摘穗和收獲時(shí)間對甜玉米秸稈主要營養(yǎng)成分的影響

閆貴龍，田樹飛，穆秀明，曹春梅，王瑞兵，陳哲凱

(1．河北北方學(xué)院動(dòng)物科技學(xué)院，河北 宣化075131;2．河北巡天農(nóng)業(yè)科技有限公司，河北 宣化075131;3．河北省張家口市種子管理站，河北 張家口075000)

甜玉米(Zea mays var． rugosa)因其籽粒在乳熟期含糖量高而得名，具有甜粘嫩香的特點(diǎn)，有“水果玉米”、“蔬菜玉米”之稱。隨著人們生活水平的提高，甜玉米的需求越來越多，甜玉米產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，目前我國適宜種植的地區(qū)都有甜玉米種植［1-2］。張家口市既適宜種植甜玉米又緊鄰北京，這為甜玉米的生產(chǎn)和銷售提供了巨大發(fā)展空間，因此，張家口市的甜玉米生產(chǎn)已成為該地區(qū)玉米生產(chǎn)中僅次于糯玉米的第二產(chǎn)業(yè)鏈。與普通玉米相比，甜玉米收獲較早，一般在籽粒糖含量最高的乳熟期收獲，秸稈糖分含量是普通玉米的1．5 ～3．0 倍，營養(yǎng)價(jià)值豐富［3］。然而，目前國內(nèi)外對甜玉米秸稈飼用價(jià)值的研究還較少，主要集中在概略養(yǎng)分分析［4-5］、飼喂動(dòng)物效果［6-7］、作為原料開展青貯和微貯［8-9］以及消化率測定［10］方面。至于摘穗時(shí)間、秸稈收獲時(shí)間對甜玉米秸稈營養(yǎng)價(jià)值的作用效果，僅見于崔衛(wèi)東等［11］、王守義等［12］關(guān)于秸稈適宜收獲時(shí)間的報(bào)道。但甜玉米生產(chǎn)中，分期摘穗、分期收獲秸稈是經(jīng)常發(fā)生的，了解和掌握其對秸稈營養(yǎng)價(jià)值的影響以便確定合理的摘穗和收獲秸稈時(shí)間、科學(xué)利用甜玉米秸稈具有重要意義。為此，以SBS903 和脆王兩個(gè)甜玉米品種為試驗(yàn)材料，研究了摘穗和收獲時(shí)間對甜玉米秸稈主要營養(yǎng)成分的影響。

1 材料與方法

1．1 試驗(yàn)材料與概況

試驗(yàn)材料為河北省張家口市種子管理站提供的由美國培育出的兩個(gè)甜玉米品種SBS903 和脆王。試驗(yàn)在河北巡天農(nóng)業(yè)科技有限公司位于宣化縣洋河南鎮(zhèn)的試驗(yàn)田中進(jìn)行。該地域土壤pH 值為8．19，有機(jī)質(zhì)含量為15． 69 g·kg－1，全氮含量0． 89 g·kg－1，水溶性氮含量32．18 mg·kg－1，速效磷含量27．01 g·kg－1，速效鉀含量219．89 g·kg－1［13］。

1．2 試驗(yàn)方法

1．2．1 種植和取樣 在2012 年5 ―8 月進(jìn)行，選擇長6 m、寬5 m，且相互緊挨的兩地塊分別種植甜玉米品種SBS903 和脆王。5 月15 日采用人工點(diǎn)播的方法播種，種植密度為67 500 株·hm－2，行距為60 cm，株距為25 cm。播種前于4 月20 日澆春水，7月7 日澆夏水，7 月8 日施肥，每公頃施尿素375 kg。為了保證品種的純度及特性，全部采用雌雄穗套袋人工授粉，以保證品種各自原有的特征及品質(zhì)［14］。授粉時(shí)間，兩個(gè)品種均為7 月28 日，分別在授粉后20 d 和26 d 摘穗，秸稈則在摘穗當(dāng)天和摘穗7 d 后分別取樣，分別獲得授粉后第20 天摘穗當(dāng)天收獲的秸稈(T1);授粉后20 d 摘穗，7 d 再收獲的秸稈(T2);授粉后26 d 摘穗并收獲的秸稈(T3);授粉后26 d 摘穗，7 d 再收獲的秸稈(T4)。每個(gè)品種每次采樣一行，株數(shù)為9 ～13 株。取樣后稱重全株、摘穗后重、穗重和裸穗重，稱重完畢后盡快用鍘草刀切短，晾干，測定干物質(zhì)含量。

1．2．2 營養(yǎng)成分分析 取風(fēng)干樣品，測定水分、粗脂肪(EE)、粗蛋白(CP)、粗灰分(Ash)、鈣(Ca)、磷(P)含量［15］;按Van Soest 等［16］的方法分析中性洗滌纖維(Neutral Detergent Fiber，NDF)、酸性洗滌纖維(Acid Detergent Fiber，ADF)和酸性洗滌木質(zhì)素(Acid Detergent Lignin，ADL);按Xiong 等［17］的方法，用淀粉葡萄糖苷酶(Amyloglucosidase，Sigma Cat． No． A-7255)水解、比色測定樣品的總糖含量;水溶性碳水化合物(Water Soluble Carbohydrates，WSC)含量采用蒽酮比色法進(jìn)行分析［18］，其樣本前處理方法簡述如下:取風(fēng)干樣品4 g，加入100 mL 蒸餾水，40 ℃下攪拌30 min，過濾。再取該溶液5 mL以蒸餾水稀釋，并定容至50 mL，取最后稀釋液采用蒽酮比色法測定WSC 含量。

1．2．3 統(tǒng)計(jì)分析 采用SAS 統(tǒng)計(jì)分析軟件［19］中的廣義線性模型(GLM)進(jìn)行單因子試驗(yàn)方差分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 摘穗和收獲時(shí)間對SBS903 甜玉米品種秸稈主要營養(yǎng)成分的影響

摘穗和收獲時(shí)間對SBS903 甜玉米品種秸稈主要營養(yǎng)成分的影響結(jié)果(表1)顯示，SBS903 甜玉米品種秸稈的各項(xiàng)指標(biāo)除P 含量和水溶性碳水化合物WSC 在授粉后26 d 摘穗并收獲時(shí)顯著(P ＜0．05)低于摘穗7 d 后收獲的含量(T3少于T4)外，其他指標(biāo)均表現(xiàn)為摘穗當(dāng)天收獲的含量高于摘穗后7 d 收獲時(shí)的含量，只是差異程度不同。Ca 和NDF 含量均在T1時(shí)顯著(P ＜0．05)高于T2時(shí)，在T3時(shí)顯著或極顯著(P ＜0．05 或P ＜0．01)高于T4時(shí);CP 含量雖然T1時(shí)與T2時(shí)、T3時(shí)與T4時(shí)，差異均不顯著(P ＞0．05)，但表觀數(shù)值亦有差別;EE 和ADF 含量在T3時(shí)與T4時(shí)差異顯著，在T1時(shí)與T2時(shí)差異雖然不顯著，但表觀數(shù)值也有差別;P 含量在T1時(shí)顯著高于T2時(shí)。然而，這些指標(biāo)的含量無論是摘穗當(dāng)天還是摘穗后7 d 再收獲，隨收獲時(shí)間推遲均呈現(xiàn)不同的趨勢，其中Ca 含量在T3時(shí)極顯著(P ＜0．01)高于T1時(shí)，T4時(shí)極顯著高于T2時(shí);EE、NDF 和ADF 這3 項(xiàng)指標(biāo)的含量在T3時(shí)顯著高于T1時(shí)，T4時(shí)與T2時(shí)雖然差異不顯著，但表觀數(shù)值T4時(shí)也明顯高于T2時(shí);CP 含量在T3時(shí)與T1時(shí)、T4時(shí)與T2時(shí)，差異都不顯著，但前者均低于后者;P 含量在T3時(shí)極顯著低于T1時(shí)，T4時(shí)顯著低于T2時(shí)。

Ash含量則在摘穗當(dāng)天收獲與摘穗后7 d收獲均表現(xiàn)為T1時(shí)與T2時(shí)差異不顯著(P ＞0．05)，T3時(shí)與T4時(shí)差異不顯著，但無論是摘穗當(dāng)天還是摘穗后7 d 再收獲，Ash 含量都隨收獲時(shí)間推遲而顯著(P ＜0 ．05)增加(T3多于T1，T4多于T2)。

表1 摘穗和收獲時(shí)間對SBS903 甜玉米品種秸稈主要營養(yǎng)成分的影響Table 1 The influence of ear stripping and stalk harvesting time on main nutrient components of SBS903 sweet corn stalks %

WSC 和總糖兩項(xiàng)指標(biāo)的含量表現(xiàn)為摘穗當(dāng)天收獲低于摘穗7 d 后再收獲，除總糖含量在T4時(shí)與T2時(shí)差異不顯著(P ＞0．05)外，其他無論是摘穗當(dāng)天收獲還是摘穗后7 d 再收獲，都隨收獲時(shí)間推遲表現(xiàn)為含量顯著或極顯著(P ＜0．05 或P ＜0．01)減少(T3時(shí)少于T1時(shí);T4時(shí)少于T2時(shí))。

ADL 含量雖然在各收獲時(shí)間之間差異不顯著(P ＞0．05)，但從表觀數(shù)值看，摘穗當(dāng)天收獲均高于摘穗后7 d 收獲(T1時(shí)高于T2時(shí)，T3時(shí)高于T4時(shí))，且無論是摘穗當(dāng)天收獲還是摘穗7 d 后再收獲，隨收獲時(shí)間推遲而增加或不變(T3時(shí)大于T1時(shí);T4時(shí)與T2時(shí)差別微小)。

可見，SBS903 甜玉米品種秸稈從摘穗當(dāng)天收獲到摘穗7 d 后再收獲，Ca、CP、EE、NDF、ADF 和ADL都呈減少趨勢，而WSC 和總糖含量都呈增加趨勢，只是Ash 無明顯變化;授粉后第20 天與第26 天摘穗當(dāng)天收獲的秸稈相比，隨著收獲時(shí)間推遲，Ca、Ash、EE、NDF、ADF 和ADL 含量都呈增加趨勢，而CP、P、WSC 和總糖都呈減少趨勢。

2．2 摘穗和收獲時(shí)間對脆王甜玉米品種秸稈主要營養(yǎng)成分的影響

摘穗和收獲時(shí)間對脆王甜玉米品種秸稈主要營養(yǎng)成分的影響結(jié)果(表2)顯示，脆王甜玉米品種秸稈的Ca、P、CP、Ash、NDF 和ADF 6 項(xiàng)指標(biāo)在授粉后第20 天摘穗當(dāng)天收獲的含量均顯著(P ＜0．05)高于推遲7 d 摘穗的含量(T1＞T2)。然而，從授粉后26 d 摘穗當(dāng)天收獲到推遲7 d 后再收獲(由T3到T4)，Ca、P、Ash、NDF 和ADF 含量的變化卻主要呈現(xiàn)顯著增加或增加不明顯的趨勢，而CP 含量顯著減少。不僅如此，授粉后20 d 摘穗當(dāng)天與授粉后26 d 摘穗當(dāng)天收獲比較，Ash、NDF 和ADF 這3 項(xiàng)指標(biāo)的含量都是后者比前者顯著增加(T1＜T3)，而Ca、P、CP 這3 項(xiàng)指標(biāo)的含量則顯著減少(T1＞T3);授粉后20 d 摘穗后推遲7 d 收獲與授粉后26 d 摘穗后推遲7 d 收獲比較，Ca、Ash、NDF 和ADF 這4 項(xiàng)指標(biāo)的含量也是后者比前者顯著或極顯著增加，而P和CP 含量則顯著減少。

WSC 和總糖含量從摘穗當(dāng)天收獲到推遲7 d 收獲都呈顯著(P ＜0．05)提高(T1＜T2，T3＜T4)，ADL含量雖然差異不顯著(P ＞0．05)，但表觀數(shù)值也明顯增加。然而，無論是摘穗當(dāng)天還是間隔7 d 后再收獲，都隨著收獲時(shí)間推遲，WSC 含量顯著降低，而總糖含量顯著提高;ADL 含量雖然差異不顯著，但也呈提高趨勢。

EE 指標(biāo)從授粉后20 d 摘穗當(dāng)天到推遲7 d 后再收獲，其含量呈顯著增加(P ＜0．05);從授粉后26 d 摘穗當(dāng)天收獲到推遲7 d 收獲，其含量則顯著減少;從授粉后第20 天摘穗當(dāng)天到授粉后第26 天摘穗當(dāng)天收獲，其含量也顯著增加，但從授粉后20 d摘穗后推遲7 d 到授粉后26 d 摘穗后再推遲7 d 收獲，其含量則極顯著(P ＜0．01)減少。

可見，收獲時(shí)間從T1推遲到T2，秸稈的EE、WSC、總糖和ADL 含量均增加，其他成分均減少;收獲時(shí)間從T3推遲到T4，秸稈的CP 和EE 均減少，其他成分則增加或變化不顯著;收獲時(shí)間由T1推遲到T3，秸稈的Ca、P、CP 和WSC 含量均降低，而其他成分均增加;收獲時(shí)間從T2推遲到T4，秸稈的P、CP、EE和WSC 含量也均降低，而其他成分均增加。

表2 摘穗和收獲時(shí)間對脆王甜玉米品種秸稈主要營養(yǎng)成分的影響Table 2 The influence of ear stripping and stalk harvesting time on main nutrient components of Krispy King sweet corn stalks %

3 討論

一般而言，隨著籽粒成熟度的提高，農(nóng)作物秸稈的蛋白質(zhì)含量降低，纖維性物質(zhì)含量提高，容易利用的營養(yǎng)成分含量降低，消化能減少［20］。然而，本試驗(yàn)中兩個(gè)甜玉米品種的秸稈在摘穗當(dāng)天收獲時(shí)的纖維性物質(zhì)(NDF、ADF 和ADL)含量都明顯高于摘穗7 d 后再收獲的秸稈，造成這種反?，F(xiàn)象的原因可能主要與秸稈中WSC 和總糖含量的提高有關(guān)(表1和表2)，由于這兩種物質(zhì)含量提高，使得其他成分的比例相應(yīng)降低。崔衛(wèi)東等［11］開展不同收割時(shí)間對甜玉米秸稈的營養(yǎng)價(jià)值和青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響研究和王守義等［12］開展甜玉米秸稈最佳青貯時(shí)期的研究時(shí)也都得到了與本試驗(yàn)相一致的結(jié)果。

本試驗(yàn)結(jié)果中兩個(gè)摘穗當(dāng)天就收獲的秸稈營養(yǎng)成分含量比較(即T1與T3比較)、兩個(gè)摘穗7 d 后再收獲的秸稈營養(yǎng)成分含量比較(即T2與T4比較)都顯示隨收獲時(shí)間推遲，NDF、ADF、ADL 和Ash 含量呈增加趨勢，而CP 和WSC 呈減少趨勢。這種比較結(jié)果體現(xiàn)的是植物生理狀況一致的條件下，收獲期發(fā)揮的主要處理效應(yīng)。這不僅真實(shí)反映了甜玉米老化過程中營養(yǎng)成分含量的變化規(guī)律，同時(shí)從另一個(gè)角度客觀證實(shí)了從摘穗當(dāng)天收獲到摘穗7 d 后再收獲，甜玉米秸稈中營養(yǎng)成分含量變化所反映的非正常老化現(xiàn)象(即NDF 和ADF 都呈減少趨勢，而WSC 和總糖含量都呈增加趨勢)是由“摘穗”這一非正常植物生理過程所造成。這為客觀評價(jià)摘穗對甜玉米造成的生理反應(yīng)時(shí)從表觀現(xiàn)象中剔除植物老化效應(yīng)提供了客觀依據(jù)，即甜玉米秸稈在摘穗當(dāng)天收獲與摘穗7 d 后再收獲的營養(yǎng)成分含量差別是摘穗效應(yīng)和植物老化效應(yīng)共同作用的結(jié)果。

本研究中脆王甜玉米品種秸稈從T3到T4，Ash和NDF 含量略有提高、ADF 和ADL 含量明顯提高的現(xiàn)象(表2)與其他摘穗當(dāng)天收獲到推遲7 d 后的比較結(jié)果(表1、表2)不相一致。其原因可能有兩個(gè)，其一，摘穗當(dāng)天收獲到摘穗7 d 后收獲，甜玉米秸稈中營養(yǎng)成分含量的變化是摘穗效應(yīng)與植物老化效應(yīng)共同作用的結(jié)果，說明老化效應(yīng)在這幾項(xiàng)指標(biāo)上表現(xiàn)得更為強(qiáng)烈。其二，不同的玉米品種，其遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)不同，因此，摘穗效應(yīng)與植物老化效應(yīng)共同作用的結(jié)果隨品種不同而不同，從而造就了本試驗(yàn)的這種現(xiàn)象。

本試驗(yàn)中脆王甜玉米秸稈的EE 含量在收獲時(shí)間T4的含量僅為0．99%(表2)，不僅遠(yuǎn)低于其他收獲時(shí)間，也遠(yuǎn)低于SBS903 甜玉米品種秸稈各收獲時(shí)間的含量(表1)。這可能是試驗(yàn)樣品分析中某個(gè)環(huán)節(jié)失誤所致，因?yàn)闊o論與脆王甜玉米秸稈其他收獲時(shí)間的含量比較，還是與SBS903 甜玉米品種秸稈各收獲時(shí)間的含量比較，都沒有如此大的變化，而且從植物正常生理角度考慮，生育期僅相差6 ～7 d，玉米秸稈中EE 含量難以發(fā)生如此大的變化。

4 結(jié)論

SBS903 甜玉米品種秸稈從摘穗當(dāng)天收獲到摘穗7 d 后收獲，鈣、磷、粗蛋白、粗脂肪、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和酸性洗滌木質(zhì)素都呈減少趨勢，而水溶性碳水化合物和總糖含量都呈增加趨勢;無論是授粉后20 d 摘穗當(dāng)天還是26 d 摘穗當(dāng)天的秸稈，都隨收獲時(shí)間推遲，鈣、粗灰分、粗脂肪、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和酸性洗滌木質(zhì)素含量呈增加趨勢，而粗蛋白、磷、水溶性碳水化合物和總糖都呈減少趨勢;脆王甜玉米品種秸稈的情況也與此相類似?？梢姡鹩衩渍牒笸七t收獲秸稈能夠提高其營養(yǎng)價(jià)值，但生理狀況一致時(shí)，推遲收獲會降低秸稈的營養(yǎng)價(jià)值。

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