宁夏黄灌区专用青贮玉米品种生产性能和营养价值研究

林语梵，朱鸿福，王丽慧，张桂杰*

(1.宁夏大学动物科学系，宁夏 银川 750021;2.宁夏回族自治区水产技术推广站，宁夏 银川 750001)

专用青贮玉米(Zeamays)在“粮改饲”计划实施过程中意义重大[1]。据统计，美国种植青贮玉米的面积为3.55×106hm2，占玉米总面积的12%，法国青贮玉米面积已超过144 hm2，占玉米种植面积80%以上[2]。青贮玉米作为饲料饲喂奶牛，产奶量提高15%～20%，奶品质提升效果显著[3]；全株玉米青贮饲料可显著提高肉羊生长速度和经济效益[4]。目前，国内用于玉米青贮的品种大体分为两类：一种是青贮专用型，在玉米乳熟期至蜡熟期将果穗在内的整株玉米收获，经加工发酵后制成青贮饲料；另一种是粮饲兼用型，先收获成熟的玉米果穗，然后将玉米秸秆和茎叶切碎加工发酵制成饲料，或者整株收获直接进行青贮。专用型青贮玉米的特点是植株高大[5]，茎叶繁茂，生物产量高，营养物质含量高，适口性好且经过窖藏贮存可以一年四季为家畜提供优质饲料。专用型青贮玉米可比籽实玉米多提供2～3倍的营养物质，消化率也可提高近3倍[6]。如今，人们对于优质的奶制品和牛羊肉需求与日俱增，饲草储备受到更多的关注[7-10]。2016年宁夏全区奶牛存栏3.655×105头，羊存栏5.8073×106头，玉米种植面积2.969×105hm2[11]，但专用型青贮玉米种植面积较少，发展空间巨大。本试验在宁夏黄灌区选取5个国外专用青贮玉米品种进行生产性能及营养价值评价，力求为宁夏草畜产业健康发展提供借鉴和参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验选取的5个青贮玉米品种分别为CLO131、CLO132、CLO133、CLO134、CLO135，由宁夏百胜草业有限公司从国外引进，对照品种为金刚青贮50(CK)。

1.2 试验地概况

试验地位于宁夏回族自治区银川市永宁县宁夏大学南场试验站。永宁县属中温带干旱气候，大陆性气候特征明显。永宁县年平均气温8.7 ℃，夏季各月平均气温>20 ℃，>10 ℃积温平均为245.6 ℃，无霜期平均167 d，年太阳总辐射5.9×105J·cm-2，年日照时数达2866.7 h。温差大，气候年较差平均为31.5 ℃，日较差平均13.6 ℃。年均降水量为201.4 mm。降水量在一年中分配不匀，集中在7-9月，约占全年总降水量的62.2%，年平均蒸发量为1470.1 mm，为降水量的8.6倍。

种植区的环境特点能够代表所在试验区的气候、土壤和栽培条件等。选择的试验地地势平整、土壤肥力中等且均匀、无严重土壤传病害、具有良好排灌条件(雨季无积水)、四周无高大建筑物或树木影响。

1.3 试验设计

试验小区面积为15 m2(长5 m×宽3 m)，采用随机区组设计，每个品种3个重复(小区)，试验时间为2017年5-10月，整个试验地四周设4行保护行。每个小区播种5行，行距60 cm，每行25穴，每穴1粒种子，播深3～5 cm，播后覆土。每小区播种量为125粒，5～6叶期进行间苗和定苗，每小区最终保苗113株，根据小区面积大小折算后播种密度约为75000株·hm-2。收割时称重测产，估算鲜重产量。每个小区随机选10株测量株高。

1.4 田间管理

田间管理水平高于当地大田平均管理水平，及时防除杂草、施肥、排灌并防治病虫害，保证满足青贮玉米正常生长发育的水肥需要。7月1日播种后立即进行封地处理，平时进行人工或除草剂除草，保证试验材料的正常生长。根据天气和土壤水分含量，适时适量浇水，如遇雨水过量及时排涝。

1.5 株高及产量

1.5.1株高 在收获时随机选取10株，测量地面到植株新叶伸直最高处的距离，取平均值作为其株高。

1.5.2产量 植株从地上部15 cm处全株收割。每次收获时，各小区两边各一行及前后各0.5 m不计产，收获后立即称重，记为小区鲜重，换算成hm2产量。

1.6 青贮玉米营养成分指标

采鲜样后，65 ℃烘干至恒重，粉碎过0.42 mm孔径筛，参照《饲料分析及饲料质量检测技术》[12]测定粗蛋白(crude protein，CP)、粗脂肪(ether extraction，EE)、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber，NDF)、酸性洗涤纤维(acid detergent fiber，ADF)、木质素(lignin，ADL)、粗灰分(crude ash，Ash)和淀粉(starch，ST)含量。

1.7 病、虫害抗性

病害，观察发病盛期的病斑面积大小，叶片无病斑出现记为无，病斑在叶面积20%以下、20%～40%、41%以上分别记为：轻、中、重；虫害，观测蚜虫和螟虫发生盛期的叶片虫孔面积，叶片无虫孔记为无，虫孔在叶面积20%以下、21%～40%、41%以上的分别记为：轻、中、重。

1.8 干物质体外消化率和中性洗涤纤维体外消化率

干物质体外消化率(invitrodry matter digestibility，IVDMD)、中性洗涤纤维体外消化率(invitroneutral detergent fiber digestibility，IVNDFD)，按Tilly等[13]两阶段法进行测定。首先在厌氧条件下，用瘤胃液的稀释液(瘤胃液∶缓冲液=1∶2)消化定量的样品48 h，然后用胃蛋白酶在酸性条件下再消化48 h。培养完取出后用水洗净，105 ℃烘干12～24 h，称量和计算样品干物质体外消化率，再测定残渣内中性洗涤纤维含量，计算出中性洗涤纤维体外消化率。瘤胃液采自饲喂精粗比为40∶60试验日粮的安装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦阉公牛。

IVDMD=[M3-(M2-M1)]/M0×DM×100

式中：IVDMD为干物质体外消化率；M0为样品质量(g)；M1为坩埚重(g)；M2为空白样残渣重(g)；M3为坩埚+残渣重(g)；DM(dry matter)为饲草样品干物质含量(%)。

IVNDFD =(C0-C1)/C0×100

式中：IVNDFD为中性洗涤纤维体外消化率；C0为样品NDF含量(%)；C1为残渣NDF含量(%)。

1.9 数据处理

利用Excel 2003预处理，SAS(2002)，ANOVA模型进行单因子方差分析，Duncan’s多重比较，P<0.05为差异显著。将各品种株高、产量、粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗脂肪、粗灰分、木质素、淀粉、干物质体外消化率、中性洗涤纤维体外消化率共11个指标采用模糊数学的隶属函数理论[14]，对引进的青贮玉米品种综合评价。

(1)

(2)

式中:Xi为当前指标测定值，xmax和xmin为指标最大值和最小值；其中中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、木质素和粗灰分为反隶属函数，其他均为正隶属函数。隶属函数均值越大，说明其品质越好。

2 结果与分析

2.1 不同专用青贮玉米品种病虫害情况

由表1可知，引进品种和对照品种中只有CLO131没有表现出褐斑病，但CLO131品种受到螟虫和其他害虫的啃食。对照组出现了中度的褐斑病，其他引进品种均出现了轻度的褐斑病。所有品种对锈病抗性较强，仅有CLO131，CLO132两个品种出现轻度锈病。CLO133出现了中度的丝黑穗病，CLO132和CLO134表现出轻度的丝黑穗病。对照组和CLO134均出现中度瘤黑粉病，仅CLO133未出现瘤黑粉病，其余品种均是轻度感病。CLO133表现出中度茎腐病，CLO132和CLO134为轻度感病，其余品种无病征表现。对照组和CLO133均未出现短缩病和矮花叶病，CLO134未出现矮花叶病，CLO135未出现短缩病，CLO131和CLO132均出现轻度短缩病和矮花叶病。只有CLO133和CLO134未出现虫害，CLO132未出现螟虫，CLO135出现轻度螟虫未出现其他虫害，对照组和CLO131均出现轻度螟虫和其他虫害。

表1 不同品种青贮玉米病虫害情况Table 1 The pest and disease inspection of silage maize of different varieties

N: 无病斑或无虫孔None; L: 轻度病斑或轻度虫孔Light; M: 中度病斑或中度虫孔Moderate; H: 重度病斑或重度虫孔Heavy.

2.2 不同专用青贮玉米品种株高、产量比较分析

不同品种青贮玉米株高存在显著差异(P<0.05)，植株最高的品种是对照组可长到300.3 cm，CLO133和CLO135品种株高低于260 cm，最矮的品种是CLO133为254.3 cm(表2)。各品种鲜重产量差异不显著，产量均高于5000 kg·hm-2，最多的是对照组品种为5786.6 kg·hm-2。

表2 不同品种青贮玉米株高、产量比较Table 2 Comparison of plant height and production of silage maize of different varieties

注：同行不同字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

Note: Different letters in the same row differ significantly (P<0.05), the same below.

2.3 不同专用青贮玉米品种营养成分比较

2.3.1常规营养成分分析 不同品种青贮玉米的粗蛋白，中性洗涤纤维，淀粉含量差异显著(P<0.05)。粗蛋白含量最高的是CLO135，为9.23%，对照组含量次之，为9.21%，最低的是CLO134，为8.38%，各品种粗蛋白含量较高。淀粉含量高低对于青贮玉米的营养品质好坏有着明显影响。本试验中淀粉含量差异显著，对照组含量最低，为34.08%>25%，其他品种淀粉含量均高于对照组，其中CLO132、CLO134和CLO135淀粉含量显著高于对照品种。中性洗涤纤维含量最高的是对照组，为33.43%，最低的是CLO135，为25.28%，含量相差8.15%，且所有引进品种的中性洗涤纤维均低于对照组。虽然酸性洗涤纤维含量差异不显著，但引进品种的含量均低于对照品种。可见其营养品质好于金刚青贮50。所有品种粗脂肪、粗灰分和木质素含量差异不大。粗脂肪含量较高的是CLO135达到3.17%。粗灰分含量均高于4%，最高的是对照组5.12%。木质素含量最高的是CLO131，为2.38%，最低的是CLO135，为1.73%(表3)。

表3 不同品种青贮玉米常规营养成分指标Table 3 General nutritional indexes of silage maize of different varieties (%DM)

2.3.2矿物质含量分析 矿物质作为必不可少的动物营养素在动物体内发挥重要功能，对于保证动物的生长和维持动物健康具有重要作用[15]。如表4所示，在本试验6个青贮玉米品种矿物质含量中只有钙含量差异显著(P<0.05)，对照品种含量显著高于引进品种，达到0.44%。磷含量范围在0.20%～0.23%。钾含量在0.86%～1.02%，含量最高的是CLO134，对照组次之，最低的是CLO132。镁含量与磷含量相近也在0.20%～0.23%，CLO133品种的磷与镁含量皆是最高，为0.23%，CLO132品种的磷与镁含量皆是最低为0.20%，CLO131的镁含量同样为0.23%，磷含量居中为0.22%。

表4 不同品种青贮玉米矿物质含量Table 4 Mineral content of silage maize of different varieties (%DM)

2.3.3不同专用青贮玉米品种干物质和中性洗涤纤维体外消化率分析 如表5所示，所有品种中干物质体外消化率最高的是CLO135，为89.08%，最低的是对照品种，为84.63%，相差4.45%但各品种间差异不显著(P>0.05)。CLO134与CLO135中性洗涤纤维体外消化率高于58%，最低的依然是对照品种，为56.35%，各品种间差异不显著(P>0.05)。

2.4 不同专用青贮玉米品种综合评价

在所有引进品种与对照品种的生产性能和营养价值综合评价结果(表6)为CLO135的综合表现最优，得分为0.82，远超其他品种，CLO134次之，CLO132较优，CLO131和CLO133得分较低但高于对照品种。

表5 不同品种青贮玉米干物质和NDF体外消化率Table 5 IVDMD and IVNDFD contents of silage maize of different varieties (%)

表6 不同品种青贮玉米隶属函数值Table 6 Subordinate function values silage maize of different varieties

注：R1～R11分别代表植株高、产量、粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗脂肪、粗灰分、木质素、淀粉、干物质体外消化率、中性洗涤纤维体外消化率的隶属函数值。

Note:R1-R11mean the membership value of plant height, production, crude protein, acid detergent fiber, neutral detergent fiber, ether extraction, crude ash, lignin, dry matterinvitrodigestibility, neutral washing fiberinvitrodigestibility respectively.

3 讨论

3.1 不同专用青贮玉米品种生产性能比较

所有参试青贮玉米品种对于病虫害抗性较强，未出现大面积病虫害，与试验田管理水平较高，水分条件和土壤肥力条件较好有关。宁夏玉米病、虫害在2001-2015年发生面积、发生程度、防治面积、防治程度均呈显著增加趋势[16]。玉米病害中锈病、瘤黑粉病、基腐病和丝黑穗病等发病较为严重，虫害主要是玉米蚜虫、玉米螟等[17]。因此选择对本地区病虫害抗性较强的玉米品种是发展青贮玉米种植的关键。引进的5个品种植株高度均小于300 cm(对照品种金刚青贮50为300.3 cm)，推测可能是与品种特性和遗传背景有关，适宜的株高有利于提高植株的抗倒伏能力[18]。试验结果植株较高的品种产量较高，与李德峰等[19]提出的植株越高叶片越长生物学产量越高的研究结果一致。引进品种产量低于对照品种，可以采取增大种植密度，覆膜和施肥等技术手段提高产量[20-21]。

3.2 不同专用青贮玉米品种常规营养成分比较

饲草营养品质对于家畜的生长发育十分重要，饲草营养品质对于提高奶牛的产奶量和牛奶的品质具有主要作用[3]。优质青贮玉米品种应具有较高的粗蛋白，适宜的干物质，较低的粗纤维和较高的淀粉[22]。本试验所有引进品种粗蛋白含量均高于7%，NDF含量均低于45%，ADF含量均低于25%，淀粉含量均高于25%，大部分指标优于对照品种，达到国家一级青贮玉米品质标准[23]，适合及时收获进行加工调制青贮饲料。CLO135品种和CK品种粗蛋白含量达到9%以上，推测蛋白质含量较高与玉米收割时期早有关，玉米营养物质未全部转移到籽粒中。CLO135品种NDF含量与国家一级青贮玉米品质标准相比降低了近20%，ADF含量降低了11%。NDF包含半纤维素，纤维素和木质素，可使反刍动物具有饱腹感与动物采食量呈负相关。ADF不易被动物消化，与消化率呈负相关。其他指标如脂肪，木质素和粗灰分含量与对照品种无明显差异，这些营养指标与对照品种可达到同一营养水平。木质素不被家畜消化，因此含量较低有益于反刍动物的养分消化吸收。本试验所有品种中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和木质素含量较低可能与玉米品种特性，遗传背景和收获时期有关，推测可以被家畜较好的吸收。矿物质(K、Ca、Na、Mg)的营养功能主要是供给反刍动物瘤胃微生物营养成分，维持微生物生长[24]。全株玉米青贮后能保持大部分矿物质营养，本试验所有品种矿物质含量较高可能与土壤条件较好有关。

3.3 不同专用青贮玉米品种体外消化率比较

干物质体外消化率(IVDMD)和中性洗涤纤维体外消化率(IVNDFD)是衡量家畜对饲草消化能力的重要指标。纤维素含量与干物质体外消化率呈现明显的负相关[25]，本研究中，CLO135品种由于NDF与ADF含量较低，因而IVDMD最高可达89%左右。IVNDFD主要受木质素含量的影响，降低木质素含量能显著提高饲草料的利用率[25]。本试验CLO135品种木质素含量较低，推测具有较高的IVNDFD，试验结果符合这一推测。本试验各品种IVDMD均高于85%，IVNDFD均高于50%，按照闫贵龙等[26]试验结果推测，可能是玉米苞叶所含比例较大有利于消化。

3.4 综合评价方法探讨

为综合评价引进品种的各种性状指标，本试验采用了隶属函数法。郭郁频等[27]采用隶属函数法对不同早熟禾(Poa)品种进行抗旱性评价，任伟等[28]对于国家黄淮海12个杂交青贮玉米品种区试中运用模糊概率法进行综合评价，田宏等[29]采用主成分分析与模糊数学隶属函数法综合评价14种青贮玉米的生产性能。国内还有研究采用灰色关联度分析方法对玉米综合评价取得较好的效果，但其方法较为复杂，计算量较大，隶属函数法则减少了运算量，是一种比较全面、客观、合理的测定方法[30]，能较好地评价青贮玉米的综合性状。本试验为均衡考虑各性状的优劣认为所有指标具有同样的影响，但对于受病、虫害指标未量化考虑，因此还需对引进品种进行详尽的大田试验。对照品种即本地品种具有的最大优势是产量高于引进品种，在确保引进品种优良性状如何提高产量仍有待进一步探讨。隶属函数评定结果表明所有引进品种优于对照品种，具有推广价值与意义。本试验隶属函数评价能够客观全面的评定CLO135品种在多项指标中具有优势，排名结果表明CLO135品种最优，能够作为宁夏黄灌区优良的专用型青贮玉米。

4 结论

本试验对6种青贮玉米田间农艺性状、营养成分和消化率等指标进行了研究，参试品种能在宁夏黄灌区良好生长，无大面积病、虫害发生。利用隶属函数法对其生产性能和营养品质综合评价，适宜宁夏黄灌区种植的青贮玉米顺序为：CLO135>CLO134>CLO131>CLO132>CLO133>CK，品种CLO135能够作为宁夏黄灌区优良的专用型青贮玉米。