肥料、保水剂和播种量互作对燕麦综合生产性能的影响

Effects of interactions among fertilizer， water retention agent， and seeding rate on the yield production performance of oat （Avena sativa）

摘要

为揭示肥料、保水剂和播种量互作对呼伦贝尔地区燕麦综合生产性能的影响，本试验以‘青海444’为对象，采用正交试验设计，对不同处理组合下燕麦农艺性状、单株生物量、草产量及营养品质相关指标进行了观测和分析。结果表明：A₃（N：89.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2）水平下单株总生物量、茎秆生物量、粗蛋白、钙、磷含量显著高于A₁（N：44.00 kg·hm^-2，P：83.00 kg·hm^-2）和A₂（N：44.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2）水平；随着保水剂浓度的增加，燕麦的苗数、穗数、分蘖成穗率、穗下节长、株高、重心高度、倒伏率和灰分含量均呈上升趋势，单株总生物量、根系生物量和叶片生物量呈下降趋势；随着燕麦播种量的增加，燕麦的茎数、穗数、重心高度、根系生物量和中性洗涤纤维含量呈上升趋势，单株粒数、穗下节长、穗长、株高、穗位高、单株总生物量、穗部生物量和酸性洗涤纤维含量呈下降趋势；9个处理组合中A₃B₁C₃处理的茎数、第二节长、第三节长、茎粗、茎壁厚、粗蛋白、粗脂肪、钙、磷含量最高，酸性洗涤纤维含量最低，A₃B₂C₁处理的穗位高、单株总生物量、茎秆生物量和穗部生物量最高。极差分析结果显示，肥料配施对燕麦扬花期产量和品质的影响最大，其次是保水剂，播种量影响最小。通过隶属函数综合分析筛选得到A₃B₁C₃处理，肥料配比为N₂P₁K₁（N：89.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2，K：41.00 kg·hm^-2），保水剂为60.00 kg·hm^-2，播量为157.05 kg·hm^-2时燕麦的产量和品种的综合表现最好，该结果可为呼伦贝尔地区燕麦的绿色高效栽培提供理论依据和技术指导。

Abstract

The aim of this study was to determine the effects of interactions among fertilizer， polyacrylamide water-retention agent （PAC）， and seeding rate on the yield， yield components and nutritive traits of oat （Avena sativa） in the Hulunbuir region. A field experiment was conducted with an orthogonal design using the oat cultivar ‘Qinghai 444’. The experiment was an incomplete 3×3×3 factorial design with three fertilizer treatments （A₁， A₂， A₃）， three levels of PAC （B₁， B₂， B₃）， and three seeding rates （C₁， C₂， C₃） with nine of the 27 available treatment combinations implemented. The three fertilizer treatments were： A₁=N， 44.00 kg·ha⁻¹ and P， 83.00 kg·ha⁻¹， A₂=N， 44.00 kg·ha⁻¹ and P， 41.00 kg·ha⁻¹ and A₃=N， 89.00 kg·ha⁻¹， P： 41.00 kg·ha⁻¹. The three PAC treatments were 60， 75 and 90 kg·ha⁻¹ PAC for B₁， B₂ and B₃， respectively， and the three seeding rates were calculated to deliver 2.5， 3.5 and 4.5 live seeds·ha⁻¹ for C₁， C₂ and C₃， respectively. Agronomic traits， individual plant biomass， forage yield， and nutritional quality indicators were analyzed for each combination of treatments. The results revealed that the total plant biomass， stem biomass， crude protein， calcium， and phosphorus content were significantly higher with the A₃ level of fertilizer than with the A₁ and A₂ levels of fertilizer. As the concentration of PAC increased， the seedling number， spike number， tiller survival rate， sub-spike internode length， plant height， center of gravity height， lodging rate， and ash content increased， and total plant biomass， root biomass， and leaf biomass decreased. As the seeding rate increased， the stem number， spike number， center of gravity height， root biomass， and neutral detergent fiber content increased， whereas the grain number per plant， sub-spike internode length， spike length， plant height， spike position height， total plant biomass， spike biomass， and acid detergent fiber content decreased. Among the nine treatment combinations， the A₃B₁C₃ treatment resulted in the highest stem number， second and third internode length， stem diameter， stem wall thickness， crude protein， ether extract， calcium， and phosphorus content， along with the lowest acid detergent fiber content. The A₃B₂C₁ treatment resulted in the highest spike position， total plant biomass， stem biomass， and spike biomass. The results of a range analysis indicated that fertilizer application had the greatest impact on oat yield and quality at the flowering stage， followed by the water-retention agent， while seeding rate had the smallest effect. A multivariate evaluation using the membership function method identified the optimal combination for oat yield and quality performance as A₃B₁C₃； i.e.， a fertilizer ratio of N： 89.00 kg·ha⁻¹， P： 41.00 kg·ha⁻¹， K： 41.00 kg·ha⁻¹， application of PAC at 60.00 kg·ha⁻¹， and a seeding rate of 157.05 kg·ha⁻¹. These findings provide a theoretical basis and technical guidance for sustainable and high-efficiency oat cultivation in the Hulunbuir region.

Graphical abstract

关键词

燕麦 / 肥料配施 / 保水剂 / 播种量 / 农艺性状 / 草产量 / 营养品质

Key words

oats （Avena sativa） / fertilizer application / water retention agent / sowing quantity / agronomic traits / grass yield / nutritional quality

呼伦贝尔草原是我国北方草原的主要代表和绿色生态屏障，是典型的草原畜牧业养殖区，饲养家畜以冬季舍饲夏季放牧的方式为主^［1］。由于受到气候环境变化和过度放牧的影响，该地区天然草场出现大面积的退化现象，导致天然牧草供需不足，严重制约了当地畜牧业的发展^［2］。因此探究适合该地区的饲草高效栽培方案对缓解饲草供需矛盾意义重大，也是促进该地区畜牧业发展的有效途径。

燕麦（Avenasativa）属禾本科（Gramineae）一年生植物，具有适应性强、耐贫瘠、抗寒和抗旱等优点，且蛋白质、矿质元素等营养物质丰富，是高寒牧区公认的稳产、高产、优质的饲草种类^［3］。肥料是禾本科作物正常生长的必要元素，也是作物产量和品质的重要限制因子^［4］，尤其是在土壤贫瘠和水资源匮乏的地区，肥料调控对提高作物的产量和品质起着至关重要的作用^［5-7］。保水剂能够改善土壤物理性质，促进养分吸收利用，进而促进植物生长发育^［8-9］。肥料与保水剂配合施用可以显著提高土壤含水量，同时提高水肥利用率^［10-11］。此外，播种量也是影响禾本科作物产量和品质的主要因素之一^［12］，播种量影响植株密度，进而影响作物生长发育^［13］，在一定的范围内，合理密植有利于提高牧草种间竞争，促进牧草产量的增加。但如果超过限度，植株间密度过大，种内竞争呈现优势地位，会降低光合效率，减少干物质积累，导致单位面积植株产量与品质下降^［14-15］。适当施肥、施保水剂和适量播种量均能有效提高燕麦草产量，但具体最高产量下的施肥量、保水剂浓度和播种量并不统一，这是由于燕麦适应性广，不同品种在不同环境条件下的最佳施肥量、保水剂浓度及播种量也不同。近年来，呼伦贝尔地区针对燕麦产量低、水肥利用率低等突出问题的研究主要集中在优良品种筛选，不同混播比例对燕麦产量性能的影响^［16-18］，肥料配施对燕麦综合生产性能的影响^［19-20］等方面。目前尚未报道关于多因素互作对燕麦综合生产性能影响方面的研究。

本研究针对呼伦贝尔地区燕麦生产中面临的水肥利用效率不高和草产量低等问题，设计正交试验，研究肥料、保水剂、播种量3个因素互作对‘青海444’燕麦生产性能和营养成分的影响，确定各因素耦合的高效栽培技术方案，形成呼伦贝尔地区燕麦抗寒抗旱绿色生态栽培技术体系，以期为该地区燕麦的高效栽培提供科学的理论依据，对该地区燕麦增产潜力挖掘和优质生产具有重要的理论借鉴和实践指导意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

特泥河试验站位于呼伦贝尔陈巴尔虎旗（49°21′ N，119°45′ E），属于温带大陆性气候，年均温小于0 ℃，海拔650 m，降水主要集中在7、8月，平均年降水量达320 mm，土壤为黑壤土，土壤氮、磷、钾含量分别为2.73 g·kg^-1、46.20 g·kg^-1、242.00 g·kg^-1。

1.2 试验材料

供试燕麦为‘青海444’，是该地区饲草主栽品种，产量高，由青海省西宁市湟中天兴草业有限公司生产；氮、磷、钾肥分别为：尿素（N≥46%）、过磷酸钙（P₂O₅≥12%）、硫酸钾（K₂O≥45%）；选择抗旱型保水剂，粉末状，主要成分为聚丙烯酰胺（polyacrylamide， PAM），来自中国科学院上海应用物理研究所。

1.3 试验设计

采用正交试验设计，综合考虑肥料、保水剂和播种量3个试验因素对‘青海444’生产性能的影响。研究设计3个因素，各因素设3个水平，3因素分别为：肥料（A）、保水剂（B）和播种量（C），播种量由每hm²保苗250万株、350万株和450万株计算，其中肥料设3个水平为：A₁（N₁P₂K₁）、A₂（N₁P₁K₁）和A₃（N₂P₁K₁）；保水剂设3个水平为：B₁（60.00 kg·hm^-2）、B₂（75.00 kg·hm^-2）和B₃（90.00 kg·hm^-2）；播种量设3个水平为：C₁（87.15 kg·hm^-2）、C₂（122.10 kg·hm^-2）、C₃（157.05 kg·hm^-2）。选择L₉（3⁴）正交表（表1），9个处理，重复3次，共27个小区，各小区面积3 m×5 m=15 m²，行距20 cm，种15行，各处理随机排列，播种方式为条播，播深3~4 cm，小区和重复间隔50 cm。肥料作为基肥于播种前一次性施入。保水剂与种子充分混合均匀后随种子一并施入，于2022年5月上旬播种，完成播种后喷灌2 h，其余生育期靠雨养。

1.4 群体性状测量

在幼苗出齐后划定有代表性的固定样点2个，样点长1 m，一般为2行，考察样点内苗数；于拔节初在固定样点内考察茎数；于扬花初期，齐地刈割1 m²燕麦，去除非燕麦成分后称重，测定鲜草产量，在称完鲜重的燕麦中称取500 g鲜草样品，放入网袋，置于烘箱中，105 ℃ 30 min，65 ℃烘干至恒重，测定干草重量，计算干鲜比，最后将干燥样粉碎，过1 mm筛，采用FOSS公司生产的NIR System 5000近红外光谱分析仪扫描分析粉末品质，测定粗蛋白、粗脂肪、灰分、钙、磷、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量；此外，在固定样点取5株完整燕麦，清洗干净，擦干表面水分后分别称重测定总生物量（根、茎、叶和穗生物量之和，g）和各器官生物量（g）；于灌浆初期在固定样点取5株，测量株高［植株主茎基部至顶部长度（不带芒），cm］、重心高度［将茎秆（带叶、叶鞘及穗）中部左右位置放于支点上，调节茎秆位置，直至茎秆平衡在支点上，茎秆基部至平衡支点距离为重心高度，cm］、第2（3）节长［燕麦基部向上量取第2（3）节长度为第2（3）节长，cm］、穗下节间长［穗基部向下至第1个节点的长度为穗下节间长，cm］、茎粗［测量第2节长和第3节长最粗的位置，求取平均值为茎粗，mm］和茎壁厚［在测量茎粗的位置用游标卡尺测量茎秆厚度求均值为茎壁厚，mm］；于早熟期在固定样点内考察穗数，并计算分蘖成穗率（分蘖成穗率=穗数/茎数×100%），在样点内取5株，测量穗长（主茎穗基部至顶端的长度为穗长，cm）、单株粒数（单株所有穗的籽粒数为单株粒数，粒·株^-1）；于燕麦晚熟期统计倒伏率（倒伏植株占整个小区植株的比率，%），待收割脱粒，籽粒自然风干后随机取样2份，每份200 粒，如果2 份样品重量相差不到0.5 g，则取平均值，否则继续取第3份样品直到2个样品重量相差不到0.5 g为止，后换算成千粒重，计算籽粒产量（籽粒产量=苗数×单株粒数×千粒重）。

1.5 数据处理与分析

采用SPSS 24.0软件进行差异显著性分析及多重比较。利用隶属函数值法对燕麦生产性能、营养成分的各项性状数据进行综合评价。计算公式如下∶

X_（i）=（X_i -X_min）/（X_max-X_min），i=1，2，3，……，n（1）

W_{(i)}=\frac{P_i}{{\sum }_{i=\mathrm{1}}^n{P}_i}（2）

D={\sum }_{i-\mathrm{1}}^n\left[X_{(i)}\times W_{(i)}\right]（3）

式中：i=1， 2， 3，…， n；X_min表示第i个综合指标的最小值；X_max表示第i个综合指标的最大值；X_（i）表示第i个综合指标。W_（i）表示第i个综合指标在所有综合指标中所占的权重；P_i 表示第i个综合指标的贡献率。D值为各处理下的综合评价值。

2 结果与分析

2.1 肥料、保水剂和播种量对燕麦群体植株的影响

2.1.1 肥料、保水剂和播种量各因素水平对燕麦群体植株的影响

A₁（N：44.00 kg·hm^-2，P：83.00 kg·hm^-2）水平下燕麦的穗数、重心高度和茎壁厚最大，倒伏率最低，A₃（N：89.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2）水平下茎数、第二节长、第三节长、穗位高和茎粗均最大，其中茎数和第二节长显著高于A₂（N：44.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2）水平（P<0.05，表2）。

随着保水剂浓度的升高，燕麦的苗数、穗数、分蘖成穗率、穗下节长、株高、重心高度和倒伏率均呈上升趋势，且B₃（90.00 kg·hm^-2）浓度下穗数显著高于B₁（60.00 kg·hm^-2）和B₂（75.00 kg·hm^-2）水平（表2）。

随着燕麦播种量的增加，燕麦的茎数、穗数和重心高度呈上升趋势，其中C₃（157.05 kg·hm^-2）水平下茎数和穗数显著高于C₁（87.15 kg·hm^-2）水平（P<0.05）；单株粒数、穗下节长、穗长、株高和穗位高呈下降趋势，其中，C₁（87.15 kg·hm^-2）水平下燕麦的单株粒数和穗下节长显著高于C₃（157.05 kg·hm^-2）水平（表2）。

2.1.2 肥料、保水剂和播种量的组合处理对燕麦群体植株的影响

由表3可知，9个处理组合中A₃B₁C₃处理下燕麦的茎数显著高于A₁B₁C₁、A₂B₁C₂、A₂B₃C₁和A₃B₂C₁处理（P<0.05），第二节长显著高于A₁B₁C₁、A₂B₂C₃、A₂B₃C₁和A₃B₃C₂处理（P<0.05），茎粗显著高于A₂B₂C₃处理（P<0.05）；A₁B₃C₃处理下穗数显著高于A₁B₁C₁、A₁B₂C₂、A₂B₃C₁、A₃B₁C₃和A₃B₂C₁处理（P<0.05），分蘖成穗率显著高于A₁B₁C₁、A₁B₂C₂、A₂B₂C₃、A₂B₃C₁、A₃B₁C₃和A₃B₂C₁处理（P<0.05）；A₁B₁C₁处理下单株粒数显著高于A₃B₁C₃和A₃B₂C₁处理（P<0.05），且此处理下的倒伏率显著低于A₂B₁C₂、A₂B₃C₁、A₃B₂C₁和A₃B₃C₂处理（P<0.05）；A₂B₃C₁处理下穗下节长显著高于A₃B₁C₃处理（P<0.05），穗长显著高于A₁B₂C₂、A₁B₃C₃、A₂B₂C₃和A₃B₂C₁处理（P<0.05）。

2.2 肥料、保水剂和播种量对燕麦产量的影响

2.2.1 肥料、保水剂和播种量各因素水平对燕麦单株生物产量的影响

A₃（N：89.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2）水平下单株总生物量和茎秆生物量显著高于A₁（N：44.00 kg·hm^-2，P：83.00 kg·hm^-2）和A₂（N：44.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2）水平，说明适当增施氮肥有助于燕麦增产（表4）。

随着保水剂浓度的升高，燕麦单株总生物量、根系生物量和叶片生物量呈下降趋势，其中B₁（60.00 kg·hm^-2）保水剂水平处理下的根系生物量显著高于B₂（75.00 kg·hm^-2）和B₃（90.00 kg·hm^-2）水平（P<0.05），且根系生物量的F值达到显著水平，说明保水剂对燕麦根部生物量有显著影响（表4）。

随着播种量的增加，燕麦单株总生物量和穗部生物量均呈下降趋势，而根系生物量呈上升趋势，其中C₁（87.15 kg·hm^-2）播种量下的单株总生物量显著高于C₃（157.05 kg·hm^-2）水平（P<0.05），穗部生物量显著高于C₂（122.10 kg·hm^-2）和C₃（157.05 kg·hm^-2）（P<0.05）；且单株总生物量和穗部生物量的F值达到显著水平，说明不同播种量对单株总生物量和穗部生物量影响显著（表4）。

2.2.2 肥料、保水剂和播种量组合处理对燕麦单株生物产量的影响

肥料、保水剂和播种量水平组合对燕麦单株生物量的影响如表5所示，A₃B₂C₁处理下的燕麦单株总生物量（3.84 g）、茎秆生物量（1.64 g）和穗部生物量（1.67 g）均最大，且显著高于其余处理，其中茎秆生物量和穗部生物量对单株总生物量的贡献率分别为42.71%和43.49%；单株总生物量、茎秆生物量和穗部生物量F值达到极显著水平（P<0.01），说明不同的肥料、保水剂和播种量处理组合对燕麦的单株总生物量、茎秆生物量和穗部生物量有极显著影响。

2.2.3 肥料、保水剂和播种量各因素水平对燕麦草产量和籽粒产量的影响

A₂（N：44.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2）水平和A₃（N：89.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2）水平下燕麦干草产量和干鲜比显著高于A₁（N：44.00 kg·hm^-2，P：83.00 kg·hm^-2）水平（图1A），A₁（N：44.00 kg·hm^-2，P：83.00 kg·hm^-2）和A₃（N：89.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2）水平下籽粒产量显著高于A₂（N：44.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2）（图1B），说明增施氮有助于饲草增产。

随着保水剂浓度的升高和播种量的增加，燕麦籽粒产量均呈上升趋势，且保水剂对燕麦鲜草产量和干草产量的变化有显著影响（图1A，B）。

2.2.4 肥料、保水剂和播种量组合处理对燕麦草产量和籽粒产量的影响

扬花期A₂B₃C₁和A₃B₃C₂处理下的鲜草产量分别为44555.60和44255.45 kg·hm^-2，显著高于其余处理（P<0.05），A₃B₃C₂处理下的干草产量最大（11194.26 kg·hm^-2），显著高于A₁B₁C₁、A₁B₂C₂、A₁B₃C₃、A₂B₂C₃、A₃B₁C₃和A₃B₂C₁（P<0.05）；A₂B₁C₂处理下的干鲜比为29.33%，显著高于其余处理（P<0.05，图2A）。A₁B₃C₃和A₃B₁C₃处理下成熟期燕麦的籽粒产量为3922.60和3856.60 kg·hm^-2，显著高于A₁B₁C₁、A₂B₁C₂、A₂B₂C₃和A₂B₃C₁（P<0.05，图2B）。燕麦鲜草产量、干草产量、干鲜比和成熟期籽粒产量的F值均达到极显著水平（P<0.01，表6），说明不同组合处理对燕麦的草产量和籽粒产量有显著影响。

2.3 肥料、保水剂和播种量对燕麦营养品质的影响

2.3.1 肥料、保水剂和播种量各因素水平对燕麦营养品质的影响

A₃（N：89.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2）水平下燕麦粗蛋白、粗脂肪、灰分、钙和磷含量均高于A₁（N：44.00 kg·hm^-2，P：83.00 kg·hm^-2）和A₂（N：44.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2）水平，而酸性洗涤纤维含量最低，说明A₃（N：89.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2）水平下燕麦营养品质较高，且施肥对燕麦粗蛋白、钙和磷含量有极显著影响（表7）。

随着保水剂浓度的升高，燕麦灰分含量逐渐增加，B₃（90.00 kg·hm^-2）水平下的灰分含量显著高于B₁（60.00 kg·hm^-2）水平（P<0.05），其余营养指标均无显著变化（表7）。

播种量对燕麦各项营养指标无显著影响（表7）。

2.3.2 肥料、保水剂和播种量组合处理对燕麦营养品质的影响

由表8可知，A₃B₁C₃组合处理下燕麦的粗蛋白含量、粗脂肪含量、钙含量、磷含量均最高，酸性洗涤纤维含量最低，其中，A₃B₁C₃组合处理下燕麦的粗蛋白含量比A₁B₁C₁、A₁B₂C₂、A₁B₃C₃、A₂B₁C₂和A₂B₂C₃组合处理分别高27.40%、48.24%、45.08%、47.17%和48.06%，且差异显著（P<0.05），钙含量显著高于A₁B₁C₁、A₁B₂C₂、A₂B₁C₂和A₂B₂C₃组合处理（P<0.05）；磷含量显著高于A₁B₂C₂、A₂B₁C₂和A₂B₂C₃组合处理（P<0.05）。不同的肥料、保水剂和播种量组合处理对燕麦的粗蛋白和钙含量有显著影响。

2.4 燕麦扬花期产量和品质指标的极差分析和隶属函数分析

产量和品质是判断饲草性能的重要指标，试验对所测定的鲜草产量、干草产量、干鲜比、成熟期籽粒产量、粗蛋白、粗脂肪、灰分、钙、磷、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量等11个产量和品质指标进行极差分析和隶属函数分析，综合考虑肥料、保水剂、播种量3个因素对‘青海444’燕麦生产性能、营养品质的影响。

将测定的11个产量和品质指标的极差值进行标准化后相加，得到肥料、保水剂和播种量3个试验因素的总极差值，各因素对燕麦的综合影响大小由总极差值大小决定，3个因素的总极差值由大至小依次是∶A>B>C（表9），即肥料为最主要因素，保水剂为次要因素，播种量的影响最低。

计算11个指标综合评价值，得到9个组合处理生产性能、营养品质的综合排序，9个处理排序为：A₃B₁C₃>A₃B₃C₂>A₂B₃C₁>A₁B₃C₃>A₃B₂C₁>A₁B₁C₁>A₂B₁C₂>A₂B₂C₃>A₁B₂C₂（表10），其中A₃B₁C₃处理组合的平均隶属函数值为0.78，综合排名第一，即该地区在肥料：N₂P₁K₁（N：89.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2，K：41.00 kg·hm^-2），保水剂：60.00 kg·hm^-2，播种量：157.05 kg·hm^-2时综合性状表现最好。

3 讨论

3.1 氮磷肥料配施对燕麦生产性能的影响

作物产量和品质不仅受到品种自身遗传物质的影响，还受到播种密度^［13］、水肥管理^［11］等多种因素的影响。由于生长环境存在差异，不同作物生长发育对水肥和播种密度等因素的需求存在差异。肥料通过提供作物的营养生长和生殖生长所必需的矿质元素达到高产优质^［19］。在土壤肥力较低时，更容易获得较高的肥料利用效率^［20］，Liu等^［21］和Wang等^［22］研究表明肥料配施可通过提高土壤肥力有效提高作物产量和产量可持续性。徐正辉等^［23］研究发现氮、磷肥混施显著提高了老芒麦（Elymus sibiricus）的鲜草产量和干草产量。粗蛋白、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量是评价饲草营养品质的重要指标，饲草品质与酸性洗涤纤维含量和中性洗涤纤维含量呈负相关，酸性洗涤纤维含量和中性洗涤纤维含量越低，则消化率就相对越高^［24］；相同施肥量下，燕麦粗蛋白含量随施氮量的增加呈先增加后降低趋势，且施氮75.00 kg·hm^-2处理粗蛋白含量最高^［25］。王亚士等^［26］研究表明，‘边锋’和‘梦龙’燕麦品种均以氮磷混合施肥量为300.00 kg·hm^-2 （N 91.50 kg·hm^-2+P₂O₅ 63.00 kg·hm^-2）时效果较好，此时产草量最大。本研究中，A₂（N：44.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2）施肥水平下的鲜草产量、干草产量和干鲜比最高、A₃（N：89.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2）水平下的粗蛋白、粗脂肪、灰分、钙和磷含量最高，酸性洗涤纤维含量最低，这与前人的结论略有不同，其原因是两者选取的燕麦品种不同，材料自身的蛋白质含量有区别，试验地区不同，原土壤肥力不同，因此最佳施肥量有所差别。

3.2 保水剂对燕麦生产性能的影响

保水剂是含有大量强亲水性官能团的高分子电解质，当保水剂与水接触时，亲水基团就会同水分子结合成水凝胶，锁住大量水分^［27］，从而抑制了土壤水分的蒸发和流失，提高土壤含水量，土壤干旱缺水时，保水剂则会释放水分子，让土壤保持水分，从而保证植物根系需水，刺激根系生长^［28］；与此同时，当土壤养分充足时保水剂表面的官能团也能与土壤中的NH₄⁺、NO₃^-和K⁺等养分离子结合，减少养分的流失，当养分缺乏时，保水剂释放养分离子供给植物，从而提高肥料利用率^［29］。Lu等^［30］研究表明，使用保水剂能提高燕麦的种子产量和地上部分生物量。

3.3 播种量对燕麦生产性能的影响

在人工饲草群体中播种量会影响饲草群体的密度和结构，合理的种植密度可以优化群体间个体生长的环境条件，有利于饲草干物质的积累，提高饲草产量和品质^［31］。武慧娟等^［32］发现不同播种量下植株分蘖数和有效分蘖数存在显著差异；本研究中随着播种量的增加，燕麦穗长、株高、穗位高等指标均呈下降趋势。播种量低，植株赖以生存的光、水、肥等资源充足，燕麦通过调节自身的分蘖能力平衡群体结构，播种量过高，资源供不应求，燕麦则降低分蘖数调节群体结构，随着播种量的增加，燕麦鲜草产量和干草产量呈先增大后减小的变化趋势^［33］。本研究中燕麦的干草产量、干鲜比和籽粒产量随播种量变化趋势与前人一致，说明群体干物质积累存在一定的密度效应，群体密度过大，个体所吸收到的水分、光照、肥料等资源不足，会降低个体分蘖和生长能力，群体干物质积累量降低，从而导致减产^［34-36］。本研究中随着播种量的增加，粗蛋白、粗脂肪、灰分、钙等物质含量先减小后增加。牧草营养价值的高低直接影响其饲喂效果，粗蛋白含量越高，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量越低，饲料品质和饲喂效果越好^［37］。

3.4 多因素互作对燕麦生产性能的影响

播种量是调控作物群体结构的重要因素^［38］，养分是实现植物优质高产的必要物质，保水剂能够改善土壤物理性质，促进养分吸收利用，进而促进植物生长发育。任昱鑫^［39］研究发现施氮量和播种量交互作用下，施氮量为240.00 kg·hm^-2、播种量为300.00 kg·hm^-2时有利于‘藏饲1号’小黑麦（Triticale）的营养生长，平均干草产量（14.05 t·hm^-2）和综合评价值均最高。而施氮量为120.00 kg·hm^-2、播种量为240 kg·hm^-2时有利于‘藏饲1号’小黑麦的生殖生长，其中籽粒产量（10.53 t·hm^-2）和综合评价值均最高。马力等^［40］发现保水剂与氮肥配施时，相同的氮肥处理下，随着保水剂用量的增加，燕麦的穗长、穗粒数、小穗数和穗重均呈上升趋势。毛思帅等^［41］研究表明，施用保水剂和肥料配施能显著提高沙地燕麦的产量、粗蛋白含量和相对饲用价值，且在60.00 kg·hm^-2保水剂和375.00 kg·hm^-2肥料组合处理下，燕麦的品质最优，本研究结果与其相似。播种量决定播种密度，播种密度调控行距，田露等^［42］采用围绕滴灌带缩小行距到15 cm带状种植，配合施用22.50 kg·hm^-2保水剂的种植方式调节燕麦根系和叶片衰老，延缓衰老进程，对滴灌燕麦生物产量和籽粒产量的形成具有促进作用。本研究中根据极差分析得出，肥料是影响燕麦产量和品质的最主要因素，保水剂为次要因素，播量的影响最低，并且A₃B₁C₃组合处理，即该地区在肥料：N₂P₁K₁（N：89.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2，K：41.00 kg·hm^-2），保水剂：60.00 kg·hm^-2，播种量：157.05 kg·hm^-2时燕麦综合性状表现最佳。可见不同的饲草品种、不同的生长环境、不同的因素水平及组合对产量和品质的影响不同。

4 结论

在本研究范围内，肥料是影响燕麦生产性能和营养品质的最主要因素，其次是保水剂和播种量；燕麦的产量和品质的综合表现最佳组合为肥料：N₂P₁K₁（N：89.00 kg·hm^-2，P：41.00 kg·hm^-2，K：41.00 kg·hm^-2），保水剂：60.00 kg·hm^-2，播量：157.05 kg·hm^-2，该结果可为呼伦贝尔地区燕麦的绿色高效栽培提供理论依据和技术指导，适宜在该地区推广。

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基金资助

中国科学院战略性先导科技专项（A类）(XDA26040101)