摘穗和收获时间对甜玉米秸秆主要营养成分的影响

闫贵龙，田树飞，穆秀明，曹春梅，王瑞兵，陈哲凯

(1．河北北方学院动物科技学院，河北 宣化075131;2．河北巡天农业科技有限公司，河北 宣化075131;3．河北省张家口市种子管理站，河北 张家口075000)

甜玉米(Zea mays var． rugosa)因其籽粒在乳熟期含糖量高而得名，具有甜粘嫩香的特点，有“水果玉米”、“蔬菜玉米”之称。随着人们生活水平的提高，甜玉米的需求越来越多，甜玉米产业得到快速发展，目前我国适宜种植的地区都有甜玉米种植［1-2］。张家口市既适宜种植甜玉米又紧邻北京，这为甜玉米的生产和销售提供了巨大发展空间，因此，张家口市的甜玉米生产已成为该地区玉米生产中仅次于糯玉米的第二产业链。与普通玉米相比，甜玉米收获较早，一般在籽粒糖含量最高的乳熟期收获，秸秆糖分含量是普通玉米的1．5 ～3．0 倍，营养价值丰富［3］。然而，目前国内外对甜玉米秸秆饲用价值的研究还较少，主要集中在概略养分分析［4-5］、饲喂动物效果［6-7］、作为原料开展青贮和微贮［8-9］以及消化率测定［10］方面。至于摘穗时间、秸秆收获时间对甜玉米秸秆营养价值的作用效果，仅见于崔卫东等［11］、王守义等［12］关于秸秆适宜收获时间的报道。但甜玉米生产中，分期摘穗、分期收获秸秆是经常发生的，了解和掌握其对秸秆营养价值的影响以便确定合理的摘穗和收获秸秆时间、科学利用甜玉米秸秆具有重要意义。为此，以SBS903 和脆王两个甜玉米品种为试验材料，研究了摘穗和收获时间对甜玉米秸秆主要营养成分的影响。

1 材料与方法

1．1 试验材料与概况

试验材料为河北省张家口市种子管理站提供的由美国培育出的两个甜玉米品种SBS903 和脆王。试验在河北巡天农业科技有限公司位于宣化县洋河南镇的试验田中进行。该地域土壤pH 值为8．19，有机质含量为15． 69 g·kg－1，全氮含量0． 89 g·kg－1，水溶性氮含量32．18 mg·kg－1，速效磷含量27．01 g·kg－1，速效钾含量219．89 g·kg－1［13］。

1．2 试验方法

1．2．1 种植和取样 在2012 年5 ―8 月进行，选择长6 m、宽5 m，且相互紧挨的两地块分别种植甜玉米品种SBS903 和脆王。5 月15 日采用人工点播的方法播种，种植密度为67 500 株·hm－2，行距为60 cm，株距为25 cm。播种前于4 月20 日浇春水，7月7 日浇夏水，7 月8 日施肥，每公顷施尿素375 kg。为了保证品种的纯度及特性，全部采用雌雄穗套袋人工授粉，以保证品种各自原有的特征及品质［14］。授粉时间，两个品种均为7 月28 日，分别在授粉后20 d 和26 d 摘穗，秸秆则在摘穗当天和摘穗7 d 后分别取样，分别获得授粉后第20 天摘穗当天收获的秸秆(T1);授粉后20 d 摘穗，7 d 再收获的秸秆(T2);授粉后26 d 摘穗并收获的秸秆(T3);授粉后26 d 摘穗，7 d 再收获的秸秆(T4)。每个品种每次采样一行，株数为9 ～13 株。取样后称重全株、摘穗后重、穗重和裸穗重，称重完毕后尽快用铡草刀切短，晾干，测定干物质含量。

1．2．2 营养成分分析 取风干样品，测定水分、粗脂肪(EE)、粗蛋白(CP)、粗灰分(Ash)、钙(Ca)、磷(P)含量［15］;按Van Soest 等［16］的方法分析中性洗涤纤维(Neutral Detergent Fiber，NDF)、酸性洗涤纤维(Acid Detergent Fiber，ADF)和酸性洗涤木质素(Acid Detergent Lignin，ADL);按Xiong 等［17］的方法，用淀粉葡萄糖苷酶(Amyloglucosidase，Sigma Cat． No． A-7255)水解、比色测定样品的总糖含量;水溶性碳水化合物(Water Soluble Carbohydrates，WSC)含量采用蒽酮比色法进行分析［18］，其样本前处理方法简述如下:取风干样品4 g，加入100 mL 蒸馏水，40 ℃下搅拌30 min，过滤。再取该溶液5 mL以蒸馏水稀释，并定容至50 mL，取最后稀释液采用蒽酮比色法测定WSC 含量。

1．2．3 统计分析 采用SAS 统计分析软件［19］中的广义线性模型(GLM)进行单因子试验方差分析。

2 结果与分析

2．1 摘穗和收获时间对SBS903 甜玉米品种秸秆主要营养成分的影响

摘穗和收获时间对SBS903 甜玉米品种秸秆主要营养成分的影响结果(表1)显示，SBS903 甜玉米品种秸秆的各项指标除P 含量和水溶性碳水化合物WSC 在授粉后26 d 摘穗并收获时显著(P ＜0．05)低于摘穗7 d 后收获的含量(T3少于T4)外，其他指标均表现为摘穗当天收获的含量高于摘穗后7 d 收获时的含量，只是差异程度不同。Ca 和NDF 含量均在T1时显著(P ＜0．05)高于T2时，在T3时显著或极显著(P ＜0．05 或P ＜0．01)高于T4时;CP 含量虽然T1时与T2时、T3时与T4时，差异均不显著(P ＞0．05)，但表观数值亦有差别;EE 和ADF 含量在T3时与T4时差异显著，在T1时与T2时差异虽然不显著，但表观数值也有差别;P 含量在T1时显著高于T2时。然而，这些指标的含量无论是摘穗当天还是摘穗后7 d 再收获，随收获时间推迟均呈现不同的趋势，其中Ca 含量在T3时极显著(P ＜0．01)高于T1时，T4时极显著高于T2时;EE、NDF 和ADF 这3 项指标的含量在T3时显著高于T1时，T4时与T2时虽然差异不显著，但表观数值T4时也明显高于T2时;CP 含量在T3时与T1时、T4时与T2时，差异都不显著，但前者均低于后者;P 含量在T3时极显著低于T1时，T4时显著低于T2时。

Ash含量则在摘穗当天收获与摘穗后7 d收获均表现为T1时与T2时差异不显著(P ＞0．05)，T3时与T4时差异不显著，但无论是摘穗当天还是摘穗后7 d 再收获，Ash 含量都随收获时间推迟而显著(P ＜0 ．05)增加(T3多于T1，T4多于T2)。

表1 摘穗和收获时间对SBS903 甜玉米品种秸秆主要营养成分的影响Table 1 The influence of ear stripping and stalk harvesting time on main nutrient components of SBS903 sweet corn stalks %

WSC 和总糖两项指标的含量表现为摘穗当天收获低于摘穗7 d 后再收获，除总糖含量在T4时与T2时差异不显著(P ＞0．05)外，其他无论是摘穗当天收获还是摘穗后7 d 再收获，都随收获时间推迟表现为含量显著或极显著(P ＜0．05 或P ＜0．01)减少(T3时少于T1时;T4时少于T2时)。

ADL 含量虽然在各收获时间之间差异不显著(P ＞0．05)，但从表观数值看，摘穗当天收获均高于摘穗后7 d 收获(T1时高于T2时，T3时高于T4时)，且无论是摘穗当天收获还是摘穗7 d 后再收获，随收获时间推迟而增加或不变(T3时大于T1时;T4时与T2时差别微小)。

可见，SBS903 甜玉米品种秸秆从摘穗当天收获到摘穗7 d 后再收获，Ca、CP、EE、NDF、ADF 和ADL都呈减少趋势，而WSC 和总糖含量都呈增加趋势，只是Ash 无明显变化;授粉后第20 天与第26 天摘穗当天收获的秸秆相比，随着收获时间推迟，Ca、Ash、EE、NDF、ADF 和ADL 含量都呈增加趋势，而CP、P、WSC 和总糖都呈减少趋势。

2．2 摘穗和收获时间对脆王甜玉米品种秸秆主要营养成分的影响

摘穗和收获时间对脆王甜玉米品种秸秆主要营养成分的影响结果(表2)显示，脆王甜玉米品种秸秆的Ca、P、CP、Ash、NDF 和ADF 6 项指标在授粉后第20 天摘穗当天收获的含量均显著(P ＜0．05)高于推迟7 d 摘穗的含量(T1＞T2)。然而，从授粉后26 d 摘穗当天收获到推迟7 d 后再收获(由T3到T4)，Ca、P、Ash、NDF 和ADF 含量的变化却主要呈现显著增加或增加不明显的趋势，而CP 含量显著减少。不仅如此，授粉后20 d 摘穗当天与授粉后26 d 摘穗当天收获比较，Ash、NDF 和ADF 这3 项指标的含量都是后者比前者显著增加(T1＜T3)，而Ca、P、CP 这3 项指标的含量则显著减少(T1＞T3);授粉后20 d 摘穗后推迟7 d 收获与授粉后26 d 摘穗后推迟7 d 收获比较，Ca、Ash、NDF 和ADF 这4 项指标的含量也是后者比前者显著或极显著增加，而P和CP 含量则显著减少。

WSC 和总糖含量从摘穗当天收获到推迟7 d 收获都呈显著(P ＜0．05)提高(T1＜T2，T3＜T4)，ADL含量虽然差异不显著(P ＞0．05)，但表观数值也明显增加。然而，无论是摘穗当天还是间隔7 d 后再收获，都随着收获时间推迟，WSC 含量显著降低，而总糖含量显著提高;ADL 含量虽然差异不显著，但也呈提高趋势。

EE 指标从授粉后20 d 摘穗当天到推迟7 d 后再收获，其含量呈显著增加(P ＜0．05);从授粉后26 d 摘穗当天收获到推迟7 d 收获，其含量则显著减少;从授粉后第20 天摘穗当天到授粉后第26 天摘穗当天收获，其含量也显著增加，但从授粉后20 d摘穗后推迟7 d 到授粉后26 d 摘穗后再推迟7 d 收获，其含量则极显著(P ＜0．01)减少。

可见，收获时间从T1推迟到T2，秸秆的EE、WSC、总糖和ADL 含量均增加，其他成分均减少;收获时间从T3推迟到T4，秸秆的CP 和EE 均减少，其他成分则增加或变化不显著;收获时间由T1推迟到T3，秸秆的Ca、P、CP 和WSC 含量均降低，而其他成分均增加;收获时间从T2推迟到T4，秸秆的P、CP、EE和WSC 含量也均降低，而其他成分均增加。

表2 摘穗和收获时间对脆王甜玉米品种秸秆主要营养成分的影响Table 2 The influence of ear stripping and stalk harvesting time on main nutrient components of Krispy King sweet corn stalks %

3 讨论

一般而言，随着籽粒成熟度的提高，农作物秸秆的蛋白质含量降低，纤维性物质含量提高，容易利用的营养成分含量降低，消化能减少［20］。然而，本试验中两个甜玉米品种的秸秆在摘穗当天收获时的纤维性物质(NDF、ADF 和ADL)含量都明显高于摘穗7 d 后再收获的秸秆，造成这种反常现象的原因可能主要与秸秆中WSC 和总糖含量的提高有关(表1和表2)，由于这两种物质含量提高，使得其他成分的比例相应降低。崔卫东等［11］开展不同收割时间对甜玉米秸秆的营养价值和青贮发酵品质的影响研究和王守义等［12］开展甜玉米秸秆最佳青贮时期的研究时也都得到了与本试验相一致的结果。

本试验结果中两个摘穗当天就收获的秸秆营养成分含量比较(即T1与T3比较)、两个摘穗7 d 后再收获的秸秆营养成分含量比较(即T2与T4比较)都显示随收获时间推迟，NDF、ADF、ADL 和Ash 含量呈增加趋势，而CP 和WSC 呈减少趋势。这种比较结果体现的是植物生理状况一致的条件下，收获期发挥的主要处理效应。这不仅真实反映了甜玉米老化过程中营养成分含量的变化规律，同时从另一个角度客观证实了从摘穗当天收获到摘穗7 d 后再收获，甜玉米秸秆中营养成分含量变化所反映的非正常老化现象(即NDF 和ADF 都呈减少趋势，而WSC 和总糖含量都呈增加趋势)是由“摘穗”这一非正常植物生理过程所造成。这为客观评价摘穗对甜玉米造成的生理反应时从表观现象中剔除植物老化效应提供了客观依据，即甜玉米秸秆在摘穗当天收获与摘穗7 d 后再收获的营养成分含量差别是摘穗效应和植物老化效应共同作用的结果。

本研究中脆王甜玉米品种秸秆从T3到T4，Ash和NDF 含量略有提高、ADF 和ADL 含量明显提高的现象(表2)与其他摘穗当天收获到推迟7 d 后的比较结果(表1、表2)不相一致。其原因可能有两个，其一，摘穗当天收获到摘穗7 d 后收获，甜玉米秸秆中营养成分含量的变化是摘穗效应与植物老化效应共同作用的结果，说明老化效应在这几项指标上表现得更为强烈。其二，不同的玉米品种，其遗传物质基础不同，因此，摘穗效应与植物老化效应共同作用的结果随品种不同而不同，从而造就了本试验的这种现象。

本试验中脆王甜玉米秸秆的EE 含量在收获时间T4的含量仅为0．99%(表2)，不仅远低于其他收获时间，也远低于SBS903 甜玉米品种秸秆各收获时间的含量(表1)。这可能是试验样品分析中某个环节失误所致，因为无论与脆王甜玉米秸秆其他收获时间的含量比较，还是与SBS903 甜玉米品种秸秆各收获时间的含量比较，都没有如此大的变化，而且从植物正常生理角度考虑，生育期仅相差6 ～7 d，玉米秸秆中EE 含量难以发生如此大的变化。

4 结论

SBS903 甜玉米品种秸秆从摘穗当天收获到摘穗7 d 后收获，钙、磷、粗蛋白、粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素都呈减少趋势，而水溶性碳水化合物和总糖含量都呈增加趋势;无论是授粉后20 d 摘穗当天还是26 d 摘穗当天的秸秆，都随收获时间推迟，钙、粗灰分、粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素含量呈增加趋势，而粗蛋白、磷、水溶性碳水化合物和总糖都呈减少趋势;脆王甜玉米品种秸秆的情况也与此相类似。可见，甜玉米摘穗后推迟收获秸秆能够提高其营养价值，但生理状况一致时，推迟收获会降低秸秆的营养价值。

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