5个品种饲用玉米主要农艺性状评价

张涛，牛净净

（1.焦作市畜牧兽医综合执法支队，焦作 454003；2.焦作市博爱县实验小学，博爱 454450）

玉米（maize）作为碳四植物，具有抗干旱、单株高产的特点，是我国重要的粮食、经济和饲用作物[1]。饲用玉米（Zea mays）区别于籽实玉米，主要是指在乳熟至蜡熟期收获，其秸秆、叶片极适合作青贮发酵的玉米[2]，其具有气味芳香、柔软多汁、营养丰富、适口性好等特点[3]，是草食动物基础日粮的主要成分[4]，已成为养牛业的主要饲料来源[5]。有学者对于饲用玉米的筛选评定提出自己的观点，如李德锋等研究提出引进饲用玉米要选择植株高大、绿叶数和叶面积适中的品种[6]。闫慧颖等研究指出茎秆高、叶片数多的饲用玉米用于青贮种植更具优势[7]。以上观点在生产过程中可以更直观、更简洁地用于饲用玉米的评价和筛选，但是不能作为对各农艺性状的综合评价。对农艺性状的综合评价需要选取尽量多的农艺性状指标，而这些农艺性状之间信息往往相互重叠[8]。主成分分析可以对指标数据进行正交变换转化为较少个数的主成分，从而实现对试验结果进行综合评价[9]。本试验旨在利用主成分分析的方法对5个品种饲用玉米的多个农艺性状进行综合评定，从而实现优质品种筛选的目的。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在河南省焦作市中站区府城办事处小尚村，该地区属暖温带大陆性季风气候，年均气温为12.8～14.8℃，年均日照时数379.4h，年太阳总辐射量为116.93kcal/m2，年活动积温为4 500～4 900℃，年均降水量600～700mm，无霜期200d，土壤为潮土。

1.2 试验材料

试验所用饲用玉米种子均购买于美国百绿有限公司北京代表处，品种和特性见表1。

表1 供试饲用玉米材料品种和特性

1.3 试验设计

2017年4月底采用完全随机设计，3次重复，每个品种小区面积4×6m2，栽培措施采用条播，行间距0.5m，播种密度为6万株/hm2。播种前翻耕，施牛粪（15 000kg/hm2）作为底肥，并采用漫灌的方式浇水，在苗期用尿素追肥。在生长过程中除草两次。

表2 饲用玉米主要农艺性状的变异情况及F值

1.4 测定指标及方法

试验选取蜡熟期对各小区饲用玉米取样10株测定各项数量性状，并在各小区随机刈割3株将其茎（含穗）、叶分离，分别称鲜重，在105℃的烘箱中杀青30min，然后将温度调至65～75℃，烘干48h以上，测定干物质重、含水率、叶茎比等指标。各指标均取平均值进行统计分析。

单株干物质重（X1）：茎（含穗）干重和叶干重之和；株高（X2）：采用卷尺测量植株从地面至顶端的高度；茎粗（X3）：采用游标卡尺测量植株基部茎直径；穗位高（X4）：采用卷尺测量植株从地面至主穗基部的高度；叶片数（X5）和穗上叶片数（X6）：采用计数法记录单株叶片总数和穗上叶片数；穗位叶长（X7）：用卷尺测量穗位叶片总长度；穗位叶宽（X8）：用直尺测量叶片最宽处的宽度；叶茎干物质比（X9）：叶片干物质重与茎（含穗）干物质之比；含水率（X10）：全株干物质重与全株鲜重之比。

1.5 数据处理

数据经过Excel 初步处理后，采用SAS 9.0进行单因素方差分析和主成分分析，分析不同品种饲用玉米农艺性状的变异程度及影响各品种变化的主要性状，最后采用Excel 作图，显示各品种饲用玉米的综合性能。

2 结果与分析

2.1 不同品种饲用玉米农艺性状的差异

对5个品种饲用玉米10个农艺性状变异系数进行比较（表2），其中叶片数变异系数最大，其次是叶茎干物质比，说明各品种饲用玉米叶片数和叶茎干物质比的差异最大。变异系数最小的为含水率，说明含水率在各品种之间差异程度最小。分别对10个农艺性状进行方差分析，结果表明各农艺性状差异均达到极显著水平（P＜0.01）。

表3 饲用玉米主要农艺性状间的相关系数

2.2 农艺性状间的相关分析

相关性分析结果（表3）表明，各农艺性状与单株干物质重的相关性从大到小依次为：叶片数、含水率、株高和穗位高，且呈极显著正相关（P＜0.01），其他农艺性状与单株干物质重的相关性不显著。株高与含水率、叶片数和穗位高、穗位高与叶片数和含水率、叶片数与含水率以及叶长与叶宽均呈极显著正相关（P＜0.01）。茎粗与叶长、穗上叶片数与叶长和叶宽呈显著正相关（P＜0.05）。穗上叶片数与穗位高呈极显著负相关（P＜0.01），而与叶茎比呈显著负相关（P＜0.05）。

2.3 主成分分析

主成分分析（表4和表5）表明，前2个主成分特征值的累积贡献率达到了90.02%，其中第1主成分的特征值为5.41，贡献率为54.11%，其中单株干物质重（0.4263）、含水率（0.4135）、株高（0.4115）和叶片数（0.4091）对应的特征向量较高，表明第1主成分反映生产性能的特点。第2主成分的特征值为3.59，贡献率为35.91%，其中叶宽（0.4947）、叶长（0.4783）、茎粗（0.4569）和穗上叶片数（0.4516）对应的特征向量较高，表明第2主成分反映的是营养生长的特点。在第1主成分中穗上叶片数（-0.2204）和穗位叶长（-0.0011）以及第2主成分中穗位高（-0.1983）和叶茎干物质比（-0.2467）的特征向量为负数，表明相关性状之间存在相互制约的关系。经主成分分析表明，不同品种饲用玉米的主要差异为生产性能，其次是形态差异。

表4 饲用玉米主要农艺性状相关矩阵的特征值、方差贡献率和累积方差贡献率

表5 选取的主成分对应的特征向量

对各品种饲用玉米农艺性状指标值进行标准化转换，计算重要主成分值，以第1主成分值为横坐标，第2主成分值为纵坐标作图（图1）。由图1可知，BMS001和BMS002的第1和第2主成分值均较高，表明该2个品种饲用玉米的生产性能和营养生长均较好；科多四号的第1主成分值较高，而第2主成分值较低，表明该品种饲用玉米产量较高，但营养生长最低；中原单32和科多8号的第1主成分值和第2主成分值均较低，表明该2个品种相对其他3个品种综合利用价值较低，其中，中原单32的生产性能最低，且营养生长一般，科多八号的生产性能一般，且营养生长较低。

图1 饲用玉米5个品种不同主成分值坐标分布图

3 讨论与结论

根据5个品种饲用玉米的10个农艺性状的方差分析结果可以看出，不同品种饲用玉米在形态上表现出很大的差异性，相关性分析表明品种内不同性状之间存在着紧密的联系。

主成分分析中，前2个主成分代表了5个品种饲用玉米10个农艺性状90%的信息。对2个主成分作用较大的性状主要有单株干物质重、含水率、株高、叶片数、叶宽、叶长、茎粗和穗上叶片数，表明这8个性状可能是影响饲用玉米产量和营养生长的主要性状。第1主成分主要反映了生产性能的特点，第2主成分反映了营养生长的特点。

通过对第1和第2主成分值作坐标图，可以清晰显示各品种饲用玉米的生产性能和营养生长的特点。其中，BMS001和BMS002的综合性能较好；科多四号生产性能较好，但营养生长最差；科多八号生产性能一般，且营养生长较差；中原单32生产性能最差，且营养生长一般。因此，试验材料中BMS001和BMS002是优选品种。