燕麦品种(系)的营养品质综合评价

王 慧，杨 富 ，姜 超，施 毅，李 刚

(山西农业大学高寒区作物研究所，山西大同 037008)

燕麦(AvenasativaL.)为禾本科(Gramineae)燕麦属(AvenaL.)1年生草本植物，不仅是重要的粮食兼饲料作物，也是重要的牧草作物[1]。燕麦分布广泛，种植面积和产量位居全世界禾本科作物第六位，仅次于水稻、小麦、玉米、高粱和大麦[2]。燕麦是世界公认的营养和医疗保健价值较高的谷类作物之一[3]，其籽粒富含蛋白质、脂肪、淀粉、膳食纤维、抗氧化物、维生素和矿物质等，对人体有降血糖、降血脂、减肥、美容等功效[4]。

灰色关联度分析是一种常用的综合评价系统，它利用灰色关联度表示因素间关系的强弱和顺序[5]，可对研究目标的多个指标进行综合衡量后作出合理、准确的评价[6]。使用此方法综合评价燕麦的品质，结果准确，可以客观评价品种的优劣[7-8]。我国燕麦种质资源丰富，育成品种主要包括“白燕”系列、“坝莜”系列、“冀张莜”系列、“晋燕”系列、“定莜”系列、“蒙燕”系列等，而有关不同燕麦品种营养品质比较的报道较少。本研究选取72份不同地区近几年选育的燕麦品种(系)，拟用灰色关联度法对其营养品质进行综合评价以筛选品质优良的燕麦品种(系)，为燕麦品种的选育和推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试的72份不同来源的燕麦品种(系)均由山西农业大学高寒区作物研究所提供，分别用x1，x2，…，x72表示，具体见表1。

1.2 试验设计

供试材料种植于山西省农业科学院高寒区作物研究所怀仁县毛家皂基地(N39°55′17″，E113°16′23″)。试验地位于山西省北部，海拔 1 043 m，年均日照时数为2 670 h，年均气温为7.3 ℃，无霜期约135 d，年均降水量380 mm，属大陆性半干旱季风气候。试验地地势平坦，肥力中等，灌溉方便，土质沙壤土。采用随机区组设计，每品种4行，行长2 m，行距25 cm。田间管理措施同常规大田。3次重复。收获后取各品种3 个重复的样品混合后进行品质指标检测。

1.3 测定项目与方法

粗纤维含量、粗蛋白含量、淀粉含量和β-葡聚糖含量，分别用y1、y2、y3、y4表示，依次参照GB/T 5515-2008、GB/T 5511-2008、GB 5009.9-2016和 NY/T 2006-2011测定。

1.4 数据统计分析

采用Excel 2003和SPSS 18.0进行数据整理和灰色关联度分析。

根据灰色系统理论原理，将72个燕麦品种(系)的4个营养品质性状视为同一灰色系统，取各品质性状最优值构建一个理想的参考品种x0，以供试品种(系)的品质性状为比较数列xi，i=1,2,3…72，计算各供试品种(系)品质性状与参考品种相应指标之间的关联度，从而确定供试品种的优劣。公式如下：

(1)

2 结果与分析

2.1 供试燕麦品种(系)的品质性状

从表2可知，72份燕麦品种(系)的粗纤维平均含量为1.57%，px0412粗纤维含量最高，达 3.53%；冀张莜8号粗纤维含量最低，为0.51%。蛋白质含量变化范围为13.82%(xhy-6)～ 36.97%(8928-2-2)，平均含量为19.35%。淀粉含量平均为41.98%，以148淀粉含量最高，为 60.43%，晋燕14号淀粉含量最低，为15.22%。β-葡聚糖含量的平均值为4.13%，WAYVOB的β-葡聚糖含量最高(5.47%)，美ND84281的β-葡聚糖含量最低(3.12%)。4个营养品质性状的变异系数均大于10%，说明供试材料遗传多样性 丰富。

由图1可以看出，56个燕麦品种的粗纤维含量集中在1%～2%，粗纤维含量大于3%的仅2个；有97.22%的品种(系)粗蛋白含量为14%～30%，粗蛋白含量大于30%的占 1.39%；88.89%品种(系)的淀粉含量在30%～60%之间，淀粉含量大于60%仅1个品种(系)；β-葡聚糖含量主要集中在3%～5%之间，含量高于5%的仅6个品种(系)，占总品种(系)数的8.33%。

表2 72份燕麦品种(系)的营养品质分析Table 2 Quality analysis of the 72 oat varieties(lines) %

2.2 灰色关联度分析

2.2.1 数据的无纲量化处理

由于各性状的量纲不同，根据灰色系统理论，需对各性状进行无量纲化处理。本研究采用初值化处理方法，即用xi数列除以x0相应的指标，得到各项指标数值都在0～1之间的新数列(表3)。

图1 燕麦营养品质含量分布Fig.1 Distribution of nutritional components of oat

表3 原始数据初始化Table 3 Initialization of the original data

(续表3 Continued table 3)

2.2.2 供试燕麦品种(系)与理想品种的关联系数分析

表4 供试燕麦品种(系)的关联系数Table 4 Grey correlation coefficients of the tested oat varieties(lines)

(续表4 Continued table 4)

2.2.3 关联度分析

计算各供试燕麦品种(系)的等权关联度和加权关联度，并进行排序，结果见表5。供试品种(系)与参考品种(系)的关联度值越大，品质越优，反之则越劣。等权关联度排名前10的燕麦品种(系)依次是px0412、8928-2-2、3121-3、8928-7-5、WAYVOB、魏都莜5号、XZ0603-2、148、坝莜12号和坝莜18号；加权关联度排名前10的品种(系)分别是px0412、8928-2-2、3121-3、8928-7-5、魏都莜5号、WAYVOB、148、XZ0603-2、坝莜18号和XZ0448。其中，px0412、8928-2-2、3121-3、8928-7-5的加权关联度和等权关联度均排名前4。

表5 供试燕麦品种(系)的关联度及排名Table 5 Correlation degree and order of the tested oat varieties(lines)

(续表5 Continued table 5)

3 讨 论

燕麦蛋白中含有人体必需8种氨基酸，其中赖氨酸的含量是大米和小麦的2倍以上，被认为是一种更优质的谷物蛋白[9]。徐向英等[10]分析了73份燕麦样品，发现燕麦籽粒蛋白质含量为12.79%～23.31%，平均含量为18.45%。本研究结果显示，72个燕麦品种(系)籽粒的粗蛋白质为13.82%～36.97%，平均含量为19.35%，略高于前者，这可能是年份和品种的差别所致。燕麦β-葡聚糖是一种黏性水溶性膳食纤维，被认为是降脂功能因子[11]。本研究发现，燕麦籽粒中β-葡聚糖含量为3.12%～5.47%，平均为4.13%，这与邓万和等[12]的研究结果相近。粗纤维含量为 0.51%～3.53%，平均为1.57% ；淀粉含量在 15.22%～60.43%之间，平均含量为41.98%。

灰色关联度分析法是建立在多个性状定量分析的基础上，有较强的可比性和可靠性[13]，能够较为全面地反映一个品种综合性能的优劣，已有前人运用此方法对不同地区燕麦营养品质进行了综合评价[14-15]。本研究测定了72份燕麦品种(系)的4个营养品质性状，计算其等权关联度和加权关联度，发现px0412的等权关联度数值最大，说明其综合营养品质最好，8928-2-2、3121-3、8928-7-5、WAYVOB、魏都莜5号、XZ0603-2、148、坝莜12号和坝莜18号分别排名第2～10位。等权关联度只有在各指标性状同等重要的情况下才能用于评价不同品种的优劣[16]，实际上各指标重要性不尽相同，故进一步运用加权关联度对参试品种进行了评价，结果加权关联度排名前4的品种仍然是px0412、8928-2-2、3121-3、8928-7-5，其他品种(系)的加权关联度排名与等权关联度排名稍有变化。说明两种方法均具有一定参考价值。

我国燕麦品种多、种植区域分布广，影响燕麦籽粒整体品质的因素有很多，如基因、品种、种植地、气候等[17]。本试验中仅对72份材料的4个营养品质进行比较，尚有不足之处，今后将扩大燕麦品种指标性状的研究，以期为当地高品质燕麦品种筛选提供指导。