南疆地區(qū)不同青貯玉米生產(chǎn)性能及營養(yǎng)品質(zhì)綜合評價分析

張小功王永明李瑜李紫琴金彥龍

(1.塔里木大學農(nóng)學院，新疆 阿拉爾 843300；2.新疆生產(chǎn)建設兵團第一師農(nóng)業(yè)科學研究所，新疆 阿拉爾 843300)

青貯玉米植株高大，持綠性好，株型緊湊，適宜密植，生物產(chǎn)量高，干物質(zhì)和水分適宜，蛋白質(zhì)含量高，木質(zhì)素和纖維素含量低，適口性好，便于草食家畜消化和吸收，是一種優(yōu)質(zhì)的粗飼料。青貯玉米產(chǎn)量遠遠高于豆科、麥類和天然草地等飼草作物[1]。自2015年以來，隨著國家對“糧改飼”大力推動，青貯玉米種植面積不斷增大，在養(yǎng)殖業(yè)中所占的地位也越來越高。南疆地區(qū)是典型的半農(nóng)半牧農(nóng)業(yè)區(qū)，為了追求更高的經(jīng)濟效益，南疆大面積種植棉花和特色林果，而青貯玉米種植面積較小，人工飼草供應存在巨大的缺口。南疆地區(qū)種植業(yè)中青貯玉米種植模式不夠完善，青貯玉米品種選擇和栽培管理等較其他地方薄弱，青貯玉米種植盲目性較大；青貯飼料生產(chǎn)時又因種種生產(chǎn)問題導致營養(yǎng)物質(zhì)的流失和青貯飼料的腐敗變質(zhì)，對家畜和人類健康造成危害[2]。

目前，青貯玉米品種比較豐富，但由于品種特性、氣候條件和土壤養(yǎng)分等因素容易制約青貯玉米產(chǎn)量，所以在不同地區(qū)適宜生長的青貯玉米品種大不相同[3]。有研究結果表明，全株玉米青貯飼料的青貯品質(zhì)與青貯玉米的品種之間有密切的關系[4]。劉月等[5]對5個糧飼兼用型玉米品種的發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)價值作了比較，結果表明，“沃鋒9號”品種表現(xiàn)優(yōu)異。柳茜等[7]通過對6個青貯玉米產(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”表現(xiàn)最好。王國棟等[7]在甘肅中部對10個飼用玉米的生產(chǎn)性能及營養(yǎng)品質(zhì)分析得出，“文玉3號”適合在當?shù)赝茝V。任偉等[8]應用模糊概率法從12個青貯玉米篩選出適宜黃淮海區(qū)種植的品種“大京九26號”和“柳玉3號”。本研究根據(jù)南疆地區(qū)的氣候特點、土壤條件，引進8個青貯玉米品種，分析不同品種的生物產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)，篩選出適宜南疆地區(qū)種植的青貯玉米品種。以期為南疆地區(qū)青貯玉米的推廣提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年在中國科學院阿克蘇農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站(E80°45′，N40°37′)進行。該站位于塔里木盆地，海拔1030m，該地區(qū)年平均氣溫11.2℃，年平均降水45.2mm，無霜期211d，全年日照時數(shù)2940h。土壤質(zhì)地為砂壤土，土壤pH為7.94，土壤總鹽含量為3.18g·kg-1，土壤有機質(zhì)含量為12.38g·kg-1，堿解氮含量為36.31mg·kg-1，速效磷含量為10.93mg·kg-1，速效鉀含量為75.54mg·kg-1。

1.2 試驗材料

供試材料為“新飼玉12號”、“KWS1553”、“桂青貯1號”、“屯玉168”、“SC704”、“和育187”、“新玉24號”、“新玉33號”。

1.3 試驗設計

試驗于2021年5—8月進行，試驗采用隨機區(qū)組試驗設計，處理為8個不同品種的青貯玉米，每個處理重復3次，共24個小區(qū)。小區(qū)面積為5×10m2，每個小區(qū)之間留走道1m，方便觀察記載。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀

在青貯玉米乳熟末期每個小區(qū)選取10株，用卷尺測量株高，用游標卡尺測量莖粗。

1.4.2 鮮草產(chǎn)量

在乳熟末期每個小區(qū)選取6m2刈割，稱重，并換算成667m2鮮草產(chǎn)量。

1.4.3 營養(yǎng)品質(zhì)

于各小區(qū)隨機選取1m2鮮草樣品，放在105℃的烘箱中殺青30min，在80℃下烘至恒重。將烘干的樣品粉碎。用近紅外分析儀(F0SS-NIRSDS 2500，F(xiàn)0SS公司，丹麥)測定粗蛋白、粗灰分、粗脂肪、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)的含量。相對飼用價值(RFV)計算公式：

RFV=(DDM×DMI)/1.29

(1)

DDM=88.9-0.799ADF

(2)

DMI=120/NDF

(3)

式中，ADF為酸性洗滌纖維含量， %；NDF為中性洗滌纖維含量， %；DDM為可消化干物質(zhì)， %；DMI為粗飼料干物質(zhì)隨意采食量， %。

1.5 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析

采用Microsoft Excel 2010對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，采用SPSS對數(shù)據(jù)進行分析，多重比較采用Duncan法，差異顯著性水平α=0.05。

2 結果與分析

2.1 不同品種青貯玉米的農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量

由表1可知，在供試的8個品種當中，“新飼玉12號”的株高最高，達到了310.33cm，除與“新玉24號”差異不顯著外，與其他6個品種差異顯著。而“KWS1553”的株高最低，僅達到165.70cm?！靶嘛曈?2號”株高比“KWS1553”高144.63cm。

表1 不同品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量

8個品種中，莖粗最粗的為“SC704”，莖粗達到了16.19mm，其次為“桂青貯1號”和“新飼玉12號”，分別達到15.38mm和15.09mm，“SC704”與“桂青貯1號”、“新飼玉12號”和“KWS1553”差異不顯著，與其他品種差異顯著；莖粗值最小的為“和育187”，莖粗僅為12.64mm；“SC704”的莖粗比“和育187”粗3.56mm。

供試玉米品種的鮮草產(chǎn)量介于3174.29～8210.82kg·667m-2。其中，鮮草產(chǎn)量最高的為“新飼玉12號”，鮮草產(chǎn)量達到了8210.82kg·667m-2，顯著高于其他品種；其次為“和育187”，“新玉24號”居第3位；“桂青貯1號”與“SC704”差異不顯著，“KWS1553”與“屯玉168”差異不顯著；鮮草產(chǎn)量最低的為“新玉33號”，鮮草產(chǎn)量僅為3174.29kg·667m-2。“新飼玉12號”較其他品種鮮草產(chǎn)量分別增加4380.52kg·667m-2、2560.59kg·667m-2、4031.34kg·667m-2、3068.48kg·667m-2、1100.42kg·667m-2、1851.67kg·667m-2、5036.53kg·667m-2。

2.2 不同品種青貯玉米的營養(yǎng)品質(zhì)

由表2可知，8個青貯玉米的干物質(zhì)介于34%～38%，干物質(zhì)最高的是“屯玉168”，干物質(zhì)最低的是“KWS1553”；各品種干物質(zhì)率差異均顯著。粗蛋白含量最高的是“新玉24號”，粗蛋白含量為7.28%，與其他品種差異顯著；最低的為“新玉33號”，粗蛋白含量為6.99%，與“屯玉168”和“KWS1553”差異不顯著，與其他品種差異顯著。8個青貯玉米的粗脂肪含量介于3.4%～9.1%，粗脂肪含量最高的是“新玉33號”，為9.03%，與“SC704”差異不顯著，與其他品種之間差異顯著；粗脂肪含量最低的是“和育187”，含量為3.40%。8個青貯玉米灰分含量最高的是“SC704”，其次為“新玉24號”，含量最低的是“新玉33號”。8個青貯玉米中淀粉含量最高的是“屯玉168”，其淀粉含量為22.50%，與“新飼玉12號”、“和育187”之間差異不顯著，與其他品種差異顯著；淀粉含量最低的是“SC704”，淀粉含量為17.42%?！巴陀?68”的酸性洗滌纖維含量最高，與其他品種差異均顯著，“SC704”的酸性洗滌纖維含量最低；“和育187”的中性洗滌纖維含量最高，“SC704”的中性洗滌纖維含量最低。

表2 不同品種青貯玉米的營養(yǎng)成分

8個供試的青貯玉米中，相對飼用價值最高的品種是“SC704”，“KWS1553”與“桂青貯1號”分別排第2與第3。相對飼用價值最低的是“和育187”。根據(jù)國家青貯玉米品質(zhì)分級標準，供試的8個青貯玉米中，只有“SC704”達到國家一級，“KWS1553”和“桂青貯1號”達到國家二級，“新飼玉12號”和“和育187”達到國家三級，見表3。

表3 國家青貯玉米品質(zhì)分級標準

2.3 不同品種青貯玉米的綜合評價

對青貯玉米的10個指標進行主成分分析，在特征值大于1的前提下，提取了3個主成分，貢獻率分別為53.22%、26.92%、9.06%。累計方差貢獻率為89.20%，解釋了總體信息的89.20%。

表4 各主成分初始特征值及貢獻率

由表5可知，在主成分1中，載荷較高且為正值的性狀包括中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維，載荷值分別為0.415和0.401，可稱為纖維因子。載荷值較高且為負值的性狀為相對飼用價值，載荷值為-0.416。說明相對飼用價值與酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維呈負相關關系，符合相關性分析結果。在主成分2中，載荷較高且為正值的性狀包括粗灰分、粗蛋白、株高和產(chǎn)量，載荷值分別為0.474、0.472、0.456和0.444，可稱為混合因子。在主成分3中，載荷較高且為正值的性狀為粗脂肪，載荷值為0.572，可稱為品質(zhì)因子。

表5 各主成分對應的載荷矩陣

利用SPSS將各指標原始數(shù)據(jù)標準化后，導入到主成分計算模型[9]，可得到各主成分因子得分，以每個主成分所對應的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權重，計算主成分綜合得分：Y=53.22Y1+26.92Y2+9.06Y3/89.20，得出8個不同品種青貯玉米的綜合得分，排名由高到低依次為“和育187”、“新飼玉12號”、“新玉24號”、“屯玉168”、“新玉33號”、“桂青貯1號”、“KWS1553”、“SC704”。

表6 不同青貯玉米綜合排名

3 討論

株高與莖粗是評價青貯玉米生產(chǎn)性能的重要指標[10-12]，能直觀反映青貯玉米生長情況。本試驗中，株高最高的品種為“新飼玉12號”，株高達到了310.33cm;莖粗最粗的品種為“SC704”，達到了16.19mm，其次為“桂青貯1號”和“新飼玉12號”。鮮草產(chǎn)量是青貯玉米生產(chǎn)中的重要指標，可以直觀反映青貯玉米在當?shù)氐倪m應性和生產(chǎn)性能[13]。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，“新飼玉12號”的鮮草產(chǎn)量最高，可達到8210.82kg·667m-2，顯著高于其他品種。有研究表明，青貯玉米的生物產(chǎn)量與株高、莖粗等重要農(nóng)藝性狀顯著正相關[14]?！靶嘛曈?2號”的株高在8個品種中居首位，莖粗排第3位，從側面說明了“新飼玉12號”產(chǎn)量最高的原因。

營養(yǎng)成分和相對飼用價值是衡量青貯玉米飼喂效果的重要指標[15]。粗蛋白含量是反映青貯玉米質(zhì)量的重要指標，粗蛋白含量越高，粗飼料營養(yǎng)品質(zhì)越好[16]。本試驗中，粗蛋白含量最高的為“新玉24號”。粗脂肪是提供熱能的主要物質(zhì)[17]，本試驗中，“新玉33號”粗脂肪含量最高。酸性洗滌纖維很難被動物消化，酸性洗滌纖維含量越高，動物的消化率就越低[18]。中性洗滌纖維與動物的采食率有關，中性洗滌纖維越高，動物的采食率越低[19]。青貯玉米相對飼用價值與酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維呈負相關，酸性洗滌纖維與中性洗滌含量越低，相對飼用價值越高，說明飼喂效果越好[20]。本試驗中，“SC704”的酸性洗滌纖維與中性洗滌纖維含量最低，相對飼用價值最高。

由于作物的產(chǎn)量和品質(zhì)受遺傳因素、環(huán)境、氣候條件以及栽培管理措施等多因素的影響，所以，在當?shù)赝ㄟ^田間試驗進行作物優(yōu)良品種的綜合評價和篩選很有必要[21]。本研究采用主成分分析法，分析8個不同品種青貯玉米的綜合得分，排名由高到低依次為“和育187”、“新飼玉12號”、“新玉24號”、“屯玉168”、“新玉33號”、“桂青貯1號”、“KWS1553”、“SC704”。

4 結論

“和育187”與“新飼玉12號”鮮草產(chǎn)量最高，相對飼用價值較好，在國家青貯飼料分級中屬于三級，經(jīng)過主成分分析，在8個品種中“和育187”排名第1，“新飼玉12號”排名第2，適合在南疆地區(qū)推廣。