魯南地區(qū)青貯玉米品種的聚類分析

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(1.臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東 臨沂 276012； 2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，濟(jì)南 250100)

玉米是重要的糧食作物和飼料作物，飼用比例為75.5%，人用口糧為12.5%，工業(yè)用量12.0%[1-2]。隨著生活水平提高，人們對牛羊肉和牛奶等草食家畜產(chǎn)品的需求逐步增加[3]，開展青貯飼料的研究勢在必行。青貯玉米具有生物學(xué)產(chǎn)量高、營養(yǎng)價(jià)值高、良好的吸收率和適口性好的優(yōu)點(diǎn)，人們的關(guān)注度越來越高[4-5]。已有學(xué)者在不同地區(qū)開展了青貯玉米品種的篩選研究[6-14]，在魯南地區(qū)開展青貯玉米品種篩選的報(bào)道較少。

陳桂蘭等[15]，魯曉民等[16]前人用系統(tǒng)聚類分析法對玉米品種和自交系進(jìn)行過篩選和分類。本研究運(yùn)用聚類分析法篩選適宜魯南地區(qū)種植的青貯玉米品種，為進(jìn)一步選擇適宜魯南地區(qū)種植的青貯玉米品種提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1.1 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)于2015年6月在臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田進(jìn)行，位于N 118°26′92″，E 35°10′83″，屬溫帶季風(fēng)氣候，常年降水量832.9 mm，無霜期217 d。耕層土壤基礎(chǔ)地力：土壤為潮土，前茬小麥，經(jīng)化驗(yàn)分析，全氮0.1276%，全磷0.1425%，速效鉀135 mg/kg，有機(jī)質(zhì)1.19%。

1.1.2 供試品種

飼玉1號、飼玉2號、魯單6076、魯單9066、諾達(dá)1號、宇玉30、登海605、京科青貯516、京科青貯301、北農(nóng)青貯208、北農(nóng)青貯308、北農(nóng)青貯356、BN 2932。

1.1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)密度為75 000株/hm2，行長5 m，行距0.6 m，等行距設(shè)置，6行區(qū)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，6月20日播種，穴播，每穴2粒，不同小區(qū)之間留過道。施用艷陽天復(fù)合肥(氮∶磷∶鉀=15∶15∶15)750 kg/hm2，大喇叭口期追施尿素150 kg/hm2，病蟲害防治同高產(chǎn)大田，蠟熟期收獲。

1.2 測定指標(biāo)與方法

1.2.1 株高和穗位

取代表性植株10株進(jìn)行測量，取平均值。

1.2.2 銹 病

在青貯玉米收獲前調(diào)查銹病，按照9級分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行[17]。

1.2.3 鮮物質(zhì)產(chǎn)量及干物質(zhì)產(chǎn)量

從玉米地上部20 cm處全株刈割，分別裝入尼龍網(wǎng)袋稱鮮重(FY)，取2.5 kg鮮物質(zhì)裝入牛皮紙袋105 ℃殺青40 min，80 ℃烘至恒重折算干物質(zhì)產(chǎn)量(DY)。

圖1 13個(gè)青貯玉米品種的聚類分析結(jié)果

表1 供試青貯玉米主要性狀指標(biāo)值變化

1.2.4 品質(zhì)指標(biāo)

將烘干干物質(zhì)取出1 kg，粉碎過40 mm篩備用。粗蛋白質(zhì)含量(CP)用半微量凱氏定氮法測定，中性洗滌纖維含量(NDF)和酸性洗滌纖維含量(ADF)用范氏洗滌纖維測定法測定，粗脂肪含量(EE)采用殘余法測定，按照張麗英[18]的《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》的方法進(jìn)行測定粗纖維含量(CF)和粗灰分含量(CA)。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試青貯玉米主要性狀指標(biāo)值變化

供試青貯玉米品種主要性狀變化最大的是銹病，變異系數(shù)為34.8；其次分別為粗脂肪含量、鮮物質(zhì)產(chǎn)量、干物質(zhì)產(chǎn)量、粗纖維含量和株高，變異系數(shù)均大于10，分別為18.4、17.3、14.8、14.4和12.9；酸性洗滌纖維含量、粗蛋白含量、中性洗滌纖維含量和株高變化相對較小，變異系數(shù)均小于10，分別為9.1、8.8、8.1和6.0。

2.2 系統(tǒng)聚類分析

使用SPSS 19.0軟件進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。將青貯玉米品種的農(nóng)藝、品質(zhì)的11個(gè)指標(biāo)輸入SPSS軟件中，根據(jù)聚類分析結(jié)果(表2)，13個(gè)青貯玉米品種都為有效。從表3和圖1可以看出，供試13個(gè)品種分成3個(gè)群集，類群Ⅰ：京科青貯516、飼玉1號、飼玉2號、諾達(dá)1號和登海605；類群Ⅱ：京科青貯301、北農(nóng)青貯208、北農(nóng)青貯356、魯單9066和宇玉30；類群Ⅲ：北農(nóng)青貯308、BN 2932和魯單6076。

根據(jù)分類結(jié)果每個(gè)類群取其平均值，從表4可以看出，類群Ⅰ的平均干草產(chǎn)量達(dá)到26 640.1 kg/hm2，平均鮮草產(chǎn)量達(dá)到52 927.5 kg/hm2，高抗銹病，病級為4級，粗蛋白含量6.16，中性洗滌纖維含量37.16；類群Ⅱ的平均干草產(chǎn)量為19 426.0 kg/hm2，平均鮮草產(chǎn)量為36 846.7 kg/hm2，高感銹病，病級為7級，粗蛋白含量僅為5.92，中性洗滌纖維含量為37.64；類群Ⅲ的平均干草產(chǎn)量為22 717.9 kg/hm2，平均鮮草產(chǎn)量為44 083.2 kg/hm2，中感銹病，病級為6級，粗蛋白含量達(dá)到6.70，中性洗滌纖維含量較高，為41.59。

表2 處理匯總

注：a為平均聯(lián)結(jié)(組之間)。

表3 群集成員

表4 不同群集主要性狀指標(biāo)平均值

3 討論與結(jié)論

評價(jià)青貯玉米品種的優(yōu)劣，不同學(xué)者采用的評價(jià)指標(biāo)存在差異，蘭洪亮等[9]采用熟期、綠葉片數(shù)、生物產(chǎn)量作為評價(jià)指標(biāo)，田宏等[10]，趙祥等[11]采用物候期、生物產(chǎn)量和粗蛋白作為評價(jià)指標(biāo)，吳海忠等[12]采用株高、莖粗、蛋白質(zhì)含量、中性洗滌纖維含量和酸性洗滌纖維含量為評價(jià)指標(biāo)，葉瑞卿等[13]用鮮物質(zhì)產(chǎn)量、干物質(zhì)產(chǎn)量、粗蛋白產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量、粗纖維含量、中性洗滌纖維含量、酸性洗滌纖維含量和酸性洗滌木質(zhì)素含量為評價(jià)指標(biāo)，郝林風(fēng)等[14]利用鮮草和干草產(chǎn)量評價(jià)玉米品種。全株玉米干物質(zhì)含量是衡量青貯玉米飼料營養(yǎng)價(jià)值的基礎(chǔ)性指標(biāo)，干物質(zhì)含量越高，營養(yǎng)濃度越高，營養(yǎng)價(jià)值越大[19]；NDF含量可限制奶牛的采食量和粗飼料的利用效率，NDF含量越高，粗飼料品質(zhì)越低[20]；粗飼料ADF含量與其有機(jī)物的消化率呈負(fù)相關(guān)，ADF含量越高，粗飼料品質(zhì)越低，粗脂肪和粗蛋白含量較高的青貯玉米品種，營養(yǎng)價(jià)值越高[21]，銹病破壞了葉綠體的結(jié)構(gòu)，減少了葉綠素的含量，影響玉米產(chǎn)量和品質(zhì)[22-23]。

魯南地區(qū)位于山東南部，包括日照、臨沂、棗莊、濟(jì)寧和菏澤5個(gè)市，降水豐沛，熱量資源豐富，夏季高溫多雨[24-25]，玉米生長后期易受到銹病影響[22,26]。因此應(yīng)該根據(jù)魯南地區(qū)的氣候條件，選擇生物產(chǎn)量較高、高抗銹病、粗脂肪含量較高和粗纖維含量較低的青貯玉米品種。本研究聚類分析結(jié)果表明，京科青貯516、飼玉1號、飼玉2號、諾達(dá)1號和登海605等5個(gè)青貯玉米平均干草產(chǎn)量達(dá)到26 640.1 kg/hm2，平均鮮草產(chǎn)量達(dá)到52 927.5 kg/hm2，高抗銹病，病級為4級，粗脂肪含量2.60，粗蛋白含量6.16，中性洗滌纖維含量37.16，適宜在魯南地區(qū)種植。