適合青貯的玉米品種生產(chǎn)性能篩選及營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)

王 挺,張 力,張凡凡,黃嶸崢,李 肖,張玉琳,陳永成,趙建濤,馬春暉

(1.石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,新疆石河子 832000;2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院作物研究所,新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意義】青貯玉米單位面積產(chǎn)能高,適口性好,營養(yǎng)價(jià)值豐富,是反芻家畜養(yǎng)殖中最重要的粗飼料之一。目前青貯玉米加工的主要途徑為調(diào)制全株玉米青貯飼料,全株玉米青貯飼料的營養(yǎng)品質(zhì)及飼用價(jià)值受品種[1]、收獲期[2]、壓實(shí)度[3]等影響,其中品種是內(nèi)在因素。選擇合適的品種種植尤為重要?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】雅玉79491及雅玉04889適宜在晉中盆地春季種植[4]。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[5]。金玉818、黔玉3號(hào)及GX276的干物質(zhì)含量與相對飼用價(jià)值較為突出,適合在畢節(jié)地區(qū)推廣[6]。河南地區(qū)京科青貯932和偉科106表現(xiàn)最佳[7];糧飼兼用型玉米品種大豐30、先玉1366綜合表現(xiàn)較好,適宜在河南地區(qū)種植[8]。廣州地區(qū)雅玉8號(hào)綜合性能表現(xiàn)最為優(yōu)異[9]。中農(nóng)大青貯67、金嶺18及青貯772在赤峰地區(qū)的生物產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀表現(xiàn)較好[10]。翔玉998、高玉2300及鐵研53的保綠性、品質(zhì)等綜合性狀較好,適宜在西寧地區(qū)推廣種植[11]。大京九26、SN211及蒙青貯1812在固原地區(qū)表現(xiàn)最好[12]。正大808、云瑞10號(hào)及曲晨9號(hào)各項(xiàng)性狀表現(xiàn)較好,適宜在金沙江干熱河谷地區(qū)種植[13]。【本研究切入點(diǎn)】新疆青貯玉米品種較多,需采用隸屬函數(shù)綜合分析法評(píng)價(jià)優(yōu)質(zhì)品種?！緮M解決的關(guān)鍵問題】選擇17個(gè)玉米品種(青貯專用型,糧飼兼用型,普通型)為研究對象,設(shè)置品種比較試驗(yàn),分析參試品種的產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀及營養(yǎng)品質(zhì)差異。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)地位于新疆兵團(tuán)第八師石河子市新疆農(nóng)墾科學(xué)院作物研究所試驗(yàn)田(44°22′N,88°30′E,海拔420 m),該地位于新疆北部,屬溫帶大陸性氣候,干燥少雨,冬季長而寒,夏季短而燥。年平均氣溫11.2～13.9℃,無霜期168～171 d,年降水量為125.0～207.7 mm,年日照時(shí)數(shù)為2 721～2 818 h。

參試材料為2020～2021年新疆廣泛種植的17個(gè)青貯用玉米品種,其中青貯專用型有8個(gè),糧飼兼用型有1個(gè),普通型有8個(gè),部分玉米種子由新疆農(nóng)墾科學(xué)院作物研究所提供,部分種子購于市場。表1

表1 參試玉米品種

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2021年4月27日播種,小區(qū)面積19.8 m2,6行區(qū),行長6 m,行距0.55 m,種植密度為75 000株/hm2,每個(gè)品種5個(gè)重復(fù)。播種當(dāng)天滴出苗水750 m3/hm2,6月15日灌水1次,每隔12～15 d灌水1次,全生育期共計(jì)灌水6次,每次750 m3/hm2,共5 250 m3/hm2。共施尿素450 kg/hm2,磷酸一銨300 kg/hm2,硫酸鉀120 kg/hm2。出苗期防治地下蟲害1次,7月初和8月初隨水滴施吡蟲啉防治田間害蟲。

1.2.2 測定指標(biāo)

1.2.2.1 生育時(shí)期、產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀

生育時(shí)期主要記錄參試玉米品種的出苗期、吐絲期、收獲期(1/2至2/3乳線期),以2021年4月27日(播種期)為初始日期折算各品種的全生育期。

測定干草產(chǎn)量及籽粒產(chǎn)量。干草產(chǎn)量:在小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取10株粉碎,混勻后精確稱取1 000 g樣品(重復(fù)3次)于105℃下烘1 h后,于65℃烘干至恒重,稱取干重,計(jì)算干鮮比并折算干草產(chǎn)量(t/hm2)。籽粒產(chǎn)量:取10顆果穗剝離籽粒,混合均勻后精確稱取100 g籽粒(重復(fù)3次),將籽粒置于65℃下烘干至恒重后,計(jì)算籽粒含水量并折算籽粒產(chǎn)量(t/hm2)。

調(diào)查全株玉米的株高、穗位高、倒伏率、倒折率。株高:隨機(jī)選取10株,測量地表至植株頂端的距離(cm)。穗位高:隨機(jī)選取10株,測量地表至玉米穗柄的距離(cm)。倒伏率及倒折率:小區(qū)內(nèi)倒伏數(shù)與倒折數(shù)占小區(qū)總株數(shù)的比例為倒伏率及倒折率,植株傾斜度大于45°但未折斷的植株為倒伏,果穗以下部位折斷的植株為倒折。

1.2.2.2 營養(yǎng)品質(zhì)

營養(yǎng)指標(biāo)的測定包含干物質(zhì)(dry matter,DM)、淀粉(starch)、粗蛋白(crude protein,CP)、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber,ADF)、水溶性碳水化合物(water-soluble carbohydrates,WSC)、粗脂肪(ether extract,EE)、灰分(Ash),均使用國標(biāo)法測定[14]。采用烘干法測定DM含量,采用蒽酮—高氯酸比色法測定starch含量,采用凱氏定氮法測定CP含量,采用范式纖維洗滌法(Van Soest)測定NDF、ADF含量,采用蒽酮—硫酸比色法測定WSC含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2019對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行單因素ANOVA檢驗(yàn),多重比較使用Duncan法。

選擇產(chǎn)量(干草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量)與營養(yǎng)品質(zhì)(DM、Starch、CP、WSC、NDF、ADF)共8項(xiàng)核心指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)綜合分析,其中干草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量、DM、Starch、CP、WSC為正向指標(biāo),NDF、ADF為負(fù)向指標(biāo),求得各指標(biāo)的隸屬度,計(jì)算各參試品種的總隸屬度,以總隸屬度的數(shù)值大小為依據(jù)對各參試品種的綜合價(jià)值進(jìn)行排序(總隸屬度數(shù)值越大,綜合價(jià)值越高)。計(jì)算方法為(1)、(2)、(3)式[15]。

Ux正= (X-Xmin) / (Xmax-Xmin) .

(1)

Ux負(fù)= 1 -Ux正.

(2)

Ux總=Ux正+Ux負(fù).

(3)

式中,Ux正為各參試品種中某一正向指標(biāo)的隸屬度,X為該指標(biāo)的檢測結(jié)果,Xmin為各參試品種中該指標(biāo)的最小值,Xmax為各參試品種中該指標(biāo)的最大值,Ux負(fù)為某一負(fù)向指標(biāo)的隸屬度,Ux總為各參試品種的總隸屬度,即各參試品種所有正向指標(biāo)的隸屬度與所有負(fù)向指標(biāo)的隸屬度之和。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同玉米品種的生育時(shí)期

研究表明,17個(gè)玉米品種的生育時(shí)期,播種期均為4月27日,出苗期均為5月8日。品種間吐絲期、收獲期及生長天數(shù)差異較大。新飼玉13號(hào)吐絲期最早(7月3日,播種后第67 d),桂青貯1號(hào)的吐絲期最晚(7月27日,播種后第91 d)。新飼玉13號(hào)的收獲期最早(8月21日),生長天數(shù)最短(116 d),桂青貯1號(hào)的收獲期最晚(9月17日),生長天數(shù)最長(143 d)。表2

表2 不同玉米品種的生育時(shí)期

2.2 不同玉米品種的產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀

研究表明,品種間干草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量、株高、穗位高、葉片數(shù)及倒伏率均差異顯著(P<0.05)。干草產(chǎn)量最高的3個(gè)品種為恩喜愛298(70.33 t/hm2)、先玉1321(67.86 t/hm2)及先玉335(61.37 t/hm2),干草產(chǎn)量最低的品種為新玉15號(hào)(25.69 t/hm2)。籽粒產(chǎn)量最高的3個(gè)品種為新沃1號(hào)(10.75 t/hm2)、先玉1321(9.57 t/hm2)及新飼玉12號(hào)(9.35 t/hm2),籽粒產(chǎn)量最低的品種為屯玉168(5.95 t/hm2)。株高最高的3個(gè)品種為奧玉5102(359 cm)、桂青貯1號(hào)(351.66 cm)及新飼玉13號(hào)(337.67 cm),株高最低的品種為新玉15號(hào)(241.67 cm)。穗位高最高的3個(gè)品種為桂青貯1號(hào)(224.67 cm)、新飼玉12號(hào)(205.67 cm)及奧玉5102(183.00 cm),穗位高最低的品種為和育187(97.67 cm)。倒伏率最高的3個(gè)品種為新飼玉13號(hào)(36.98%)、奧玉5102(17.84%)及桂青貯1號(hào)(17.17%),先玉335、鄭單958、先玉1321、新引KWS2564、新玉15號(hào)、京科968及先糯玉335共7個(gè)品種未倒伏。倒折率最高的3個(gè)品種為桂青貯1號(hào)(9.73%)、奧玉5102(5.91%)及新飼玉12號(hào)(5.55%),新飼玉13號(hào)、新引KWS2564、新玉15號(hào)、先玉1321、鄭單958、鐵研53及屯玉168未倒折。表3

表3 不同玉米品種的產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀

2.3 不同玉米品種的全株?duì)I養(yǎng)品質(zhì)

研究表明,品種間干物質(zhì)(DM)、淀粉(Starch)、粗蛋白(CP)、水溶性碳水化合物(WSC)、中性洗滌纖維(NDF)及酸性洗滌纖維(ADF)含量差異顯著(P<0.05)。DM含量最高的3個(gè)品種為新沃1號(hào)(38.83%)、鄭單958(38.24%)及鐵研53(37.05%),DM含量最低的品種為和育187(24.16%)。淀粉(Starch)含量最高的3個(gè)品種為先玉335(32.77%)、恩喜愛298(32.37%)及先玉1321(31.22%),Starch含量最低的品種為和育187(23.75%)。CP含量最高的3個(gè)品種為京科968(9.00%)、新飼玉13號(hào)(8.92%)及先玉1321(8.84%),CP含量最低的品種為新玉15號(hào)(7.47%)。WSC含量最高的3個(gè)品種為先糯玉335(41.28%)、先玉335(34.24%)及新沃1號(hào)(29.32%),WSC含量最低的品種為奧玉5102(13.24%)。NDF最低的3個(gè)品種為鄭單958(43.93%)、先玉335(45.19%)及恩喜愛298(46.64%),NDF最高的品種為新飼玉11號(hào)(55.97%)。ADF最低的3個(gè)品種為京科968(24.96%)、先玉335(25.62%)及恩喜愛298(25.68%),ADF最高的品種為奧玉5102(40.56%)。表4

表4 不同玉米品種的全株?duì)I養(yǎng)品質(zhì)

2.4 不同玉米品種的綜合價(jià)值評(píng)定

研究表明,先玉335表現(xiàn)最優(yōu)。各參試品種綜合價(jià)值排序?yàn)橄扔?35(6.52)>先玉1321(6.11)>恩喜愛298(5.75)>京科968(4.75)>鄭單958(4.21)>新飼玉13號(hào)(4.20)>新沃1號(hào)(4.16)>先糯玉335(4.11)>新飼玉12號(hào)(3.84)>新飼玉11號(hào)(3.46)>鐵研53(3.34)>新引KWS2564(3.16)>桂青貯1號(hào)(2.86)>屯玉168(2.41)>和育187(2.32)>新玉15號(hào)(2.28)>奧玉5102(2.23)。表5

3 討 論

3.1 不同玉米品種的生育時(shí)期、產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀

研究表明,石河子地區(qū)無霜期為168～171 d,牧場青貯調(diào)制時(shí)間在8月中旬至9月中旬,17個(gè)參試玉米品種的生長天數(shù)在116～143 d,收獲期在8月21日至9月16日,均能滿足實(shí)際生產(chǎn)需要,考慮到種植成本,在選擇生長天數(shù)相對較短的品種同時(shí)還需兼顧產(chǎn)量與品質(zhì)。產(chǎn)量是評(píng)價(jià)青貯玉米經(jīng)濟(jì)價(jià)值的重要因素之一,可以反映青貯玉米的生產(chǎn)性能及適應(yīng)能力[16]。研究中,17個(gè)參試玉米品種的干草產(chǎn)量及籽粒產(chǎn)量差異顯著(P<0.05),干草產(chǎn)量排名前3位的品種為恩喜愛298、先玉1321及先玉335,籽粒產(chǎn)量排名前3位的品種為新沃1號(hào)、先玉1321及新飼玉12號(hào),這些品種在石河子地區(qū)具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,可以表現(xiàn)出優(yōu)良的生產(chǎn)性能。青貯玉米的株高、穗位高及葉片數(shù)是與產(chǎn)量相關(guān)性較大的農(nóng)藝性狀[17]。株高與產(chǎn)量呈正相關(guān)[18]。研究中,株高在300 cm以上的多數(shù)品種(先糯玉335、先玉1321、恩喜愛298等)均能獲得較高的干草產(chǎn)量,然而與以往研究結(jié)果不同的是,奧玉5102及桂青貯1號(hào)雖然具有較高的株高,但其干草產(chǎn)量在17個(gè)參試品種中并不突出,可能是由于該年6～7月,石河子地區(qū)出現(xiàn)連續(xù)性大風(fēng)天氣,導(dǎo)致植株出現(xiàn)一定程度的倒伏及倒折。研究發(fā)現(xiàn),新飼玉11號(hào)的株高及穗位高均較為突出,在遭遇大風(fēng)天氣后仍能保持較高的產(chǎn)量及較低的倒伏率與倒折率,植株的抗倒伏性還可能與莖粗及氣生根等性狀相關(guān)[8]具體原因還有待進(jìn)一步研究。

3.2 不同玉米品種的營養(yǎng)品質(zhì)

適時(shí)收獲是獲得高營養(yǎng)價(jià)值的關(guān)鍵,青貯玉米一般在乳熟末期至蠟熟初期收獲,此時(shí)全株含水量為60%～70%,能為青貯提供穩(wěn)定的發(fā)酵環(huán)境,是調(diào)制優(yōu)質(zhì)全株玉米青貯飼料的最佳時(shí)期[19]。研究中17個(gè)參試品種均在1/2～2/3乳線期收獲,僅新玉15號(hào)及和育187的干物質(zhì)含量在30%以下,其余品種的干物質(zhì)含量均在30%～40%。青貯玉米中的淀粉能為反芻家提供60%～80%的能量需要,改善產(chǎn)奶量及乳品質(zhì),粗蛋白可以提供各類氨基酸,是反芻動(dòng)物合成蛋白質(zhì)的氮源,含量是衡量青貯玉米營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)劣的主要因素[20-22]。研究中,先玉335、恩喜愛298及先玉1321的淀粉含量顯著高于其他品種(P<0.05),且能達(dá)到國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[23](>28%),京科968、新飼玉13號(hào)及先玉1321的粗蛋白含量顯著高于其他品種(P<0.05),在營養(yǎng)品質(zhì)方面表現(xiàn)較好。WSC既能豐富青貯玉米的能量濃度,還能為青貯發(fā)酵提供良好的底物環(huán)境,是乳酸菌高效繁殖的前提條件[24]。研究中17個(gè)參試玉米品種的WSC含量均較為豐富,能夠保障青貯正常發(fā)酵。NDF及ADF與反芻家畜的采食量及消化率呈高度負(fù)相關(guān)[25]。鄭單958、先玉1321、先玉1321及恩喜愛298的NDF含量達(dá)到國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(≤48%),先玉335、恩喜愛298及京科968的ADF含量達(dá)到國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(≤27%),青貯玉米中過高含量的NDF與ADF會(huì)阻礙反芻家畜瘤胃蠕動(dòng),降低消化率并導(dǎo)致采食量下降[26]。

4 結(jié)論

4.117個(gè)用于青貯的玉米品種的生育時(shí)期、產(chǎn)量、主要農(nóng)藝性狀及全株?duì)I養(yǎng)品質(zhì)差異顯著。生育時(shí)期中,新飼玉13號(hào)的收獲期最早(8月21日),生長天數(shù)最短(116 d);產(chǎn)量中,恩喜愛298的干草產(chǎn)量最高(70.33 t/hm2),新沃1號(hào)的籽粒產(chǎn)量最高(10.75 t/hm2);主要農(nóng)藝性狀中,奧玉5102的株高最高(359 cm),桂青貯1號(hào)的穗位高最高(224.67 cm),先玉335、鄭單958、先玉1321、新引KWS2564、新玉15號(hào)、京科968及先糯玉335共7個(gè)品種未倒伏,新飼玉13號(hào)、新引KWS2564、新玉15號(hào)、先玉1321、鄭單958、鐵研53及屯玉168未倒折;全株?duì)I養(yǎng)品質(zhì)中,新沃1號(hào)的DM含量最高(38.83%),先玉335的Starch含量最高(32.77%),京科968的CP含量最高(9.00%),先糯玉335的WSC含量最高(41.28%),鄭單958的NDF最低(43.93%),京科968的ADF最低(24.96%)。

4.2綜合價(jià)值排序?yàn)橄扔?35>先玉1321>恩喜愛298>京科968>鄭單958>新飼玉13號(hào)>新沃1號(hào)>先糯玉335>新飼玉12號(hào)>新飼玉11號(hào)>鐵研53>新引KWS2564>桂青貯1號(hào)>屯玉168>和育187>新玉15號(hào)>奧玉5102。先玉335、先玉1321及恩喜愛298品種的生產(chǎn)性能及營養(yǎng)品質(zhì)表現(xiàn)較好,適宜在新疆地區(qū)作為用于青貯的玉米品種推廣種植。