湖南東西部地區(qū)青貯玉米生產(chǎn)性能比較研究

關(guān)鍵詞：青貯玉米;灰色關(guān)聯(lián)度法;農(nóng)藝性狀;生產(chǎn)性能

近年來，隨著居民生活水平不斷提高，人們對肉、蛋、奶的需求逐漸增加，但國內(nèi)飼草料和畜產(chǎn)品供給嚴(yán)重不足[1]，國家糧食安全面臨危險(xiǎn)。因此，急需加強(qiáng)國內(nèi)對優(yōu)質(zhì)草畜產(chǎn)品的自主供給[2]。湖南省位于中國南方長江中下游地區(qū)[3-4]，地處亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，具有豐富的光、熱、水資源，適合飼草等作物生長，此外，湖南地區(qū)飼草嚴(yán)重缺乏[5]。青貯玉米（Zea mays L.）是禾本科（Gramineae）玉米屬（Zea）一年生草本植物，是指在乳熟末期至蠟熟初期刈割整株玉米并經(jīng)青貯發(fā)酵后用于飼喂家畜的一類玉米[6]，是一種生物產(chǎn)量高、營養(yǎng)價(jià)值好的飼草料作物[7]，是草食家畜不可或缺的優(yōu)良粗飼料[8]。青貯玉米具有氣味芳香、柔軟多汁、適口性好[9]、淀粉含量高、適于機(jī)械化[10]、富含多種維生素[11]、易消化[12]、易栽培和耐貯存等特點(diǎn)[13]，具有“飼料之王”的美譽(yù)[14]。

近年來，許多學(xué)者在不同地區(qū)開展了青貯玉米生產(chǎn)性能比較研究。在新疆地區(qū)，‘京科青貯932’‘先飼玉1號(hào)’‘屯玉168’‘北農(nóng)青貯3651’‘禾玉36’‘文玉3號(hào)’和‘北農(nóng)青貯368’適宜昌吉地區(qū)推廣種植[15]。在寧夏地區(qū)，‘大京九26’‘SN211’和‘蒙青貯1812’表現(xiàn)最好，適宜在固原地區(qū)推廣應(yīng)用[16]。在山西地區(qū)，‘曲辰9 號(hào)’‘晉單65’‘先單405’適宜在雁門關(guān)地區(qū)推廣種植[17];‘新科910’‘雅玉79491’和‘雅玉04889’最適宜在晉中盆地推廣種植[18];‘正大1473’‘大京九4059’和‘迪卡625’適宜在北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶種植[19]。在云南地區(qū)，‘云瑞10號(hào)’‘正大808’和‘曲晨9號(hào)’抗倒伏，空桿率低，農(nóng)藝性狀優(yōu)良，適宜在金沙江干熱河谷區(qū)推廣種植[20]。在河北地區(qū)，‘北農(nóng)青貯308’‘北農(nóng)青貯208’和‘北青貯1號(hào)’適于在海河平原種植推廣[21]。通過上述研究可知青貯玉米在不同地區(qū)的最適宜推廣品種差異較大，而青貯玉米在湖南地區(qū)的生產(chǎn)性能比較研究還未有報(bào)道。

因此，本試驗(yàn)通過研究分析8個(gè)青貯玉米品種在湖南東部和西部地區(qū)的形態(tài)、草產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀和抗倒伏性，明確其生產(chǎn)性能的差異，以期篩選出適宜該區(qū)域種植的最佳青貯玉米品種，為該地區(qū)青貯玉米的品種選擇提供理論依據(jù)，也為該地區(qū)青貯玉米品種的推廣利用提供一定的技術(shù)指導(dǎo)及科學(xué)依據(jù)，對解決湖南地區(qū)及國內(nèi)其他地區(qū)家畜飼料短缺問題具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地分別為湖南省草食動(dòng)物產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系湘東和湘西試驗(yàn)站。湘東試驗(yàn)站位于湖南省長沙市瀏陽市，海拔105m，113°31'20″E，28°15'48″N，無霜期266d。土壤pH 值為6.24，有機(jī)質(zhì)含量為25.37g·kg-1，全氮含量為1.58g·kg-1，全磷含量為0.63g·kg-1，全鉀含量為12.27g·kg-1，堿解氮含量為108.53 mg·kg-1，速效磷含量為24.37mg·kg-1，速效鉀含量為108.47mg·kg-1。

湘西試驗(yàn)站，位于湖南省湘西土家族苗族自治州花垣縣，28°34'4″N，109°28'8″E，海拔362m，無霜期279d。土壤pH 值為6.62，有機(jī)質(zhì)含量為39.85g·kg-1，全氮含量為2.58g·kg-1，全磷含量為0.98g·kg-1，全鉀含量為18.83g·kg-1，堿解氮含量為139.58 mg·kg-1，速效磷含量為29.75mg·kg-1，速效鉀含量為113.59mg·kg-1。

試驗(yàn)地的氣溫和降水量如表1所示。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為8個(gè)青貯玉米品種，分別為‘吉玉3號(hào)’‘屯玉168’‘屯玉7931’‘屯玉7969’‘屯玉899’‘先玉30T60’‘正大808’和‘正大999’，均由湖南省草類作物種質(zhì)創(chuàng)新與利用工程技術(shù)研究中心（長沙，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)）提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)包含2個(gè)因素，分別為試點(diǎn)和品種。試點(diǎn)有2個(gè)水平：湘東試驗(yàn)站，湘西試驗(yàn)站;品種有8個(gè)水平：‘吉玉3號(hào)’‘屯玉168’‘屯玉7931’‘屯玉7969’‘屯玉899’‘先玉30T60’‘正大808’和‘正大999’。

2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)相同，均為隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，包括16個(gè)處理，3次重復(fù)，共48個(gè)小區(qū)。小區(qū)長6m，寬5m，面積為30m2，穴播，每穴2粒種子，播種深度3～5cm，行距60cm，株距25cm，每小區(qū)定植200株，即66670株·hm-2。土地平整。整地時(shí)施500kg·hm-2復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15），2020年5月6日播種，播后澆水（淺埋滴灌，深度為3cm，滴頭間距25cm，滴頭流量3.2L·h-1），三葉期時(shí)（5月17日）定苗，每穴留一株苗。試驗(yàn)地周圍1m設(shè)保護(hù)行，有灌溉條件。

1.4 測定指標(biāo)與方法

1.4.1 株高 于乳熟中末期至蠟熟初期測定，每小區(qū)隨機(jī)選取生長發(fā)育正常的玉米10株，測量地表至雄穗頂端的絕對高度。

1.4.2 莖粗 于乳熟中末期至蠟熟初期測定，每小區(qū)隨機(jī)選取生長發(fā)育正常的玉米10株，用游標(biāo)卡尺測量雌穗下第2～3節(jié)的莖直徑。

1.4.3 葉片數(shù) 于乳熟中末期至蠟熟初期測定，每小區(qū)隨機(jī)選取生長發(fā)育正常的玉米10株，測取由地表到植株頂端的葉片數(shù)。

1.4.4 穗位高 于乳熟中末期至蠟熟初期測定，每小區(qū)隨機(jī)選取生長發(fā)育正常的玉米10株，測量地表至果穗第1著生節(jié)處的絕對高度。

1.4.5 鮮草和干草產(chǎn)量 于乳熟中末期至蠟熟初期測定，每小區(qū)所有植株從地上部10cm 處全株刈割（地頭兩邊和邊行的50cm 部分除外），稱重，折算得到鮮草產(chǎn)量。刈割時(shí)，每小區(qū)隨機(jī)選取2株玉米稱鮮重，全株粉碎，置于105℃烘箱中殺青30min，65℃烘干至恒重，稱重，得到干草重，計(jì)算得到鮮干比。根據(jù)鮮干比計(jì)算出干草產(chǎn)量。

1.4.6 倒伏率 于乳熟中末期至蠟熟初期測定，倒伏株數(shù)占小區(qū)總株數(shù)的百分率，植株傾斜度大于45°但未折斷的植株為倒伏，統(tǒng)計(jì)小區(qū)倒伏株數(shù)、總株數(shù)，計(jì)算倒伏率。

1.4.7 空桿率 于乳熟中末期至蠟熟初期測定，空桿株數(shù)占小區(qū)總株數(shù)的百分率，不結(jié)果穗或果穗結(jié)實(shí)20粒以下的植株為空稈，統(tǒng)計(jì)小區(qū)空桿株數(shù)、總株數(shù)，計(jì)算空桿率。

1.5 生產(chǎn)性能綜合評價(jià)

運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度法對參試青貯玉米品種的生產(chǎn)性能進(jìn)行綜合評價(jià)[22]。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel2010 對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，用SPSS22.0軟件進(jìn)行雙因素方差分析，差異顯著時(shí)采用Tukey法對數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀

2.1.1 品種間農(nóng)藝性狀的差異 品種間多重比較（表2）表明，‘先玉30T60’的株高、葉片數(shù)、穗位高、鮮草和干草產(chǎn)量均最高，分別為217.49cm，10.49片·株-1，113.71cm，56.10和18.59t·hm-2，除株高、穗位高、鮮草和干草產(chǎn)量與屯玉168無顯著差異外，顯著高于其他品種（Plt;0.05）;‘屯玉899’的株高、葉片數(shù)、穗位高、鮮草和干草產(chǎn)量均最低，除株高、穗位高與‘屯玉7931’、鮮草和干草產(chǎn)量與‘屯玉7931’‘屯玉7969’和‘正大999’無顯著差異外，顯著低于其他品種（P lt;0.05）?！陀?969’的莖粗（20.12mm）最高，除與‘先玉30T60’無顯著差異外，顯著高于其他品種（Plt;0.05）;‘屯玉899’的莖粗最低，為15.80 mm，顯著低于其他品種（P lt;0.05）?！?08’的倒伏率最高，為1.34%，除與‘屯玉7969’無顯著差異外，顯著高于其他品種（Plt;0.05）;‘先玉30T60’的倒伏率最低，為0.37%，除與‘屯玉7931’無顯著差異外，顯著低于其他品種（Plt;0.05）?！?08’的空桿率最高，為10.57%，顯著高于其他品種（Plt;0.05）;‘屯玉899’的空桿率最低，為0.67%，顯著低于其他品種（Plt;0.05）。

2.1.2 試點(diǎn)與品種互作效應(yīng)間農(nóng)藝性狀的差異 試點(diǎn)與品種互作效應(yīng)間多重比較（表3）表明，湘西試驗(yàn)站的‘先玉30T60’株高、葉片數(shù)、穗位高、鮮草和干草產(chǎn)量均最高，分別為224.42cm、10.98 片·株-1、118.86cm、59.84和19.95t·hm-2，除株高、鮮草產(chǎn)量與湘西試驗(yàn)站的‘吉玉3號(hào)’和‘屯玉168’、湘東試驗(yàn)站的‘屯玉168’和‘先玉30T60’穗位高與湘西試驗(yàn)站的‘吉玉3號(hào)’‘屯玉168’和‘正大808’、湘東試驗(yàn)站的‘屯玉168’和‘先玉30T60’、干草產(chǎn)量與湘西試驗(yàn)站的‘屯玉168’、湘東試驗(yàn)站的‘屯玉168’和‘先玉30T60’無顯著差異外，顯著高于其他處理（P lt;0.05）;湘西試驗(yàn)站的‘屯玉899’株高、鮮草和干草產(chǎn)量均最低，分別為185.67cm，34.45 和10.89t·hm-2，除株高與湘西試驗(yàn)站的‘屯玉7931’‘屯玉7969’和湘東試驗(yàn)站的‘屯玉7931’‘屯玉899’和‘正大999’、鮮草產(chǎn)量與湘西試驗(yàn)站的‘屯玉7931’‘屯玉7969’‘正大808’‘正大999’和湘東試驗(yàn)站的‘吉玉3號(hào)’‘屯玉7931’‘屯玉7969’‘屯玉899’‘正大808’‘正大999’和干草產(chǎn)量與湘西試驗(yàn)站的‘屯玉7931’‘屯玉7969’‘正大999’和湘東試驗(yàn)站的‘吉玉3號(hào)’‘屯玉7931’‘屯玉7969’‘屯玉899’‘正大808’和‘正大999’無顯著差異外，顯著低于其他處理（Plt;0.05）;湘東試驗(yàn)站的‘屯玉899’葉片數(shù)和穗位高最低，分別為7.13片·株-1和82.33cm，除葉片數(shù)與湘西試驗(yàn)站的‘屯玉168’和‘屯玉899’、穗位高與湘東試驗(yàn)站的‘屯玉7931’‘正大808’和‘正大999’、湘西試驗(yàn)站的‘屯玉7931’‘屯玉7969’和‘屯玉899’無顯著差異外，顯著低于其他處理（P lt;0.05）。湘西試驗(yàn)站的‘屯玉7969’莖粗最高，為21.12mm，除與湘西試驗(yàn)站的‘先玉30T60’無顯著差異外，顯著高于其他處理（Plt;0.05）;湘東試驗(yàn)站的‘屯玉899’莖粗最低，為14.97cm，顯著低于其他處理（Plt;0.05）。湘東試驗(yàn)站的‘正大808’倒伏率和空桿率均最高，分別為1.38%和14.57%，除倒伏率與湘東試驗(yàn)站的‘屯玉168’和‘屯玉7969’、湘西試驗(yàn)站的‘屯玉168’和‘正大808’無顯著差異外，顯著高于其他處理（P lt;0.05）;湘西試驗(yàn)站的‘先玉30T60’倒伏率最低，為0.26%，除與湘西試驗(yàn)站的‘吉玉3號(hào)’‘屯玉7931’和‘屯玉899’、湘東試驗(yàn)站的‘屯玉7931’和‘先玉30T60’無顯著差異外，顯著低于其他處理（Plt;0.05）;湘東試驗(yàn)站的‘屯玉899’空桿率最低，為0，除與湘西試驗(yàn)站的‘吉玉3號(hào)’‘屯玉168’‘屯玉7931’‘屯玉899’和‘先玉30T60’無顯著差異外，顯著低于其他處理（Plt;0.05）。168’‘屯玉7931’‘屯玉899’和‘先玉30T60’無顯著差異外，顯著低于其他處理（Plt;0.05）。

2.1.3 試點(diǎn)間農(nóng)藝性狀的差異 試點(diǎn)間多重比較（表4）表明，湘西試驗(yàn)站的株高、莖粗、葉片數(shù)、穗位高、鮮草和干草產(chǎn)量均較高，分別為205.01cm、18.71mm、9.12片·株-1、103.46cm、46.39和15.15t·hm-2，顯著高于湘東試驗(yàn)站（Plt;0.05）。而湘西試驗(yàn)站的倒伏率和空桿率均較低，分別為0.73% 和3.52%，顯著低于湘東試驗(yàn)站（P lt;0.05）。

2.2 方差分析

方差分析表明（表5），單因素（試點(diǎn)，品種）間株高、莖粗、葉片數(shù)、穗位高、鮮草、干草產(chǎn)量、倒伏率和空桿率均有極顯著差異（Plt;0.01）;試點(diǎn)×品種互作間株高、莖粗和空桿率均有極顯著差異（Plt;0.01），葉片數(shù)、穗位高、鮮草、干草產(chǎn)量和倒伏率均有顯著差異（Plt;0.05）。

2.3 灰色關(guān)聯(lián)度法綜合評價(jià)

應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度法，通過對不同青貯玉米品種的農(nóng)藝性狀各項(xiàng)指標(biāo)綜合匯總，對參試品種進(jìn)行了綜合評價(jià)。選取株高、莖粗、葉片數(shù)、穗位高、鮮草和干草產(chǎn)量6個(gè)參數(shù)的最大值構(gòu)建理想品種，即構(gòu)成{X0}= {217.49，20.12，10.49，113.71，56.10，18.59}。

2.3.1 各指標(biāo)無量綱化處理 用初值法對數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，即8個(gè)青貯玉米品種6個(gè)農(nóng)藝性狀指標(biāo)2個(gè)地點(diǎn)的平均值分別除以理想品種的對應(yīng)指標(biāo)值（X0），進(jìn)行無量綱化處理，結(jié)果如表6所示。

2.3.2 參試高粱品種的關(guān)聯(lián)系數(shù)、等權(quán)和加權(quán)關(guān)聯(lián)度 根據(jù)公式計(jì)算對應(yīng)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，其中mini mink|X0（k）-Xi（k）|=0，maximaxk|X0（k）-Xi（k）|=0.3857，結(jié)果如表7所示。各指標(biāo)的等權(quán)關(guān)聯(lián)度、權(quán)重系數(shù)結(jié)果如表8所示。

按灰色關(guān)聯(lián)理論要求，將所有參試青貯玉米品種及其各指標(biāo)視為一個(gè)灰色系統(tǒng)。計(jì)算出參試青貯玉米品種與理想品種（X0）之間的關(guān)聯(lián)度，最后根據(jù)關(guān)聯(lián)度的大小來評價(jià)參試青貯玉米品種優(yōu)劣。根據(jù)灰色系統(tǒng)理論中關(guān)聯(lián)度的分析原則，關(guān)聯(lián)度越大，說明與理想品種的差異越小，其排序越靠前。如表9所示，8個(gè)青貯玉米品種的等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度排名一致，綜合評價(jià)最優(yōu)的品種是‘先玉30T60’，等權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.9926，加權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.9918，綜合評價(jià)較優(yōu)的品種是‘屯玉168’，等權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.7923，加權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.7881，綜合評價(jià)最低的品種是‘屯玉899’，等權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.4243，加權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.4342。

3 討論

飼草生產(chǎn)性能由其遺傳特性所決定，同時(shí)受外界因素的影響，是其遺傳特性與外界條件共同作用的結(jié)果[23-24]。生物產(chǎn)量是評價(jià)青貯玉米生產(chǎn)性能的重要指標(biāo)，不同產(chǎn)草量可以反映不同品種的生產(chǎn)性能及適應(yīng)性[25]。飼草產(chǎn)量越高說明其生產(chǎn)性能越好[26-27]。干草產(chǎn)量是評價(jià)飼草生產(chǎn)性能的第一要素[28]。干草產(chǎn)量是飼草株高、莖粗、葉片數(shù)等參數(shù)的綜合體現(xiàn)[29]。

不同青貯玉米品種的草產(chǎn)量在各地的表現(xiàn)存在較大差異。在新疆昌吉地區(qū)，鮮草產(chǎn)量為80.09～151.80t·hm-2，干草產(chǎn)量為27.84～37.93t·hm-2[15]。在山西雁門關(guān)地區(qū)，鮮草產(chǎn)量為40.74～85.75t·hm-2，干草產(chǎn)量為13.38～21.37t·hm-2[17]。在云南金沙江干熱河谷區(qū)，鮮草產(chǎn)量為38.34～80.46t·hm-2，干草產(chǎn)量為9.45～23.62t·hm-2[20]。在四川成都地區(qū)，鮮草產(chǎn)量為49.46～98.15t·hm-2，干草產(chǎn)量為0.27～5.25t·hm-2[30]。在河南地區(qū)，鮮草產(chǎn)量為45.12～63.11t· hm-2，干草產(chǎn)量16.84 ～ 21.20t·hm-2[31]。在內(nèi)蒙古半干旱區(qū)，鮮草產(chǎn)量為94.35～171.09t·hm-2，干草產(chǎn)量29.38～53.72t·hm-2[10]。上述研究結(jié)果存在較大差異，主要是由于品種和生態(tài)環(huán)境等不同導(dǎo)致。本研究中，在湘東和湘西試驗(yàn)站，8個(gè)青貯玉米品種的鮮草產(chǎn)量分別為36.45～52.36和34.45～59.84t·hm-2，干草產(chǎn)量分別為11.78～17.23 和10.89～19.95t·hm-2，‘先玉30T60’在2地點(diǎn)的鮮草和干草產(chǎn)量均最高，在湘東試驗(yàn)站分別為52.36和17.23t·hm-2，在湘西試驗(yàn)站分別為59.84和19.95t·hm-2，‘屯玉168’在2地點(diǎn)的鮮草和干草產(chǎn)量均較高，僅次于‘先玉30T60’，在湘東試驗(yàn)站分別為50.90和17.22t·hm-2，在湘西試驗(yàn)站分別為59.67和19.81t·hm-2。從上述其他學(xué)者的研究結(jié)果來看，本研究中的青貯玉米品種鮮草和干草產(chǎn)量偏低，主要是由于播種量（66670株·hm-2）較小、生態(tài)環(huán)境（雨水較多，光照較少）和遺傳物質(zhì)等不同導(dǎo)致。

株高、莖粗、綠葉數(shù)、穗位高等是影響青貯玉米生物產(chǎn)量的主要因素[25]，能直觀反映青貯玉米生長狀況[32]。一般來說，植株越高，莖粗越粗，綠葉數(shù)越多，穗位高越高，產(chǎn)量就越高[25]。葉片是進(jìn)行光合作用的主要器官[33]。葉片數(shù)越多，越利于植株進(jìn)行光合作用，進(jìn)而促進(jìn)植株生長發(fā)育。莖粗也是影響抗倒伏的重要指標(biāo)[34]。莖粗越大，抗倒伏能力越強(qiáng)[32]?？沟狗芰υ綇?qiáng)，越有利于機(jī)械化收獲[31]。倒伏和空桿會(huì)降低青貯玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)，增加收獲困難程度[20]。本研究中，根據(jù)8個(gè)青貯玉米在2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的平均值，‘先玉30T60’的株高、葉片數(shù)和穗位高最高，分別為217.49cm、10.49片·株-1和113.71cm，除株高、穗位高與‘屯玉168’無顯著差異外，顯著高于其他品種（Plt;0.05），這表明‘先玉30T60’和‘屯玉168’的單株生物量可能比較大?！陀?969’的莖粗（20.12 mm）最高，除與‘先玉30T60’（19.94mm）無顯著差異外，顯著高于其他品種（P lt;0.05），‘先玉30T60’的倒伏率最低，為0.37%，除與‘屯玉7931’無顯著差異外，顯著低于其他品種（Plt;0.05），這表明‘先玉30T60’可能在抗倒伏能力上具有一定優(yōu)勢。本研究中，8個(gè)青貯玉米品種的農(nóng)藝性狀具有較大差異，這主要是因?yàn)椴煌贩N遺傳特性不同。相同品種在不同試驗(yàn)站點(diǎn)表現(xiàn)不同，這主要是由于不同試驗(yàn)站的生態(tài)環(huán)境不同，湘西試驗(yàn)站的土壤肥力較高、年均氣溫較低和降水量較高，多數(shù)品種在湘西試驗(yàn)站的草產(chǎn)量表現(xiàn)較好。通過對農(nóng)藝性狀各項(xiàng)指標(biāo)的綜合評價(jià)，綜合評價(jià)最優(yōu)的品種是‘先玉30T60’，綜合評價(jià)較優(yōu)的品種是‘屯玉168’。

4 結(jié)論

通過對農(nóng)藝性狀各項(xiàng)指標(biāo)的綜合分析，‘先玉30T60’的生產(chǎn)性能最好，‘屯玉168’的生產(chǎn)性能較好，適宜在湖南東部和西部地區(qū)推廣應(yīng)用。