宁夏固原地区不同青贮玉米品种生产性能及营养品质研究

侯 湃， 陈彩锦， 张静妮， 范 龙， 丁 旺*

(1.克劳沃(北京)草业科技研究有限公司， 北京 101312； 2.宁夏农林科学院固原分院， 宁夏 固原 756000)

青贮玉米(ZeamaysL.)具有生物产量高、适口性好、营养品质佳和生产成本低等优点，被广泛应用于肉牛、肉羊和奶牛等养殖中[1-3]。不同区域适宜种植的青贮玉米品种各不相同，针对特定区域筛选优势品种是提高单位面积种植效益的有效途径。柳斌辉等[4]的研究表明，‘北青贮1号’等3个品种适宜在海河平原区推广种植。娄芬等[5]综合考虑生产性能与营养品质等指标，筛选出适宜毕节地区种植的青贮玉米品种6个。席杰军等[6]的研究表明，‘DB08’和‘DK625’适宜作为全株青贮玉米在关中地区推广。此外，之前的研究还在宁夏引黄灌区[7]、呼和浩特地区[8]和青岛地区[9]等区域进行了试验，筛选得到了适宜这些地区种植的青贮玉米品种。

肉牛产业是固原地区的区域性优势特色产业，更是当地农牧民增收的支柱产业[10]。据统计，固原市2019年肉牛养殖量达到110万头，农牧民养牛人均纯收入1 800元，占全市农村居民可支配收入的16.9%。随着肉牛养殖规模的不断扩大，当地对青贮玉米的需求量日益增加，但关于青贮玉米品种选择的系统性研究报道较少。为此，本研究选择了16个青贮玉米品种在固原市原州区进行试验，通过比较生产性能和营养品质等指标，以期筛选得到适宜当地种植的高产优质品种，为当地肉牛产业持续健康稳定发展和农牧民增收提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在固原市原州区头营镇徐河村(106°14＇35" E，36°10＇20" N，海拔1 560 m)，该地气候类型为暖温带半干旱气候，年均气温6.3℃，极端最高温度34.6℃，极端最低温度—28.1℃，年均降雨300～550 mm。该地土壤为黄黏土，肥力均匀，具有灌溉条件。试验地前茬为饲用高粱(Sorghumbicolor(L.) Moench)，秋季机耕1次，春季耙耱旋耕2次。试验于2020年3-11月进行。

1.2 参试品种

参试青贮玉米品种16个(表1)，其中以当地有一定种植规模的‘北农青贮208’为对照品种(CK)，种子由克劳沃(北京)生态科技有限公司提供。

表1 参试青贮玉米品种Table 1 Varieties of silage maize

1.3 试验设计

试验采取随机区组排列，每个品种设置4个重复，共64个小区，小区面积28.8 m2(6.0 m×4.8 m)。播前灌水1次，灌水量为田间持水量的80%。人工开沟条播，每小区播种16行，行距30 cm，播种深度2～3 cm，播种量37.5 kg·hm-2，出苗后定植每行15株，种植密度约83 340株·hm-2。播前基施复合肥(N，P2O5，K2O含量分别为15%，15%，15%)600 kg·hm-2，6月中旬追施150 kg·hm-2尿素后灌水1次，全生育期共人工除杂草6次。于2020年9月7日统一收获。

1.4 测定项目

1.4.1物候期 2020年4月27日播种，记录各参试品种出苗期、拔节期、抽雄期和刈割时的物候期。出苗期为70%幼苗第一片真叶露出地面1.5～2.0 cm的日期，当10%植株出现某一物侯期的典型性状时视为该物候期开始。

1.4.2生产性能 株高：刈割前每小区随机选择10株，测量由地表到植株顶端的高度，求其平均值，用cm表示。鲜草产量：从地上部10 cm处刈割，随机选择10株玉米称取鲜重，根据小区面积和植株数折算每公顷鲜草产量，用t·hm-2表示。干草产量：将10株植株粉碎，混合均匀后随机选取1 kg左右样品称重，105℃条件下杀青1 h，之后60℃烘干至恒重，称取干重，计算干鲜比，根据鲜草产量和干鲜比折算每公顷干草产量，用t·hm-2表示。

1.4.3营养品质 粗蛋白(Crude protein，CP)含量测定方法参照GB/T 6432-2018[11]；粗脂肪(Ether extract，EE)含量测定方法参照GB/T 6433-2006[12]；粗纤维(Crude fiber，CF)含量测定方法参照GB/T 6434-2006[13]；粗灰分(Crude ash，Ash)含量测定方法参照GB/T 6438-2007[14]；淀粉(Starch)含量测定方法参照GB/T 20194-2018[15]；无氮浸出物(Nitrogen-free extract，NFE)含量参照朱树国等[16]的方法计算，计算公式为NFE%=100%—(CP%+EE%+CF%+Ash%)；中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber，NDF)含量测定方法参照GB/T 20806-2006[17]；酸性洗涤纤维(Acid detergent fiber，ADF)含量测定方法参照NY/T 1459-2007[18]；相对饲喂价值(Relative feed value，RFV)的计算公式[19-20]为RFV=[DMI(%BW)×DDM(%DM)]/1.29，式中DMI和DDM分别为干物质采食量和可消化干物质，计算公式为DMI(%BW)=120/[NDF(%DM)]，DDM(%DM)=88.9—ADF(%DM)，%BW(A percentage of an animal,s body weight)为占动物代谢体重的百分比，DM(Dry matter)为干物质；品质等级评定参照GB/T 25880-2010[21]。

1.4.4单位面积能量产出 单位面积能量产出以总能值(Gross energy value，GEV)和消化能值(Digestive energy value，DEV)衡量。其中，GEV=总能(Gross energy，GE)×干草产量，DEV=消化能(Digestive energy，DE)×干草产量。GE和DE的计算分别参照陈培义等[8]]和娄芬等[5的方法，计算公式为GE=17.43 MJ·kg-1×NFE%+23.73 MJ·kg-1×CP%+39.69 MJ·kg-1×EE%，DE=GE×能量消化率，其中，能量消化率={91.669 4-91.335 9×[ADF%/(1-Ash%)]}/100。

1.5 数据分析

采用Excel软件进行数据初步处理，SPSS 22.0软件进行方差分析，多重比较采用LSD法。

2 结果与分析

2.1 物候期调查

16个品种于4月27日播种，11天左右出苗，各品种出苗时间没有差异。5月底到6月初，参试品种进入拔节期。其中，‘SN211’等5个品种拔节期较早，‘富友968’等6个品种拔节期中等，拔节较晚的品种为‘京科青贮516’等5个品种，拔节最晚与最早品种间相差4天。抽雄期最早的品种为‘SN211’、‘华美2号’和CK，抽雄期最晚的品种为‘京科青贮516’和‘利合16’，其余品种抽雄期介于7月22—28日，抽雄期最早与最晚品种间相差9天。各参试品种均于9月7日收获，收获时的物候期见表2。

表2 参试品种的物候期调查Table 2 Investigation on the growth stage of the tested varieties

2.2 株高和产量比较分析

如表3所示，16个参试品种中有14个品种在刈割时的株高超过300.00 cm。CK的株高最高，达到328.80 cm，‘MC703’的株高最低，仅为290.31 cm。CK和‘豫青贮23’的株高显著高于其它参试品种(P<0.05)。

表3 参试品种的株高和草产量Table 3 The determination of plant height and yield of the tested varieties

参试品种鲜草产量的变化范围为74.50～122.63 t·hm-2。其中，CK的鲜草产量在所有参试品种中排名第3位，显著低于‘大京九26’和‘科玉188’(P<0.05)，与‘SN211’、‘豫青贮23’、‘蒙青贮1812’、‘华美2号’和‘MC618’差异不显著，显著高于其他参试品种(P<0.05)。

通过测定干鲜比，将鲜草产量折算成干草产量。其中，干草产量超过30.00 t·hm-2的品种有8个，分别为‘大京九26’、‘科玉188’、‘MC618’、CK、‘蒙青贮1812’、‘SN211’、‘豫青贮23’和‘京科青贮516’。‘大京九26’和‘科玉188’的干草产量显著高于其他参试品种(P<0.05)，分别比CK高7.41%和5.94%。

2.3 营养品质比较分析

如表4所示，参试品种的CP，EE，CF，粗灰分，淀粉，NFE，NDF和ADF含量分别介于6.20%～9.19%，2.11%～4.08%，20.90%～35.54%，5.78%～8.63%，16.10%～27.44%，44.69%～59.71%，36.00%～59.27%和21.86%～32.90%之间。青贮玉米品质分级的关键指标包括CP、淀粉、NDF和ADF含量。‘MC703’、‘豫青贮23’和‘大京九26’的CP含量显著高于CK(P<0.05)，其他品种的CP含量与CK差异不显著。‘富友968’、‘京九青贮16’、‘蒙青贮1812’、‘科玉188’和‘雅玉8号’的淀粉含量显著低于CK(P<0.05)，其他品种的淀粉含量与CK差异不显著。‘富友968’、‘豫青贮23’、‘华美2号’、‘科玉188’和‘蒙青贮266’的NDF含量显著高于CK(P<0.05)，‘大京九26’和‘利合16’显著低于CK(P<0.05)，其他品种与CK差异不显著。CK的ADF含量是所有参试品种中最高的，显著高于除‘豫青贮23’外的其他参试品种(P<0.05)。

2.4 相对饲喂价值评价比较分析

参试品种的RFV介于96.52～158.68之间，除‘富友968’、‘豫青贮23’、‘华美2号’和‘蒙青贮266’外，其余品种的RFV均高于CK。其中，‘利合16’和‘大京九26’的RFV较高，在150以上。根据《青贮玉米品质分级》(GB/T 25882-2010)，‘SN211’和‘大京九26’的品质达到国家二级标准，‘京科青贮516’、‘MC618’、‘京九青贮16’、‘蒙青贮1812’和‘利合16’的品质达到国家三级标准，其余参试品种的品质均达不到国家标准(表5)。

表5 参试品种饲喂价值评价Table 5 Comprehensive of forage value evaluation of the tested varieties

2.5 单位面积能量产出比较分析

通过数学模型计算参试品种的总能和消化能，‘蒙青贮1812’、‘豫青贮23’、‘利合16’和‘SN211’的总能排名前4位，CK的总能在所有参试品种中排名倒数第2位，仅高于‘京九青贮16’；‘蒙青贮1812’、‘SN211’和‘华美2号’的消化能排名前3位，CK的消化能在所有参试品种中最低。结合每公顷的干草产量计算参试品种每公顷产出的总能和总消化能，‘大京九26’的总能值和消化能值在所有参试品种中最高，分别达到4.66×105MJ·hm-2和3.15×105MJ·hm-2，总能值最低的品种为‘京九青贮16’，仅为3.17×105MJ·hm-2，消化能值最低的品种为‘伟科702’，仅为2.03×105MJ·hm-2(表6)。

表6 参试品种的单位面积能量产出Table 6 Energy output per unit area of tested varieties

3 讨论

3.1 不同青贮玉米品种的生产性能比较

草产量是衡量草地生产能力最重要的指标[22-23]。影响青贮玉米产量的因素既包括品种的生产性能与适应性，也包括土壤和气候条件等生态环境因素，还包括种植密度、施肥和灌溉等田间管理措施[24-26]。其中，品种的生产性能和适应性是内因，起着非常关键的作用。刘建宁等[27]在山西省晋中市榆次区对15个青贮玉米品种的生产性能进行比较，产量最高的‘雅玉79491’干草产量达到31.53 t·hm-2，比产量最低的‘郑单958’高70.52%。韩学琴[28]在云南省楚雄州元谋县的研究表明，‘云瑞10号’的干草产量达到23.62 t·hm-2，而产量最低的品种‘青饲2号’仅为9.45 t·hm-2。西北地区特别是宁夏的气候条件适合玉米生长，青贮玉米的品质优于其他地区[29]。固原地区是宁夏青贮玉米种植面积较大的区域，随着“粮改饲”政策的深入实施，该地区青贮玉米种植面积不断扩大，引进高产优质品种是提高当地青贮玉米种植效益的有效途径。韩旭彪等[30]在彭阳地区进行比较试验，参试的9个青贮玉米品种收获时的株高都在300.00 cm以上，干草产量最高的品种达到26.33 t·hm-2，而最低的品种仅为16.62 t·hm-2。本研究所选用的16个品种中，收获时仅有2个品种的株高在300.00 cm以下，干草产量介于27.54～35.76 t·hm-2之间。这说明选择适宜的品种是提高当地青贮玉米产量的关键。两个试验的干草产量的差异可能是品种的生产性能差异造成的，也可能是土壤肥力、田间管理水平和不同年份间的气候差异造成的，需要在同样的试验条件下进行验证。

3.2 不同青贮玉米品种的营养品质比较

青贮玉米品种的选择在关注产量的同时，也要注重品质。品质与多个指标有关，不能仅以某一指标来衡量青贮玉米的品质好坏。美国目前广泛使用RFV评价粗饲料的营养价值，该指标根据NDF和ADF含量运用数学模型计算[19-20]。我国目前青贮玉米品质分级选择的指标包括CP，ADF，NDF和淀粉含量[21]，相比而言更为全面。分级标准为：一级青贮玉米NDF含量≤45%，ADF含量≤23%，淀粉含量≥25%，CP含量≥7%；二级青贮玉米NDF含量≤50%，ADF含量≤26%，淀粉含量≥20%，CP含量≥7%；三级青贮玉米NDF含量≤55%，ADF含量≤29%，淀粉含量≥15%，CP含量≥7%。可以看出，优质的青贮玉米应具有较高的CP和淀粉含量，较低的ADF和NDF含量。这是因为CP是氮素营养的主要来源，对于饲料和饲草的营养价值具有决定作用[22]；淀粉是反刍动物主要的能量来源，容易被吸收利用[31]；ADF和NDF含量分别与家畜的采食率和消化率负相关，ADF含量越高，采食率越低，NDF含量越高，消化率越低[32]。本试验中，参试品种CP含量介于6.20%～9.19%之间，淀粉含量介于16.10%～27.44%之间，ADF和NDF含量分别介于21.86%～32.90%和36.00%～59.27%之间，这与之前的研究[5,30]所测得的范围基本一致。根据分级标准，16个参试品种中只有7个达到国家三级标准以上且没有品种达到国家一级标准。在达不到国家标准的9个品种中，有2个品种是由于CP含量<7%，有4个品种是由于ADF含量>29%，有2个品种是由于NDF含量>55%，还有1个品种是由于CP和NDF含量均不达标。可以看出，ADF含量是影响参试品种品质等级的主要因素，造成ADF含量较高的原因以及降低其含量的方法是下一步研究的重点。

3.3 不同青贮玉米品种单位面积能量产出比较

消化能是指可被消化吸收的养分所含的能量，测定消化能对于按饲养标准配置全价饲料具有重要意义[33]。青贮玉米作为牛羊养殖重要的能量来源，单位面积的消化能产出也是衡量品种优劣的重要指标。娄芬等[5]测定的36个青贮玉米品种的每公顷消化能介于1.01×105～2.94×105MJ之间，陈培义等[8]测定的6个青贮玉米品种不同生育期的每公顷消化能介于1.37×105～3.28×105MJ之间。但计算消化能的数学模型较多，不同研究选择的模型不同，计算结果无法横向比较。如娄芬等[5]根据总能和能量消化率计算消化能，陈培义等[8]则在总可消化养分的基础上计算消化能，而姜富贵等[34]计算消化能的模型又与前两者不同，何种模型的计算结果更为准确还有待进一步研究。消化能值既考虑了单位面积的干草产量，也考虑了单位重量干草所提供的消化能，较单一采用干草产量作为衡量指标更为全面。在本研究中，参试品种的消化能值介于2.03×105～3.15×105MJ·hm-2。‘大京九26’、‘蒙青贮1812’、‘科玉188’和‘SN211’的消化能值较大，说明其单位面积能为家畜提供更多的能量。

4 结论

不同青贮玉米品种在固原地区的生产性能和营养品质差异较大。在品质达到国家三级以上标准的品种中，‘大京九26’、‘蒙青贮1812’和‘SN211’的单位面积产出的消化能较高，适合在固原地区推广种植。