(zhì)含量13.00%,六棱)、云大麥1號(hào)(蛋白質(zhì)含量13.35%,六棱)、云大麥13號(hào)(蛋白質(zhì)含量13.50%,六棱)5個(gè)品種符合一、二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),達(dá)標(biāo)率為45.45%;地大麥有云大麥9號(hào)(蛋白質(zhì)含量10.30%,二棱)、云大麥7號(hào)(蛋白質(zhì)含量10.55%,二棱)、云大麥6號(hào)(蛋白質(zhì)含量9.00%,二棱)、云大麥13號(hào)(蛋白質(zhì)含量9.15%,六棱)、云大麥5號(hào)(蛋白質(zhì)含量9.15%,六棱)、云大麥8號(hào)(蛋白質(zhì)含量9.85%,二棱)6個(gè)品種符合二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),達(dá)標(biāo)率為54.55%。在云南省大麥品種區(qū)試中,通常按照二棱為啤酒大麥組,六棱為飼料大麥組來(lái)進(jìn)行區(qū)域試驗(yàn),而本研究發(fā)現(xiàn),田大麥蛋白質(zhì)符合啤酒大麥標(biāo)準(zhǔn)的5個(gè)品種均為六棱,地大麥蛋白質(zhì)符合啤酒大麥標(biāo)準(zhǔn)的6個(gè)品種中,4個(gè)為二棱、2個(gè)為六棱,說(shuō)明在具體的應(yīng)用中不能僅僅依靠棱型來(lái)進(jìn)行專(zhuān)用大麥的劃分,還要根據(jù)具體的品質(zhì)指標(biāo)來(lái)決定其用途。
田、地2種栽培方式主要是體現(xiàn)在灌水和肥料上的差異,對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)必然產(chǎn)生很大的影響[4]。通過(guò)分析顯示,田、地2種栽培方式對(duì)水分、蛋白質(zhì)、淀粉和粗纖維含量均呈極顯著差異(P<0.01),說(shuō)明田、地2種栽培方式對(duì)于11個(gè)大麥品種的4種品質(zhì)指標(biāo)有極顯著的影響。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),除云大麥9號(hào)田栽培粗纖維比地栽培含量高外,其他參試品種水分、淀粉、粗纖維3種指標(biāo)田栽培均比地栽培含量低,蛋白質(zhì)含量田栽培比地栽培含量高。大麥籽粒蛋白質(zhì)含量既受遺傳控制,又易受環(huán)境的影響[11],前人對(duì)大麥進(jìn)行干旱脅迫和不同灌水研究,發(fā)現(xiàn)干旱脅迫下籽粒的蛋白質(zhì)和淀粉含量升高[12-13],而灌水多和少對(duì)蛋白質(zhì)含量的影響不顯著[14]。而在本研究中,地大麥栽培方式籽粒蛋白質(zhì)含量比田大麥的含量低,淀粉含量則比田大麥高,這與前人研究均不一致,可能與本研究中地大麥并不是受到嚴(yán)格意義上的干旱脅迫,以及其生育期內(nèi)有降雨發(fā)生有關(guān)。