寧夏固原地區(qū)不同青貯玉米品種生產(chǎn)性能及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)研究

侯 湃， 陳彩錦， 張靜妮， 范 龍， 丁 旺*

(1.克勞沃(北京)草業(yè)科技研究有限公司， 北京 101312； 2.寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院， 寧夏 固原 756000)

青貯玉米(ZeamaysL.)具有生物產(chǎn)量高、適口性好、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)佳和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于肉牛、肉羊和奶牛等養(yǎng)殖中[1-3]。不同區(qū)域適宜種植的青貯玉米品種各不相同，針對(duì)特定區(qū)域篩選優(yōu)勢(shì)品種是提高單位面積種植效益的有效途徑。柳斌輝等[4]的研究表明，‘北青貯1號(hào)’等3個(gè)品種適宜在海河平原區(qū)推廣種植。婁芬等[5]綜合考慮生產(chǎn)性能與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等指標(biāo)，篩選出適宜畢節(jié)地區(qū)種植的青貯玉米品種6個(gè)。席杰軍等[6]的研究表明，‘DB08’和‘DK625’適宜作為全株青貯玉米在關(guān)中地區(qū)推廣。此外，之前的研究還在寧夏引黃灌區(qū)[7]、呼和浩特地區(qū)[8]和青島地區(qū)[9]等區(qū)域進(jìn)行了試驗(yàn)，篩選得到了適宜這些地區(qū)種植的青貯玉米品種。

肉牛產(chǎn)業(yè)是固原地區(qū)的區(qū)域性優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)，更是當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民增收的支柱產(chǎn)業(yè)[10]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，固原市2019年肉牛養(yǎng)殖量達(dá)到110萬(wàn)頭，農(nóng)牧民養(yǎng)牛人均純收入1 800元，占全市農(nóng)村居民可支配收入的16.9%。隨著肉牛養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴(kuò)大，當(dāng)?shù)貙?duì)青貯玉米的需求量日益增加，但關(guān)于青貯玉米品種選擇的系統(tǒng)性研究報(bào)道較少。為此，本研究選擇了16個(gè)青貯玉米品種在固原市原州區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)比較生產(chǎn)性能和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等指標(biāo)，以期篩選得到適宜當(dāng)?shù)胤N植的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種，為當(dāng)?shù)厝馀．a(chǎn)業(yè)持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展和農(nóng)牧民增收提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在固原市原州區(qū)頭營(yíng)鎮(zhèn)徐河村(106°14＇35" E，36°10＇20" N，海拔1 560 m)，該地氣候類型為暖溫帶半干旱氣候，年均氣溫6.3℃，極端最高溫度34.6℃，極端最低溫度—28.1℃，年均降雨300～550 mm。該地土壤為黃黏土，肥力均勻，具有灌溉條件。試驗(yàn)地前茬為飼用高粱(Sorghumbicolor(L.) Moench)，秋季機(jī)耕1次，春季耙耱旋耕2次。試驗(yàn)于2020年3-11月進(jìn)行。

1.2 參試品種

參試青貯玉米品種16個(gè)(表1)，其中以當(dāng)?shù)赜幸欢ǚN植規(guī)模的‘北農(nóng)青貯208’為對(duì)照品種(CK)，種子由克勞沃(北京)生態(tài)科技有限公司提供。

表1 參試青貯玉米品種Table 1 Varieties of silage maize

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)品種設(shè)置4個(gè)重復(fù)，共64個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積28.8 m2(6.0 m×4.8 m)。播前灌水1次，灌水量為田間持水量的80%。人工開(kāi)溝條播，每小區(qū)播種16行，行距30 cm，播種深度2～3 cm，播種量37.5 kg·hm-2，出苗后定植每行15株，種植密度約83 340株·hm-2。播前基施復(fù)合肥(N，P2O5，K2O含量分別為15%，15%，15%)600 kg·hm-2，6月中旬追施150 kg·hm-2尿素后灌水1次，全生育期共人工除雜草6次。于2020年9月7日統(tǒng)一收獲。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目

1.4.1物候期 2020年4月27日播種，記錄各參試品種出苗期、拔節(jié)期、抽雄期和刈割時(shí)的物候期。出苗期為70%幼苗第一片真葉露出地面1.5～2.0 cm的日期，當(dāng)10%植株出現(xiàn)某一物侯期的典型性狀時(shí)視為該物候期開(kāi)始。

1.4.2生產(chǎn)性能 株高：刈割前每小區(qū)隨機(jī)選擇10株，測(cè)量由地表到植株頂端的高度，求其平均值，用cm表示。鮮草產(chǎn)量：從地上部10 cm處刈割，隨機(jī)選擇10株玉米稱取鮮重，根據(jù)小區(qū)面積和植株數(shù)折算每公頃鮮草產(chǎn)量，用t·hm-2表示。干草產(chǎn)量：將10株植株粉碎，混合均勻后隨機(jī)選取1 kg左右樣品稱重，105℃條件下殺青1 h，之后60℃烘干至恒重，稱取干重，計(jì)算干鮮比，根據(jù)鮮草產(chǎn)量和干鮮比折算每公頃干草產(chǎn)量，用t·hm-2表示。

1.4.3營(yíng)養(yǎng)品質(zhì) 粗蛋白(Crude protein，CP)含量測(cè)定方法參照GB/T 6432-2018[11]；粗脂肪(Ether extract，EE)含量測(cè)定方法參照GB/T 6433-2006[12]；粗纖維(Crude fiber，CF)含量測(cè)定方法參照GB/T 6434-2006[13]；粗灰分(Crude ash，Ash)含量測(cè)定方法參照GB/T 6438-2007[14]；淀粉(Starch)含量測(cè)定方法參照GB/T 20194-2018[15]；無(wú)氮浸出物(Nitrogen-free extract，NFE)含量參照朱樹(shù)國(guó)等[16]的方法計(jì)算，計(jì)算公式為NFE%=100%—(CP%+EE%+CF%+Ash%)；中性洗滌纖維(Neutral detergent fiber，NDF)含量測(cè)定方法參照GB/T 20806-2006[17]；酸性洗滌纖維(Acid detergent fiber，ADF)含量測(cè)定方法參照NY/T 1459-2007[18]；相對(duì)飼喂價(jià)值(Relative feed value，RFV)的計(jì)算公式[19-20]為RFV=[DMI(%BW)×DDM(%DM)]/1.29，式中DMI和DDM分別為干物質(zhì)采食量和可消化干物質(zhì)，計(jì)算公式為DMI(%BW)=120/[NDF(%DM)]，DDM(%DM)=88.9—ADF(%DM)，%BW(A percentage of an animal,s body weight)為占動(dòng)物代謝體重的百分比，DM(Dry matter)為干物質(zhì)；品質(zhì)等級(jí)評(píng)定參照GB/T 25880-2010[21]。

1.4.4單位面積能量產(chǎn)出 單位面積能量產(chǎn)出以總能值(Gross energy value，GEV)和消化能值(Digestive energy value，DEV)衡量。其中，GEV=總能(Gross energy，GE)×干草產(chǎn)量，DEV=消化能(Digestive energy，DE)×干草產(chǎn)量。GE和DE的計(jì)算分別參照陳培義等[8]]和婁芬等[5的方法，計(jì)算公式為GE=17.43 MJ·kg-1×NFE%+23.73 MJ·kg-1×CP%+39.69 MJ·kg-1×EE%，DE=GE×能量消化率，其中，能量消化率={91.669 4-91.335 9×[ADF%/(1-Ash%)]}/100。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)初步處理，SPSS 22.0軟件進(jìn)行方差分析，多重比較采用LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 物候期調(diào)查

16個(gè)品種于4月27日播種，11天左右出苗，各品種出苗時(shí)間沒(méi)有差異。5月底到6月初，參試品種進(jìn)入拔節(jié)期。其中，‘SN211’等5個(gè)品種拔節(jié)期較早，‘富友968’等6個(gè)品種拔節(jié)期中等，拔節(jié)較晚的品種為‘京科青貯516’等5個(gè)品種，拔節(jié)最晚與最早品種間相差4天。抽雄期最早的品種為‘SN211’、‘華美2號(hào)’和CK，抽雄期最晚的品種為‘京科青貯516’和‘利合16’，其余品種抽雄期介于7月22—28日，抽雄期最早與最晚品種間相差9天。各參試品種均于9月7日收獲，收獲時(shí)的物候期見(jiàn)表2。

表2 參試品種的物候期調(diào)查Table 2 Investigation on the growth stage of the tested varieties

2.2 株高和產(chǎn)量比較分析

如表3所示，16個(gè)參試品種中有14個(gè)品種在刈割時(shí)的株高超過(guò)300.00 cm。CK的株高最高，達(dá)到328.80 cm，‘MC703’的株高最低，僅為290.31 cm。CK和‘豫青貯23’的株高顯著高于其它參試品種(P<0.05)。

表3 參試品種的株高和草產(chǎn)量Table 3 The determination of plant height and yield of the tested varieties

參試品種鮮草產(chǎn)量的變化范圍為74.50～122.63 t·hm-2。其中，CK的鮮草產(chǎn)量在所有參試品種中排名第3位，顯著低于‘大京九26’和‘科玉188’(P<0.05)，與‘SN211’、‘豫青貯23’、‘蒙青貯1812’、‘華美2號(hào)’和‘MC618’差異不顯著，顯著高于其他參試品種(P<0.05)。

通過(guò)測(cè)定干鮮比，將鮮草產(chǎn)量折算成干草產(chǎn)量。其中，干草產(chǎn)量超過(guò)30.00 t·hm-2的品種有8個(gè)，分別為‘大京九26’、‘科玉188’、‘MC618’、CK、‘蒙青貯1812’、‘SN211’、‘豫青貯23’和‘京科青貯516’?！缶┚?6’和‘科玉188’的干草產(chǎn)量顯著高于其他參試品種(P<0.05)，分別比CK高7.41%和5.94%。

2.3 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)比較分析

如表4所示，參試品種的CP，EE，CF，粗灰分，淀粉，NFE，NDF和ADF含量分別介于6.20%～9.19%，2.11%～4.08%，20.90%～35.54%，5.78%～8.63%，16.10%～27.44%，44.69%～59.71%，36.00%～59.27%和21.86%～32.90%之間。青貯玉米品質(zhì)分級(jí)的關(guān)鍵指標(biāo)包括CP、淀粉、NDF和ADF含量?！甅C703’、‘豫青貯23’和‘大京九26’的CP含量顯著高于CK(P<0.05)，其他品種的CP含量與CK差異不顯著。‘富友968’、‘京九青貯16’、‘蒙青貯1812’、‘科玉188’和‘雅玉8號(hào)’的淀粉含量顯著低于CK(P<0.05)，其他品種的淀粉含量與CK差異不顯著?！挥?68’、‘豫青貯23’、‘華美2號(hào)’、‘科玉188’和‘蒙青貯266’的NDF含量顯著高于CK(P<0.05)，‘大京九26’和‘利合16’顯著低于CK(P<0.05)，其他品種與CK差異不顯著。CK的ADF含量是所有參試品種中最高的，顯著高于除‘豫青貯23’外的其他參試品種(P<0.05)。

2.4 相對(duì)飼喂價(jià)值評(píng)價(jià)比較分析

參試品種的RFV介于96.52～158.68之間，除‘富友968’、‘豫青貯23’、‘華美2號(hào)’和‘蒙青貯266’外，其余品種的RFV均高于CK。其中，‘利合16’和‘大京九26’的RFV較高，在150以上。根據(jù)《青貯玉米品質(zhì)分級(jí)》(GB/T 25882-2010)，‘SN211’和‘大京九26’的品質(zhì)達(dá)到國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，‘京科青貯516’、‘MC618’、‘京九青貯16’、‘蒙青貯1812’和‘利合16’的品質(zhì)達(dá)到國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其余參試品種的品質(zhì)均達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(表5)。

表5 參試品種飼喂價(jià)值評(píng)價(jià)Table 5 Comprehensive of forage value evaluation of the tested varieties

2.5 單位面積能量產(chǎn)出比較分析

通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算參試品種的總能和消化能，‘蒙青貯1812’、‘豫青貯23’、‘利合16’和‘SN211’的總能排名前4位，CK的總能在所有參試品種中排名倒數(shù)第2位，僅高于‘京九青貯16’；‘蒙青貯1812’、‘SN211’和‘華美2號(hào)’的消化能排名前3位，CK的消化能在所有參試品種中最低。結(jié)合每公頃的干草產(chǎn)量計(jì)算參試品種每公頃產(chǎn)出的總能和總消化能，‘大京九26’的總能值和消化能值在所有參試品種中最高，分別達(dá)到4.66×105MJ·hm-2和3.15×105MJ·hm-2，總能值最低的品種為‘京九青貯16’，僅為3.17×105MJ·hm-2，消化能值最低的品種為‘偉科702’，僅為2.03×105MJ·hm-2(表6)。

表6 參試品種的單位面積能量產(chǎn)出Table 6 Energy output per unit area of tested varieties

3 討論

3.1 不同青貯玉米品種的生產(chǎn)性能比較

草產(chǎn)量是衡量草地生產(chǎn)能力最重要的指標(biāo)[22-23]。影響青貯玉米產(chǎn)量的因素既包括品種的生產(chǎn)性能與適應(yīng)性，也包括土壤和氣候條件等生態(tài)環(huán)境因素，還包括種植密度、施肥和灌溉等田間管理措施[24-26]。其中，品種的生產(chǎn)性能和適應(yīng)性是內(nèi)因，起著非常關(guān)鍵的作用。劉建寧等[27]在山西省晉中市榆次區(qū)對(duì)15個(gè)青貯玉米品種的生產(chǎn)性能進(jìn)行比較，產(chǎn)量最高的‘雅玉79491’干草產(chǎn)量達(dá)到31.53 t·hm-2，比產(chǎn)量最低的‘鄭單958’高70.52%。韓學(xué)琴[28]在云南省楚雄州元謀縣的研究表明，‘云瑞10號(hào)’的干草產(chǎn)量達(dá)到23.62 t·hm-2，而產(chǎn)量最低的品種‘青飼2號(hào)’僅為9.45 t·hm-2。西北地區(qū)特別是寧夏的氣候條件適合玉米生長(zhǎng)，青貯玉米的品質(zhì)優(yōu)于其他地區(qū)[29]。固原地區(qū)是寧夏青貯玉米種植面積較大的區(qū)域，隨著“糧改飼”政策的深入實(shí)施，該地區(qū)青貯玉米種植面積不斷擴(kuò)大，引進(jìn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種是提高當(dāng)?shù)厍噘A玉米種植效益的有效途徑。韓旭彪等[30]在彭陽(yáng)地區(qū)進(jìn)行比較試驗(yàn)，參試的9個(gè)青貯玉米品種收獲時(shí)的株高都在300.00 cm以上，干草產(chǎn)量最高的品種達(dá)到26.33 t·hm-2，而最低的品種僅為16.62 t·hm-2。本研究所選用的16個(gè)品種中，收獲時(shí)僅有2個(gè)品種的株高在300.00 cm以下，干草產(chǎn)量介于27.54～35.76 t·hm-2之間。這說(shuō)明選擇適宜的品種是提高當(dāng)?shù)厍噘A玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵。兩個(gè)試驗(yàn)的干草產(chǎn)量的差異可能是品種的生產(chǎn)性能差異造成的，也可能是土壤肥力、田間管理水平和不同年份間的氣候差異造成的，需要在同樣的試驗(yàn)條件下進(jìn)行驗(yàn)證。

3.2 不同青貯玉米品種的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)比較

青貯玉米品種的選擇在關(guān)注產(chǎn)量的同時(shí)，也要注重品質(zhì)。品質(zhì)與多個(gè)指標(biāo)有關(guān)，不能僅以某一指標(biāo)來(lái)衡量青貯玉米的品質(zhì)好壞。美國(guó)目前廣泛使用RFV評(píng)價(jià)粗飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，該指標(biāo)根據(jù)NDF和ADF含量運(yùn)用數(shù)學(xué)模型計(jì)算[19-20]。我國(guó)目前青貯玉米品質(zhì)分級(jí)選擇的指標(biāo)包括CP，ADF，NDF和淀粉含量[21]，相比而言更為全面。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：一級(jí)青貯玉米NDF含量≤45%，ADF含量≤23%，淀粉含量≥25%，CP含量≥7%；二級(jí)青貯玉米NDF含量≤50%，ADF含量≤26%，淀粉含量≥20%，CP含量≥7%；三級(jí)青貯玉米NDF含量≤55%，ADF含量≤29%，淀粉含量≥15%，CP含量≥7%?？梢钥闯?，優(yōu)質(zhì)的青貯玉米應(yīng)具有較高的CP和淀粉含量，較低的ADF和NDF含量。這是因?yàn)镃P是氮素營(yíng)養(yǎng)的主要來(lái)源，對(duì)于飼料和飼草的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值具有決定作用[22]；淀粉是反芻動(dòng)物主要的能量來(lái)源，容易被吸收利用[31]；ADF和NDF含量分別與家畜的采食率和消化率負(fù)相關(guān)，ADF含量越高，采食率越低，NDF含量越高，消化率越低[32]。本試驗(yàn)中，參試品種CP含量介于6.20%～9.19%之間，淀粉含量介于16.10%～27.44%之間，ADF和NDF含量分別介于21.86%～32.90%和36.00%～59.27%之間，這與之前的研究[5,30]所測(cè)得的范圍基本一致。根據(jù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，16個(gè)參試品種中只有7個(gè)達(dá)到國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以上且沒(méi)有品種達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的9個(gè)品種中，有2個(gè)品種是由于CP含量<7%，有4個(gè)品種是由于ADF含量>29%，有2個(gè)品種是由于NDF含量>55%，還有1個(gè)品種是由于CP和NDF含量均不達(dá)標(biāo)。可以看出，ADF含量是影響參試品種品質(zhì)等級(jí)的主要因素，造成ADF含量較高的原因以及降低其含量的方法是下一步研究的重點(diǎn)。

3.3 不同青貯玉米品種單位面積能量產(chǎn)出比較

消化能是指可被消化吸收的養(yǎng)分所含的能量，測(cè)定消化能對(duì)于按飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配置全價(jià)飼料具有重要意義[33]。青貯玉米作為牛羊養(yǎng)殖重要的能量來(lái)源，單位面積的消化能產(chǎn)出也是衡量品種優(yōu)劣的重要指標(biāo)。婁芬等[5]測(cè)定的36個(gè)青貯玉米品種的每公頃消化能介于1.01×105～2.94×105MJ之間，陳培義等[8]測(cè)定的6個(gè)青貯玉米品種不同生育期的每公頃消化能介于1.37×105～3.28×105MJ之間。但計(jì)算消化能的數(shù)學(xué)模型較多，不同研究選擇的模型不同，計(jì)算結(jié)果無(wú)法橫向比較。如婁芬等[5]根據(jù)總能和能量消化率計(jì)算消化能，陳培義等[8]則在總可消化養(yǎng)分的基礎(chǔ)上計(jì)算消化能，而姜富貴等[34]計(jì)算消化能的模型又與前兩者不同，何種模型的計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確還有待進(jìn)一步研究。消化能值既考慮了單位面積的干草產(chǎn)量，也考慮了單位重量干草所提供的消化能，較單一采用干草產(chǎn)量作為衡量指標(biāo)更為全面。在本研究中，參試品種的消化能值介于2.03×105～3.15×105MJ·hm-2?！缶┚?6’、‘蒙青貯1812’、‘科玉188’和‘SN211’的消化能值較大，說(shuō)明其單位面積能為家畜提供更多的能量。

4 結(jié)論

不同青貯玉米品種在固原地區(qū)的生產(chǎn)性能和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)差異較大。在品質(zhì)達(dá)到國(guó)家三級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)的品種中，‘大京九26’、‘蒙青貯1812’和‘SN211’的單位面積產(chǎn)出的消化能較高，適合在固原地區(qū)推廣種植。