38個青貯玉米品種的農(nóng)藝性狀及品質(zhì)比較

王茜茜，葛兆鵬，裴玉賀， 趙美愛，李 軍，宋希云*，郭新梅*

(1. 青島農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，山東 青島 266109；2. 青島農(nóng)業(yè)大學 生命科學學院，山東 青島 266109；3. 青島市主要農(nóng)作物種質(zhì)創(chuàng)新與應用重點實驗室，山東 青島 266109)

【研究意義】玉米是重要的糧食及飼料作物，飼用量約占總量的3/4[1-2]。隨著糧改飼的發(fā)展，玉米是飼料工業(yè)和畜牧行業(yè)生產(chǎn)的主要投入品，也是玉米深加工等工業(yè)行業(yè)的重要原料，因此玉米的種植生產(chǎn)對保障我國糧食及飼料安全都有著重要作用[3-6]。青貯玉米是一種優(yōu)良的飼料玉米，與普通玉米相比，可利用能量僅相當于普通籽實玉米的一半，但產(chǎn)量卻比普通玉米高4～5倍[7]。另一方面，青貯玉米飼料營養(yǎng)價值完善，適口性好，易消化，滿足反芻動物冬春季節(jié)的營養(yǎng)需要，使家畜終年保持高水平的營養(yǎng)狀態(tài)和生產(chǎn)水平[8-9]。由于優(yōu)質(zhì)飼草料供應不足，造成我國相較于發(fā)達國家畜牧業(yè)發(fā)展較為落后，用青貯玉米作為重要的畜牧業(yè)發(fā)展飼料，使農(nóng)區(qū)和畜牧業(yè)有效結合起來共同發(fā)展，更能有效促進我國畜牧業(yè)的發(fā)展[10-12]。因此，選育優(yōu)質(zhì)的青貯玉米新品種，對于推進我國農(nóng)業(yè)種植業(yè)結構的調(diào)整和大幅度提高農(nóng)民收入，實現(xiàn)在農(nóng)業(yè)上由數(shù)量型增長轉(zhuǎn)變成優(yōu)質(zhì)高效型，具有重要的意義[13]。【前人研究進展】對畜牧業(yè)而言，不僅要求青貯玉米具有較高的產(chǎn)量，同時也要求青貯玉米具有優(yōu)良的營養(yǎng)品質(zhì)，即青貯玉米需要具備：纖維素及木質(zhì)素含量低，可溶性碳水化合物化合物、粗蛋白、粗脂肪的含量高等品質(zhì)性狀[5]。研究證明[14-15]，青貯玉米的整株消化率與粗纖維含量呈負相關。常規(guī)測定法測量出來的飼料的粗纖維含量不能反映出飼料的真實情況[9]，因此，Van Soest氏與其伙伴[16]提出了可以測量中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)的方法，這種方法測量出來的指標能更好地反映青貯玉米的品質(zhì)。已有學者在不同地區(qū)開展了青貯玉米品種的篩選研究，柳茜等[6]通過對6個青貯玉米品種產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)的綜合分析得出，先玉508、先玉696、先玉045 3個青貯玉米品種更適宜在西昌地區(qū)推廣種植；牛荃薈等[17]對26個玉米品種的綜合分析發(fā)現(xiàn)，文玉3號適合在黑龍江省第一積溫帶種植，DM346713、DM872、DM748、DM261和DM198適合在黑龍江省第二積溫帶種植；王薇星等[2]綜合評價了8個青貯玉米品種在陜西關中地區(qū)種植的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和常規(guī)養(yǎng)分指標發(fā)現(xiàn)新單60、MM5和MM3品種適宜在陜西關中地區(qū)種植，且新單60綜合性能優(yōu)于MM5和MM3；莊克章等[18]對13個青貯玉米的11個農(nóng)藝和品質(zhì)性狀進行系統(tǒng)聚類分析，發(fā)現(xiàn)京科青貯516、飼玉1號、飼玉2號、諾達1號 和登海605等5個品種農(nóng)藝性狀較好、品質(zhì)優(yōu)，適宜作為全株青貯玉米在魯南地區(qū)種植；趙俊立等[19]通過對14個青貯玉米新品種農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、抗性等的鑒定，成功篩選出成青398、金榮青貯1號、渝青389、華玉11、榮玉青貯1號、飼玉2號和云端10號7個品種適合在湖北省黃岡市進行推廣種植?！颈狙芯壳腥朦c】但是在青島地區(qū)開展青貯玉米品種篩選的報道較少?！緮M解決的關鍵問題】因此，本研究采用隨機區(qū)組的田間試驗設計，對不同生態(tài)區(qū)的38個青貯玉米品種的株高、穂位高、鮮重、干重、干物率、葉片數(shù)、株型、NDF及ADF含量進行測定和分析，旨在為青貯玉米品種的生產(chǎn)及選育適推品種提供參考依據(jù)，有效指導青貯玉米的推廣種植避免在青島地區(qū)、山東省盲目引種種植。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種來自不同生態(tài)區(qū)的38個青貯玉米品種(表1)。

1.2 試驗概況

試驗于青島市膠州區(qū)膠萊鎮(zhèn)青島農(nóng)業(yè)大學教學實習基地(36°26′49″E，120°4′21″N)進行。參試的青貯玉米品種單粒播種，行長3 m，行距0.6 m，株距0.2 m，正常田間管理。

表1 青貯玉米的品種Table 1 Varieties of silage maize

1.3 測定項目及方法

玉米乳熟期，每品種隨機選取10株，測量株高、穗位高、鮮重、干重、干物率、葉片數(shù)和株型。Van Soest氏法測量中、酸性洗滌纖維的含量。取適量的青貯玉米品種烘干后的秸稈剪成小段，用粉碎機粉碎，過40目篩子備用。準確稱取過40目篩飼料風干樣品0.5～1.0 g(m)，無損地倒入纖維袋中，用封口機封口，再進行稱重(m1)，將封好的纖維袋放入含有中性洗滌劑溶液的燒杯中，在高溫電爐上煮沸，并微沸1 h，用玻璃棒進行攪拌,將纖維袋取出，用自來水沖洗，直到無泡沫即可，用手將纖維袋中的水分輕輕擠掉，然后再將纖維袋放入干凈燒杯中，加入丙酮，使纖維袋浸沒，3～5 min后取出，輕輕擠出丙酮并放在通風櫥晾干，再放烘箱中烘至恒重(m2)。將中性洗過的纖維袋放入酸性洗滌劑溶液中進行酸洗，步驟同上。

按下式計算結果：

W(NDF)=1-(m1-m2)/m

W(ADF)=1-(m1-m3)/m

式中：m：樣品的重量，m1：是洗滌前的樣品重量加上纖維袋的重量，m2：是中洗后樣品的重量加上纖維袋的重量，m3：是經(jīng)過酸洗后的樣品的重量加上纖維袋的重量。

1.4 數(shù)據(jù)整理與分析

利用EXCEL 2010和DPS 17.10軟件進行數(shù)據(jù)分析整理，方差分析采用Ducan法進行多重比較，聚類分析采用系統(tǒng)聚類法。

2 結果與分析

2.1 青貯玉米品種農(nóng)藝性狀的比較

株高是影響青貯玉米產(chǎn)量的一個重要性狀。研究發(fā)現(xiàn)，株高與穗位高呈正相關關系，且株高相同時，穗位高越高植株越容易倒伏。在38個青貯玉米試驗品種中，有7個品種的株高均高于3 m。這7個玉米品種中，先玉1225的穗位高最低且株高最高，除先玉508外，先玉1225的株高顯著高于其他36個青貯玉米品種；北農(nóng)青儲208的穗位高最高達到了136.2 cm。因此，對參試青貯玉米的株高、穗位高綜合評價后，DM5053、DM5012、DM5009、九玉Y02、新單61、沈農(nóng)H5067、豫青儲23、先玉335、先玉987、先玉508、錦華150、先玉1225、新玉31號、新玉70和農(nóng)華101更適于推廣種植。

干重、鮮重和干物率都是評價青貯玉米產(chǎn)量的重要性狀。38個參試青貯玉米品種北農(nóng)青儲208的鮮重和干重均最大，分別為1850和430 g；華美1號的鮮重最小，為665 g，沈農(nóng)H5051的干重最小，為175 g。參試品種的平均干物率為25 %，沈農(nóng)H5051和飼玉2號的干物率最低，為20 %；華美1號的干物率最高，為35 %。其中，華美1號、DM5012、新單61、DM5009、新玉31號、DM5038、先玉508、先玉335、農(nóng)華101、WK702、先玉1225、沈農(nóng)H5065、祥玉9號的干物率高于平均干物率。38個青貯玉米品種的平均葉片數(shù)為13葉，株型主要為緊湊型或半緊湊型。新飼玉12號和青8號2個品種的葉片數(shù)最多，為17片葉。

續(xù)表2 Continued table 2

注：不同大寫字母代表差異極顯著(P< 0.01)，下同。

Note: Different capital letters indicate extremely significant difference (P<0.01), the same as below.

2.2 青貯玉米品種品質(zhì)性狀的比較

在品質(zhì)方面，植物細胞中的NDF和ADF含量與動物的消化率息息相關，其含量越低，動物的消化率越高，兩者的利用程度也就越高。根據(jù)Van Soest提出的洗滌纖維分析方法，所測得的NDF主要包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等成分，ADF主要包括纖維素和木質(zhì)素。參試品種中性洗滌纖維(NDF)含量為54.67 %～89.00 %，酸性洗滌纖維(ADF)含量為31.33 %～62.00 %。沈農(nóng)H5065、農(nóng)華101和新玉31號3個品種的NDF和ADF含量都顯著低于其他35個玉米品種。其中沈農(nóng)H5065的NDF和ADF含量分別為53.67 %和31.67 %；農(nóng)華101和新玉31號的ADF含量均為31.33 %，NDF含量分別為56.33 %和57.33 %。

2.3 聚類分析

分析發(fā)現(xiàn)，株高、穗位高、鮮重、干重、干物質(zhì)率、葉片數(shù)、NDF和ADF含量8個性狀在38個參試青貯玉米品種間存在極顯著差異(P<0.01)，表明性狀的差異可能是由試驗品種本身的遺傳差異引起的。根據(jù)38個參試青貯玉米品種的株高等8個性狀進行聚類分析(圖1)，其中性狀特征相似的聚為一類，差別較大的分在不同類群里，具體可劃分為5大類，如表4。第1類群共包含19個參試青貯玉米品種，這些品種的株高較低，但穗位高較高，平均株高和穗位高分別為269.67和100.82 cm，平均鮮重和干重分別為1096.58和259.21 g，干物質(zhì)率低于38個參試品種的平均干物質(zhì)率，為0.24，平均葉片數(shù)為13，平均NDF和ADF含量分別為80.54 %和51.51 %。第2類群包含DM5012和華美1號2個青貯玉米品種，這2個品種的株高、穗位高、鮮重和干重4個性狀差異顯著，但干物質(zhì)率、NDF和ADF含量均較高，平均干物質(zhì)率比38個參試青貯玉米品種平均干物質(zhì)率高出了0.1，NDF和ADF含量的均值為78 %和52.52 %，高于參試品種NDF和ADF含量。第3類群包含北農(nóng)青儲208、青8號和飼玉2號3個青貯玉米品種，該類群的青貯玉米品種具有較高的穗位高，平均穗位高在130.53 cm，鮮重和干重較高，干物質(zhì)率較低，NDF和ADF含量較高，分別為85.89 %和56.45 %。第4類群包含沈農(nóng)H5067、豫青儲23、新飼玉12號、先玉987、先玉508和新玉70 6個青貯玉米品種，這一類群的主要特征是株高較高，平均株高為302.45 cm。第5類群共包含新單61、沈農(nóng)H5065、先玉335、新玉31號、農(nóng)華101、飼玉1號、農(nóng)研青貯2號和祥玉9號8個青貯玉米品種，這一類群的青貯玉米品種株高、穗位高適中，NDF和ADF含量較低，其平均株高和穗位高分別為279.24和96.18 cm，平均NDF和ADF含量分別為0.61和0.37。

表3 不同品種玉米的品質(zhì)比較Table 3 Comparison of nutritional quality among different varieties

圖1 38個青貯玉米品種的聚類分析結果Fig.1 Cluster analysis results of 38 silage maize varieties

表4 38個青貯玉米品種分類結果Table 4 Classification results of 38 silage corn varieties

3 結 論

本試驗對38個常用青貯玉米品種的株高、穗位高、干物率、葉片數(shù)、株型及中、酸性洗滌纖維含量進行分析研究發(fā)現(xiàn)，不同品種的青貯玉米的葉片數(shù)、株型、株高、穗位高、干物質(zhì)率、NDF含量和ADF含量有較大差異，因此，在選育推廣適于某一地區(qū)種植的青貯玉米品種時應綜合考慮青貯玉米的農(nóng)藝性狀及品質(zhì)性狀。綜合考慮38個來自不同生態(tài)區(qū)青貯玉米的九個性狀指標后，發(fā)現(xiàn)第五類群中的青貯玉米品種綜合性狀指標較好，其中農(nóng)華101和新玉31號2個青貯玉米品種表現(xiàn)更佳，更適于在青島地區(qū)推廣種植。

4 討 論

較高的生物學產(chǎn)量、優(yōu)質(zhì)的農(nóng)藝性狀和良好的營養(yǎng)品質(zhì)是青貯玉米選育的重要標準[20-21]。探索農(nóng)藝性狀以及營養(yǎng)品質(zhì)之間的關系，對指導和選育優(yōu)良的青貯玉米具有重要意義。李德峰等[22]的試驗表明，青貯玉米的鮮草產(chǎn)量與株高成正相關，NDF和ADF含量與籽粒產(chǎn)量成顯著負相關，因此應選育植株高大且穗位適中、NDF和ADF含量低的青貯玉米品種。

研究發(fā)現(xiàn)，38個參試青貯玉米品種的葉片數(shù)為12～17葉，其中，DM5012、DM5009、九玉Y02、沈農(nóng)H5001和先玉335 5個品種的葉片數(shù)最少，為12片葉，新飼玉12號和青8號2個品種的葉片數(shù)最多，為17片葉。DM5012、DM5009、九玉Y02和先玉335 4個品種的農(nóng)藝性狀較為優(yōu)良，但NDF和ADF的綜合品質(zhì)性狀較差，而沈農(nóng)H5001的株高為252.5 cm，穗位高為86.2 cm，干物質(zhì)率為22.67 %，NDF含量為76.67 %， ADF含量為39.67 %；平展型玉米新飼玉12號的株高為286.9 cm，穗位高為154.2 cm，干物質(zhì)率為21.33 %，NDF含量為61.00 %，ADF含量為38.00 %；緊湊型玉米青8號的株高為269.7 cm，穗位高為134.2 cm，干物質(zhì)率為20.67 %，NDF和ADF含量分別為86.33 %和62.00 %。株高高于300 cm的7個青貯玉米品種中，先玉1225、先玉508、新玉70和先玉987 4個品種的農(nóng)藝性狀較為優(yōu)良，但DNF和ADF含量較高；豫青儲23和北農(nóng)青儲的穗位較高且干物質(zhì)率均低于平均干物質(zhì)率，農(nóng)華101的綜合性狀較為優(yōu)良。說明單一的性狀很難有效地判斷一個青貯玉米品種是否適合在某一地區(qū)推廣種植。在品質(zhì)方面，沈農(nóng)H5065、農(nóng)華101和新玉31號3個品種的NDF和ADF含量都顯著低于其他35個玉米品種，但沈農(nóng)H5065的株高為276.3 cm，穗位高為102.2 cm，干物質(zhì)率為26.33 %，穗位高相對較高易于出現(xiàn)倒伏。說明僅考慮NDF和ADF的含量并不能準確判定青貯玉米品種的優(yōu)良性。因此，在選擇適宜本地區(qū)推廣種植的品種時應綜合考慮青貯玉米的各項農(nóng)藝性狀及品質(zhì)性狀，選擇株高較高、穗位高較低、干物率高、NDF和ADF含量低的青貯玉米品種。