陕西关中地区31个青贮玉米品种比较试验

2018-02-13席杰军梁子栋张钰靖杜福臻张宝林孙秀柱杨培志呼天明

草地学报 2018年6期

席杰军，梁子栋，张钰靖，钟元，杜福臻，袁庆, 张宝林，孙秀柱，杨培志，呼天明

(西北农林科技大学草业与草原学院，陕西杨凌712100)

青贮玉米(ZeamaysL.)是籽粒玉米和鲜食玉米之外的一种利用玉米的重要形式，是指在适宜收获期内收获包括果穗在内的地上全部绿色植株切碎后发酵，以制成反刍动物的饲料。青贮玉米因其单位面积干物质产量高、适口性好、能量密度大、宜于机械化作业而在全世界被广泛应用于奶牛、肉牛、绵羊和山羊的畜牧业中[1-3]。据美国农业部2016年统计，美国青贮玉米种植约251万公顷，青贮玉米产量约1.27亿吨[4]。据欧盟2015年统计，欧盟28国青贮玉米种植面积约有618万公顷，其中德国约210万公顷，法国约148万公顷(占玉米播种面积的80%以上)[5-6]。据农业部2017年《粮改饲工作实施方案》规划，我国青贮玉米种植面积仅67万公顷，远小于畜牧业发达国家的种植面积(仅波兰的1.2倍)。可见，大力发展玉米青贮饲料产业依然是我国畜牧业亟待解决的问题之一[6-7]。

关中地区位于陕西省中部，该区域聚集了全省奶牛存栏量的95%和几乎全部的奶山羊。为了响应国家加快转变农业发展方式的“调结构、转方式、保供给、增效益”政策，关中地区被陕西省规划为粮改饲的重点发展区域。据2017年陕西省农业厅的统计数据，全省青贮玉米种植面积约3万公顷。受传统“以粮为纲”耕作模式的限制，该地区种植的青贮玉米多为传统的粮食型玉米，高产的青贮专用型玉米种植较少[8]，且目前鲜有相关的比较试验报道。因此，筛选适宜关中地区种植的青贮专用型玉米品种，是促进农牧结合、提高种养效益、增加农民收入的有效措施之一。本研究对26个专用青贮玉米、4个水果型玉米和1个籽粒型玉米品种进行了品种比较试验，以期为关中地区“粮改饲”专用青贮玉米的推广提供一定的指导和科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

来源于北京正道公司的青贮玉米品种26个：‘DB08’、‘DY23’、‘DZ01’、‘J27’、‘LH3’、‘LK08’、‘LL95’、‘MII3C’、‘MII4D’、‘MII5A’、‘MII5C’、‘MII5J’、‘MII5S’、‘MII6D’、‘X35’、‘V20’、‘Z58’、‘迪卡157’(DK157)、‘迪卡625’(DK625)、‘迪卡667’(DK667)、‘中玉335’(ZY335)、‘禾青贮6号’(HQZ6)、‘正饲玉2’(ZSY2)、‘和玉36’(HY36)、‘和玉9566’(HY9566)、‘京科青贮932’(JKQZ932)。购置于杨凌科瑞特农业科技有限公司的水果玉米品种4个：‘科瑞甜糯F1’(KRTN F1)、‘科瑞甜糯6号F1’(KRTN6 F1)、‘科瑞紫香糯F1’(KRZXN F1)和‘科瑞黄甜F1’(KRHT F1)。所用对照为关中地区主要栽培籽粒型玉米品种：‘正大12’(ZD12)(正大农业开发有限公司)。

1.2 试验地概况以及试验设计

试验地位于陕西省杨凌示范区西北农林科技大学牧草试验基地(34°21′N，108°10′E)，地处秦岭北麓的渭河平原，海拔434.8 m，年均日照2 150 h，年均气温12～14℃，为温暖半湿润气候，年均降水量621.6 mm，主要集中在7，8，9三个月，春季降水偏少，气候干旱。试验地土质为壤土，前作为玉米，收获后冬闲。试验采用随机区组设计，小区面积3 m×3 m，每个品种种植1个小区。播种方式为点播，株距20 cm，行距60 cm，播深4～5 cm，每穴播种2粒种子，成活后间苗；密度约5 500株·亩-1。播种日期为2017年4月28日。玉米生长期不进行灌溉施肥，试验期间进行过3次中耕除草。

1.3 观测指标

气候资料来自杨凌气象局。抽雄期、吐丝期、乳熟始期、蜡熟始期等物候期的观测方法参照《国家普通玉米品种区试调查项目和标准》，即以小区内50%的植株达到国家区试标准为准。各品种均于乳熟末期至蜡熟初期收割。收割时期按照Ashley推荐的玉米最佳收获时期即乳熟末期蜡熟初期，干物质含量可达30%～35%，此时产量、营养价值和青贮质量最佳[9]。每个品种选4～6株代表性植株，从根部整株砍下，并及时测量鲜重、株高、叶片数等。然后置于烘干箱中，105℃，30 min杀青后，65℃烘至恒重，记录各部分干重。根据单株干物质产量换算每亩干物质产量[10]。然后将干燥后的整个玉米植株粉碎，测定粗蛋白(凯氏定氮法)、粗脂肪(索氏残留渣法)、粗纤维(快速法)和粗灰分(高温灼烧法)[11]。

1.4 数据分析

采用统计软件IBM SPSS Statistics 23进行统计分析，LSD法进行多重比较，数据以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 生长期的气温与降水状况

玉米生长期的气温与降水状况如图1所示。在5—6月期间，平均气温居于15.4～19.9℃之间，气温较适宜；而7—8月期间，平均气温高达28℃以上，白天气温连续高达40℃以上。降水5月为60 mm，6月44 mm，7月49 mm，8月80 mm。在玉米生长前期(5—6月)由于植株较小，气温较低，水分供给较为良好。而在后期，气温较高，降水明显不足，玉米遭受了严重的干旱胁迫。

2.2 玉米物候期及其产量

31个玉米品种的重要物候特性如抽雄期、吐丝期、乳熟开始期、蜡熟开始期和收获生长天数以及重要农艺性状如叶片数、株高、鲜重、干重、含水量和干物质产量的观测如表1所示。在31个玉米品种中，抽雄‘LH3’最早，‘V20’最晚，品种间抽雄期差异跨度达20 d；吐丝期‘LH3’最早，‘V20’、‘DY23’和‘KRHT F1’最晚，品种间吐丝期差异跨度达18 d；乳熟开始期‘DK625’、‘MII4D’、‘MII5S’和‘DK667’最早，‘KRHT F1’最晚，品种间乳熟开始期差异跨度达14 d；蜡熟开始期‘LH3’最早，‘V20’最晚，品种间蜡熟开始期差异跨度达22 d；收获期‘LH3’最早，‘V20’最晚，品种间收获期差异跨度达21 d；叶片数‘DZ01’和‘LH3’最少，‘HY36’最多，品种间叶片数差异跨度达5～6片；株高‘KRHT6 F1’最矮，‘HY9566’最高，品种间株高差异跨度约82 cm；单株鲜重‘LH3’最小，‘DB08’最大，品种间单株鲜重差异跨度约823.6 g；单株干重‘KRHT6 F1’最小，‘DB08’最大，品种间单株干重差异跨度约223.7 g。含水量‘LH3’最小，‘ZSY2’最大，品种间含水量差异跨度达27.2%。根据单株干重和播种密度测算，干物质产量‘DB08’最大，约1.8吨·亩-1；‘KRHT6 F1’最少，仅约0.6吨·亩-1；

若依干物质占鲜重的30%进行推算，则青贮产量‘DB08’最高，高约6.2吨·亩-1，‘KRHT6 F1’最低，仅约2.1吨·亩-1，品种间青贮产量差异跨度高达4.1吨·亩-1。以干物质计，如表1所示，有2个专用青贮品种的产量显著高于关中地区主要栽培的籽粒型玉米‘ZD12‘，它们分别是‘DB08’和‘DK625’。

图1 玉米生长期的平均气温与降水Fig.1 Average temperature and precipitation in growing season of corn

表1 不同玉米品种物候期的观测及其农艺性状Table 1 The observation of phenological phase on different corn varieties and their agronomic characters

品种Varieties抽雄期Tasseling stage/date吐丝期Silking stage/date乳熟期Milk-ripe stage/date蜡熟期Dough stage/date生长天数Growing time/d每株叶片数No. of leaves/blade株高Plant height/cm鲜重Fresh weight/g·plant-1干重Dry weight/g·plant-1含水量Water content/%青贮产量*Silage Yield/Ton·Mu-1干物质产量Dry weight Yield/Ton·Mu-1DB087-037-157-198-1010415.0±0.8b267.3±16.0ab1088.3±151.5a336.0±27.1a69.1±1.8c6.2±0.5a1.8±0.1aDK6257-027-067-107-299314.0±0.0c251.0±10.4b735.0±73.2c306.9±18.8a58.2±2.1ef5.6±0.3a1.7±0.1aJKQZ9327-067-127-188-0910315.8±1.0ab277.5±7.6a840.0±17.3b260.3±25.4b69.0±1.6c4.8±0.5b1.4±0.1bHY367-137-167-188-1210616.5±0.6a276.8±7.0a671.7±51.7c245.1±19.7bc63.5±1.5de4.5±0.4bc1.3±0.1bcLK087-047-097-127-279111.8±1.0de223.0±13.4c724.0±63.2c243.1±21.7bc66.4±2.3cd4.5±0.4bc1.3±0.1bcZ587-027-107-137-279114.0±0.8bc246.3±2.8b662.0±64.0cd241.7±25.3bc63.5±1.7de4.4±0.5bc1.3±0.1bcMII5A7-047-107-167-309413.5±0.6cd246.8±6.3b608.0±71.2cd236.3±25.9bc61.1±1.3e4.3±0.5bc1.3±0.1bcMII4D7-037-067-107-299312.5±0.6de264.0±13.1ab592.3±11.6d235.8±28.1bc60.2±1.6ef4.3±0.5bc1.3±0.2bcMII5J7-047-107-147-309412.3+0.5de252.8±9.7ab570.0±33.3d230.0±17.4bc59.6±1.6ef4.2±0.3bc1.3±0.1bcLL957-057-107-147-299314.5±1.3bc256.8±11.4ab492.0±56.1e227.7±20.8bc53.7±1.3g4.2±0.4bc1.3±0.1bcZD127-057-127-178-0710114.8±0.7b237.5±14.6bc486.9±41.4e224.2±21.9bc54.0±2.5g4.1±0.4bc1.2±0.1bcHY95667-097-157-208-0910315.8±1.3ab281.3±18.9a744.7±92.6bc214.4±12.2c71.2±2.3bc3.9±0.2c1.2±0.1bcMII3C7-047-067-117-269012.8±0.5de241.0±6.2bc589.0±60.1d212.3±25.7cd64.0±1.2d3.9±0.5bc1.2±0.1bcV207-147-187-228-1310711.6±0.8e237.3±16.5bc569.0±48.1d211.1±19.8cd62.3±1.1de3.9±0.4c1.2±0.1bcMII5S7-027-067-107-269012.8±1.0de246.5±7.2b656.7±33.6c210.3±15.7cd68.0±1.4c3.9±0.3c1.2±0.1bcDK1577-047-077-137-289212.5±0.6de223.8±10.5c530.0±42.8e209.8±17.7cd60.4±1.3ef3.8±0.3c1.2±0.1bcDK6676-307-067-107-269013.3±1.3cd266.5±9.3ab570.6±51.3d206.0±19.9cd63.9±1.9de3.8±0.4cd1.1±0.1cDZ017-087-147-198.1110511.3±1.0e229.3±14.2bc537.0±58.5de201.9±23.2cd62.4±1.8e3.7±0.4cd1.1±0.1cDY237-127-187-228-1110513.8±0.5cd274.5±6.4a469.0±38.7e185.4±18.5cd60.5±1.3ef3.4±0.3cd1.0±0.1cJ277-037-107-167-289212.2±0.6de221.3±15.7c479.3±39.4e189.4±18.6cd60.5±1.7ef3.5±0.3cd1.0±0.1cX357-077-117-187-279113.8±0.5cd273.3±13.2ab418.0±11.3e175.0±21.3d58.1±1.4f3.2±0.4cde1.0±0.1cHQZ67-077-127-178-1010413.8±0.5cd259.3±8.1ab653.5±75.4cd174.1±20.5d73.4±1.9ab3.2±0.4cde1.0±0.1cMII5C7-037-067-127-299313.5±0.6cd254.5±15.6ab553.3±34.0d171.5±10.6d69.0±1.1c3.1±0.2d0.9±0.1cdZSY27-047-107-147-309413.5±1.0cd271.5±11.6ab758.7±75.6bc171.4±15.6d77.4±2.7a3.1±0.3d0.9±0.1cdZY3357-037-067-127-309412.5±1.3de248.5±18.1b410.0±26.9e162.3±17.0d60.4±1.6ef3.0±0.3de0.9±0.1cdMII6D6-307-067-137-279113.3±0.5cd251.8±14.5ab355.3±15.0fg160.3±17.2de54.9±1.9fg2.9±0.3de0.9±0.1cdKRZXNF17-037-107-168-0910314.5±0.6bc201.3±13.2c432.5±57.9e157.1±19.6de63.7±1.7de2.9±0.4de0.9±0.1cdKRTN F17-127-177-208-1010415.0±1.0ab224.3±11.2c475.3±25.0e139.2±15.9de70.7±1.2bc2.6±0.3e0.8±0.1dLH36-257-017-147-238711.3±0.5e247.8±12.1b264.7±28.0g131.9±12.4e50.2±1.5g2.4±0.2e0.7±0.1dKRHT F17-067-187-238-1010413.3±0.5d216.3±19.6c443.5±67.4e125.7±13.6e71.7±1.6bc2.3±0.2e0.7±0.1dKRTN6 F17-087-127-208-1010414.3±1.0bc199.5±19.2c315.8±23.8g112.3±19.4e64.4±1.7d2.1±0.4e0.6±0.1d

注：* 鲜物质产量以干物质占鲜重的30%计算；不同小写字母表示差异显著(P< 0.05)，下同

Note:* Silage production was calculated as 30% of dry matter in fresh weight. Different lower letters indicate significant difference at the 0.05 level,the same as below

2.3 高产青贮玉米品种的营养成分分析

为确定青贮玉米的营养价值，对高产青贮玉米如‘DB08’、‘DK625’、‘JKQZ932’、‘HY36’以及对照品种‘ZD12’的粗蛋白、粗纤维、粗脂肪和灰分进行了分析。结果表明，粗蛋白含量‘DB08’显著低于对照‘ZD12’的，其它的与对照无显著差别；粗纤维含量除了‘DB08’对照‘ZD12’的无显著差别外，其它品种均显著低于‘ZD12’的；粗脂肪含量除了‘JKQZ932’与对照‘ZD12’的无显著差别外，其它品种均显著高于‘ZD12’的，其中‘DK625’与‘DB08’的含量最高；灰分含量所有品种的差异均不显著(图2)。

图2 高产青贮玉米的粗蛋白、粗纤维、粗脂肪和灰分含量Fig.2 The content of crude protein,crude fiber,crude fat and ash in higher yielding maize varieties

3 讨论

高质量青贮玉米饲料的制作严重依赖制作青贮玉米的收获期，即玉米的成熟度[12-13]。最新研究表明，青贮玉米在蜡熟期或凹陷期营养价值最好[14]，但为了青贮发酵过程的顺利进行，收获时玉米需要有适宜的含水量，其随青贮发酵容器不同而不同，含水量范围在50%～70%[15,16]，而获得最佳品质青贮饲料的含水量范围在65%～70%[17,18]。已有研究表明，玉米全株青贮在乳熟末期和蜡熟初期间品质最好，且产量较高[9,12,13,15-19]，含水量也可达到青贮的最佳要求。本试验中各玉米品种的收获期均在乳熟末期至蜡熟初期。参试的31个玉米品种蜡熟初期的生长天数各不相同，最短的87 d，最长的107 d(表1)，表明不同玉米品种的最佳收获时期不同。含水量的试验结果显示，含水量最低的为50.2%，最高的为77.4%(表1)，该跨度大主要由玉米收获期的高温干旱以及收获前几天是否降雨造成的(图1)；31个参试品种中有14个品种的含水量在最佳建议的65%～70%范围内，约占参试品种的45.2%。

产量是玉米青贮经效益的重要决定因素之一。当前我国青贮玉米饲料主要由粮食型和粮饲兼用型玉米品种制成。这两种玉米的单产量多数在2.0～3.5吨·亩-1，高者能达4吨·亩-1，而青贮专用型玉米单产量在5.5～7.5吨·亩-1，高者能达8吨·亩-1 [20]。在本研究中，青贮产量若以干物质占鲜重的30%计算，参试玉米品种的青贮产量在2.1～6.2吨·亩-1之间，且产量最高的均不是株高最高的和叶片数最多的(表1)。依照关中地区主要栽培品种正大12(ZD12)为参照(4.1吨·亩-1)，专用青贮玉米‘DB08’(6.2吨·亩-1)和‘DK625’(5.6吨·亩-1)的青贮产量分别可增产2.1吨和1.5吨左右，增产了51.2%和36.6%。

营养物质含量是决定青贮玉米饲喂价值的关键因子之一，其中粗蛋白、粗纤维、粗脂肪和灰分是青贮玉米营养组分的重要构成部分。本研究对4个产量较高玉米品种的营养分析结果表明，除灰分含量外，同一品种所有指标与对照相比，优劣并不总是一致，因此，单一营养指标的优劣并不能决定品种的优劣(图2)。就奶牛养殖而言，青贮玉米饲料的功能主要是提供能量，而无氮浸出物主要包括可消化碳水化合物、淀粉、维生素以及其它非含氮可溶性的有机化合物，可反映青贮玉米饲料的重要价值[21]。根据无氮侵出物的计算公式：无氮侵出物=100%—粗蛋白%—粗纤维%—灰分%，可算出‘DB08’、‘DK625’、‘HY36’、‘JKQZ932’和‘ZD12’的无氮浸出物的含量分别约为：67.65%，66.76%，68.68%，68.23%和65.16%，可见它们之间差异不大。根据干物质产量，可计算出单位面积无氮浸出物的产量，依次为1.22吨·亩-1(DB08)>1.13吨·亩-1(DK625)>0.96吨·亩-1(JKQZ932)>0.89吨·亩-1(HY36)>0.78吨·亩-1(ZD12)。