鲁南地区青贮玉米品种的聚类分析

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(1.临沂市农业科学院，山东 临沂 276012； 2.山东省农业科学院玉米研究所，济南 250100)

玉米是重要的粮食作物和饲料作物，饲用比例为75.5%，人用口粮为12.5%，工业用量12.0%[1-2]。随着生活水平提高，人们对牛羊肉和牛奶等草食家畜产品的需求逐步增加[3]，开展青贮饲料的研究势在必行。青贮玉米具有生物学产量高、营养价值高、良好的吸收率和适口性好的优点，人们的关注度越来越高[4-5]。已有学者在不同地区开展了青贮玉米品种的筛选研究[6-14]，在鲁南地区开展青贮玉米品种筛选的报道较少。

陈桂兰等[15]，鲁晓民等[16]前人用系统聚类分析法对玉米品种和自交系进行过筛选和分类。本研究运用聚类分析法筛选适宜鲁南地区种植的青贮玉米品种，为进一步选择适宜鲁南地区种植的青贮玉米品种提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料与试验设计

1.1.1 试验地基本情况

试验于2015年6月在临沂市农业科学院试验田进行，位于N 118°26′92″，E 35°10′83″，属温带季风气候，常年降水量832.9 mm，无霜期217 d。耕层土壤基础地力：土壤为潮土，前茬小麦，经化验分析，全氮0.1276%，全磷0.1425%，速效钾135 mg/kg，有机质1.19%。

1.1.2 供试品种

饲玉1号、饲玉2号、鲁单6076、鲁单9066、诺达1号、宇玉30、登海605、京科青贮516、京科青贮301、北农青贮208、北农青贮308、北农青贮356、BN 2932。

1.1.3 试验设计

试验密度为75 000株/hm2，行长5 m，行距0.6 m，等行距设置，6行区，随机区组设计，3次重复，6月20日播种，穴播，每穴2粒，不同小区之间留过道。施用艳阳天复合肥(氮∶磷∶钾=15∶15∶15)750 kg/hm2，大喇叭口期追施尿素150 kg/hm2，病虫害防治同高产大田，蜡熟期收获。

1.2 测定指标与方法

1.2.1 株高和穗位

取代表性植株10株进行测量，取平均值。

1.2.2 锈 病

在青贮玉米收获前调查锈病，按照9级分级标准进行[17]。

1.2.3 鲜物质产量及干物质产量

从玉米地上部20 cm处全株刈割，分别装入尼龙网袋称鲜重(FY)，取2.5 kg鲜物质装入牛皮纸袋105 ℃杀青40 min，80 ℃烘至恒重折算干物质产量(DY)。

图1 13个青贮玉米品种的聚类分析结果

表1 供试青贮玉米主要性状指标值变化

1.2.4 品质指标

将烘干干物质取出1 kg，粉碎过40 mm筛备用。粗蛋白质含量(CP)用半微量凯氏定氮法测定，中性洗涤纤维含量(NDF)和酸性洗涤纤维含量(ADF)用范氏洗涤纤维测定法测定，粗脂肪含量(EE)采用残余法测定，按照张丽英[18]的《饲料分析及饲料质量检测技术》的方法进行测定粗纤维含量(CF)和粗灰分含量(CA)。

2 结果与分析

2.1 供试青贮玉米主要性状指标值变化

供试青贮玉米品种主要性状变化最大的是锈病，变异系数为34.8；其次分别为粗脂肪含量、鲜物质产量、干物质产量、粗纤维含量和株高，变异系数均大于10，分别为18.4、17.3、14.8、14.4和12.9；酸性洗涤纤维含量、粗蛋白含量、中性洗涤纤维含量和株高变化相对较小，变异系数均小于10，分别为9.1、8.8、8.1和6.0。

2.2 系统聚类分析

使用SPSS 19.0软件进行系统聚类分析。将青贮玉米品种的农艺、品质的11个指标输入SPSS软件中，根据聚类分析结果(表2)，13个青贮玉米品种都为有效。从表3和图1可以看出，供试13个品种分成3个群集，类群Ⅰ：京科青贮516、饲玉1号、饲玉2号、诺达1号和登海605；类群Ⅱ：京科青贮301、北农青贮208、北农青贮356、鲁单9066和宇玉30；类群Ⅲ：北农青贮308、BN 2932和鲁单6076。

根据分类结果每个类群取其平均值，从表4可以看出，类群Ⅰ的平均干草产量达到26 640.1 kg/hm2，平均鲜草产量达到52 927.5 kg/hm2，高抗锈病，病级为4级，粗蛋白含量6.16，中性洗涤纤维含量37.16；类群Ⅱ的平均干草产量为19 426.0 kg/hm2，平均鲜草产量为36 846.7 kg/hm2，高感锈病，病级为7级，粗蛋白含量仅为5.92，中性洗涤纤维含量为37.64；类群Ⅲ的平均干草产量为22 717.9 kg/hm2，平均鲜草产量为44 083.2 kg/hm2，中感锈病，病级为6级，粗蛋白含量达到6.70，中性洗涤纤维含量较高，为41.59。

表2 处理汇总

注：a为平均联结(组之间)。

表3 群集成员

表4 不同群集主要性状指标平均值

3 讨论与结论

评价青贮玉米品种的优劣，不同学者采用的评价指标存在差异，兰洪亮等[9]采用熟期、绿叶片数、生物产量作为评价指标，田宏等[10]，赵祥等[11]采用物候期、生物产量和粗蛋白作为评价指标，吴海忠等[12]采用株高、茎粗、蛋白质含量、中性洗涤纤维含量和酸性洗涤纤维含量为评价指标，叶瑞卿等[13]用鲜物质产量、干物质产量、粗蛋白产量、籽粒产量、粗纤维含量、中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含量和酸性洗涤木质素含量为评价指标，郝林风等[14]利用鲜草和干草产量评价玉米品种。全株玉米干物质含量是衡量青贮玉米饲料营养价值的基础性指标，干物质含量越高，营养浓度越高，营养价值越大[19]；NDF含量可限制奶牛的采食量和粗饲料的利用效率，NDF含量越高，粗饲料品质越低[20]；粗饲料ADF含量与其有机物的消化率呈负相关，ADF含量越高，粗饲料品质越低，粗脂肪和粗蛋白含量较高的青贮玉米品种，营养价值越高[21]，锈病破坏了叶绿体的结构，减少了叶绿素的含量，影响玉米产量和品质[22-23]。

鲁南地区位于山东南部，包括日照、临沂、枣庄、济宁和菏泽5个市，降水丰沛，热量资源丰富，夏季高温多雨[24-25]，玉米生长后期易受到锈病影响[22,26]。因此应该根据鲁南地区的气候条件，选择生物产量较高、高抗锈病、粗脂肪含量较高和粗纤维含量较低的青贮玉米品种。本研究聚类分析结果表明，京科青贮516、饲玉1号、饲玉2号、诺达1号和登海605等5个青贮玉米平均干草产量达到26 640.1 kg/hm2，平均鲜草产量达到52 927.5 kg/hm2，高抗锈病，病级为4级，粗脂肪含量2.60，粗蛋白含量6.16，中性洗涤纤维含量37.16，适宜在鲁南地区种植。