河南省夏播青贮玉米品种筛选与综合评价

周 波，韩小花，李小红，王延召，刘 康

（1. 河南省农业科学院粮食作物研究所 / 河南省玉米重点实验室，河南 郑州 450002；2. 河南省农业科学院农业经济与信息研究所，河南 郑州 450002；3. 漯河市农业科学院，河南 漯河 462000）

青贮玉米(Zea mays)具有干物质生物产量高、品质优等特点[1-3]，饲喂高质量的全株青贮玉米，可以节省精饲料的投入，节本增效显著[4-5]。随着国家“粮改饲”政策的实施以及农业种植业结构的调整，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[6-7]。青贮玉米分为青贮专用型、粮饲通用型和粮饲兼用型3 种类型[8]。青贮专用型玉米是指产量高、品质好、只适合作青贮的玉米品种，在乳熟期至蜡熟期期间，收获包括玉米果穗在内的整株玉米；粮饲通用型玉米是指该玉米品种既可作为普通玉米品种，在成熟期收获籽粒，也可作为青贮玉米品种，收获包括果穗和茎叶在内的全株，用于青饲料或青贮饲料；粮饲兼用型青贮玉米是指在成熟期先收获玉米籽粒用于粮食或配合饲料，然后再收获青绿的茎叶用作青贮。美国推广的青贮玉米较大一部分为粮饲通用型玉米，农场主可以根据当年期货市场价格决定收青贮玉米还是等到玉米充分成熟后收籽粒，从而降低种植风险。

推广青贮玉米，首要问题是品种选择。由于河南省审定的青贮玉米品种较少，致使该地区生产上普遍使用生物量较高的普通玉米品种作青贮玉米种植，导致青贮玉米种植时品种选择混乱，产量以及品质参差不齐，种植效益不高。因此，筛选优质高产青贮玉米品种对满足河南省畜牧业发展、提升种植效益具有重要意义。目前，研究人员对我国不同地区适合种植的青贮玉米或者普通玉米品种已经进行了初步筛选，但是研究内容均侧重于青贮玉米产量的比较评价，对淀粉含量、中性洗涤纤维含量和酸性洗涤纤维含量等品质指标的要求较低，且未综合多个指标对品种品质等级进行详细划分[9-12]。

基于此，本研究选择15 个青贮玉米品种和5 个生物量较高的普通玉米品种进行比较试验，主要目的是筛选出适合在河南地区种植的高产优质的青贮玉米品种，为青贮玉米在河南省大面积推广应用提供理论依据，同时建立河南地区青贮玉米品种生态适应性评价标准。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验从全国征集了20 个优良的玉米品种作为供试材料(表1)。试验设置雅玉青贮8 号和郑单958 两个对照品种，雅玉青贮8 号为国审青贮玉米品种，在黄淮海地区表现优良，且为国家黄淮海夏播青贮玉米区域试验对照品种。郑单958 为我国目前推广面积最大的普通玉米品种，在本试验中作为品种籽粒产量测产对照，用来评价青贮玉米籽粒产量性状。郑青贮1 号、北农青贮 368、北农青贮3740、大京九26、宁禾0709、曲辰19、雅玉04889、渝青386为国审/省审青贮玉米品种；渝青506、渝青玉3 号、郑青贮2 号为国家青贮玉米区试中表现优良的品种；雅玉158、郑单1704 和郑单6040 为青贮玉米新组合；先玉1658、新科910、九新631、永优1573 为国审/省审普通玉米品种。

1.2 试验地概况

试 验 于2019 年6 月10 日 − 10 月15 日 在 河 南省新乡市平原新区王村G107 与平原大道交汇处河南现代农业研究开发基地进行。平原新区王村位于113°41′46′′ E、35°01′06′′ N，海拔47 m，地处暖温带南部，属于大陆性季风湿润气候，四季分明，气候温和，雨热同季，年平均气温为14.3 ℃，年平均降水量为632 mm，无霜期220 d，全年日照时间约2 400 h。

表1 供试玉米品种Table 1 Tested maize cultivars

1.3 试验设计与田间管理

试验采用完全随机设计，小区行长10 m，行距0.6 m，每小区10 行，小区面积为60 m2，种植密度75 000 株·hm−2，3 次重复，试验周边设4 行保护区。

试验于2019 年6 月10 日播种，施用玉米专用复合肥600 kg·hm−2，种肥一次性同播，播种后不再追施肥料。播种后及时浇水，力保全苗。玉米出苗前使用40%乙·阿合剂乳油除草剂3 000～3 750 mL·hm−2，在微风天气进行土壤封闭喷雾。为避免管理措施造成的试验误差，所有管理措施(如定苗、浇水)在当天完成。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 农艺性状测定及方法

农艺性状主要测定指标包括青贮生育期、株高、穗位高、倒伏率、倒折率和茎腐病。青贮生育期，即从出苗到最佳收获期(即籽粒乳线达到1/2 时)的天数。株高，吐丝后10～30 d，连续取小区内生育正常的植株10 株，测量由地表到雄穗顶端的高度，求其平均值(cm)。穗位高，测量株高的同时测量植株从地表到果穗柄着生节的高度，求其平均值(cm)。倒伏率，倒伏后3～5 d 统计小区植株倾斜度 ≥ 45°株数，同时统计小区总株数，计算倒伏率。倒折率，收获前统计果穗以下部位折断的植株数，同时统计小区总株数，计算倒折率。茎腐病，收获前0～3 d，采用手捏法调查。茎基部变软、空松，能用手捏动植株判定为发病株，统计测产行发病株数、总株数，计算发病率。

1.4.2 产量测定及方法

青贮玉米最佳收获期为蜡熟期，该时期收获的青贮玉米干物质积累达到最大值，营养价值达到最大值[13-15]。本研究中各青贮玉米品种选择在籽粒乳线达到1/2 时全株收获，该时期为乳熟末期到蜡熟前期。于青贮玉米生长乳熟末期至蜡熟期，观察果穗中段3 个完整籽粒上乳线的位置，即籽粒基部到乳线的位置占籽粒基部至顶部全长，即当籽粒乳线达到1/2 时全株收获，实收中间6 行，小区面积36 m2，从地上部分20 cm 处全株刈割，收获后立即称重，得到小区鲜重产量(t·hm−2)。从每个小区收获的植株中，随机选取5 株，全株粉碎，从中随机取样1 kg 左右，装入布袋，称重，置入鼓风式烘箱内，105 ℃条件下杀青4 h，然后65 ℃条件下烘干至恒重，冷却至室温后称干重，计算含水量。根据小区鲜重和含水量计算小区干物质生物产量(t·hm−2)。干物质生物 产 量 相 对变 化 = (干 物 质 生 物 产量 − 雅 玉 青 贮8 号干物质生物产量)/雅玉青贮8 号干物质生物产量 × 100%。籽粒产量测定于乳线完全消失、黑层出现时，实收2 行，小区面积12 m2，对玉米全株进行收获、脱粒，用水分测定仪测定籽粒含水量以后按照14%含水量折算产量(t·hm−2)。

1.4.3 品质指标测定及方法

从每个小区收获的植株中，随机选取5 株，全株粉碎，从中随机取样1 kg 左右，装入布袋，称重，置入鼓风式烘箱内，105 ℃条件下杀青4 h，然后65 ℃条件下烘干至恒重，再用锤式粉碎机(9FQ-235 型，北京)粉碎，用近红外扫描仪(DA7200)测定样品中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗蛋白和淀粉含量[16]。品质指标近红外模型的建立是基于300 份代表性玉米全株粉碎样品的中性洗涤纤维(范氏法[17])、酸性洗涤纤维(范氏法[17])、粗蛋白(凯氏定氮法[18])和淀粉含量(酸水解–蒽酮比色法[19-20])化学方法测定的结果。本试验品质指标委托北京农学院检测完成。

1.4.4 相对饲用价值计算

相对饲用价值(relative feed value, RFV)由以下公式计算得出[21]:

式中：DMI (dry matter intake，%)为粗饲料干物质的随意采食量，即占体重的百分比；DDM (digestible dry matter，%)为可消化的干物质，即占干物质的百分比。DMI 与DDM 的预测模型如下：

式 中：NDF 为 中 性 洗 涤 纤 维(neutral detergent fiber，%)含量，ADF 为酸性洗涤纤维(acid detergent fiber，%)含量，即占干物质的百分比。

1.5 数据处理与分析

产量及农艺性状数据采用Excel 2013 和SPSS 19.0 进行描述性统计分析及方差分析，应用Duncan法进行多重比较，所有数据以平均值 ± 标准差表示，以P ＜ 0.05 表示差异显著。中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗蛋白、淀粉和相对饲用价值等品质性状聚类分析应用SAS 8.0 计算相关系数，运用Mega 5构建系统发育进化树，距离为1 − 相关系数。

2 结果与分析

2.1 生产性状分析

20 个玉米品种间的干物质生物产量、鲜草产量和籽粒产量差异较大(表2)。从干物质生物产量来看，渝青386 最高，为21.20 t·hm−2，显著高于北农青贮368、渝青506 和渝青玉3 号外的其余16 个品种(P ＜ 0.05)，渝青506、北农青贮368 和渝青玉3 号分别为21.05、21.04 和20.84 t·hm−2。本研究中，有11 个品种干物质生物产量均高于对照雅玉青贮8 号，分别是渝青386、渝青506、北农青贮368、渝青玉3 号、新科910、雅玉04889、先玉1658、郑青贮1 号、九新631、北农青贮3740 和郑青贮2 号；另外，干物质生物产量低于对照雅玉青贮8 号的有8 个品种，分别是郑单6040、雅玉158、郑单1704、大京九26、曲辰19、永优1573、宁禾0709 和郑单958。干物质生物产量较低的是郑单958 和宁禾0709。

鲜草产量结果显示渝青玉3 号鲜草产量最高，为63.11 t·hm−2，显著高于其余16 个品种(P ＜ 0.05)，渝青386、渝青506 和北农青贮368 次之，分别为59.31、58.76 和58.08 t·hm−2。与对照雅玉青贮8 号相比较，渝青玉3 号、渝青386、渝青506、北农青贮368 和雅玉04889 均表现为增产；新科910、郑青贮1 号、北农青贮3740、郑青贮2 号、先玉1658、九新631、曲辰19、大京九26、郑单6040、雅玉158、郑单1704、永优1573、宁禾0709 和郑单958 鲜草产量均低于雅玉青贮8 号。鲜草产量较低的是郑单958、宁禾0709、永优1573。

籽粒产量结果显示郑单1704 籽粒产量最高，为8.78 t·hm−2，显著高于大京九26、宁禾0709、曲辰19、渝青玉3 号、郑青贮2 号、永优1573、渝青386和雅玉青贮8 号8 个品种(P ＜ 0.05)。与对照郑单958 相比较，郑单1704、先玉1658、九新631 均表现为增产；其余16 个品种籽粒产量均低于郑单958，其中雅玉青贮8 号、渝青386、永优1573、大京九26、曲辰19、渝青玉3 号和宁禾0709 籽粒产量比郑单958 减少10%以上。

2.2 营养品质分析

目前，国际上常用的青贮玉米品质评价指标有中性洗涤纤维含量、纤维素含量(lignin)、不可消化纤维含量(undigested neutral detergent fiber，uNDF240)、中 性洗涤 纤 维消化 率(NDF digestibility，NDFd30)、全 肠 道NDF 消 化 率(total tract neutral detergent fiber digestibility，TTNDFd)、淀粉(starch)、相对饲用价值和每吨产奶量[22-23]。本研究采用的是我国国内常用的青贮玉米品质判定指标，即淀粉含量、粗蛋白含量、中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含量和相对饲用价值[3,12]。

NDF、ADF、粗蛋白(crude protein, CP)、淀粉含量和相对饲用价值在20 个玉米品种之间有明显差异(表3)。NDF 含量检测结果显示，大京九26、郑青贮1 号、曲辰19、先玉1658、雅玉158、郑单1704 和郑单6040 7 个品种NDF 含量均小于40%，其中郑单1704 最低；渝青506、渝青玉3 号和渝青386 的NDF含量较高，均大于45%。ADF 含量检测结果显示，除宁禾0709、渝青506、渝青玉3 号、永优1573 和渝青386 外，其余15 个品种ADF 含量均小于23%，其中大京九26、郑青贮1 号、曲辰19、先玉1658、九新631、雅玉04889、雅玉158、郑单1704、郑单6040 和雅玉青贮8 号的ADF 含量小于20%。本研究中20个品种的CP 含量均大于7%，其中郑青贮1 号的粗蛋白含量最高，为9.75%，渝青506 的粗蛋白含量最低，为8.22%。淀粉含量检测结果显示，北农青贮368、大京九26、郑青贮1 号、曲辰19、先玉1658、新科910、九新631、雅玉04889、雅玉158、郑单1704、郑单6040 和郑单958 这12 个品种淀粉含量大于30%，其中郑单1704 最高，为38.61%。相对饲用价值较高的品种为郑单1704、郑单6040 和大京九26，较低的品种为渝青386、渝青玉3 号和渝青506。

表2 不同青贮玉米品种产量比较Table 2 Corn silage yield of different varieties

国家青贮玉米品质等级划分为三级[24]，本研究在此基础上增加一个特级，即将干物质含量 ≥ 30%、淀粉含量 ≥ 30%、ADF 含量 ≤ 20%、NDF 含量 ≤ 40%、粗蛋白含量 ≥ 7%的青贮玉米品质评定为特级。本研究中，郑单1704、郑单6040、大京九26、先玉1658、曲辰19、雅玉158 和郑青贮1 号这7 个品种品质达特级，其相对饲用价值排名分别为第1、2、3、4、5、6、8 名。九新631、雅玉04889、郑单958、雅玉青贮8 号、北农青贮368、郑青贮2 号、新科910 和北农青贮3740 这8 个品种品质评定为一级，相对饲用价值排名分别为第7、9、10、11、12、13、14、15 名。永优1573、宁禾0709 和渝青玉3 号品质评定为二级，渝青386 和渝青506 品质判定为3 级，这5 个品种的相对饲用价值排名在第15 名之后。

表3 不同青贮玉米品种营养品质比较Table 3 Comparison of nutritional quality among different silage corn varieties

依据NDF、ADF、CP、淀粉和相对饲用价值等品质性状的相关性，通过邻并法对20 个玉米品种进行聚类分析。结果如图1 所示，20 个玉米品种可以分成两大类。即由16 个品种组成的第I 类群和由4 个品种组成的第II 类群。第I 类群的品质等级高于第II 类群，第I 类群中除永优1573 外，其他15 个品种品质等级均为特级或者一级；第II 类群4 个品种品质等级均为二级或者三级。第I 类群又可以分出一个亚类群，这个亚类群包含7 个品种，该亚类群的品质等级大多数为特级，品质明显优于第I 类群中的其他品种。

2.3 不同玉米品种的青贮生育期及抗倒伏情况

图1 20 个玉米品种品质指标聚类分析结果Figure 1 Cluster analysis results of nutritional quality among 20 maize varieties

对20 个玉米品种的青贮生育期、株高、穗位高、倒伏率、倒折率和茎腐病等农艺性状进行调查，结果如表4 所列。不同品种之间青贮生育期、株高、穗位高、倒伏率、倒折率和茎腐病差异明显。其中雅玉青贮8 号、渝青386、雅玉04889、渝青玉3 号青贮玉米生育期最高，均超过100 d；渝青玉3 号、渝青386 植株株高显著高于其他18 个品种(P ＜ 0.05)，其次为先玉1658、渝青506、雅玉青贮8 号、雅玉04889，这些品种植株高度均显著高于郑单958 (P ＜ 0.05)；渝青玉3 号、雅玉04889、渝青506、雅玉青贮8 号穗位较高，其次为渝青386、大京九26 和宁禾0709，这些品种的穗位显著高于其他11 个品种(P ＜ 0.05)；渝青玉3 号、渝青386、宁禾0709、渝青506、曲辰19、雅玉04889、大京九26 和永优1573 倒伏率与倒折率之和大于14%，均明显高于其他品种 (图2)。先玉1658 虽然植株较高，但由于穗位偏低，因此整个植株表现为抗倒伏。

3 讨论与结论

3.1 不同青贮玉米品种产量与抗倒性比较分析

青贮玉米具有干物质生物产量高、品质优等特点，是奶牛、肉牛、肉羊粗饲料的重要来源。干物质生物产量是衡量青贮玉米生产力的主要指标，干物质生物产量越高，可被利用的营养物质越高，产生的经济效益也就越大。衡量一个品种产量的高低，需要选择合适的对照品种。目前，研究人员在全国各地均开展了青贮玉米品种筛选工作，但研究中均缺乏对照品种，或者仅以普通玉米郑单958 作为对照品种[9-12,25]。本研究结果显示20 个品种中郑单958 干物质生物产量最低，因此郑单958 不适合作青贮玉米品种种植，也不适合作青贮玉米筛选试验的对照。本研究中选择的对照品种雅玉青贮8 号是国审青贮玉米品种，在黄淮海地区表现优良，且为国家黄淮海夏播青贮玉米区域试验对照品种。另外，本研究结果显示，雅玉青贮8 号干物质生物产量排名第12 位，其干物质生物产量排名并非最高或最低。因此，本研究认为雅玉青贮8 号适合作为河南地区青贮玉米筛选试验对照品种。

由于河南省还未有粮饲通用型青贮玉米品种审定，为满足市场需求，本研究在测定品种干物质生物产量的同时，测定了籽粒产量，并选用郑单958作为品种籽粒产量测产对照。本研究中，从干物质生物产量和籽粒产量来看，先玉1658 和九新631 均较高，可以作为粮饲通用型青贮玉米品种进行推广。种植者可以根据当年籽粒或者青贮玉米市场价格以及青贮收获期天气情况，及时调节收获方式，规避种植风险。

表4 不同青贮玉米品种农艺性状指标Table 4 Agronomic characters of different silage corn varieties

黄淮海部分地区玉米生长季节多大风，因此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。本研究发现虽然有些品种植株高大，干物质产量较高，但是抗倒性较差。陈淑萍等[25]在青贮玉米品种筛选研究中发现雅玉青贮79491、北农青贮308、先玉335 产量较高，但由于其倒伏(折)率较高，最终这3 个品种未被选中。本研究中渝青玉3 号、渝青386 和渝青506 干物质生物产量均显著高于对照，株高也显著高于其他14 个品种，但是倒伏率和倒折率之和均大于24%。因此，不能盲目选择植株高大型品种作为青贮玉米种植，以免增加倒伏风险，从而影响产量和品质。

3.2 不同青贮玉米营养品质比较分析

随着我国奶牛单产日益增高，对粗饲料品质的要求也越来越高。优良青贮玉米品种应该同时具备较高的干物质生物产量和良好的营养品质[14,26]。研究人员在青贮玉米品种筛选过程中发现生物产量与营养品质并不正相关。本研究中渝青玉3 号、渝青386 和渝青506 生物产量均显著高于对照，但是ADF 和NDF 含量均较高，品质评定均在一级以下。另外，品质评定为特级或者一级的有15 个品种，其中有7 个品种产量较低或抗倒性差。因此，青贮玉米品种筛选需要同时兼顾产量和品质。

图2 不同玉米品种倒伏率、倒折率Figure 2 Lodging rate of corn stalks of different corn varieties

淀粉是日粮中主要能量来源，青贮玉米中淀粉含量较高可以减少其他饲料的添加，以降低成本，因此淀粉含量对于青贮玉米品质尤为重要。本研究增加的青贮玉米品质特等级别中规定淀粉含量需 ≥30%。潘金豹等[27]研究认为，淀粉含量和中性洗涤纤维含量是评价青贮玉米品质最重要的指标。但是大多研究人员在品种筛选过程中对淀粉含量不太重视[10-12,28-29]。张健等[11]虽然综合多个指标对筛选品种品质进行了分级，但并未采用淀粉含量这一指标。王芳等[30]研究认为淀粉含量与纤维(NDF、ADF)含量呈极显著负相关关系。本研究中20 个玉米品种品质指标聚类分析结果显示，淀粉含量较高的品种，其ADF 和NDF 含量均较低，而且相对饲用价值也较高，这与王芳等[30]研究结果一致。因此，青贮玉米品种筛选需要注重淀粉含量这一品质指标。

综上所述，综合高产、优质、抗性进行评价，普通玉米品种先玉1658、新科910、九新631 可以作为青贮玉米在河南地区进行推广种植；青贮玉米品种郑青贮1 号、北农青贮368、北农青贮3740、郑青贮2 号可以作为专用青贮玉米品种在河南地区进行推广种植，这7 个玉米品种中先玉1658 和郑青贮1 号品质达特级，北农青贮368、北农青贮3740、新科910、九新631 和郑青贮2 号品质达到一级。