青海省中晚熟青贮玉米‘铁研53’的引种栽培

甘淑萍，杨学贵，马玉清，李 想，朱丽丽，陈志国,，贺晨帮，毛小锋

（1.青海省种子管理站，青海西宁810003；2.青海省小寨良种试验站，青海，西宁810005；3.中国科学院西北高原生物研究所，青海西宁810008；4.中国科学院大学，北京100049；5.中国科学院高原生物适应与进化重点实验室，青海西宁810008；6.青海大学农林科学院，青海西宁810016）

青贮玉米(Zea mays)是主要的饲草作物之一[1-2]，一般在籽粒达到蜡熟期后全株收获制作青贮饲料。与普通玉米相比，青贮玉米植株高大、叶片繁茂、生物量高，茎叶中含有丰富的糖、蛋白质、胡萝卜素等营养物质，能够积累较高的能量；整株收获后经无氧发酵可长期保存，营养价值高，适口性好，牲畜易消化[3]。随着我国农业结构的调整和畜牧业的快速发展，饲用玉米的发展越来越被重视[4]。推广饲用玉米可为农牧交错地区饲草生产和生态环境保护提供新途径，对弥补饲草料短缺、减缓草地退化、保障饲料冷季供应具有重要意义，是农牧交错地区解决草食牲畜冬春饲草料短缺的有力保障。

适时播种、合理密植、科学施肥是提高青贮玉米产量和质量的关键。合理密植是青贮玉米高产优质的重要保障，但过度密植可能会导致玉米冠层郁闭、光照不足，进而引起倒伏和严重的减产[5-8]。因此，开展青贮玉米的播期、播种密度、施肥量等试验，提出青贮玉米在青海各地区适宜的栽培方案，是青贮玉米能否在青海顺利发展的重要前提。

‘铁研53’是辽宁省铁岭市农业科学院选育的粮饲兼用型玉米品种，植株生命力强，枝大叶茂，株型紧凑，抗倒伏。具有生物量高、营养丰富、适应性广等特点。经测定，其籽粒粗蛋白含量为10.0%，粗脂肪含量为4.4%，粗淀粉含量为73.9%，赖氨酸含量为0.28%，品质优良。在辽宁的试验中粮食产量为8.15 t·hm−2，在拉萨市的引种试验中青贮平均产量为237 t·hm−2，首次在高原地区实现高产。目前，‘铁研53’在我国黄淮夏播地区及西南地区被广泛种植。2017年‘铁研53’由牛必乐公司引入青海，经过两年的引种试验，2018年在青海省进行了引种备案。引种试验中，‘铁研53’在青海青贮平均产量为112.91 t·hm−2，比对照纪元8号增产16.81%。2018年‘铁研53’在青海省内推广种植1 027 hm2。本研究在青海不同生态农业区开展‘铁研53’栽培试验，旨在通过探索合理的栽培条件，为‘铁研53’高产优质栽培与合理利用提供理论与技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地点概况

研究在青海4类农业区进行，分别是，东部农业区(东部地区)：西宁市湟源县，海东市乐都区、民和县、互助县；海南州农业区(海南州)：共和县；海北州环湖农业区(海北州)：海晏县、门源县；海西州柴达木绿洲农业区(海西州)：德令哈市、都兰县、乌兰县。各试验点概况如表1所列。

1.2 试验材料与设计

供试材料为青贮玉米‘铁研53’。统一设计试验方案，于2018–2019年分别在10个试验点同时进行。

1.2.1 播期试验

青海地处青藏高原温带冷凉地区，玉米播期随各地晚霜期不同各有差异，为确定各个地区适宜的青贮玉米播期，开展播期试验。分别以当地气候条件和20年平均终霜日为参考，设置终霜日前15 d为A1播期，终霜日前7 d为A2播期，终霜日为A3播期，终霜日后7 d为A4播期，终霜日后15 d为A5播期，共5个播期，采用顺序排列，3次重复，小区面积5 m ×3.6 m，覆膜播种，密度90 000株·hm−2。

1.2.2 密度试验

设置5个种植密度，分别为B1(60 000 株·hm−2)、B2(75 000株·hm−2)、B3(90 000株·hm−2)和B4(105 000株·hm−2)，B5(120 000 株·hm−2)，小区面积5 m × 3.6 m，覆膜播种，随机区组设计，3次重复。按各地适宜播期播种。

1.2.3 肥效试验

设置5个肥效处理，施用尿素(N 46%)和磷酸二铵(P2O546%，N 18%)，各处理的施肥量为C(尿素，磷酸二铵)，分别为C1(0，0)、C2(0.13 kg，0.4 kg)、C3(0.27 kg，0.4 kg)、C4(0.40 kg，0.4 kg)和C5(0.54 kg，0.4 kg)，在播种时作为底肥一次性施入，后期不再追施肥料。小区面积5 m ×3.6 m，覆膜播种，密度90 000株·hm−2。随机区组设计，3次重复。按各地适宜播期播种。

表1 各试验点信息表Table1 Test point information

1.3 测定指标与方法

1.3.1 物候期及农艺性状观察记录

播种后观察记录玉米各物候期。蜡熟期在各小区取有代表性植株5株，测量株高、穗位高，调查单株叶片数及结穗数。

1.3.2 生物量测定

在蜡熟期收获地上部分，测定鲜重，并折合公顷产量。

1.3.3 品质测定

蜡熟期乐都区试点各小区取5株收获，风干后混合粉碎测定淀粉、粗蛋白、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维。指标分析由西北高原生物研究所分析测试中心完成。

1.4 数据分析

数据整理、统计分析及绘图均采用Excel 2007。

2 结果与分析

2.1 生育期

青贮玉米‘铁研53’在部分试验点的生育期及农艺性状表现如表2所列。

2.2 播期对产量的影响

对4类农业区不同播期产量数据进行多重比较分析(表3)，结果表明，海北州和海南州的5个播期之间产量没有显著差异(P>0.05)，均以第2个播期产量最高，分别为80.4和112.72 t·hm−2。海南州5个播期产量由多到少依次为播期A2、A3、A1、A4和A5，海北州5个播期产量由多到少分别为播期A2、A3、A4、A5和A1。海西州播期A1、A2和播期A4、A5间产量存在极显著差异(P< 0.01)，播期A2产量最高，达到了132.67 t·hm−2。东部农业区播期A1和A5间产量差异显著(P<0.05)，5个播期产量在1%水平上没有显著差异，播期A1产量最高，为164.85 t·hm−2。

表2 不同试点青贮玉米‘铁研53’的生育期及农艺性状Table2 Growth period and agronomic performance of ‘Tieyan 53’at different experimental sites

表3 青海省不同地区不同播期处理下青贮玉米‘铁研53’的产量Table 3‘Tieyan 53’yield on different sowing datesin four regions t·hm−2

2.3 不同种植密度对产量的影响

海北州农业区各密度之间产量无显著差异(P>0.05)，5个密度处理产量由高到低分别为B3、B5、B2、B4和B1(表4)，其中B3(90 000株·hm−2)产量最高，达到75.12 t·hm−2。海西州柴达木绿洲灌区3个高密度处理B3、B4、B5和处理B2间产量差异显著(P<0.05)，与低密度处理B1间产量差异极显著(P<0.01)，处理B5(12 000 株·hm−2)产量最高，达到171.49 t·hm−2。东部农业区高密度处理B4、B5和低密度处理B1、B2间产量差异极显著(P<0.01)，产量随密度增大而增加，密度处理B5产量达到150.51 t·hm−2。海南州处理B2和处理B1、B5间产量差异显著(P<0.05)，处理B2产量最大，为119.71 t·hm−2。

综上，海北州各种植密度间差异不显著，在90 000株·hm−2时产量最大，60 000株·hm−2产量最低，而海南州在75 000株·hm−2时产量达到最大(表4)。种植过密或过稀会导致产量降低，因此这两个地区的种植密度弹性较大，对两地不同密度处理产量数据进行回归分析(图1)，由拟合曲线的回归方程可知，‘铁研53’在海北州最适种植密度为84 315株·hm−2，理论产量为71.19 t·hm−2，在海南州最适种植密度为89 175株·hm−2，理论产量为124.36 t·hm−2。

表4 青海省不同地区不同密度处理下青贮玉米‘铁研53’的产量Table4‘Tieyan 53’yield under different planting densitiesin four regions

图1 海北州和海南州青贮玉米‘铁研53’产量随密度变化的趋势Figure 1 Trend map of ‘Tieyan 53’yield versusplanting density

2.4 不同肥效对产量的影响

对同一地区不同施肥水平进行多重比较，结果表明，海南州和海北州试验点高氮肥处理C4、C5与低氮肥处理C1间产量差异显著(P<0.05)，氮肥对‘铁研53’青贮产量有显著的增加效应(表5)，海西州和东部农业区各施肥处理间产量无显著差异(P>0.05)。‘铁研53’青贮产量与氮肥的施肥量整体趋势上呈正相关关系，各试验点的青贮产量随氮肥施肥量的增加而增加。

2.5 不同试验处理对青贮玉米品质影响

在蜡熟期对乐都地区播期、播种密度和施肥3个试验的各个处理进行取样，将样品经暴晒后阴干处理，混合研磨后对影响青贮饲料营养品质的淀粉、粗蛋白、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量进行测定。结果表明，粗蛋白含量随种植密度和氮肥施肥浓度的增加而降低，酸性洗涤纤维在不同密度处理下变化较小(表6)。乐都地区播期A3综合营养品质最佳，播期A2次之。种植密度B1综合品质最佳，密度处理B2次之。肥效处理C2综合品质较好。

3 讨论与结论

3.1 播种期的影响

适时播种是青贮玉米高产优质的关键，玉米是喜温植物，而青海高原属冷凉地区，积温有限。理论上看，播期越早，获得的积温越多。袁慧敏等[9]在张家口市开展的研究表明，随着播期推迟，青贮玉米的鲜重、干重及营养品质均呈下降趋势；李生龙[10]在德令哈种植了3个青贮玉米品种，结果表明第2个播期4月30日播种产量最高；在黄淮海地区的研究表明，青贮玉米春播(5月7日播种)产量、品质和农艺性状均优于夏播(6月17日播种)[11]。本研究设置5个播期，结果显示，海北州、海南州、海西州3类农业区均在第2播期即终霜日前7 d播种青贮产量达到最大。东部农业区由于气候条件相对较好，第1播期即终霜日前15 d播种青贮产量最高。乐都试验点的不同播期品质分析结果表明，终霜日或终霜日前7 d播种营养品质表现较好。因此，青海省在种植青贮玉米‘铁研53’时为达到优质高产，宜在终霜日前7～15 d播种。

表5 青海省不同地区不同施肥处理下青贮玉米‘铁研53’的产量Table 5‘Tieyan 53’yield under different fertilizer treatments in four regions

表6 不同处理对乐都区青贮玉米‘铁研53’品质的影响Table6 Quality analysisresultsof different treatments

3.2 种植密度的影响

种植密度决定青贮玉米产量和品质，在选择播种密度时不仅要考虑高产，也要考虑营养品质。低密度时单株玉米的产量潜力得到充分发挥，播种密度增加时，单位面积玉米株数增加，产量相应的增加，适当增加种植密度可在一定程度上提高产量。王云霄等[12]研究表明，青贮玉米‘万佳19’以99 700株·hm−2的密度种植时产量最高，相比对照增产了34.7%。唐保军和丁勇[13]、胡萌等[14]、李磊等[15]的研究也表明，适当密植可以增产。但也有研究表明，随着播种密度的增加青贮玉米的生物量先增加后减少，种植密度过大时会导致单株个体的水、肥、气等条件不足，出现植株各部位生长失调，根系生长减弱，从而导致减产[16-18]。更有研究表明，种植过密还可能极大地增加倒伏的发生率[19-20]。本研究中‘铁研53’的青贮产量也是先随播种密度的增加而增加，到达一定密度后产量随密度的增加而降低，但是东部农业区青贮产量持续随播种密度的增加而增加，这可能是因为东部农业区热量条件较好，加之‘铁研53’抗倒伏能力强未造成减产。乐都试验点不同密度处理品质分析结果表明，高密度处理时粗蛋白含量及淀粉含量均低于低密度处理。综合品质分析结果，青海省各农业区在种植‘铁研53’时，应将种植密度控制在75 000～90 000株·hm−2为宜。

3.3 氮肥的影响

氮元素是玉米叶片叶绿素的主要成分，叶绿素含量在很大程度上影响光合作用并决定光合产物的形成过程，多项研究表明，合理施用氮肥可显著提高玉米产量及品质[21]。王爽等[22]的研究发现，青贮玉米的蛋白质含量随施氮量的增加而增加，但是也有研究显示过量的氮肥反而会降低氮肥利用率，抑制产量及品质形成[23-24]。本研究结果表明，‘铁研53’青贮产量随氮肥量增加而增加，这可能是因为本研究地况差异大，大多为旱地或不保灌水地，土壤基础肥力较低，研究中设置的最高氮肥施肥量还未达到抑制产量的阈值。

青海部分地区属农牧交错区，具有较好种植青贮玉米的基础和条件。本研究对‘铁研53’单个品种在青海各地的播期、播种密度、营养品质等进行了试验，今后需进一步开展青贮玉米播期、播种密度对玉米生长的影响，氮肥施肥量与青贮玉米产量品质形成及水分利用效率的影响等相关研究，以明确青海青贮玉米的最佳栽培模式。