新疆昌吉地区23 份青贮玉米品种综合评价

梁维维，张荟荟，张学洲，李学森，王学敏

（1. 新疆维吾尔自治区畜牧科学院草业研究所, 新疆 乌鲁木齐 830000；2. 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所, 北京 100193）

青贮玉米(Zea mays)因其草产量高、营养丰富、贮存时间长、家畜食用容易消化等优点[1]，与有“牧草之王”之称的紫花苜蓿(Medicago sativa)具有同等重要的地位和作用，是世界上公认的优质饲料[2]。随着国家“粮改饲”政策的实施以及种植业结构的调整，青贮玉米饲料在肉牛、奶牛、肉羊养殖中所占的地位也越来越高[3-4]。目前生产中青贮专用玉米品种不多，且多以粮饲兼用型玉米品种居多。青贮玉米的生物产量受生境影响较大，同一个玉米品种在不同的地理和气候条件下都有可能获得差距较大的生物产量，导致不同种植区选择青贮玉米品种具有很大盲目性[5]。新疆昌吉地区呼图壁县热量资源丰富，春、夏季伴有大风，秋季下霜早情况时有发生。近几年政府调整当地经济发展规划，养殖场规模不断扩大，青贮玉米种植面积不断增加，但当前市面上销售的青贮玉米品种繁多，如何选择适宜的青贮玉米品种成为当地农户面临的最大困难。

国内众多研究从产量、农艺性状及营养品质等方面评价了青贮玉米的适应性，得到的结果也不尽相同，但并不适宜作为昌吉地区规模化种植推荐品种。为避免评价结果片面、不准确，本研究采用灰色关联度分析进行综合评价，该方法已被广泛应用于燕麦(Avena sativa)[6]、水稻(Oryza sativa)[7]、黑麦草(Lolium perenne)[8]、饲用高粱(Sorghum bicolor)[9]等作物的综合评价及种质资源筛选。本研究以国内收集的23 份青贮玉米品种为材料，采用灰色关联度分析法对农艺性状、生产性能及生长时间进行综合评价，以期筛选出最适合在新疆昌吉地区或类似地区推广种植的青贮玉米品种。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验区位于国家农业部旱生牧草原种基地(新疆呼图壁县境内)，44°14′08.47″ N, 86°37′41.32″ E，平均海拔495 m，年平均气温 6.7 ℃，≥10 ℃年积温3 881 ℃·d，无霜期170 d，年均降水量 167 mm，年均蒸发量2 361.1 mm。土壤类型为灰棕荒漠土，全氮含量0.54 g·kg-1，全磷含量 1.01g·kg-1，全钾含量21.0 g·kg-1，有 机 质 含 量7.0 g·kg-1；碱 解 氮 含 量57.2 mg·kg-1，速效磷含量 14.0 mg·kg-1，速效钾含量 478 mg·kg-1，pH 8.8，全盐含量3.2 g·kg-1，土壤为碱性轻度盐渍化。

1.2 试验材料

23 份参试品种均由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所王学敏老师提供，品种信息如表1 所列。

表1 参试玉米品种信息Table 1 Varieties of silage maize

1.3 试验设计

试验于2021 年5 月27 日播种，采用随机区组试验设计，小区面积为3.6 m × 5 m，密度80 040株·hm-2，周围设4 行保护行，3 次重复。穴播2～3粒播种，定苗时留苗1 株，播种深度4～5 cm，播种时施用种肥磷酸二铵225 kg·hm-2，生长中期追施尿素450 kg·hm-2，全生育期灌水7 次，除草2 次。于2021 年9 月22 日-28 日，在部分玉米籽粒1/2 乳线期测产(大部分品种乳线未达到1/2)。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 生育期调查

播种期：播种当天的日期；出苗期：小区有50%的幼苗出土的日期；拔节期：植株的第1 茎节露出地面；抽雄期：小区50%植株雄穗尖端抽出的日期；吐丝期：小区50%植株雌花吐出花丝的日期；乳熟期：植株果穗中部子粒胚乳呈乳状后至糊状；蜡熟期：植株果穗中部子粒干胚乳呈蜡状，用指甲可划破。

1.4.2 农艺性状测定

株高：测产前每小区随机选择生长发育正常的10 株测量地表至雄穗顶端的绝对高度；叶片数：测量5 株的所有绿叶数；叶长：舒展叶片量取叶舌至叶尖长度；叶宽：测量；叶片最宽处叶面积：采用系数法测定[10]，即叶面积 = 叶长 × 叶宽 × 0.75 计算，小区随机选取5 株，测量全部植株的绿叶面积，之后折算成单株叶面积；穗位高：测量地表至果穗第一着生节处的绝对高度；茎粗：测量雌穗下第2～3 节的茎宽度；倒伏率：倒伏株数占全小区株数的百分数，以倒伏倾斜度大于45°作为倒伏标准。

1.4.3 草产量测定

于乳熟期至蜡熟期各小区全株刈割(取中间3 行)，留茬高度10 cm，测定鲜草产量并折合成公顷产量；鲜干比：鲜草刈割测产后，每小区随机选取1株全株称重测定鲜重，用铡刀切成小段置于凉棚下晾干。晾干后测定干重，计算干鲜比(干样重/鲜样重)；干草产量：通过测定的干鲜比换算成干草产量并折算成公顷产量。

1.5 数据统计与分析

采用WPS 2019 进行各品种农艺性状、产量性状数据分析与整理，并计算各品种各项农艺性状的灰色关联度系数、权重系数及加权关联度。采用DPS 9.5 软件进行单因素方差分析，以P＜ 0.05 表示差异显著。灰色关联度具体分析方法步骤参考燕麦、苜蓿中的应用实例[11-13]。

2 结果与分析

2.1 不同青贮玉米品种生育期比较

由表2 可知，5 月27 日播种，平均9 d 左右出苗，品种间出苗期天数最大相差6 d；‘新饲玉19’拔节期最晚，品种间拔节期天数最多相差12 d；‘中农大678’、‘先单405’和‘京科2177’等品种抽雄较早，‘北农青贮368’最晚，与‘中农大678’相差18 d；‘先单405’和‘京科2177’吐丝最早，‘曲辰9 号’最晚，品种间抽雄-吐丝间隔期天数为1～5 d，但‘曲辰9 号’最长，为12 d；品种间乳熟期天数最大相差30 d。‘中农大678’和‘屯玉765’蜡熟期最早，品种间全生育期天数相差16 d。最晚的是‘曲辰9 号’，9 月28 日收获时还处于乳熟初期。

根据表2 不同青贮玉米品种生长天数的长短可分为早熟、中熟和晚熟3 类：第1 类早熟(91～93 d)：‘中农大678’、‘京科2177’、‘先饲玉1 号’、‘迪卡625’、‘迪卡667’、‘屯玉765’、‘京科青贮932’、‘金岭青贮10’和‘金岭青贮377’；第2 类中熟(94～97 d)：‘北农青贮3651’、‘新玉24’、‘新饲玉11’、‘京科青贮968’、‘先单405’和‘屯玉168’；第3 类晚熟(98～107 d)：‘北农青贮368’、‘京科青贮516’、‘文玉3 号’、‘禾玉36’、‘新饲玉19’、‘新饲玉14’和‘大京九23’。‘曲辰9 号’于9 月28 日收获时还处于乳熟初期，因此认定该品种为非成熟期收获，不进行类别划分。

表2 不同青贮玉米品种生育期Table 2 The growth stage of different silage maize varieties

2.2 不同青贮玉米品种农艺性状比较

不同品种各性状之间差异明显(表3)。茎粗较粗的有‘曲辰9 号’、‘北农青贮3651’和‘禾玉36’，分别是28.89、28.04 和27.96 mm；茎粗较细的品种有‘京科青贮968’、‘先单405’、‘迪卡667’和‘迪卡625’，均在23 mm 以下。‘曲辰9 号’与‘新饲玉14’、‘金岭青贮10’、‘京科青贮932’、‘屯玉765’、‘中农大678’、‘京科青贮968’、‘先单405’、‘迪卡667’和‘迪卡625’差异均显著(P＜ 0.05)。‘大京九23’、‘金岭青贮10’、‘禾玉36’、‘北农青贮3651’、‘北农青贮368’、‘京科青贮516’和‘新饲玉19’的穗位高较高，均在200 cm 以上；‘京科2177’穗位高最低，为124.63 cm，显著低于其他品种(P＜ 0.05)。‘曲辰9 号’的倒伏率最高，为43.8%，‘新饲玉14’次之，为27.7%，‘大京九23’为6.9%，其他品种都在3%以下，部分品种没有倒伏情况发生。

表3 不同青贮玉米品种农艺性状Table 3 Agronomic traits of different silage corn varieties

与叶部有关的农艺性状有穗位叶长、穗位叶宽、叶长、叶宽、叶面积。穗位叶较长的品种是‘京科青贮932’、‘北农青贮368’、‘文玉3 号’、‘京科青贮968’和‘新饲玉14’，与‘曲辰9 号’、‘先单405’、‘屯玉765’、‘北农青贮3651’和‘京科2177’差异显著(P＜ 0.05)。穗位叶较宽的品种是‘京科青贮516’和‘新饲玉19’，在11.5 cm 以上，穗位叶较窄的品种是‘新玉24’、‘新饲玉14’、‘金岭青贮377’、‘屯玉765’和‘新饲玉11’在10 cm 以下。平均叶长较长的品种是‘北农青贮368’、‘新饲玉11’、‘禾玉36’、‘新饲玉14’和‘新饲玉19’，在90 cm以上，它们之间差异不显著(P＞ 0.05)。叶宽均值较宽的品种是‘文玉3 号’、‘京科青贮968’、‘京科青贮516’和‘曲辰9 号’在10 cm 以上，叶宽均值较窄的是‘金岭青贮377’、‘新玉24’、‘新饲玉14’、‘先单405’、‘新饲玉11’和‘屯玉765’，在9 cm 以下。叶面积较大的品种是‘北农青贮368’、‘文玉3 号’、‘新饲玉19’和‘禾玉36’，在10 000 cm2以上，显著高于大部分品种(P＜ 0.05)。

2.3 不同青贮玉米品种生产性能比较

由表4 可知，‘曲辰9 号’、‘先饲玉1 号’、‘大京九23’和‘屯玉168’鲜草产量在120 t·hm-2以上，‘曲辰9 号’显著高于其他品种(P＜ 0.05)；鲜草产量较低的品种是‘迪卡667’、‘先单405’、‘中农大678’、‘屯玉765’、‘迪卡625’和‘京科2177’，产量不足90 t·hm-2。‘曲辰9 号’、‘大京九23’干草产量在37 t·hm-2以上；干草产量最低的品种是‘中农大678’，为27.84 t·hm-2，最高和最低干草产量之间相差10.09 t·hm-2。

表4 不同青贮玉米品种与产量有关的性状比较Table 4 Comparison of yield-related traits among different silage maize varieties

‘大京九23’、‘新饲玉11’、‘金岭青贮10’、‘新饲玉14’、‘北农青贮3651’和‘禾玉36’株高均在370 cm 以上，与株高305～345 cm 的品种差异显著(P＜0.05)。‘屯玉765’、‘迪卡625’、‘先单405’、‘京科2177’和‘迪卡667’干鲜比在0.34 以上，‘新饲玉14’、‘曲辰9 号’和‘先饲玉1 号’干鲜比在0.27 以下。‘屯玉765’鲜草产量排名第21 位，但是干鲜比排名第1 位，其干草产量排名居中。‘新饲玉14’鲜草产量排名第6 位，干鲜比排名第21 位，其干草产量排名第15 位。

叶片数最多的品种是‘新饲玉19’，达18.53 片，‘禾玉36’、‘大京九23’、‘新饲玉14’和‘曲辰9 号’，都在17 片以上，显著高于除‘文玉3 号’以外的其他品种(P＜ 0.05)，叶片数较少的品种为‘京科青贮968’、‘迪卡667’、‘迪卡625’、‘先单405’、‘屯玉765’和‘京科2177’，均在14 片以下。绿叶数最多的是‘曲辰9 号’，为17 片，与‘新饲玉14’差异不显著(P＜0.05)，与其他品种差异显著(P＜ 0.05)，绿叶数较少的品种为‘迪卡625’、‘先单405’、‘京科2177’、‘京科青968’、‘屯玉765’和‘迪卡667’，不足12 片。

2.4 青贮玉米品种产量与农艺性状的相关性

为了阐明青贮玉米产量和农艺性状之间的关系，对测定的各项农艺指标指标进行了相关分析(表5)。不同品种鲜草产量与干草产量、株高、茎粗、穗位高、叶片数、绿叶数、叶长、叶面积、倒伏率和生育期呈极显著正相关关系(P ＜0.01)，与叶面积呈显著正相关关系(P ＜0.05)，与叶宽呈正相关，排序为绿叶数(0.86) ＞ 干草产量(0.82) ＞ 叶片数(0.75) ＞茎粗(0.71) ＞ 穗位高(0.69) ＞ 生育期(0.68) ＞ 株高(0.65) ＞ 叶长(0.60) = 倒伏率(0.60) ＞ 叶面积(0.48) ＞叶宽(0.37)。

表5 农艺性状的相关性分析Table 5 Correlation analysis among agronomic traits

干草产量与穗位高、绿叶数和生育期呈极显著正相关关系(P ＜0.01)，与株高、茎粗、叶片数、叶长和倒伏率呈显著正相关(P ＜0.05)，与叶宽和叶面积呈正相关，排序为绿叶数(0.66) ＞ 穗位高(0.57) ＞ 生育 期(0.53) ＞ 株 高(0.51) ＞ 茎 粗(0.50) ＞ 叶 片数(0.50) ＞ 叶长(0.49) ＞ 倒伏率(0.44) ＞ 叶面积(0.37) ＞叶宽(0.29)。

2.5 不同青贮玉米品种生产性能的灰色关联度分析

选择青贮玉米品种的茎粗、穗位高、叶片数、绿叶数、穗位叶长、穗位叶宽、叶长、叶宽、叶面积、干鲜比、干草产量、鲜草产量、株高、倒伏率和生育期15 项农艺性状指标采用标准化法进行无量纲化处理，依据灰色关联度计算公式最终得到各品种加权关联度(表6)。加权关联度排名第1 位的是‘禾玉36’，加权关联度值为0.793 9，其次，加权关联度值排序前10 名的青贮玉米品种依次为‘文玉3 号’、‘北农青贮368’、‘新饲玉19’、‘屯玉168’、‘京科青贮516’、‘大京九23’、‘京科青贮932’、‘北农青贮3651’和‘先饲玉1 号’；加权关联度值排序在最后5 名的青贮玉米品种依次为‘先单405’、‘新饲玉14’、‘屯玉765’、‘迪卡667’和‘新玉24’。

表6 参试品种的加权关联度及其排序Table 6 Weighting association and its order of experimental varieties

3 讨论与结论

3.1 不同青贮玉米品种生育期比较

玉米是喜温作物，生长发育及灌浆成熟需要在温暖的条件下完成，生长季农业气候资源变化必将影响玉米的生长和发育过程，进而影响其产量[14]。王锐[15]、Ferraretto 等[16]研究发现全株玉米青贮在乳熟末期和蜡熟早期收获最佳，此时淀粉在籽粒中的储存量已经完全，而植株水分含量也比较合适(60%～70%)。Kim 等[17]认为青贮玉米获取整株干物质最大产量的时期是半乳线期或乳线下移至籽粒的3/4 处。吴欣明等[18]则认为青贮玉米的生育期只要满足当地收获时间和无霜期的要求即可。本研究青贮玉米收获时间为蜡熟期，因为新疆地区玉米种子成熟季节普遍降温快，秋季下霜早，影响了玉米种子质量[19]，青贮玉米也同样存在此类问题。在选择早、中、晚熟青贮玉米品种时应根据当地的气候条件、耕作条件以及当年青贮玉米的价格，在保证产量、品质和经济效益的同时选择适宜的品种。例如，试验区2021 年播种较晚，下霜较早，且该地区青贮玉米种植面积较大，应该选择‘屯玉168’、‘先饲玉1 号’和‘京科青贮932’都属于中早熟类型的青贮玉米。

3.2 不同青贮玉米品种农艺性状比较

农艺性状是评价牧草生产性能的重要依据[20]，受遗传背景、自然环境等因素的影响，通过对农艺性状、生产性能、营养品质的综合评价，才能更好地筛选出适合特定生长环境下的优质饲草品种[21-22]。玉米主要农艺性状直接影响产量的高低[23]，分析两者之间的紧密关系，对推广高产优质的玉米品种意义重大。已有研究表明，青贮玉米的生物产量与株高、穗位高和绿叶数等重要农艺性状显著正相关[24]，在选择适宜当地推广种植的品种时应综合考虑青贮玉米的各项农艺性状及品质性状，选择株高较高、穗位高较低、干物质率高、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量低的青贮玉米品种[2]，同时还要兼顾低倒伏率对收获的影响。肖仁杰等[25]和焦念元等[26]研究表明玉米穗位叶在光合作用和产量方面是影响最大的叶片，同时鲜、干草产量与倒折率呈显著负相关关系，在生产中应根据当地青贮玉米生长情况配合适当的田间管理，尽可能降低倒伏率对产量的影响。在选择青贮玉米品种时要注重对叶部性状(穗位叶长、穗位叶宽、叶长、叶宽和叶面积)和抗倒伏性状(茎粗、穗位高和倒伏率)的综合选择。本研究认为‘禾玉36’、‘文玉3 号’、‘北农青贮368’、‘新饲玉19’、‘屯玉168’、‘京科青贮516’、‘京科青贮932’、‘北农青贮3651’和‘先饲玉1 号’在各性状比较中表现较好也符合生产实际中的选择标准(茎粗较粗、穗位高较低、叶面积较大、低倒伏率)。

3.3 不同青贮玉米品种生产性能比较

生物产量是青贮玉米生产中较为重要的指标，不同产草量可以反映不同品种的生产性能及适应性[27]。周波等[28]认为青贮玉米筛选在考虑产量的同时，应选择抗倒性较好的品种，以利于机械化收获。陈淑萍等[29]在青贮玉米品种筛选研究中发现‘雅玉青贮79491’、‘北农青贮308’和‘先玉335’产量较高，但由于其倒伏(折)率较高，最终这几个品种未被选中。青叶数与鲜草产量呈极显著正相关关系，青叶数越多的品种青贮产量、品质和适口性都表现较好[2]。干鲜比可反映干物质积累的程度，干鲜比越高，干草产量越高[5]。本研究中鲜草产量‘曲辰9 号’、‘先饲玉1 号’、‘大京九23’、‘屯玉168’ 在120 t·hm-2以上，‘曲辰9 号’和‘大京九23’干草产量在37 t·hm-2以上，结合倒伏率影响，最终‘曲辰9 号’和‘大京九23’倒伏率较高，所以这两个品种并没有入选。这与周波等[28]和陈淑萍等[29]研究一致，但韩雪琴[5]、吴欣明[21]研究表明，在金沙江干热河谷区和雁门关地区‘曲辰9 号’表现优良可作为当地的推广品种，这可能与当地特殊的天气有关。因此，在选择当地适宜推广的青贮玉米品种时，不能只重视选择植株高大、产量高的品种作为推广依据，尤其是推广地区气候条件特殊(大风天气较多)，这样会增加植株倒伏风险和机械收获难度，进而导致收获成本增加。应加强对品种的综合评价，选择出既能确保产量又能增加农民收益的可利用青贮玉米品种。

综上，对23 份青贮玉米品种的农艺性状、生产性能及生长时间利用灰色关联度分析根据加权关联度排序结果表明，最适合在新疆昌吉地区推广种植的早熟青贮玉米品种是‘京科青贮932’、‘先饲玉1 号’，中熟青贮玉米品种是‘屯玉168’、‘北农青贮3651’，晚熟青贮玉米品种是‘禾玉36’、‘文玉3 号’、‘北农青贮368’，农户可根据当年实际情况(播种时间、秋季下霜时间等情况)选择适宜的品种。