燕麦（Avena sativa L.）属禾本科（Poaceae）燕麦属，是世界第六大粮食作物，也是仅次于小麦、玉米和水稻的第四大谷物。燕麦具有抗旱、耐贫瘠、耐适度盐碱等特点^[1-2]，是我国北方干旱、半干旱地区粮饲兼用的特色优势农作物。燕麦含有较高的蛋白质（11.20%~19.90%）、脂肪、β-葡聚糖、可溶性膳食纤维和特有的多酚化合物、氨基酸、矿物质和维生素等营养素成分；裸燕麦籽粒因特有的营养功能，其产品颇受人们青睐，皮燕麦籽粒常作为牛羊等家畜的优质饲料；燕麦草粗蛋白含量较高、酸性（中性）洗涤纤维含量较低且适口性好、易消化，缓解反刍家畜“冬瘦春乏”效果显著，而在高海拔寒旱区草食畜牧业中发挥着重要作用。

随着人们健康膳食习惯的改变和种植养殖业结构调整，燕麦在功能性保健食品和优质饲草料供给方面发挥重要作用^[3]，我国燕麦种植区域广泛、品种繁多、类型丰富，不同燕麦品种适种区域也不完全一致，生态适应性相对狭窄^[4]，而且，同一品种因其自身遗传特性在特定栽培环境下的农艺性状、营养品质及生产性能表现差异明显^[5-6]。所以，品种与环境的相互选择是影响燕麦引种试验、筛选培育成功的关键^[7]。因此，以定量代替定性，挖掘不同来源燕麦品种生产潜力和创新利用之前进行科学、准确评价，充分发挥其适应性和稳定性，对创新利用和保障生产需求具有重要意义^[8]。

燕麦作为粮饲兼用、粮草双收、营养全面且能量均衡的特色优良农作物，传统上多在旱作农业区种植生产，因而，相关的研究也集中于高寒旱作地带燕麦的生产性能和栽培技术等领域，针对灌溉条件下的燕麦品种培育筛选研究较少。白银市是甘肃中部重要的燕麦生产区，传统种植多集中在二阴山区旱作地带，主栽品种普遍存在纯度不高、产量低、混杂退化等现象，严重制约着燕麦产业的快速健康发展。近年来，白银市农业科学研究所着眼燕麦产业升级提档，针对高产广适、优质抗病的燕麦新品种稀缺问题，在该市沿黄河灌区探索开展“旱作进水（浇）地、低产变高产”的试验研究，持续引进和自主培育适宜水浇地种植的燕麦品种，取得了比较显著的效果。为了更加深入地探讨和分析白银市沿黄河灌区燕麦品种资源的丰产潜力，科学准确地评价各农艺性状因子对品种生产性能的综合影响，本试验选取适宜水浇地种植的18个燕麦品种（系）的12个主要农艺性状与籽粒产量、鲜草产量、干草产量进行灰色关联度、相关性和通径分析，明确燕麦主要农艺性状与产量的关联度，为筛选适宜甘肃中部沿黄河灌区乃至西北地区水浇地种植的优良燕麦品种、以及品种培育和产业开发提供参考。

18 个供试燕麦品种（系）见表1，试验种子纯度、净度和发芽率等指标均符合相关质量标准。

试验设在甘肃省白银市农业科学研究所试验场（靖远县河靖坪村，104º38′ E，36º32′ N），地处甘肃中部沿黄河灌区，海拔1570 m，平均气温8.5 ℃，无霜期170 d，≥10℃的有效活动积温3100 ℃，年平均降水量224 mm，蒸发量1600 mm，属温带干旱半干旱大陆性气候。土壤为黄绵土，pH 8.41，土壤含有机质11.96 g/kg、全氮0.65 g/kg、碱解氮40.31 mg/kg、全磷0.95 g/kg、有效磷16.25 mg/kg、全钾20.5 g/kg、速效钾145 mg/kg。试验田自然生态环境及土壤、农业生产条件在甘肃省中部沿黄河灌区有较好的代表性。

试验于2021-2022连续开展2年，均在3月13日播种。试验采用随机区组设计，设3次重复，小区面积9.6 m²（8.0 m×1.2 m），人工开沟条播，行距0.2 m，小区间走道0.6 m，播种量180 kg/hm²，播后覆土3~4 cm。燕麦拔节期和灌浆期各灌水1次，灌溉量600 m³/hm²，人工除草2次。播前施适量复合肥、磷酸二铵、有机肥作基肥，拔节期施尿素150 kg/hm²作追肥。田间防虫和防病，常规管理同当地大田水平。

各项农艺性状指标严格依据《燕麦种质资源描述规范和数据标准》^[9]进行记载。

选取燕麦生育期、株高等13个农艺性状，以及籽粒、鲜草、干草3个产量结果共16个指标。

生育期X₀（GD）：从当年播种开始观测记载各品种（系）出苗期、拔节期、抽穗期、开花期和成熟期，并计算出各品种（系）的生育期。苗数X₁（SN）：试验田出苗完全后，在每个品种（系）的3个重复小区中各随机选取2 m²的面积，统计基本苗数，取其平均值后算出小区基本苗。分蘖数X₂（TN）：试验田出苗完全后，在每个品种（系）的3个重复小区中各随机选取2 m²的面积，统计基本苗数，取其平均值后算出分蘖数。成穗数X₃（EN）：试验田抽穗期结束进入灌浆期时，在每个品种（系）的3个重复小区中各随机选取2 m²的面积，统计有效穗数，取其平均值后算出小区成穗数。株高X₄（PH）：试验田成熟期，在各小区随机选取20株长势能够代表该小区整体长势水平的植株，用卷尺测量其主茎从地表面到穗顶部（不含芒）的距离，并取平均值。

待燕麦成熟后，在参试品种（系）的3个重复小区中各随机选取20株，晾晒风干后，进行室内考种，按照《燕麦种质资源描述规范和数据标准》^[9]测定旗叶长X₅（LL）、旗叶宽X₆（LW）、小穗数X₉（SBN）、单株粒数X₁₀（GNS）、单株粒重X₁₁（GNW）、千粒重X₁₂（TGW）等指标。

叶茎比X₇（LSR）：燕麦刈割前乳熟期至蜡熟期，每个小区随机选取30株燕麦将茎和叶分离，于105 ℃杀青1 h，70 ℃烘48 h后冷却，再分离茎叶，称其干重，叶茎比=叶干重/ 茎干重。主穗长X₈（MSL）：测量其主穗从穗基部第一轮层到顶部小穗（不含芒）的长短。籽粒产量X₁₃（GY）：燕麦成熟后，试验小区全收脱粒，实测籽粒重量，并扣除鲜草取样的面积后折算为小区产量。鲜草产量X₁₄（FY）：燕麦生长进入乳熟期时，在3个重复小区各选取1 m²的面积，用镰刀从第一个茎节刈割燕麦植株的地上部分，现场称重并测算鲜草产量。干草产量X₁₅（HY）：从每份重复样品中随机取1 kg鲜草，叶置于105 ℃烘箱杀青30 min，之后65 ℃烘干至恒重，计算小区干草产量^[10]。

用Excel 2010整理原始数据，利用SPSS 21.0和Yan等^[11-12]开发的基因环境互作分析软件（GGE biPlot 57.7）对燕麦品种的丰产性和稳产性及相关性进行分析，对各指标数据作主成分分析、通径分析。采用香农多样性指数（Shannon-Wiener diversity index，H′）进行遗传多样性分析，H′=-∑P_i×lnP_i，式中，P_i为某性状第i级中包含的材料份数所占材料总分数的百分比^[13]。

对参试的18个燕麦品种（系）的生育期、分蘖数、株高、旗叶长、主枝穗长、小穗数等性状进行分析，由表2可知，各品种（系）的生育期介于89.33~105.67 d，其中，Y₁₅的生育期最长，为105.67 d，Y₁₆的生育期最短。分蘖数介于2.03~4.07个，其中最多的是Y₁₈，最少的是Y₄，二者差异显著。株高介于109.50~152.33 cm，最高的是Y₁₀，最矮的是Y₁₆，二者均与其他品种达到显著差异。主穗长介于14.65~31.29 cm，其中最长的是Y₁₆，最短的是Y₁。旗叶长介于34.54~19.47 cm，其中最长的是Y₁₈，最短的是Y₅；旗叶宽介于1.57~ 3.18 cm，最窄的是Y₅，最宽的是Y₁₃；大部分品种间差异显著（P<0.05）。各品种的平均叶茎比介于0.19~0.28，最大的是Y₁₈，最小的是Y₁，品种间差异不显著。各品种的成穗数介于2770~4082.28，其中最多的是Y₃，最少的是Y₁₆，二者均与其他品种达到显著差异。小穗数介于45.83~115.83，其中最多的是Y₁₈，最少的是Y₁₂，且均与其他品种达到显著差异。单株粒数介于94.60~178.20，其中最多的是Y₁₃，与除Y₁₈外的其他品种达到显著差异；最少的是Y₁₂，与其他品种均达到显著差异。单株粒重介于1.86~4.11 g，其中最重的是Y₁₅，与Y₁₂差异显著，与其他品种差异不显著；最轻的是Y₁₂，与Y₁₅、Y₁₃差异显著，与其他品种差异不显著。千粒重介于17.80~28.18 g，其中最大的是Y₁₄，与除Y₁₃外的其他品种达到显著差异；最小的是Y₂，与其他品种均达到显著差异。

为进一步计算各指标的多样性指数，将苗数、成穗数、籽粒产量、干草产量等折算成公顷产量，见表3，可以看出，参试燕麦各性状呈现出不同的遗传多样性。其中，小穗数的变异系数最大（26.61%），旗叶宽（25.84%）、旗叶长（23.25%）、单株粒重（19.77%）等指标的变异系数较大；说明这些性状指标品种间差异很大。生育期（3.69%）、株高（8.78%）、千粒重（9.21%）等指标的变异系数较小，说明这些性状指标品种间差异较小。多样性指数分析表明，株高（0.9351）、干草产量（0.9065）、籽粒产量（0.9008）、单株粒重（0.8983）、成穗数（0.8961）、旗叶长（0.8637）、千粒重（0.8559）、单株粒数（0.8546）、小穗数（0.8356）、旗叶宽（0.8269）等指标的多样性指数较大，说明上述性状指标的多样性较为丰富；而生育期（0.6032）、分蘖数（0.6124）的多样性指数较小，说明这2个性状的多样性较差。

参试燕麦品种小区收获测产后，籽粒折算为公顷产量，居前3位的是银燕8号、银燕6号、航燕1号，分别为6163.18、6000.11、5962.25 kg/hm²；干草产量居前2位的是定燕2号和银燕9号，分别为15 092.60和15 059.95 kg/hm²。

由图1可知，株高与生育期呈现显著正相关（R=0.59）；旗叶长与分蘖数、主穗长、叶茎比、小穗数、单株粒数和单株粒重之间均呈正相关关系，且与主穗长（R=0.88）之间的相关性最强；小穗数与分蘖数、旗叶长、旗叶宽、叶茎比、主穗长之间呈正相关关系，而与旗叶长（R=0.79）之间的相关性最强；单株粒数、单株粒重两者之间的相关系数为R=0.85；籽粒产量与成穗数、千粒重、单株粒数之间呈正相关关系，相关系数依次为0.45、0.40、0.02；干草产量与生育期、株高和叶茎比均呈显著正相关关系，其中干草产量与生育期（R= 0.73）相关性最强；苗数与千粒重（R=-0.58）和叶茎比之间（R=-0.49）均呈显著负相关关系，这说明当苗数过高时，会导致叶茎比和千粒重的下降，进而影响饲草适口性和籽粒产量，在生产中应掌握好适宜的播种量保持适当的基本苗数。

为了更充分地表达参试燕麦品种（系）各类产量性状与农艺性状之间的关系，选择贡献率较大的PC1（43.9%）作横轴、PC2（17.0%）作纵轴绘制PCA-Biplot双标图。从图2可以看出，18个燕麦品种（系）在4个象限中均有分布，表明品种（系）来源比较广泛；农艺性状在PC1和PC2上区分较为明显，可以为筛选不同育种目标的品种作为参考。苗数、成穗数与籽粒产量、鲜草产量距离很近，说明成穗数和苗数对籽粒产量、鲜草产量有正效应；株高与干草产量距离较近，说明株高对干草产量有正效应；千粒重与单株粒重距离较近，说明两者之间存在正向效应。

对参试燕麦的15个指标进行主成分分析，结果（表4）显示，提取的4个主成分方差贡献率依次为43.86%、16.99%、12.75%、7.84%；累计贡献率为81.44%，可解释所有信息的81.44%。第1主成分特征值为6.58，贡献率43.86%，小穗数、旗叶长、旗叶宽和叶茎比在PC1中载荷绝对值较高，其特征向量所凝聚的信息主要为燕麦植株的营养生长状况，可解析为综合因子。第2主成分特征值为2.55，贡献率16.99%，PC2中成穗数、基本苗载荷绝对值最高，可解析为苗情因子，第3主成分特征值为1.91，贡献率12.75%，PC3中载荷绝对值最高的是千粒重和籽粒产量，可解析为产量因子。以燕麦高产为育种目标时，PC3越大，产量越高。第4主成分特征值为1.18，贡献率7.84%，载荷绝对值最高的是株高，可解析为株高因子，株高是影响燕麦抗倒伏的重要因素，PC4越小，抗倒伏性越强。

根据灰色关联度系统分析理论，将供试品种（系）或性状归纳为一个灰色系统，而每一个品种（系）或者性状就是该系统的一个因素，分析系统中各因素的关联度越大，其相似程度越高。先预设一个参考品种（系）或性状以其各项指标所构成的数列为参考数列，以供试品种或性状的各项指标所构成的数列为比较数列，计算各供试品种（系）或性状与参考品种或性状之间的关联度。关联度越大，表明该品种（系）或性状与标准品种或性状的相似程度越高，反之则低。根据关联度的大小，可评价筛选供试品种（系）或性状的高低优劣。

将18个参试燕麦品种（系）的生育期、苗数、分蘖数、成穗数、株高、旗叶长、旗叶宽、主穗长、小穗数、单株粒数、单株粒重、千粒重、籽粒产量、干草产量12个性状视为一个整体，应用灰色关联度法按权重进行综合评价。由表5可以看出，燕麦籽粒产量与各性状关联度顺序为生育期>千粒重>单株粒重>苗数>旗叶长>成穗数>株高>主穗长>小穗数>分蘖数>单株粒数>旗叶宽。燕麦干草产量与各性状关联度顺序为成穗数>旗叶长>苗数>千粒重>生育期>分蘖数>旗叶宽>株高>单株粒数>单株粒重>主穗长>小穗数。

综上表明，在白银市沿黄河灌区，燕麦的最终产量受千粒重、成穗数、小穗数、单株粒数、旗叶长、旗叶宽、株高、生育期等因素的综合作用，若追求燕麦籽粒产量，则应培育筛选千粒重较大、小穗数适中、株高较低的品种，并在栽培上主攻较高的成穗数；若追求燕麦饲草产量，则应筛选培育生育期较长、植株较高、旗叶长阔的品种，并在栽培上主攻较高的单位面积苗数。

燕麦的生长发育和最终产量是由品种、产地、气象等多因素相互作用影响的，单株产量及其构成因素对燕麦整体产量具有决定性作用，研究^[14-15]表明，构成种子产量的因素主要包括有效分蘖数、穗长、小穗数、穗粒数和穗粒重，这些因素的变化均会影响燕麦籽粒产量的高低。通过分析研究，寻找出促进和限制燕麦籽粒、饲草产量的关键因子，可以为燕麦高产栽培提供科学参考。

本试验中参试燕麦品种的籽粒产量与成穗数、千粒重、单株粒重之间的相关系数较大，是影响燕麦产量的主要农艺性状，这与张克厚等^[16]研究结果接近，说明在白银市沿黄河灌区水浇地种植燕麦要主攻成穗数、保持适当的千粒重、控制穗粒数，从而获得燕麦籽粒的高产。苗数、株高与鲜草产量的相关系数较大，说明灌水条件下，高秆饲用燕麦品种可通过适当密植提高鲜草产量；与干草产量相关系数较大的是生育期、株高、叶茎比、分蘖数、主穗长、千粒重等性状，且与生育期、株高和叶茎比均呈显著正相关关系，说明可通过延长生育期来提高燕麦干草产量。

燕麦干草产量受株高、分蘖数、穗长、穗粒数、鲜干重比等因子的影响^[17]。干草产量是饲草燕麦株高、茎粗、叶量等参数的综合体现^[18]，也是筛选饲用燕麦品种的重要指标，更是燕麦饲草生产的最终目标^[19]；受不同生境条件的影响，不同区域种植的燕麦产量不同^[20-21]。叶茎比对牧草的营养品质有直接影响，能够反映出燕麦的粗蛋白含量和相对饲用价值^[22]，叶茎比越大则燕麦饲草的中性和酸性洗涤纤维含量越低，牲畜的适口性越佳，相对饲喂价值越高，草品质就越好。

在燕麦生产中，品种的稳定性只有与丰产性相结合，利用品种总体的丰产性或在多试点的适应性对增加产量才具有实际意义，低产燕麦品种即使稳定性再好也不宜推广，而要选择适宜当地的高产且稳产的燕麦品种^[23]。本试验连续2年对18个燕麦品种（系）进行了测定，试验数据为2年数据平均值，从而保证了参试品种稳定性。

柴继宽等^[4]研究发现株高对种子产量具有负效应，高植株品种产量通常不高。这说明在燕麦育种工作中要重视基因与环境的互作效应，密切关注其对表现型的影响，同时应以环境为基础来解释相关基因型变异，并对主要环境因子的变化情况进行研究，提高研究人员对基因型与环境互作的认识和处理能力。本试验筛选适宜甘肃中部沿黄河灌区乃至西北地区水浇地种植的优良燕麦品种，因而，重点关注了主要环境因子（灌水）对不同的育种目标的影响，深入分析了灌水条件下18个参试燕麦品种（系）的生产性能。

对参试的18个燕麦品种（系）进行植物学性状分析、主成分分析及灰色关联度分析，结果表明，银燕8号、银燕6号、航燕1号的籽粒产量居前3位，分别为6163.18、6000.11、5962.25 kg/hm²，适宜作为粮用籽粒型燕麦品种示范推广、开发应用；定燕2号、银燕9号的干草产量居前2位，分别为15 092.60和15 059.95 kg/hm²，适宜作为饲用麦草型燕麦品种示范推广、开发应用。