不同青贮玉米品种品质性状比较研究

吴建忠，李绥艳，林 红，马艳华，潘丽艳，李东林，杨国伟，孙德全

（黑龙江省农业科学院草业研究所，黑龙江 哈尔滨 150086）

青贮玉米又称饲料玉米， 是用于畜牧养殖中反刍动物优质饲料以提高动物生产性能的一种绿色饲料作物［1］。 青贮玉米具有种植成本低、生产风险低、产量高及收割方便等优点。高营养价值的青贮玉米品种选育至关重要。 大量使用玉米制作青贮饲料主要因其化学成分符合制作良好青贮饲料的要求，具有高生产率、低缓冲能力和足够的可溶性碳水化合物，使粗饲料保持高质量属性［2-3］。 鉴于青贮玉米对畜牧养殖业的重要性，挖掘兼顾茎、叶和籽粒的良好比例， 以及高消化率的青贮玉米品种对提高畜牧生产力具有重要意义［4-5］。 青贮玉米籽粒的比例越高越好， 有助于增加青贮饲料的干物质含量［6］。 植株中的干物质通过抑制不良微生物或细菌的生长，利于青贮保存。青贮玉米的选育必须兼顾植株的形态建成性状， 以获得较好的抗倒伏、持绿性好等优良性状，提高整个植株的营养质量［7］。 Sebastiao 等［8］认为，增加青贮玉米中穗的比重有助于提高青贮的营养品质。 该研究目的是比较8 个青贮玉米杂交品种的品质特性， 为挖掘青贮玉米优良基因源提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试8 份材料全部来源于2020年黑龙江省农业科学院草业研究所玉米育种圃，见表1。

1.2 试验方法

1.2.1 试验地概况试验于2020 年在黑龙江现代农业示范区玉米试验基地（45°50′N，126°45′E，海拔158.85 m）进行。 试验地属黑龙江省第一积温带（2 700 ℃以上），为中温带季风气候，冬季寒冷漫长， 夏季高温多雨。 年均气温3.6 ℃， 无霜期150 d，降水量为500 mm。 试验地土壤类型为黑钙土和黑土，前茬作物为玉米。

表1 供试青贮玉米品种及收获时干物质比重 单位：%

1.2.2 试验设计试验品种采用4 行区种植，行距50 cm，行长10 m，种植密度为75 000 株/hm2，不设对照，试验周边设置4 行保护行。播种前起垄并施用玉米复合肥 （15-15-15）675 kg/hm2，2020年4 月29 日播种，管理方式同大田。

1.2.3 试验测定方法鲜重和干重测量方法：田间观察籽粒乳线1/2 时期， 在每个小区中间2 行选取长势均匀植株3 株， 取样留茬高度为20 cm，用铡刀切碎至10 cm 小段，混合后称鲜重，置于烘箱105 ℃杀青2 h，降温至60 ℃烘干至恒重，记录干重。

品种性状测量方法： 利用秸秆粉碎机全株粉碎混匀， 每个材料随机取8 份采用近红外光谱检测品质性状，所用仪器为福斯FOSS DS2500，取平均值作为每份材料最终的性状值， 相关性状及其缩略词见表2。

表2 各品种青贮玉米性状及描述统计

1.3 数据统计及分析

采用Excel 2000 整理数据，R 语言corrplot 包进行相关性绘图，函数heatmap 用于热图绘制。

2 结果与分析

2.1 青贮玉米品质性状

我国国家青贮玉米审定标准从2002 年下达以来，经过2011 年和2016 年两次修订，将青贮玉米的审定和分级标准细化。 标准明确了品质性状中粗蛋白含量≥7%，淀粉含量≥25%，中性洗涤纤维（NDF）含量≤45%。该试验材料的平均粗蛋白含量 ［（6.45±0.20）%］ 和平均中性洗涤纤维含量［（46.39±1.15）%］ 均未达标， 尽管平均淀粉含量［（33.12±1.46）%］超过国家审定标准，但仍有材料未达标（最小值为25.57%）（见表2），表明供试部分材料还需品质改良。

青贮玉米的品质性状间存在明显的相关性（见图1）， 整体表现两类， 第一类性状有：Fat、NFC、RFV、Starch、NDFD30、NDFD48、RFQ、NEG、IVTDMD30、IVTDMD48、NEL、Milkpton、TDN和NEM，这类性状是青贮玉米营养价值的直接体现元素，涉及营养物质本身（如脂肪、碳水化合物、淀粉等）及其能量消耗指标（如：体外干物质消化率、净能及相对饲喂价值等）， 特别是TDN 作为饲料能量含量的指标，青贮饲料中TDN 的测定对平衡和优化饲料至关重要［9-10］。 第二类性状有：dNDF30、dNDF48、DM、ADF、NDF、P、CP、Ca、Mg、Lignin、Ash和K， 这类性状大多涉及青贮玉米植物形态建成必不可少的构成元素， 部分性状在类群内部表现明显正相关， 如干物质含量是所有性状的考量基准，其含量与洗涤纤维及消化率呈显著正相关。

2.2 供试材料的品质结构

为进一步挖掘不同青贮玉米品质性状结构组成，利用品质性状对参试材料进行热图聚类。性状间也明显分为两类，结果与性状相关性一致，见图2。 供试材料分为两类，一类中的3 份材料分别为LY19、LY20 和YG1，LY19 和LY20 的各项性状更为接近；另一类中XY696 和XY1331 较近，LY18、LY105 和16X259 各性状较近。 值得关注的是，LY19 具有明显的性状特异性， 第一类性状较弱，第二类性状优势较强。

3 结论与讨论

青贮玉米的种植，品种选择很关键。只有选择合适的品种，才能获得最大的投入产出比。青贮玉米的品种选育工作中产量和品质并重， 在保证青贮玉米产量的基础上，品质性状的选育尤为重要。该试验对8 份青贮材料的26 个品质性状分析发现， 品质性状的选育和植株形态建成存在明显的拮抗作用，两大类性状整体表现明显的负相关，即在提高青贮玉米营养价值的同时会对其形态建成方面产生一定的影响。

图1 青贮玉米不同品质性状的相关性

图2 基于各性状的材料间聚类热图

供试材料的中性洗涤纤维含量在42.57%～51.69%， 酸性洗涤纤维含量在24.22%～30.985%。NDF 和ADF 含量通常用于估计饲料摄入量和消化率［11］。 提高中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的比例会降低饲料的消化率，给动物以饱腹感，限制动物的饲料消耗［12］。 RFV 值作为NDF 和ADF 的复合指数，常用来评估饲料摄入量和能量值，供试材料的RFV 值在116.56～153.03，根据Rohweder 等［13］的饲料品质划分研究，该试验中仅有16X259 达到了优质饲料的范畴（RFV＞151）。

供试材料可以分成2 类。 LY19、LY20 和YG1的营养价值偏低， 尤以LY19 的营养价值最低，但其形态建成性状优势明显， 这也正好合理解释了LY19 和LY20 倒伏率较低的原因。 另一类材料的营养价值性状均突出， 表现最佳的是16X259，所有性状优于其他材料， 表明该材料在营养价值性状和形态建成性状之间达到了较好的平衡，可以作为优势基因源加以创新和利用。