豫北地區(qū)青貯玉米品種篩選與評(píng)價(jià)

摘要：為篩選出適合豫北地區(qū)種植，適宜全株青貯也可用于籽粒生產(chǎn)的玉米（Zea mays）品種，本研究選擇21個(gè)玉米品種，測(cè)定了全株生物產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量、持綠性、倒伏率、氣生根特性和飼草品質(zhì)等指標(biāo)。結(jié)果表明：（1）全株干物質(zhì)產(chǎn)量最高的品種為‘渝單58’（24.98 t·hm^-2），其次為‘牧青188’‘大京九26’等；籽粒產(chǎn)量較高的品種為‘牧青188’‘大豐30’等。（2）持綠性較好的品種全株干物質(zhì)產(chǎn)量較高，適收期較長(zhǎng)，籽粒占比低。（3）淀粉含量與全株產(chǎn)量、粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05）。（4）穗位較高以及莖稈較細(xì)的品種出現(xiàn)了重度倒伏現(xiàn)象，穗位高與倒伏率顯著正相關(guān)性（Plt;0.05），地下根數(shù)、氣生根數(shù)、莖粗與倒伏率無(wú)顯著相關(guān)性。結(jié)合全株干物質(zhì)產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)得分、持綠性、抗倒伏性指標(biāo)對(duì)各品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，‘牧青188’‘大豐30’‘大京九166’綜合表現(xiàn)較好，適合在豫北地區(qū)推廣種植。

關(guān)鍵詞：青貯玉米；品種；生產(chǎn)性能；營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)；綜合評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：S548""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"""" 文章編號(hào)：1007-0435（2024）11-3472-08

Selection and Evaluation of Silage Maize Varieties in Northern Henan Province

SANG Rui-juan1， DONG Chun-yang1， ZHANG Xiao-xia2， LIU Yi-dan1， SUN Hao^{1，3，4*}，

LIU Bo-shuai^1，3，4， MA Sen^1，3，4， LI De-feng^{1，3，4*}

（1. College of Animal Science and Technology， Henan Agricultural University， Zhengzhou， Henan Province 450046， China;

2. Henan Animal Husbandry Technology Extension Station， Zhengzhou， Henan Province 450008， China;3. Henan Key Laboratory

of Forage Resources Innovation and Utilization， Zhengzhou， Henan Province 450046， China;4. Henan Forage Engineering

Technology Research Center， Zhengzhou， Henan Province 450046， China）

Abstract：In order to screen out suitable maize （Zea mays） varieties for silage and grain production in northern Henan province，we selected 21 maize varieties to assess their total biomass yield，grain yield，stay-green characteristics，lodging rate，aerial root characteristics and nutrient quality. The result showed that：（1） The highest total biomass yield was Yudan 58 （24.98 t·ha^-1），followed by Muqing 188 and Dajingjiu 26. The highest grain yield was Muqing 188 and Dafeng 30. （2） Varieties with better stay-green characteristics demonstrated higher total biomass yields，extended harvesting period and lower grain proportion. （3） Starch content was negatively correlated with total biomass yield，crude protein，neutral detergent fiber and acid detergent fiber （Plt;0.05）. （4） Varieties with taller ear height and thinner stem experienced severe lodging. The lodging rate was positively correlated with ear height （Plt;0.05），and displayed no significant correlated with stem diameter，number of soil rooting and aerial rooting. Based on comprehensive evaluation of total biomass yield，grain yield，nutrient quality，stay-green characteristics and lodging resistance indicators，Muqing 188，Dafeng 30 and Dajingjiu 166 demonstrated superior overall performance，and could be recommended for planting in northern Henan Province.

Key words：Silage maize;Varieties;Production performance;Nutrient quality;Comprehensive evaluation

收稿日期：2024-02-29；修回日期：2024-05-15

基金項(xiàng)目：財(cái)政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-34）資助

作者簡(jiǎn)介：

桑瑞娟（2000-），女，漢族，河南周口人，碩士研究生，主要從事草資源加工與利用研究，E-mail：sang0950@163.com;*通信作者Author for correspondence，E-mail：sunhao921023@163.com;Leadephone@126.com

優(yōu)質(zhì)飼草是畜牧業(yè)高質(zhì)量發(fā)展最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，尤其是玉米（Zea mays）全株青貯，是奶牛、肉牛、肉羊等反芻動(dòng)物生產(chǎn)中重要的粗飼料來(lái)源^［1］。玉米的莖、葉和穗均能提供草食動(dòng)物所需的能量和蛋白等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，全株青貯后營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)好、飼用轉(zhuǎn)化率高，土地產(chǎn)出率可提高20%左右^［2］。用全株玉米青貯代替秸稈，能夠減少精料使用，節(jié)約飼料用糧，提升轉(zhuǎn)化效率，提高草食畜產(chǎn)品產(chǎn)出，保障優(yōu)質(zhì)畜產(chǎn)品供應(yīng)。為推進(jìn)種養(yǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整、保障牛羊等草食畜牧業(yè)發(fā)展，我國(guó)自2015年開(kāi)始實(shí)施“糧改飼”，大力發(fā)展全株青貯玉米，2022年全國(guó)糧改飼面積達(dá)到1.51×106 hm2，是2015年（1.91×105 hm2）的7.9倍，但仍存在較大缺口。全株玉米青貯的貯存量易靈活調(diào)整，適宜應(yīng)對(duì)飼料短缺和突發(fā)情況，是補(bǔ)齊草食畜產(chǎn)品供給短板的最佳選擇^［3-4］，未來(lái)全株青貯玉米的種植面積或?qū)⑦_(dá)到1.00×108 hm2。

巨大的種植需求加快了青貯玉米的育種進(jìn)程。自2002年起，我國(guó)開(kāi)始培育青貯型玉米品種，到2022年，通過(guò)國(guó)家審定的青貯專用型玉米品種已達(dá)到77個(gè)，主要有‘雅玉青貯’‘中農(nóng)大青貯’‘大京九’‘成青’‘渝青’‘京科青貯’等系列品種。但是，制作全株青貯對(duì)玉米品種的要求需綜合考慮生物產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)效益以及種植傳統(tǒng)和農(nóng)戶的種植意愿。目前，常用的青貯玉米品種包括籽粒型、青貯專用型和糧飼通用型。傳統(tǒng)的籽粒型玉米追求籽粒產(chǎn)量，全株的生物產(chǎn)量一般較低，用于全株青貯時(shí)經(jīng)濟(jì)效益較差；青貯專用型玉米品種籽粒產(chǎn)量一般較低、生育期較長(zhǎng)、植株高大、易發(fā)生倒伏^［5］；在這種情況下，能兼顧生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量且持綠性好的通用性玉米就成為農(nóng)戶種植玉米時(shí)的主要選擇，籽粒價(jià)高時(shí)選擇收獲籽粒，籽粒價(jià)低時(shí)選擇收獲全株青貯。

盡管已有相關(guān)研究篩選出很多籽粒產(chǎn)量和全株產(chǎn)量均高的玉米品種^［6-8］，但同一玉米品種在不同生態(tài)區(qū)的生長(zhǎng)適應(yīng)性、生物產(chǎn)量和抗性等表現(xiàn)不同^［9］，仍需要在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行品種比較試驗(yàn)，方可挑選出適合當(dāng)?shù)赝茝V的品種^［10］。根據(jù)前期3年試驗(yàn)結(jié)果，本研究從市場(chǎng)上常見(jiàn)的60個(gè)玉米品種中篩選出籽粒產(chǎn)量、全株產(chǎn)量、持綠性和抗倒伏性各有優(yōu)勢(shì)的21個(gè)玉米品種，并進(jìn)一步對(duì)21個(gè)玉米品種的全株干物質(zhì)產(chǎn)量、持綠性、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和抗倒伏性等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，旨在篩選出適合本地種植，籽粒產(chǎn)量、全株產(chǎn)量等性狀俱佳的玉米品種，為河南地區(qū)優(yōu)質(zhì)飼草生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

參試玉米品種共21個(gè)，品種名稱和來(lái)源見(jiàn)表1。試驗(yàn)于2020年6月11日—9月21日在河南省原陽(yáng)縣河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)（35°6′ N，113°56′ E）進(jìn)行。該地為北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，根據(jù)多年氣象數(shù)據(jù)，極端高溫在7—8月份（35℃～37℃），年平均氣溫15℃左右，年平均光照時(shí)間2 000 h，年降水量600 mm左右，0℃以上積溫5300℃，10℃以上積溫4700℃。該試驗(yàn)基地土壤類型為壤土，土壤有機(jī)質(zhì)含量1.52%，堿解氮含量69.7 mg·kg^-1，速效磷含量16.1 mg·kg^-1，速效鉀含量105 mg·kg^-1。

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4個(gè)重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積36 m2（3.6 m×10 m）。均行種植，行距0.6 m，株距25 cm，66 670 株·hm^-2。穴播，每穴1粒種子，播深3～5 cm。2020年6月11日播種，前茬作物為冬燕麥草，底肥為N30P5K5復(fù)合肥（N：P2O5：K2O＝30%：5%：5%）750 kg·hm^-2。7月10日每公頃噴施300 mL煙嘧磺隆防治雜草，7月15日在玉米大喇叭口期用甲維鹽防治鉆心蟲(chóng)，7月21日漫灌并追施氮肥150 kg·hm^-2（總氮≥46.4%）。本試驗(yàn)過(guò)程中，所選品種均未出現(xiàn)病害。

1.2 測(cè)定指標(biāo)

1.2.1 產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀測(cè)定 各品種在籽粒乳線達(dá)到1/2時(shí)進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。測(cè)產(chǎn)時(shí)去除邊行，從中間行隨機(jī)選取30株玉米測(cè)定其全株鮮草產(chǎn)量，換算成每公頃鮮草產(chǎn)量，同時(shí)測(cè)定株高、穗位高、莖粗（穗節(jié)）、穗葉長(zhǎng)、葉寬、綠葉數(shù)、綠葉重、莖重、穗重、氣生根數(shù)量、地下根數(shù)^［11-13］，計(jì)算持綠性；每個(gè)小區(qū)選取具有代表性的長(zhǎng)勢(shì)一致的玉米植株5株，稱鮮重，于實(shí)驗(yàn)室烘箱中 105℃殺青15 min，65℃烘干至恒重后，稱干重，計(jì)算干鮮比，折算成每公頃干物質(zhì)產(chǎn)量；脫粒，稱重，計(jì)算每公頃籽粒產(chǎn)量。測(cè)產(chǎn)時(shí)，根據(jù)各品種的倒伏程度判斷其抗倒伏性，將抗倒伏性分為4個(gè)等級(jí)，無(wú)倒伏為Ⅰ級(jí)（倒伏率為0%～3%），輕度倒伏為Ⅱ級(jí)（倒伏率為4%～20%），中度倒伏為Ⅲ級(jí)（倒伏率為21%～40%），重度倒伏為Ⅳ級(jí)（倒伏率為41%～100%）^［14］。

持綠性^［15］=綠葉數(shù)綠葉數(shù)+黃葉數(shù)×（葉長(zhǎng)×葉寬×0.75）1000

1.2.2 營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定與品質(zhì)分級(jí) 將全株玉米烘干粉碎后，采用近紅外光譜法^［16］測(cè)定其粗蛋白（Crude protein，CP）、粗脂肪（Ether extract，EE）、淀粉（Starch）、酸性洗滌纖維（Acid deter-gent fiber，ADF）、中性洗滌纖維（Neutral detergent fiber，NDF）等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，并且換算成干物質(zhì)基礎(chǔ)的養(yǎng)分含量。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 25882-2010）^［17］對(duì)各品種營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行分級(jí)。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、單因素方差分析（One-way ANOVA）、相關(guān)性分析，方差分析用Tukey法進(jìn)行多重比較，以Plt;0.05表示差異顯著，所有數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。對(duì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，得到各品種主成分得分。

根據(jù)青貯玉米品種生產(chǎn)性能綜合評(píng)價(jià)的需要，將青貯玉米的全株干物質(zhì)產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量、持綠性、抗倒伏性、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)主成分得分計(jì)算隸屬函數(shù)值U。具體方法為，找出每個(gè)屬性的最小值和最大值，將原始值通過(guò)min-max標(biāo)準(zhǔn)化映射成在區(qū)間［0，1］中的值U，根據(jù)所得U值進(jìn)行排序。據(jù)研究，本試驗(yàn)所選指標(biāo)與玉米品種綜合表現(xiàn)均呈正相關(guān)，因此用如下公式進(jìn)行計(jì)算^［18］：

U=Xj-XminXmax-Xmin（j=1，2，3，…，n）

式中：Xj，Xmin，Xmax依次表示每個(gè)試驗(yàn)材料中第j個(gè)綜合指標(biāo)值、最小值和最大值。然后對(duì)全株干產(chǎn)、籽粒產(chǎn)量、品質(zhì)主成分得分、持綠性、抗倒伏性各賦予20%的權(quán)重計(jì)算求和，根據(jù)所得結(jié)果對(duì)各玉米品種進(jìn)行綜合排序。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同玉米品種的生產(chǎn)性能

由表2可知，不同玉米品種之間全株干物質(zhì)產(chǎn)量、鮮草產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量均存在顯著性差異。其中，全株干物質(zhì)產(chǎn)量最高的品種為‘渝單58’，其次為‘牧青188’‘大京九26’。籽粒產(chǎn)量較高的品種有‘牧青188’‘大豐30’‘金賽38’‘DM7318’。各品種干鮮比為0.320～0.455，籽粒占比為37.7%～53.3%。

2.2 不同玉米品種的葉部性狀與持綠性

由表3可知，持綠性越好的品種綠葉數(shù)越多、黃葉數(shù)越少，葉片也較長(zhǎng)、較寬?！缶┚?912’‘大京九26’‘京九青貯16’‘大京九4059’等品種的綠葉數(shù)在13片左右，黃葉數(shù)在1片以下，葉片也較大，持綠性較好?！瓺M7318’‘DM7004’‘先玉1550’等籽粒型的玉米品種持綠性較差。

2.3 各玉米品種的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與主成分得分

由表4可知，‘渝單58’‘渝青385’‘大京九26’‘大京九3912’等青貯型玉米品種的淀粉含量顯著低于‘DM7318’‘先玉1550’等品種（Plt;0.05）；淀粉含量較低的品種的CP，NDF，ADF含量顯著高于‘DM7318’‘先玉1550’‘先玉1466’等淀粉含量較高的品種（Plt;0.05）。

對(duì)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，提取出2個(gè)主成分，方差貢獻(xiàn)率分別為73.7%和21.0%，累積貢獻(xiàn)率為94.7%。第一主成分中淀粉等指標(biāo)載荷較大，對(duì)主成分影響的程度較大。對(duì)各品種主成分得分進(jìn)行排序，‘DM7318’‘先玉1550’‘先玉1466’等淀粉含量較高的品種得分較高，與青貯玉米品質(zhì)分級(jí)結(jié)果一致。

2.4 不同玉米品種的農(nóng)藝性狀對(duì)抗倒性的影響

由表5可知，參試品種中，‘渝青385’植株最高，達(dá)到315.7 cm，顯著高于‘北農(nóng)486’‘登海605’‘東單1331’等品種（Plt;0.05）。植株較高的品種大多穗位高度也較高，如‘渝單58’‘渝青385’‘大京九26’等；莖最粗的品種為‘大京九4059’‘東單1331’‘大京九166’，顯著高于‘大京九3912’‘東科301’（Plt;0.05）。不同品種的氣生根和地下根數(shù)量存在顯著差異，氣生根數(shù)量較多的品種地下根數(shù)也較多，其中‘大京九4059’的氣生根和地下根數(shù)都顯著高于其他品種（Plt;0.05）。穗位高和株高較高的‘渝單58’和‘大京九26’以及莖稈較細(xì)的‘文玉3號(hào)’出現(xiàn)了重度倒伏現(xiàn)象。

由表6可知，株高與穗位高、氣生根數(shù)與地下根數(shù)之間極顯著正相關(guān)（Plt;0.01）；與倒伏率相關(guān)性較強(qiáng)的為株高和穗位高；地下根數(shù)、氣生根數(shù)、莖粗3個(gè)指標(biāo)與倒伏率無(wú)顯著相關(guān)性。

2.5 玉米產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果表明（圖1），全株干物質(zhì)產(chǎn)量、鮮草產(chǎn)量、ADF均與株高顯著正相關(guān)（Plt;0.05）；鮮草產(chǎn)量與干物質(zhì)產(chǎn)量、持綠性顯著正相關(guān)（Plt;0.05）；淀粉含量與籽粒占比顯著正相關(guān)（Plt;0.05），籽粒占比與籽粒產(chǎn)量極顯著正相關(guān)（Plt;0.01）；淀粉含量與株高、鮮產(chǎn)、干產(chǎn)、持綠性、CP、NDF、ADF顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05）；CP，ADF，NDF與鮮產(chǎn)、干產(chǎn)、持綠性顯著正相關(guān)（Plt;0.05），與干鮮比、籽粒占比顯著負(fù)相關(guān)（Plt;0.05）。

單一的指標(biāo)并不能夠準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)適宜本地區(qū)種植的青貯玉米品種，因此，運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)的方法，對(duì)21個(gè)玉米品種的產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、抗性等進(jìn)行綜合分析。由表7可知，‘牧青188’‘大豐30’‘大京九166’‘金豐捷703’‘金賽38’的全株干物質(zhì)產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、持綠性、抗倒伏性表現(xiàn)較好。

3 討論

全株產(chǎn)量是青貯玉米品種選擇的重要指標(biāo)，其與經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)。青貯專用型玉米全株高產(chǎn)是通過(guò)莖、葉產(chǎn)量的提高來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這會(huì)降低籽粒占比從而減少淀粉含量，能量也低于普通籽粒型玉米^［19］。孫新慧等^［20］以干物質(zhì)回收率、泌乳凈能比較了高能低產(chǎn)和高產(chǎn)低能兩種類型的玉米青貯，結(jié)果表明，后者增加20%的成本僅得到6.5%的增效。因此，需要在淀粉含量豐富的前提下再追求高產(chǎn)。本試驗(yàn)中，全株產(chǎn)量與籽粒占比、淀粉含量顯著負(fù)相關(guān)，全株產(chǎn)量較高的品種的籽粒占比與淀粉含量較低。吳欣明等人^［21］的研究表明，青貯專用型玉米的干物質(zhì)產(chǎn)量較高，但淀粉含量遠(yuǎn)低于糧飼通用型玉米品種，說(shuō)明兼顧高產(chǎn)和高淀粉含量有一定困難。一般隨收獲推遲，玉米可溶性碳水化合物沉積的速度大于木質(zhì)化程度，籽粒占比和淀粉含量逐漸增加^［22］，青貯玉米的CP、NDF和ADF含量降低^［23-28］。但推遲收獲會(huì)增加枯葉比例，豫北地區(qū)雨熱同期，高溫高濕的天氣易使枯葉產(chǎn)生大量霉菌，影響青貯玉米產(chǎn)量和品質(zhì)^［29］。持綠性好的品種干物質(zhì)積累時(shí)間久，可拉長(zhǎng)收獲窗口期。本研究中，持綠性較好的品種均有較高的生物產(chǎn)量和粗蛋白含量，但淀粉含量較低。因此，對(duì)于產(chǎn)量高、持綠性好的青貯玉米品種，為提高其淀粉含量，可適當(dāng)晚收，將傳統(tǒng)的1/2或2/3乳線期推遲到3/4乳線期收獲^［30-31］。

豫北地區(qū)，玉米生育后期常發(fā)生強(qiáng)風(fēng)雨天氣，玉米在乳熟和蠟熟期容易因大風(fēng)而倒伏，從而導(dǎo)致灌漿受阻使籽粒產(chǎn)量下降，也影響機(jī)械化收割。一般將倒伏分為莖倒和根倒，影響植株抗倒伏能力的性狀有植株形態(tài)、莖稈結(jié)構(gòu)、根部形態(tài)等^［32］。本試驗(yàn)中，倒伏率與穗位高顯著正相關(guān)，果穗位置高的品種更容易出現(xiàn)倒伏，與前人研究結(jié)果一致^［33-35］，如‘渝青385’‘渝單58’‘大京九26’‘牧青188’等都出現(xiàn)了一定程度的倒伏。本試驗(yàn)中，倒伏率與氣生根數(shù)、地下根數(shù)無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系，這可能是因?yàn)榈狗贩N的穗位較高，以莖倒為主^［36］，所以在選擇和培育玉米品種時(shí)應(yīng)以降低穗位高為主。

根據(jù)主要指標(biāo)間的相關(guān)性分析，產(chǎn)量較高的品種一般持綠性較好，但是淀粉含量低、植株高大、易出現(xiàn)倒伏；淀粉含量高的品種一般持綠性差、適收期較短、產(chǎn)量較低。而青貯玉米需要具有較高的產(chǎn)量，優(yōu)良的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)即淀粉和粗蛋白含量較高，纖維素和木質(zhì)素含量低的品質(zhì)性狀。因此需要綜合多個(gè)方面指標(biāo)進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。綜合評(píng)價(jià)分析21個(gè)玉米品種，‘牧青188’‘大豐30’‘大京九166’得分較高，適合糧飼兼用種植。

4 結(jié)論

‘牧青188’‘大豐30’‘大京九166’綜合表現(xiàn)較好，其全株干物質(zhì)產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量均較高，抗倒伏性和持綠性好，品質(zhì)優(yōu)良，適合作為糧飼通用型青貯玉米品種在豫北地區(qū)進(jìn)行推廣種植。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯 劉婷婷）