应用灰色关联度法评价12个青贮玉米品种的综合性能

王玉建，刘世伟，王聪，李军，裴玉贺，宋希云

（1.青岛农业大学农学院，山东青岛 266109；2.青岛市主要农作物种质创新与应用重点实验室，山东青岛 266109；3.青岛农业大学生命科学学院，山东 青岛 266109）

青贮玉米生物产量高、生长周期短、适口性好，是畜牧业的重要饲料［1-3］。随着粮改饲产业结构调整以及畜牧业的发展，青贮玉米生产和应用得到重视，已成为提高畜牧业经济效益的重要途径之一［4，5］。品种选择是获取高产优质青贮玉米的基础［6］。学者从产量和营养品质角度对青贮玉米的筛选和评价发现，各品种性状差异较大，营养成分多样，变化趋势不一［7］。因此需采用客观评价方法准确而科学地筛选出青贮玉米品种。

灰色关联度分析法 （grey relational degree analysis，GRDA）克服了单一指标不能准确筛选青贮玉米品种的问题［8］，能客观筛选。目前，该方法已在饲用玉米育种研究上得到应用［9，10］。本研究以12个青贮玉米品种为材料，先对其进行生物产量比较，再应用灰色关联度分析法，以酸性洗涤纤维 （acid detergent fiber，ADF）、中性洗涤纤维（neutral detergent fiber，NDF）、粗蛋白（crude protein，CP）、粗脂肪 （crude fat，CF）、粗灰分（coarse ash，CA）、可消化干物质摄入量 （digestible dry matter intake，DMI）、可吸收营养物质总量（total digestible nutrients，TDN）、可消化干物质（digestible dry matter，DDM）、相对饲喂价值 （relative feeding value，RFV）等为指标来构建青贮玉米评价模型、综合评价营养品质，以期筛选出适应青岛地区且产量高、品质好的青贮玉米品种。

1 材料与方法

1.1 试验地自然条件

试验于2019年在青岛农业大学实验基地（山东省青岛市胶州市）进行。该地位于北温带季风气候区，属暖温带半湿润季风区大陆性气候，春季温暖多风，夏季湿热多雨，年平均气温14℃，降水量686.5 mm，无霜期 205.5 d，日照时数 2 411.6 h。

1.2 试验材料

供试玉米品种12个，分别为登海605、先玉335、农大 372、青农 12、青农 15、鲁单 268、鲁单256、鲁单258、雅玉8号、饲玉2号、邵青贮1号、邵青贮2号，均由青岛农业大学玉米分子育种研究室提供。

1.3 试验方法

采用完全随机区组设计，重复3次。小区面积15 m2（3 m×5 m），小区间隔0.6 m。种植密度6.75万株／hm2，行距 0.6 m，株距 24.7 cm，双株留苗。6月17日播种，施肥及其它田间管理措施按常规进行。

1.4 指标测定

1.4.1 产量测定 乳熟末期至蜡熟初期，每品种选正常代表性植株10株，从茎基部5 cm处割下，测其地上部产量，后105℃杀青30 min、65℃烘至恒重，测干重。

1.4.2 营养成分测定 将青贮玉米干草粉碎后，用凯氏定氮法测定粗蛋白含量［11］，范氏洗涤纤维法测定酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量［12］，用高温电炉灼烧3 h测定粗灰分含量，用国家标准GB／T 6433—2006测定粗脂肪含量［13］。参照王惠等［14］的方法计算可消化干物质摄入量（DMI）、可吸收营养物质总量（TDN）、可消化干物质（DDM）、相对饲喂价值（RFV）。

1.5 统计分析

采用Microsofe Excel 2019进行图表制作，采用SPSS20.0统计软件进行单因子方差分析，采用邓肯氏法进行多重比较。

1.6 灰色关联度分析

将12个青贮玉米品种的9个品质指标作为一个灰色系统，每个青贮玉米品种作为灰色系统的一个因素，应用灰色关联度分析法对其营养品质进行综合分析。

1.6.1 参考数列 以各指标的最理想值构成理想的参考数列：X0（k）＝｛X0（1），X0（2），X0（3），…，X0（n）｝；以各指标的测定值构成比较数列：Xi（k）＝｛Xi（1），Xi（2），Xi（3），…，Xi（n）｝。其中 k＝1，2，3，…，n，n为测定指标数 （n＝9）；i＝1，2，3，…，m，m为测定的不同青贮玉米品种（m＝12）。

1.6.2 指标值的无量纲化 将各指标测定值转化为评价值，用 X′i（k）＝Xi（k）／X0（k）对原始数据进行无量纲化处理。

1.6.3 关联系数 求比较数列Xi与参考数列X0各对应点的绝对差值。△i（k）＝｜X0（k）-Xi（k）｜，此处△i（k）为i品种的指标测定值Xi与理想值X0在第k个指标上的绝对差值。则理想数列X0和比较数列Xi在k点的关联系数εi（k）为：

代入加权关联度计算公式，可得到比较数列和参考数列的加权关联度求出关联度后，按照关联度由大到小进行排序，关联度越大则相似程度越高，比较数列越接近参考数列，植株综合营养指标更优，反之则越差。

2 结果与分析

2.1 12个青贮玉米品种的生物产量表现

由图1可见，12个青贮玉米品种间生物产量存在显著差异，其中鲁单256的生物产量显著高于其它11个品种（P＜0.05）；登海605和青农12的生物产量显著高于其它9个品种（P＜0.05）；青农15、雅玉8号和饲玉2号显著高于其它6个品种（P＜0.05）；农大372、鲁单268、邵青贮2号和邵青贮1号产量较低，除邵青贮2号外，三者与更低的先玉335和鲁单268差异不显著。

图1 12个青贮玉米品种的生物产量

2.2 12个青贮玉米品种的营养品质分析

由表1可知，各品种营养品质存在显著差异。其中酸性洗涤纤维含量邵青贮2号最高，农大372最低；中性洗涤纤维含量农大372最高，青农12最低；粗蛋白含量登海605最高，先玉335最低；粗脂肪含量鲁单256最高，邵青贮1号最低；粗灰分含量雅玉8号最高，青农15最低；可消化干物质摄入量青农12最高，农大372最低；可吸收营养物质总量农大372最高，邵青贮2号最低；可消化干物质含量农大372最高，邵青贮2号最低；相对饲喂价值青农12最高，农大372最低。

表1 12个青贮玉米品种的营养品质

2.3 测定指标值的无量纲化和关联系数

以ADF和NDF选择最小值、其它指标选择最大值建立理想的参考数列，理想参考数列X0（k）＝｛20.24，31.07，12.57，2.54，5.52，3.87，75.22，73.13，209.82｝（表1）。12个青贮玉米品种各指标无量纲化后的结果见表2，各指标的关联系数见表3。

表2 测定指标值的无量纲化

表3 测定指标的关联系数

2.4 不同青贮玉米营养品质评价

12个青贮玉米品种营养品质的等权关联度、加权关联度及排序见表4。各品种营养品质的等权关联度和加权关联度排序基本一致，且经相关性分析（图2），等权关联度和加权关联度的相关系数 R＝0.9992，达到极显著水平（P＜0.001）。综合评价，营养品质最佳的为鲁单256，其余依次是青农12、登海605、雅玉8号、青农15、饲玉2号、农大372、鲁单 258、鲁单 268、先玉 335、邵青贮1号和邵青贮2号。

表4 12个品种营养品质的等权关联度、加权关联度和排序

图2 加权关联度和等权关联度的相关性

3 讨论与结论

玉米茎秆品质是影响青贮玉米利用率的主要因素，玉米的利用率和消化率密切相关，而消化率与细胞成分和细胞壁成分有关，细胞成分是可消化的，主要包括淀粉、蛋白质和少量脂类。细胞壁能否被消化取决于细胞壁的结构、成分以及组成物质交联的程度［15］。因此，评价玉米茎秆品质常用指标有淀粉含量、粗蛋白（CP）含量、酸性洗涤纤维（ADF）含量、中性洗涤纤维（NDF）含量、木质素含量、离体消化力和细胞壁消化力等［16，17］。粗蛋白提供动物所需的蛋白质，其含量越高，品质越好［18］。干物质消化率的衡量指标是酸性洗涤纤维含量，其含量越高，消化率越低［19］。中性洗涤纤维含量越低，可供消化的物质就越多［20］。

较高的生物产量和良好的营养品质是优良青贮玉米品种的必备条件［21］。本研究先对12个青贮玉米品种的生物产量进行比较，得出鲁单256、登海605和青农12居前3位，鲁单258最低。同时，对这12个品种的营养品质进行比较后发现，营养指标在各品种中呈现多样性，难以通过单一指标选择最佳品种。而灰色关联度分析法克服了通过单一指标无法准确评价最佳青贮玉米品种的问题。前人已在玉米［22］、饲草［23］、小麦［24］和苜蓿［25］等植物以及土壤肥力［26］的研究中运用该法，其结果为本研究提供了依据。通过对12个青贮玉米品种的营养品质进行灰色关联度分析发现，等权关联度和加权关联度排序基本一致，排名前3位的品种是鲁单256、青农12和登海605。因此，综合生物产量及营养品质，最适合在青岛地区推广种植的青贮玉米品种是鲁单256、青农12和登海605。