不同品种玉米农艺性状及青贮发酵品质的比较及相关性研究

孙志强， 徐 芳， 张元庆， 海 鸽， 杨春艳， 吴 哲， 王炳， 玉 柱*

(1. 中国农业大学动物科技学院， 北京 100193； 2. 山西省农业科学院畜牧兽医研究所， 山西 太原 030032； 3. 鄂温克族自治旗伊敏苏木畜牧兽医站， 内蒙古 呼伦贝尔 021114； 4. 鄂温克族自治旗红花尔基镇畜牧兽医站， 内蒙古 呼伦贝尔 021112)

全株玉米(ZeamaysL.)青贮饲料是我国草食家畜动物养殖中的重要饲料。玉米青贮饲料保证了草食家畜在一年四季中都可以得到青饲料的供应，对草食家畜的发展起到举足轻重的作用。很多研究表明，玉米的品种不同，其农艺性状和产量有一定差异[1-2]。也有研究表明品种对全株玉米青贮饲料的青贮品质有关系[3]。随着节约型畜牧业的发展，青贮玉米的种植面积也逐年增加。目前，国内将青贮玉米品种分为青贮专用型玉米、粮饲兼用型玉米和粮食型玉米3种类型，且在各地均有利用，并以粮饲兼用型玉米居多[4-5]。针对玉米品种之间的产量比较以及不同品种全株玉米青贮饲料的青贮质量的比较都有文献报道[6-7]。已有的研究都表明，针对不同地区，选择合适的玉米品种是获得高产高质的青贮玉米的基础，但是对不同品种农艺性状、产量以及调制青贮饲料后的青贮品质的相关性分析研究较少。目前在生产实践中，种植者和养殖者对青贮玉米的关注点不一样，青贮玉米种植者更倾向于选择植株高大，产量高的品种，对于养殖者来说，他们更关注的是全株玉米青贮饲料的饲用价值，如何达到一个平衡点至关重要。而在不同的青贮玉米种植区，种植者所面临的品种选择繁多。本研究在山西省北部(朔州)选择16个品种的试验材料，对其在适宜收割期的农艺性状、产量以及调制青贮饲料后的青贮品质进行比较和相关性分析，确定适宜本地区生态环境的最佳青贮品种，以期为山西省北部地区的青贮玉米种植及全株玉米青贮饲料的生产提供理论指导，促进优质玉米青贮饲料的生产。

1 材料与方法

1.1 供试材料

本试验选择的玉米品种均在山西省北部地区已有种植，具体情况如表1所示。

1.2 试验地点

该试验于2017年4月—10月在山西省朔州市山阴县青玉开发示范园区进行。该地年均温在7℃左右，1月份日均温0.5℃(最低-9℃)，7月份日均温23.5℃。平均年降水量为410 mm左右。初霜期为9月下旬，无霜期130 d。

1.3 试验设计

试验选择13个粮饲兼用品种，3个青贮专用品种，于2017年4月下旬播种。试验采取随机区组设计，每个品种种植6行，行距0.5 m，面积890 m2,设置3个重复。2017年9月上旬(乳熟期至蜡熟期)统一收获，测定其农艺性状、鲜草产量，然后调制青贮饲料，测定其青贮品质，并对其相关性进行分析。

1.4 栽培管理

青贮玉米播种前采用统一机耕整地、统一配方施肥(苗肥N25、P10、K16中化复合肥50 kg、牛粪4 m3、锌肥100 g)，试验采用统一田间管理并使用了膜下滴灌技术，以确保不受干旱气候的影响。

表1 供试材料Table 1 Experimen material

1.5 青贮制备

选用罐装青贮法，将全株玉米切碎成1～2 cm，装填于5 L的聚乙烯青贮罐内，装填密度为750 kg·m-3，压实后盖上内外盖，用胶带密封。制作的青贮饲料在干燥地方室温保存，贮藏时间为3个月，每个品种3个重复。

1.6 测定指标

1.6.1农艺性状和产量的测定 每个小区随机抽取具有代表性的3株玉米，测量其株高、穗位、黄叶数、绿叶数、茎粗，并测定茎重、穗重和叶重。选取中间3行，每行取10 m(共10 m2)进行收割，称鲜重，并换算成每公顷鲜草产量[1]。

1.6.2青贮品质测定 分别打开每个青贮罐，选取具有代表性的20 g青贮饲料，加入180 mL蒸馏水，用组织捣碎机搅碎1 min，先后用4层纱布和定性滤纸过滤，得到青贮饲料浸提液，用于pH值、有机酸测定。pH用METTLER TOLEDO型pH计测定；乳酸(Lactic acid,LA)、乙酸(Acetic acid,AA)、丙酸(Propionic acid,PA)和丁酸(Butyric acid,BA)含量采用SHIMADZE-10A型高效液相色谱仪分析，色谱柱为ShodexRspak KC-811S-DVB gel Column 300 mm×8 mm，检测器为SPD-M10AVP，流动相为3 mmol·L-1高氯酸，流速1 mL·min-1，进样量5 μL，柱温50℃，检测波长210 nm[8]。剩余青贮称取200 g左右于烘箱中烘干48 h后，用植物粉碎机粉粹，过40目筛，干物质(DM)采用烘干法测定[9]。淀粉采用高氯酸水解-蒽酮比色法测定[10]。

1.7 数据统计方法

数据采用Excel 2007进行整理，采用SPSS 19.0统计分析软件进行单因素方差分析和相关性分析，所有数据以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 不同品种玉米的农艺性状比较

由表2可知，不同供试品种农艺性状之间均存在不同程度的差异性。

不同供试品种玉米株高范围为239～340 cm，其中‘大京九26’最高，依次是‘晋单65’、‘峰单189’、‘正成018’、‘太玉511’、‘利禾1号’和‘先玉25’，均显著高于其他供试品种(P<0.05)；‘潞玉6号’的株高最低，为239 cm，显著低于其他品种(P<0.05)；茎粗最粗的是‘大丰26’，较细的是‘屯玉168’、‘大京九26’、‘强盛103’，其他供试品种均无显著差异(P>0.05)。

穗位最高的是‘大京九26’，为197 cm；穗位较低的是‘璐玉6号’和‘强盛103’，分别为102.33 cm和122.00 cm，其他供试品种均无显著差异(P>0.05)。

绿叶数排在前三位的是‘屯玉168’、‘强盛青贮30’和‘京科青贮516’；黄叶数排在后三位的是‘屯玉168’、‘太玉511’和‘强盛青贮30’。

2.2 不同品种玉米的地上产量比较

由表3可知，‘大丰26’、‘潞研10号’、‘登海679’、‘晋单65’的茎重较重，茎重较轻的是‘强盛103’、‘京科青贮516’，其他供试品种的茎重无显著差异(P>0.05)；‘登海679’的穗重最重，为0.50 kg，穗重较轻的是‘大京九26’、‘屯玉168’、‘强盛103’、‘正成018’、‘强盛青贮30’，显著低于‘登海679’(P<0.05)，其他供试品种之间无显著差异(P>0.05)；‘屯玉168’的叶重最重，‘大京九26的叶重最轻，其他供试品种之间无显著差异(P>0.05)；在产量方面，‘大丰26’ 的鲜草产量最高，后依次为‘登海679’、‘潞研10号’、‘晋单65’和‘屯玉168’，显著高于‘强盛103’和‘大京九26’(P<0.05)。

表2 16个玉米品种的农艺性状比较Table 2 The agronomic characters of sixteen corn hybrids

注：同列不同字母表示差异显著(P<0.05)，下同

Note：Different letters in the same column indicate significant differences at the 0.05 level,the same as blow

表3 16个玉米品种的产量比较Table 3 The yield of sixteen corn hybrids

2.3 不同品种全株玉米青贮饲料的青贮品质比较

由表4可知，‘登海679’和‘太玉511’品种的全株玉米青贮饲料的pH值显著高于其他供试品种(P<0.05)，除‘登海679’、‘太玉511’外，其余供试品种的pH值均小于4.20；大多数供试品种的全株玉米青贮饲料的LA含量占干物质的比例在4%～5%之间，‘登海679’和‘太玉511’的LA含量较低，占干物质2.50%左右；‘登海679’、‘太玉511’、‘利禾1号’、‘强盛103’、‘京科青贮516’的AA含量较高；所有供试品种的PA含量均较低，且均未检测到BA成分。

表4 16个玉米品种的全株玉米青贮饲料的发酵品质比较Table 4 The fermentation quality of the whole plant corn silage of sixteen corn hybrids

注：ND表示未检测到

Note：ND indicate not detected

由图1可知，多数供试品种的全株玉米青贮饲料的干物质含量在30%～40%之间，其中,‘先玉1225’的干物质含量最高，‘太玉511’的干物质含量最低；由图2可知，‘先玉1225’、‘利禾1号’、‘永玉3号’的淀粉含量较高，显著高于‘大京九26’和‘璐研3号’(P<0.05)。

图1 16个玉米品种的全株玉米青贮饲料的干物质含量比较Fig.1 The dry matter content of the whole plant corn silage of sixteen corn hybrids注：图中不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同Note：Bars with different lowercase letters indicate significant difference at the 0.05 level,the same as blow

图2 16个玉米品种的全株玉米青贮饲料的淀粉含量比较Fig.2 The starch content of the whole plant corn silage in sixteen corn hybrids

2.4 农艺性状、产量与全株玉米青贮品质的相关性分析

由表5可知，鲜草产量与茎粗、绿叶数、茎重、穗重和叶重成极显著正相关，与黄叶数成显著负相关；株高与穗位成极显著正相关；茎重与叶重、穗重成极显著正相关；全株玉米青贮饲料的pH值与LA含量成极显著负相关，与穗重成显著正相关；青贮饲料的LA含量与绿叶数成显著正相关；青贮饲料的AA含量与干物质含量成显著负相关；青贮饲料的干物质含量与绿叶数成显著负相关，与黄叶数成显著正相关；全株玉米青贮饲料的淀粉含量与干物质含量成极显著正相关。

3 讨论

3.1 产量和青贮饲料的品质

无论是对于青贮玉米种植者，还是畜牧业养殖者，一个优质的青贮玉米品种，其产量和其调制成的青贮饲料的品质都是至关重要的[11-12]。然而，全株玉米品种选择的现状是青贮玉米种植者更倾向于选择植株高大，产量高的品种，对于养殖者来说，他们更关注的是全株玉米青贮饲料的品质。有研究表明，农艺性状、产量和青贮饲料的品质与品种、施肥、收获期均有关系[13-14]，且营养成分在植株器官中的分配因品种与收获期而异[15]。本次试验采用统一施肥管理，且在同一时间全株刈割，大部分品种处在蜡熟期。在鲜草产量方面，‘大丰26’、‘登海679’的鲜草产量较高，但是调制成全株玉米青贮饲料后，‘大丰26’的淀粉含量较低，‘登海679’品种的全株玉米青贮饲料的pH值大于4.20，LA含量较低。粮饲兼用型品种‘晋单65’和‘屯玉168’、青贮专用品种‘京科青贮516’和‘强盛青贮30’的产量较高，青贮发酵后，pH值均小于3.90，LA含量较高，淀粉含量也较高，是较优秀的青贮玉米品种。青贮玉米品种的选择应该均衡考虑产量和青贮饲料的品质，也要考虑整个生长期的长短、地域条件、刈割时期以及机械的配备情况等。

表5 农艺性状、产量与青贮品质的相关性分析Table 5 Correlation analysis among agronomic characters,yields and the quality of silage

注：**表示在0.01水平上显著相关；*表示在0.05水平上显著相关

Note：** and * indicate significant differences at the 0.01 and 0.05 level,respectively.

3.2 农艺性状、产量与全株玉米青贮品质的相关性

玉米的农艺性状、产量与全株玉米青贮品质之间有着密切的关系，研究其关系对指导选育高产优质的青贮玉米品种具有重要的意义[1,16]。关于茎高、茎粗和产量的关系，茎秆越高、茎越粗、叶越茂密、植株具有较好的长势，对全株玉米作为饲草而言，其鲜草产量较高[17]。本次试验的鲜草产量与茎粗、绿叶数成显著正相关，刘冠明[18]等人研究结果与此类似。另外，李波[19]等在青贮玉米生物产量与植株主要农艺性状相关的研究中指出，绿叶数与产量成正相关，但相关性较小。绿叶数目多，会提高青贮饲料的营养价值和适口性，因此，在选择青贮玉米品种时，应充分考虑绿叶数的多寡。本次试验茎重与叶重、穗重成极显著正相关，茎重、叶重、穗重均显著影响植株的产量，与冯国郡[20]等人的研究结果类似。玉米全株收割调制成青贮饲料后，青贮饲料的pH值与LA含量成极显著负相关，这与王静[21]等人的研究结果类似，全株玉米青贮饲料的pH较低时，LA含量相对较高。青贮饲料的AA含量与干物质含量呈显著负相关，而AA含量与全株玉米的有氧稳定性有关[22]。另外，本次试验还发现全株玉米青贮饲料的pH值与穗重成显著正相关，但张文芝[23]等人的研究表明全株玉米的可溶性糖含量随玉米果穗率的增加而增加，青贮饲料发酵品质随玉米果穗率的增加而提高。有研究表明，随着收获时间的推迟，干物质含量呈增加趋势。青贮玉米的淀粉随着收获时间的变化差异显著[24]，本次试验结果与之类似，全株玉米青贮饲料的淀粉含量与干物质含量成极显著正相关。

4 结论

玉米的鲜草产量与茎粗、绿叶数、茎重、穗重和叶重成极显著正相关，故种植全株玉米品种时，可以选择种植茎秆粗壮，绿叶数多，穗位低的品种。综合考虑产量与青贮品质，粮饲兼用型品种‘晋单65’、‘屯玉168’，青贮专用品种‘京科青贮516’、‘强盛青贮30’的综合表现较好，可作为青贮玉米品种在山西省北部地区推广种植。