貴州山地高效高產(chǎn)糧飼兼用型玉米品種的篩選

陳云梅， 趙 歡， 肖厚軍， 胡 崗， 謝婷婷， 趙堂甫， 何成興， 秦 松*

(1.貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院， 貴州 貴陽 550006； 2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料研究所/農(nóng)業(yè)部貴州耕地保育與農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測實驗站， 貴州 貴陽 550006；3.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所， 云南 昆明 650205)

近年來，受豬瘟及其他因素的影響，不敢養(yǎng)豬的思想導(dǎo)致我國豬肉產(chǎn)量下降、價格上漲。為穩(wěn)定豬肉價格，保障豬肉的市場供應(yīng)，全國畜牧業(yè)工作會議把恢復(fù)生豬生產(chǎn)發(fā)展作為重點部署來推進現(xiàn)代畜牧業(yè)建設(shè)[1]。貴州生豬養(yǎng)殖的恢復(fù)性增長，決定了養(yǎng)殖業(yè)對配合飼料需求的上升。玉米作為生豬養(yǎng)殖飼料的主要原料，其產(chǎn)量對畜牧業(yè)及飼料業(yè)的發(fā)展極其重要。現(xiàn)階段，貴州進行大規(guī)模產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，玉米被認(rèn)為是低效經(jīng)濟作物，加之過去過量施肥導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境問題[2-4]以及不合理的選種和管理模式，種植面積大量調(diào)減，造成貴州玉米供不應(yīng)求[5]。為兼顧當(dāng)前貴州“農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整”、“恢復(fù)生豬生產(chǎn)”及“減肥增效”等政策及理念，篩選節(jié)肥高效高產(chǎn)玉米品種對玉米種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和飼料行業(yè)的發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義。關(guān)于篩選高效高產(chǎn)玉米品種的研究已有較多報道，宿曉東[6]在低氮條件下，從20個玉米品種中篩選出興海201的耐低氮營養(yǎng)特性最好；郭天英等[7]比較11個玉米品種的耐瘠性認(rèn)為，貴卓玉9號和宣黃單4號耐瘠性最強；徐建亭等[8]對8個夏玉米品種研究認(rèn)為，登海605和金海604在施氮和不施氮水平下均能保證高產(chǎn)，耐低氮指數(shù)較高；臧賀藏等[9]研究顯示，先玉335籽粒產(chǎn)量和經(jīng)濟效益顯著高于鄭單958。此外，氮高效玉米品種正紅311的產(chǎn)量顯著高于氮低效品種先玉508[10]；先玉335玉米的籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量均顯著高于華農(nóng)138[11]。目前，鮮見貴州山地黃壤區(qū)玉米節(jié)肥高效品種的篩選研究。鑒于此，在貴州省黔西縣現(xiàn)有的土壤狀況、氣候條件以及當(dāng)?shù)厥┓柿?xí)慣條件下，開展高效高產(chǎn)糧飼兼用型玉米品種篩選試驗，研究6個玉米品種在肥料投入一致條件下的產(chǎn)量、主要性狀、籽粒養(yǎng)分吸收量、肥料偏生產(chǎn)力及經(jīng)濟效益，旨在為優(yōu)質(zhì)兼用型玉米品種推廣種植提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗區(qū)概況

試驗地位于貴州省畢節(jié)市黔西縣觀音洞鎮(zhèn)，地處黔西縣城西南面，區(qū)域坐標(biāo)為東經(jīng)105°53′～106°00′，北緯26°46′～26°54′，海拔1 220～1 649 m，地形多樣，具有低緯度、高海拔的地理位置特點。氣候?qū)賮啛釒嘏瘽駶櫄夂颍嗄昶骄鶜鉁?4.2℃，最低月平均氣溫3.3℃(1月)，最高月平均氣溫23℃(7月)，極端最高氣溫35.4℃，降雨量1 087.5 mm，日照時長1 066.9 h，無霜期271 d。土壤類型為貴州典型地帶性黃壤，基礎(chǔ)理化性質(zhì)為：pH 5.3，有機質(zhì)30.5 g/kg，全氮2.01 g/kg，全磷0.68 g/kg，全鉀13.6 g/kg，堿解氮137 mg/kg，有效磷3.4 mg/kg，速效鉀111 mg/kg。

1.2試驗設(shè)計

試驗于2019年3月至2019年9月進行。選取全生育期相近、抗性較好且貴州玉米生產(chǎn)上較常見的6個糧飼兼用雜交玉米品種為研究對象，分別為黔單16(黔審玉2003001)、貴卓玉9號(黔審玉2012015號)、金玉818(黔審玉2010018號，為貴州種植面積較廣的糧飼兼用型玉米品種)、畢玉7號(黔審玉2005010號)、貴單8(黔審玉2006011號)和盛農(nóng)3號(黔審玉2007010號)，1個品種為1個處理，每個處理3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列，每個小區(qū)面積24 m2(長5 m，寬4.8 m)，玉米種植密度按照當(dāng)?shù)亓?xí)慣，為50 025株/hm2，即每個小區(qū)120株。

各處理施肥模式均遵循當(dāng)?shù)氐牧?xí)慣施肥方式，氮磷鉀肥料施用量按照N 318 kg/hm2、P2O599 kg/hm2、K2O 95.6 kg/hm2施用，即每個小區(qū)尿素(N，46%)、過磷酸鈣(P2O5，12%)和硫酸鉀(K2O，50%)的總投入量分別為1.66 kg、1.98 kg和0.46 kg，3種肥料均購自當(dāng)?shù)胤柿辖?jīng)銷商。氮肥按4∶2∶4進行基追施，3月27日播種，5月27日第1次追肥，6月29日第2次追肥。

1.3測定指標(biāo)及方法

1.3.1植株樣品測定2019年9月10日于玉米收獲期完成實地測產(chǎn)后，每個小區(qū)隨機選取5株玉米調(diào)查其生物性狀及產(chǎn)量構(gòu)成因素，并記錄相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)。完成實地測產(chǎn)及各項目調(diào)查后，隨機選取部分籽粒稱其鮮重，65℃烘至恒重后稱重，粉碎過篩后測定養(yǎng)分含量。籽粒氮、磷和鉀含量分別采用半微量凱氏定氮法、比色法和火焰分光光度法測定。

1.3.2土壤樣品測定試驗前于試驗地小區(qū)隨機選取均等長度的5個點，每個點取耕層土壤約1 kg，將5個點的土壤全部均勻混合后帶回實驗室，經(jīng)風(fēng)干、研磨及過篩(10目和100目)后作為基礎(chǔ)土樣，并對其進行理化性質(zhì)的分析測試。土壤pH、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷和速效鉀指標(biāo)依照《土壤農(nóng)化分析》測定[12]。

1.3.3相關(guān)指標(biāo)計算方法肥料偏生產(chǎn)力是作物產(chǎn)量與施肥量的比值，反映當(dāng)?shù)赝寥阑A(chǔ)養(yǎng)分水平和化肥施用量綜合效應(yīng)的重要指標(biāo)。氮肥偏生產(chǎn)力=產(chǎn)量/氮肥施用量；肥料生偏產(chǎn)力=產(chǎn)量/肥料施用量。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2007、SPSS 19.0和Origin 2018對數(shù)據(jù)進行處理、分析計算及作圖。

2結(jié)果與分析

2.1籽粒與秸稈產(chǎn)量

由圖1看出，不同玉米品種，其籽粒產(chǎn)量水平存在較大差異。6個玉米品種的籽粒產(chǎn)量為8 221～10 146 kg/hm2，其中以盛農(nóng)3號籽粒產(chǎn)量最高，較其他品種差異達顯著水平。黔單16、貴卓玉9號、畢玉7號、貴單8號和盛農(nóng)3號較金玉818(貴州種植面積較廣)玉米籽粒產(chǎn)量分別增產(chǎn)0.39%、-2.6%、10.45%、10.07%和23.9%；不同玉米品種，其秸稈產(chǎn)量存在較大差異，6個品種玉米秸稈產(chǎn)量(干重)為4 366～7 821 kg/hm2，各品種間秸稈產(chǎn)量有明顯差異，以貴卓玉9號最高。綜合分析，盛農(nóng)3號玉米籽粒產(chǎn)量最高，且顯著高于其他處理，畢玉7號和貴單8之間籽粒產(chǎn)量無明顯差異。貴卓玉9號玉米籽粒產(chǎn)量最低，但其秸稈產(chǎn)量較其他品種高。因此，種植過程中可根據(jù)實際情況有針對性選擇。

2.2主要生物學(xué)性狀

由表1可知，不同品種玉米的主要生物學(xué)性狀有較大差異。6個玉米品種的株高、莖粗、穗長、穗粗、突尖和行粒數(shù)分別為2.21～2.51 m、20.15～26.35 mm、16.56～21.72 cm、51.44～55.09 mm、1.00～3.17 cm、和33～43粒。其中，盛農(nóng)3號玉米品種的株高最高，穗長最長；貴單8的穗粗最粗；貴單8和盛農(nóng)3號穗粗顯著高于其他品種；貴卓玉9號和畢玉7號玉米行粒數(shù)顯著高于其他品種。綜合看，盛農(nóng)3號的穗長、穗粗、行粒數(shù)和穗行數(shù)均高于6個品種的平均水平；畢玉7號的穗長、突尖和行粒數(shù)均優(yōu)于6個品種的平均水平；金玉818的穗長和突尖優(yōu)于6個品種的平均水平。

表1 6個糧飼兼用型玉米品種的主要性狀

2.3籽粒養(yǎng)分吸收量

從圖2看出，不同玉米品種的籽粒養(yǎng)分吸收量有差異。6個品種玉米籽粒全氮吸收量表現(xiàn)為盛農(nóng)3號>畢玉7號>黔單16>貴卓玉9號>貴單8>金玉818，全磷吸收量為貴單8>黔單16>畢玉7號>貴卓玉9號>盛農(nóng)3號>金玉818，全鉀吸收量為畢玉7號>盛農(nóng)3號>貴單8>金玉818>黔單16>貴卓玉9號。6個玉米品種間籽粒全氮磷鉀吸收量差異顯著，僅貴卓玉9號與貴單8的全氮、貴卓玉9號與盛農(nóng)3號的全磷、金玉818與貴單8和畢玉7號與盛農(nóng)3號的全鉀吸收量無明顯差異。綜合分析認(rèn)為，盛農(nóng)3號玉米籽粒全氮和全鉀吸收量優(yōu)于其余玉米品種。

2.4氮肥偏生產(chǎn)力與肥料偏生產(chǎn)力

從表2看出，同等施肥條件下，不同玉米品種的氮肥偏生產(chǎn)力和肥料偏生產(chǎn)力存在差異。盛農(nóng)3號玉米品種的籽粒氮肥偏生產(chǎn)力和籽粒肥料偏生產(chǎn)力均最大，分別為14.68 kg/kg和2.00 kg/kg，表明盛農(nóng)3號玉米每施1 kg氮肥可產(chǎn)14.68 kg玉米籽粒；從氮磷鉀化學(xué)肥料的偏生產(chǎn)力分析，說明每施1 kg肥料可產(chǎn)2 kg籽粒。從秸稈氮肥偏生產(chǎn)力和秸稈肥料偏生產(chǎn)力看，同等施肥條件下貴卓玉9號較其他處理最優(yōu)，其秸稈氮肥偏生產(chǎn)力和肥料偏生產(chǎn)力均最大，分別為11.31 kg/kg和4.58 kg/kg，表明貴卓玉9號每施1 kg氮肥可產(chǎn)11.31 kg玉米秸稈，每施1 kg氮磷鉀肥可產(chǎn)4.58 kg玉米秸稈。綜合分析可知，施等量肥料，盛農(nóng)3號玉米籽粒產(chǎn)量最高，貴卓玉9號玉米秸稈產(chǎn)量最高。

表2 6個糧飼兼用型玉米品種的氮肥偏生產(chǎn)力及肥料偏生產(chǎn)力

2.5經(jīng)濟效益

凈產(chǎn)值和產(chǎn)投比是評價經(jīng)濟效益比較直觀的指標(biāo)。從表3看出，同等施肥條件下，6個玉米品種凈產(chǎn)值和產(chǎn)投比均表現(xiàn)為盛農(nóng)3號>畢玉7號>貴單8>貴卓玉9號>金玉818>黔單16，盛農(nóng)3號凈產(chǎn)值和產(chǎn)投比均達最優(yōu)水平，最大凈產(chǎn)值和產(chǎn)投比分別為13 473.27元/hm2和1.90，與6個品種中凈產(chǎn)值和產(chǎn)投比最低的黔單16相比，凈產(chǎn)值和產(chǎn)投比分別增加5 180.28元/hm2和0.34。畢玉7號次之，凈產(chǎn)值和產(chǎn)投比與黔單16玉米相比分別增加4 666.95元/hm2和0.31。表明，盛農(nóng)3號玉米總產(chǎn)出、凈產(chǎn)值及產(chǎn)投比均優(yōu)于其他玉米品種。

表3 6個糧飼兼用型玉米品種的經(jīng)濟效益

3結(jié)論與討論

玉米的產(chǎn)量與性狀表現(xiàn)對于篩選高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玉米品種具有重要意義[13]。試驗對6個糧飼兼用玉米品種(黔單16、貴卓玉9號、金玉818、畢玉7號、貴單8和盛農(nóng)3號)進行初步篩選表明，盛農(nóng)3號、畢玉7號和貴單8的產(chǎn)量均高于6個玉米品種產(chǎn)量的平均值，且盛農(nóng)3號品種產(chǎn)量最高，推廣種植有利于緩解當(dāng)?shù)赜衩坠┣髩毫?、促進農(nóng)民增收及推動生豬養(yǎng)殖發(fā)展。玉米生物性狀的優(yōu)劣影響植株光合作用及植物的抗性，是玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的保障[14]。綜合評價6個玉米品種的主要性狀，盛農(nóng)3號較其他品種的株高、穗長及穗粗等性狀均最優(yōu)。玉米籽粒作為吸氮和吸磷的主體[15]，其養(yǎng)分吸收量可作為評價該植株的重要指標(biāo)，研究表明，不同玉米品種的氮磷鉀吸收量有不同程度的差異，籽粒養(yǎng)分吸收特性表現(xiàn)為吸氮量>吸鉀量>吸磷量，與前人在玉米養(yǎng)分吸收量方面的研究結(jié)果一致[16-17]，在6個糧飼兼用玉米品種中，盛農(nóng)3號的籽粒吸氮量明顯高于其他品種，吸鉀量也處于較高水平。其較高的氮鉀養(yǎng)分，可為養(yǎng)殖業(yè)提供更為優(yōu)質(zhì)的飼料。

肥料偏生產(chǎn)力通常用來反映當(dāng)?shù)赝寥阑A(chǔ)養(yǎng)分水平和化肥施用量綜合效應(yīng)[18]，氮肥及肥料的偏生產(chǎn)力水平可間接比較不同玉米品種在同一地塊、同等施肥水平下的肥料利用狀況。研究表明，盛農(nóng)3號玉米籽粒氮肥及肥料偏生產(chǎn)力在6個玉米品種中均表現(xiàn)最優(yōu)，說明同一地塊、施等量肥料該品種籽粒產(chǎn)量最高，對肥料利用較其他品種高，可作為高效高產(chǎn)玉米品種種植。若以青貯利用為主要目的，則推薦貴卓玉9號，該品種秸稈產(chǎn)量最高。在效益方面，盛農(nóng)3號玉米較其他品種在凈產(chǎn)值及產(chǎn)投比上仍具有最大優(yōu)勢，經(jīng)濟效益最高，為6個品種的首推品種。

綜合分析，6個品種玉米產(chǎn)量由高到低依次為盛農(nóng)3號>畢玉7號>貴單8>黔單16>金玉818>貴卓玉9號，其中盛農(nóng)3號、畢玉7號和貴單8的產(chǎn)量均高于6個玉米品種的平均產(chǎn)量水平；與貴州省2017年玉米年均產(chǎn)量4 380 kg/hm2(數(shù)據(jù)源自貴州統(tǒng)計年鑒2018)相比，6個品種玉米產(chǎn)量均大大提高，且以盛農(nóng)3號玉米產(chǎn)量最高、增產(chǎn)幅度最大、性狀及籽粒養(yǎng)分吸收量、肥料偏生產(chǎn)力及經(jīng)濟效益均較優(yōu)，說明同等施肥條件下，盛農(nóng)3號節(jié)肥量最大，產(chǎn)投比最高，故可推薦盛農(nóng)3號為貴州省黔西縣山地減肥增效糧飼兼用型玉米主推品種。