陜西關(guān)中地區(qū)31個(gè)青貯玉米品種比較試驗(yàn)

席杰軍， 梁子棟， 張鈺靖， 鐘 元， 杜福臻， 袁 慶, 張寶林， 孫秀柱， 楊培志， 呼天明

(西北農(nóng)林科技大學(xué)草業(yè)與草原學(xué)院， 陜西 楊凌712100)

青貯玉米(ZeamaysL.)是籽粒玉米和鮮食玉米之外的一種利用玉米的重要形式，是指在適宜收獲期內(nèi)收獲包括果穗在內(nèi)的地上全部綠色植株切碎后發(fā)酵，以制成反芻動(dòng)物的飼料。青貯玉米因其單位面積干物質(zhì)產(chǎn)量高、適口性好、能量密度大、宜于機(jī)械化作業(yè)而在全世界被廣泛應(yīng)用于奶牛、肉牛、綿羊和山羊的畜牧業(yè)中[1-3]。據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部2016年統(tǒng)計(jì)，美國(guó)青貯玉米種植約251萬(wàn)公頃，青貯玉米產(chǎn)量約1.27億噸[4]。據(jù)歐盟2015年統(tǒng)計(jì)，歐盟28國(guó)青貯玉米種植面積約有618萬(wàn)公頃，其中德國(guó)約210萬(wàn)公頃，法國(guó)約148萬(wàn)公頃(占玉米播種面積的80%以上)[5-6]。據(jù)農(nóng)業(yè)部2017年《糧改飼工作實(shí)施方案》規(guī)劃，我國(guó)青貯玉米種植面積僅67萬(wàn)公頃，遠(yuǎn)小于畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的種植面積(僅波蘭的1.2倍)?？梢?jiàn)，大力發(fā)展玉米青貯飼料產(chǎn)業(yè)依然是我國(guó)畜牧業(yè)亟待解決的問(wèn)題之一[6-7]。

關(guān)中地區(qū)位于陜西省中部，該區(qū)域聚集了全省奶牛存欄量的95%和幾乎全部的奶山羊。為了響應(yīng)國(guó)家加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的“調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)方式、保供給、增效益”政策，關(guān)中地區(qū)被陜西省規(guī)劃為糧改飼的重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域。據(jù)2017年陜西省農(nóng)業(yè)廳的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全省青貯玉米種植面積約3萬(wàn)公頃。受傳統(tǒng)“以糧為綱”耕作模式的限制，該地區(qū)種植的青貯玉米多為傳統(tǒng)的糧食型玉米，高產(chǎn)的青貯專(zhuān)用型玉米種植較少[8]，且目前鮮有相關(guān)的比較試驗(yàn)報(bào)道。因此，篩選適宜關(guān)中地區(qū)種植的青貯專(zhuān)用型玉米品種，是促進(jìn)農(nóng)牧結(jié)合、提高種養(yǎng)效益、增加農(nóng)民收入的有效措施之一。本研究對(duì)26個(gè)專(zhuān)用青貯玉米、4個(gè)水果型玉米和1個(gè)籽粒型玉米品種進(jìn)行了品種比較試驗(yàn)，以期為關(guān)中地區(qū)“糧改飼”專(zhuān)用青貯玉米的推廣提供一定的指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

來(lái)源于北京正道公司的青貯玉米品種26個(gè)：‘DB08’、‘DY23’、‘DZ01’、‘J27’、‘LH3’、‘LK08’、‘LL95’、‘MII3C’、‘MII4D’、‘MII5A’、‘MII5C’、‘MII5J’、‘MII5S’、‘MII6D’、‘X35’、‘V20’、‘Z58’、‘迪卡157’(DK157)、‘迪卡625’(DK625)、‘迪卡667’(DK667)、‘中玉335’(ZY335)、‘禾青貯6號(hào)’(HQZ6)、‘正飼玉2’(ZSY2)、‘和玉36’(HY36)、‘和玉9566’(HY9566)、‘京科青貯932’(JKQZ932)。購(gòu)置于楊凌科瑞特農(nóng)業(yè)科技有限公司的水果玉米品種4個(gè)：‘科瑞甜糯F1’(KRTN F1)、‘科瑞甜糯6號(hào)F1’(KRTN6 F1)、‘科瑞紫香糯F1’(KRZXN F1)和‘科瑞黃甜F1’(KRHT F1)。所用對(duì)照為關(guān)中地區(qū)主要栽培籽粒型玉米品種：‘正大12’(ZD12)(正大農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司)。

1.2 試驗(yàn)地概況以及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地位于陜西省楊凌示范區(qū)西北農(nóng)林科技大學(xué)牧草試驗(yàn)基地(34°21′N(xiāo)，108°10′E)，地處秦嶺北麓的渭河平原，海拔434.8 m，年均日照2 150 h，年均氣溫12～14℃，為溫暖半濕潤(rùn)氣候，年均降水量621.6 mm，主要集中在7，8，9三個(gè)月，春季降水偏少，氣候干旱。試驗(yàn)地土質(zhì)為壤土，前作為玉米，收獲后冬閑。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積3 m×3 m，每個(gè)品種種植1個(gè)小區(qū)。播種方式為點(diǎn)播，株距20 cm，行距60 cm，播深4～5 cm，每穴播種2粒種子，成活后間苗；密度約5 500株·畝-1。播種日期為2017年4月28日。玉米生長(zhǎng)期不進(jìn)行灌溉施肥，試驗(yàn)期間進(jìn)行過(guò)3次中耕除草。

1.3 觀(guān)測(cè)指標(biāo)

氣候資料來(lái)自楊凌氣象局。抽雄期、吐絲期、乳熟始期、蠟熟始期等物候期的觀(guān)測(cè)方法參照《國(guó)家普通玉米品種區(qū)試調(diào)查項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)》，即以小區(qū)內(nèi)50%的植株達(dá)到國(guó)家區(qū)試標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。各品種均于乳熟末期至蠟熟初期收割。收割時(shí)期按照Ashley推薦的玉米最佳收獲時(shí)期即乳熟末期蠟熟初期，干物質(zhì)含量可達(dá)30%～35%，此時(shí)產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和青貯質(zhì)量最佳[9]。每個(gè)品種選4～6株代表性植株，從根部整株砍下，并及時(shí)測(cè)量鮮重、株高、葉片數(shù)等。然后置于烘干箱中，105℃，30 min殺青后，65℃烘至恒重，記錄各部分干重。根據(jù)單株干物質(zhì)產(chǎn)量換算每畝干物質(zhì)產(chǎn)量[10]。然后將干燥后的整個(gè)玉米植株粉碎，測(cè)定粗蛋白(凱氏定氮法)、粗脂肪(索氏殘留渣法)、粗纖維(快速法)和粗灰分(高溫灼燒法)[11]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用統(tǒng)計(jì)軟件IBM SPSS Statistics 23進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，LSD法進(jìn)行多重比較，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長(zhǎng)期的氣溫與降水狀況

玉米生長(zhǎng)期的氣溫與降水狀況如圖1所示。在5—6月期間，平均氣溫居于15.4～19.9℃之間，氣溫較適宜；而7—8月期間，平均氣溫高達(dá)28℃以上，白天氣溫連續(xù)高達(dá)40℃以上。降水5月為60 mm，6月44 mm，7月49 mm，8月80 mm。在玉米生長(zhǎng)前期(5—6月)由于植株較小，氣溫較低，水分供給較為良好。而在后期，氣溫較高，降水明顯不足，玉米遭受了嚴(yán)重的干旱脅迫。

2.2 玉米物候期及其產(chǎn)量

31個(gè)玉米品種的重要物候特性如抽雄期、吐絲期、乳熟開(kāi)始期、蠟熟開(kāi)始期和收獲生長(zhǎng)天數(shù)以及重要農(nóng)藝性狀如葉片數(shù)、株高、鮮重、干重、含水量和干物質(zhì)產(chǎn)量的觀(guān)測(cè)如表1所示。在31個(gè)玉米品種中，抽雄‘LH3’最早，‘V20’最晚，品種間抽雄期差異跨度達(dá)20 d；吐絲期‘LH3’最早，‘V20’、‘DY23’和‘KRHT F1’最晚，品種間吐絲期差異跨度達(dá)18 d；乳熟開(kāi)始期‘DK625’、‘MII4D’、‘MII5S’和‘DK667’最早，‘KRHT F1’最晚，品種間乳熟開(kāi)始期差異跨度達(dá)14 d；蠟熟開(kāi)始期‘LH3’最早，‘V20’最晚，品種間蠟熟開(kāi)始期差異跨度達(dá)22 d；收獲期‘LH3’最早，‘V20’最晚，品種間收獲期差異跨度達(dá)21 d；葉片數(shù)‘DZ01’和‘LH3’最少，‘HY36’最多，品種間葉片數(shù)差異跨度達(dá)5～6片；株高‘KRHT6 F1’最矮，‘HY9566’最高，品種間株高差異跨度約82 cm；單株鮮重‘LH3’最小，‘DB08’最大，品種間單株鮮重差異跨度約823.6 g；單株干重‘KRHT6 F1’最小，‘DB08’最大，品種間單株干重差異跨度約223.7 g。含水量‘LH3’最小，‘ZSY2’最大，品種間含水量差異跨度達(dá)27.2%。根據(jù)單株干重和播種密度測(cè)算，干物質(zhì)產(chǎn)量‘DB08’最大，約1.8噸·畝-1；‘KRHT6 F1’最少，僅約0.6噸·畝-1；

若依干物質(zhì)占鮮重的30%進(jìn)行推算，則青貯產(chǎn)量‘DB08’最高，高約6.2噸·畝-1，‘KRHT6 F1’最低，僅約2.1噸·畝-1，品種間青貯產(chǎn)量差異跨度高達(dá)4.1噸·畝-1。以干物質(zhì)計(jì)，如表1所示，有2個(gè)專(zhuān)用青貯品種的產(chǎn)量顯著高于關(guān)中地區(qū)主要栽培的籽粒型玉米‘ZD12‘，它們分別是‘DB08’和‘DK625’。

圖1 玉米生長(zhǎng)期的平均氣溫與降水Fig.1 Average temperature and precipitation in growing season of corn

表1 不同玉米品種物候期的觀(guān)測(cè)及其農(nóng)藝性狀Table 1 The observation of phenological phase on different corn varieties and their agronomic characters

品種Varieties抽雄期Tasseling stage/date吐絲期Silking stage/date乳熟期Milk-ripe stage/date蠟熟期Dough stage/date生長(zhǎng)天數(shù)Growing time/d每株葉片數(shù)No. of leaves/blade株高Plant height/cm鮮重Fresh weight/g·plant-1干重Dry weight/g·plant-1含水量Water content/%青貯產(chǎn)量*Silage Yield/Ton·Mu-1干物質(zhì)產(chǎn)量Dry weight Yield/Ton·Mu-1DB087-037-157-198-1010415.0±0.8b267.3±16.0ab1088.3±151.5a336.0±27.1a69.1±1.8c6.2±0.5a1.8±0.1aDK6257-027-067-107-299314.0±0.0c251.0±10.4b735.0±73.2c306.9±18.8a58.2±2.1ef5.6±0.3a1.7±0.1aJKQZ9327-067-127-188-0910315.8±1.0ab277.5±7.6a840.0±17.3b260.3±25.4b69.0±1.6c4.8±0.5b1.4±0.1bHY367-137-167-188-1210616.5±0.6a276.8±7.0a671.7±51.7c245.1±19.7bc63.5±1.5de4.5±0.4bc1.3±0.1bcLK087-047-097-127-279111.8±1.0de223.0±13.4c724.0±63.2c243.1±21.7bc66.4±2.3cd4.5±0.4bc1.3±0.1bcZ587-027-107-137-279114.0±0.8bc246.3±2.8b662.0±64.0cd241.7±25.3bc63.5±1.7de4.4±0.5bc1.3±0.1bcMII5A7-047-107-167-309413.5±0.6cd246.8±6.3b608.0±71.2cd236.3±25.9bc61.1±1.3e4.3±0.5bc1.3±0.1bcMII4D7-037-067-107-299312.5±0.6de264.0±13.1ab592.3±11.6d235.8±28.1bc60.2±1.6ef4.3±0.5bc1.3±0.2bcMII5J7-047-107-147-309412.3+0.5de252.8±9.7ab570.0±33.3d230.0±17.4bc59.6±1.6ef4.2±0.3bc1.3±0.1bcLL957-057-107-147-299314.5±1.3bc256.8±11.4ab492.0±56.1e227.7±20.8bc53.7±1.3g4.2±0.4bc1.3±0.1bcZD127-057-127-178-0710114.8±0.7b237.5±14.6bc486.9±41.4e224.2±21.9bc54.0±2.5g4.1±0.4bc1.2±0.1bcHY95667-097-157-208-0910315.8±1.3ab281.3±18.9a744.7±92.6bc214.4±12.2c71.2±2.3bc3.9±0.2c1.2±0.1bcMII3C7-047-067-117-269012.8±0.5de241.0±6.2bc589.0±60.1d212.3±25.7cd64.0±1.2d3.9±0.5bc1.2±0.1bcV207-147-187-228-1310711.6±0.8e237.3±16.5bc569.0±48.1d211.1±19.8cd62.3±1.1de3.9±0.4c1.2±0.1bcMII5S7-027-067-107-269012.8±1.0de246.5±7.2b656.7±33.6c210.3±15.7cd68.0±1.4c3.9±0.3c1.2±0.1bcDK1577-047-077-137-289212.5±0.6de223.8±10.5c530.0±42.8e209.8±17.7cd60.4±1.3ef3.8±0.3c1.2±0.1bcDK6676-307-067-107-269013.3±1.3cd266.5±9.3ab570.6±51.3d206.0±19.9cd63.9±1.9de3.8±0.4cd1.1±0.1cDZ017-087-147-198.1110511.3±1.0e229.3±14.2bc537.0±58.5de201.9±23.2cd62.4±1.8e3.7±0.4cd1.1±0.1cDY237-127-187-228-1110513.8±0.5cd274.5±6.4a469.0±38.7e185.4±18.5cd60.5±1.3ef3.4±0.3cd1.0±0.1cJ277-037-107-167-289212.2±0.6de221.3±15.7c479.3±39.4e189.4±18.6cd60.5±1.7ef3.5±0.3cd1.0±0.1cX357-077-117-187-279113.8±0.5cd273.3±13.2ab418.0±11.3e175.0±21.3d58.1±1.4f3.2±0.4cde1.0±0.1cHQZ67-077-127-178-1010413.8±0.5cd259.3±8.1ab653.5±75.4cd174.1±20.5d73.4±1.9ab3.2±0.4cde1.0±0.1cMII5C7-037-067-127-299313.5±0.6cd254.5±15.6ab553.3±34.0d171.5±10.6d69.0±1.1c3.1±0.2d0.9±0.1cdZSY27-047-107-147-309413.5±1.0cd271.5±11.6ab758.7±75.6bc171.4±15.6d77.4±2.7a3.1±0.3d0.9±0.1cdZY3357-037-067-127-309412.5±1.3de248.5±18.1b410.0±26.9e162.3±17.0d60.4±1.6ef3.0±0.3de0.9±0.1cdMII6D6-307-067-137-279113.3±0.5cd251.8±14.5ab355.3±15.0fg160.3±17.2de54.9±1.9fg2.9±0.3de0.9±0.1cdKRZXNF17-037-107-168-0910314.5±0.6bc201.3±13.2c432.5±57.9e157.1±19.6de63.7±1.7de2.9±0.4de0.9±0.1cdKRTN F17-127-177-208-1010415.0±1.0ab224.3±11.2c475.3±25.0e139.2±15.9de70.7±1.2bc2.6±0.3e0.8±0.1dLH36-257-017-147-238711.3±0.5e247.8±12.1b264.7±28.0g131.9±12.4e50.2±1.5g2.4±0.2e0.7±0.1dKRHT F17-067-187-238-1010413.3±0.5d216.3±19.6c443.5±67.4e125.7±13.6e71.7±1.6bc2.3±0.2e0.7±0.1dKRTN6 F17-087-127-208-1010414.3±1.0bc199.5±19.2c315.8±23.8g112.3±19.4e64.4±1.7d2.1±0.4e0.6±0.1d

注：* 鮮物質(zhì)產(chǎn)量以干物質(zhì)占鮮重的30%計(jì)算；不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P< 0.05)，下同

Note:* Silage production was calculated as 30% of dry matter in fresh weight. Different lower letters indicate significant difference at the 0.05 level,the same as below

2.3 高產(chǎn)青貯玉米品種的營(yíng)養(yǎng)成分分析

為確定青貯玉米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，對(duì)高產(chǎn)青貯玉米如‘DB08’、‘DK625’、‘JKQZ932’、‘HY36’以及對(duì)照品種‘ZD12’的粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和灰分進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，粗蛋白含量‘DB08’顯著低于對(duì)照‘ZD12’的，其它的與對(duì)照無(wú)顯著差別；粗纖維含量除了‘DB08’對(duì)照‘ZD12’的無(wú)顯著差別外，其它品種均顯著低于‘ZD12’的；粗脂肪含量除了‘JKQZ932’與對(duì)照‘ZD12’的無(wú)顯著差別外，其它品種均顯著高于‘ZD12’的，其中‘DK625’與‘DB08’的含量最高；灰分含量所有品種的差異均不顯著(圖2)。

圖2 高產(chǎn)青貯玉米的粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和灰分含量Fig.2 The content of crude protein,crude fiber,crude fat and ash in higher yielding maize varieties

3 討論

高質(zhì)量青貯玉米飼料的制作嚴(yán)重依賴(lài)制作青貯玉米的收獲期，即玉米的成熟度[12-13]。最新研究表明，青貯玉米在蠟熟期或凹陷期營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最好[14]，但為了青貯發(fā)酵過(guò)程的順利進(jìn)行，收獲時(shí)玉米需要有適宜的含水量，其隨青貯發(fā)酵容器不同而不同，含水量范圍在50%～70%[15,16]，而獲得最佳品質(zhì)青貯飼料的含水量范圍在65%～70%[17,18]。已有研究表明，玉米全株青貯在乳熟末期和蠟熟初期間品質(zhì)最好，且產(chǎn)量較高[9,12,13,15-19]，含水量也可達(dá)到青貯的最佳要求。本試驗(yàn)中各玉米品種的收獲期均在乳熟末期至蠟熟初期。參試的31個(gè)玉米品種蠟熟初期的生長(zhǎng)天數(shù)各不相同，最短的87 d，最長(zhǎng)的107 d(表1)，表明不同玉米品種的最佳收獲時(shí)期不同。含水量的試驗(yàn)結(jié)果顯示，含水量最低的為50.2%，最高的為77.4%(表1)，該跨度大主要由玉米收獲期的高溫干旱以及收獲前幾天是否降雨造成的(圖1)；31個(gè)參試品種中有14個(gè)品種的含水量在最佳建議的65%～70%范圍內(nèi)，約占參試品種的45.2%。

產(chǎn)量是玉米青貯經(jīng)效益的重要決定因素之一。當(dāng)前我國(guó)青貯玉米飼料主要由糧食型和糧飼兼用型玉米品種制成。這兩種玉米的單產(chǎn)量多數(shù)在2.0～3.5噸·畝-1，高者能達(dá)4噸·畝-1，而青貯專(zhuān)用型玉米單產(chǎn)量在5.5～7.5噸·畝-1，高者能達(dá)8噸·畝-1 [20]。在本研究中，青貯產(chǎn)量若以干物質(zhì)占鮮重的30%計(jì)算，參試玉米品種的青貯產(chǎn)量在2.1～6.2噸·畝-1之間，且產(chǎn)量最高的均不是株高最高的和葉片數(shù)最多的(表1)。依照關(guān)中地區(qū)主要栽培品種正大12(ZD12)為參照(4.1噸·畝-1)，專(zhuān)用青貯玉米‘DB08’(6.2噸·畝-1)和‘DK625’(5.6噸·畝-1)的青貯產(chǎn)量分別可增產(chǎn)2.1噸和1.5噸左右，增產(chǎn)了51.2%和36.6%。

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量是決定青貯玉米飼喂價(jià)值的關(guān)鍵因子之一，其中粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和灰分是青貯玉米營(yíng)養(yǎng)組分的重要構(gòu)成部分。本研究對(duì)4個(gè)產(chǎn)量較高玉米品種的營(yíng)養(yǎng)分析結(jié)果表明，除灰分含量外，同一品種所有指標(biāo)與對(duì)照相比，優(yōu)劣并不總是一致，因此，單一營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的優(yōu)劣并不能決定品種的優(yōu)劣(圖2)。就奶牛養(yǎng)殖而言，青貯玉米飼料的功能主要是提供能量，而無(wú)氮浸出物主要包括可消化碳水化合物、淀粉、維生素以及其它非含氮可溶性的有機(jī)化合物，可反映青貯玉米飼料的重要價(jià)值[21]。根據(jù)無(wú)氮侵出物的計(jì)算公式：無(wú)氮侵出物=100%—粗蛋白%—粗纖維%—灰分%，可算出‘DB08’、‘DK625’、‘HY36’、‘JKQZ932’和‘ZD12’的無(wú)氮浸出物的含量分別約為：67.65%，66.76%，68.68%，68.23%和65.16%，可見(jiàn)它們之間差異不大。根據(jù)干物質(zhì)產(chǎn)量，可計(jì)算出單位面積無(wú)氮浸出物的產(chǎn)量，依次為1.22噸·畝-1(DB08)>1.13噸·畝-1(DK625)>0.96噸·畝-1(JKQZ932)>0.89噸·畝-1(HY36)>0.78噸·畝-1(ZD12)。

4 結(jié)論

研究結(jié)果表明，與糧食玉米品種‘DZ12’相比，專(zhuān)用青貯玉米‘DB08’和‘DK625在陜西關(guān)中地區(qū)具有更優(yōu)良的生產(chǎn)性狀和推廣價(jià)值。