豫北地区青贮玉米品种筛选与评价

摘要：为筛选出适合豫北地区种植，适宜全株青贮也可用于籽粒生产的玉米（Zea mays）品种，本研究选择21个玉米品种，测定了全株生物产量、籽粒产量、持绿性、倒伏率、气生根特性和饲草品质等指标。结果表明：（1）全株干物质产量最高的品种为‘渝单58’（24.98 t·hm^-2），其次为‘牧青188’‘大京九26’等；籽粒产量较高的品种为‘牧青188’‘大丰30’等。（2）持绿性较好的品种全株干物质产量较高，适收期较长，籽粒占比低。（3）淀粉含量与全株产量、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维显著负相关（Plt;0.05）。（4）穗位较高以及茎秆较细的品种出现了重度倒伏现象，穗位高与倒伏率显著正相关性（Plt;0.05），地下根数、气生根数、茎粗与倒伏率无显著相关性。结合全株干物质产量、籽粒产量、营养品质得分、持绿性、抗倒伏性指标对各品种进行综合评价，‘牧青188’‘大丰30’‘大京九166’综合表现较好，适合在豫北地区推广种植。

关键词：青贮玉米；品种；生产性能；营养品质；综合评价

中图分类号：S548""" 文献标识码：A"""" 文章编号：1007-0435（2024）11-3472-08

Selection and Evaluation of Silage Maize Varieties in Northern Henan Province

SANG Rui-juan1， DONG Chun-yang1， ZHANG Xiao-xia2， LIU Yi-dan1， SUN Hao^1，3，4*，

LIU Bo-shuai^1，3，4， MA Sen^1，3，4， LI De-feng^1，3，4*

（1. College of Animal Science and Technology， Henan Agricultural University， Zhengzhou， Henan Province 450046， China;

2. Henan Animal Husbandry Technology Extension Station， Zhengzhou， Henan Province 450008， China;3. Henan Key Laboratory

of Forage Resources Innovation and Utilization， Zhengzhou， Henan Province 450046， China;4. Henan Forage Engineering

Technology Research Center， Zhengzhou， Henan Province 450046， China）

Abstract：In order to screen out suitable maize （Zea mays） varieties for silage and grain production in northern Henan province，we selected 21 maize varieties to assess their total biomass yield，grain yield，stay-green characteristics，lodging rate，aerial root characteristics and nutrient quality. The result showed that：（1） The highest total biomass yield was Yudan 58 （24.98 t·ha^-1），followed by Muqing 188 and Dajingjiu 26. The highest grain yield was Muqing 188 and Dafeng 30. （2） Varieties with better stay-green characteristics demonstrated higher total biomass yields，extended harvesting period and lower grain proportion. （3） Starch content was negatively correlated with total biomass yield，crude protein，neutral detergent fiber and acid detergent fiber （Plt;0.05）. （4） Varieties with taller ear height and thinner stem experienced severe lodging. The lodging rate was positively correlated with ear height （Plt;0.05），and displayed no significant correlated with stem diameter，number of soil rooting and aerial rooting. Based on comprehensive evaluation of total biomass yield，grain yield，nutrient quality，stay-green characteristics and lodging resistance indicators，Muqing 188，Dafeng 30 and Dajingjiu 166 demonstrated superior overall performance，and could be recommended for planting in northern Henan Province.

Key words：Silage maize;Varieties;Production performance;Nutrient quality;Comprehensive evaluation

收稿日期：2024-02-29；修回日期：2024-05-15

基金项目：财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系（CARS-34）资助

作者简介：

桑瑞娟（2000-），女，汉族，河南周口人，硕士研究生，主要从事草资源加工与利用研究，E-mail：sang0950@163.com;*通信作者Author for correspondence，E-mail：sunhao921023@163.com;Leadephone@126.com

优质饲草是畜牧业高质量发展最重要的物质基础，尤其是玉米（Zea mays）全株青贮，是奶牛、肉牛、肉羊等反刍动物生产中重要的粗饲料来源^［1］。玉米的茎、叶和穗均能提供草食动物所需的能量和蛋白等营养物质，全株青贮后营养品质好、饲用转化率高，土地产出率可提高20%左右^［2］。用全株玉米青贮代替秸秆，能够减少精料使用，节约饲料用粮，提升转化效率，提高草食畜产品产出，保障优质畜产品供应。为推进种养结构优化调整、保障牛羊等草食畜牧业发展，我国自2015年开始实施“粮改饲”，大力发展全株青贮玉米，2022年全国粮改饲面积达到1.51×106 hm2，是2015年（1.91×105 hm2）的7.9倍，但仍存在较大缺口。全株玉米青贮的贮存量易灵活调整，适宜应对饲料短缺和突发情况，是补齐草食畜产品供给短板的最佳选择^［3-4］，未来全株青贮玉米的种植面积或将达到1.00×108 hm2。

巨大的种植需求加快了青贮玉米的育种进程。自2002年起，我国开始培育青贮型玉米品种，到2022年，通过国家审定的青贮专用型玉米品种已达到77个，主要有‘雅玉青贮’‘中农大青贮’‘大京九’‘成青’‘渝青’‘京科青贮’等系列品种。但是，制作全株青贮对玉米品种的要求需综合考虑生物产量、营养品质、经济效益以及种植传统和农户的种植意愿。目前，常用的青贮玉米品种包括籽粒型、青贮专用型和粮饲通用型。传统的籽粒型玉米追求籽粒产量，全株的生物产量一般较低，用于全株青贮时经济效益较差；青贮专用型玉米品种籽粒产量一般较低、生育期较长、植株高大、易发生倒伏^［5］；在这种情况下，能兼顾生物产量和籽粒产量且持绿性好的通用性玉米就成为农户种植玉米时的主要选择，籽粒价高时选择收获籽粒，籽粒价低时选择收获全株青贮。

尽管已有相关研究筛选出很多籽粒产量和全株产量均高的玉米品种^［6-8］，但同一玉米品种在不同生态区的生长适应性、生物产量和抗性等表现不同^［9］，仍需要在当地进行品种比较试验，方可挑选出适合当地推广的品种^［10］。根据前期3年试验结果，本研究从市场上常见的60个玉米品种中筛选出籽粒产量、全株产量、持绿性和抗倒伏性各有优势的21个玉米品种，并进一步对21个玉米品种的全株干物质产量、持绿性、营养品质和抗倒伏性等进行综合评价，旨在筛选出适合本地种植，籽粒产量、全株产量等性状俱佳的玉米品种，为河南地区优质饲草生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计与田间管理

参试玉米品种共21个，品种名称和来源见表1。试验于2020年6月11日—9月21日在河南省原阳县河南农业大学科教园区（35°6′ N，113°56′ E）进行。该地为北温带大陆性季风气候，根据多年气象数据，极端高温在7—8月份（35℃～37℃），年平均气温15℃左右，年平均光照时间2 000 h，年降水量600 mm左右，0℃以上积温5300℃，10℃以上积温4700℃。该试验基地土壤类型为壤土，土壤有机质含量1.52%，碱解氮含量69.7 mg·kg^-1，速效磷含量16.1 mg·kg^-1，速效钾含量105 mg·kg^-1。

试验采用随机区组设计，4个重复，每个小区面积36 m2（3.6 m×10 m）。均行种植，行距0.6 m，株距25 cm，66 670 株·hm^-2。穴播，每穴1粒种子，播深3～5 cm。2020年6月11日播种，前茬作物为冬燕麦草，底肥为N30P5K5复合肥（N：P2O5：K2O＝30%：5%：5%）750 kg·hm^-2。7月10日每公顷喷施300 mL烟嘧磺隆防治杂草，7月15日在玉米大喇叭口期用甲维盐防治钻心虫，7月21日漫灌并追施氮肥150 kg·hm^-2（总氮≥46.4%）。本试验过程中，所选品种均未出现病害。

1.2 测定指标

1.2.1 产量及农艺性状测定 各品种在籽粒乳线达到1/2时进行测产。测产时去除边行，从中间行随机选取30株玉米测定其全株鲜草产量，换算成每公顷鲜草产量，同时测定株高、穗位高、茎粗（穗节）、穗叶长、叶宽、绿叶数、绿叶重、茎重、穗重、气生根数量、地下根数^［11-13］，计算持绿性；每个小区选取具有代表性的长势一致的玉米植株5株，称鲜重，于实验室烘箱中 105℃杀青15 min，65℃烘干至恒重后，称干重，计算干鲜比，折算成每公顷干物质产量；脱粒，称重，计算每公顷籽粒产量。测产时，根据各品种的倒伏程度判断其抗倒伏性，将抗倒伏性分为4个等级，无倒伏为Ⅰ级（倒伏率为0%～3%），轻度倒伏为Ⅱ级（倒伏率为4%～20%），中度倒伏为Ⅲ级（倒伏率为21%～40%），重度倒伏为Ⅳ级（倒伏率为41%～100%）^［14］。

持绿性^［15］=绿叶数绿叶数+黄叶数×（叶长×叶宽×0.75）1000

1.2.2 营养成分测定与品质分级 将全株玉米烘干粉碎后，采用近红外光谱法^［16］测定其粗蛋白（Crude protein，CP）、粗脂肪（Ether extract，EE）、淀粉（Starch）、酸性洗涤纤维（Acid deter-gent fiber，ADF）、中性洗涤纤维（Neutral detergent fiber，NDF）等营养物质的含量，并且换算成干物质基础的养分含量。根据国家标准（GB/T 25882-2010）^［17］对各品种营养品质进行分级。

1.3 统计分析

采用SPSS 25.0软件进行数据标准化、单因素方差分析（One-way ANOVA）、相关性分析，方差分析用Tukey法进行多重比较，以Plt;0.05表示差异显著，所有数据以平均值±标准差表示。对营养品质指标进行主成分分析，得到各品种主成分得分。

根据青贮玉米品种生产性能综合评价的需要，将青贮玉米的全株干物质产量、籽粒产量、持绿性、抗倒伏性、营养品质主成分得分计算隶属函数值U。具体方法为，找出每个属性的最小值和最大值，将原始值通过min-max标准化映射成在区间［0，1］中的值U，根据所得U值进行排序。据研究，本试验所选指标与玉米品种综合表现均呈正相关，因此用如下公式进行计算^［18］：

U=Xj-XminXmax-Xmin（j=1，2，3，…，n）

式中：Xj，Xmin，Xmax依次表示每个试验材料中第j个综合指标值、最小值和最大值。然后对全株干产、籽粒产量、品质主成分得分、持绿性、抗倒伏性各赋予20%的权重计算求和，根据所得结果对各玉米品种进行综合排序。

2 结果与分析

2.1 不同玉米品种的生产性能

由表2可知，不同玉米品种之间全株干物质产量、鲜草产量、籽粒产量均存在显著性差异。其中，全株干物质产量最高的品种为‘渝单58’，其次为‘牧青188’‘大京九26’。籽粒产量较高的品种有‘牧青188’‘大丰30’‘金赛38’‘DM7318’。各品种干鲜比为0.320～0.455，籽粒占比为37.7%～53.3%。

2.2 不同玉米品种的叶部性状与持绿性

由表3可知，持绿性越好的品种绿叶数越多、黄叶数越少，叶片也较长、较宽。‘大京九3912’‘大京九26’‘京九青贮16’‘大京九4059’等品种的绿叶数在13片左右，黄叶数在1片以下，叶片也较大，持绿性较好。‘DM7318’‘DM7004’‘先玉1550’等籽粒型的玉米品种持绿性较差。

2.3 各玉米品种的营养品质与主成分得分

由表4可知，‘渝单58’‘渝青385’‘大京九26’‘大京九3912’等青贮型玉米品种的淀粉含量显著低于‘DM7318’‘先玉1550’等品种（Plt;0.05）；淀粉含量较低的品种的CP，NDF，ADF含量显著高于‘DM7318’‘先玉1550’‘先玉1466’等淀粉含量较高的品种（Plt;0.05）。

对营养指标进行主成分分析，提取出2个主成分，方差贡献率分别为73.7%和21.0%，累积贡献率为94.7%。第一主成分中淀粉等指标载荷较大，对主成分影响的程度较大。对各品种主成分得分进行排序，‘DM7318’‘先玉1550’‘先玉1466’等淀粉含量较高的品种得分较高，与青贮玉米品质分级结果一致。

2.4 不同玉米品种的农艺性状对抗倒性的影响

由表5可知，参试品种中，‘渝青385’植株最高，达到315.7 cm，显著高于‘北农486’‘登海605’‘东单1331’等品种（Plt;0.05）。植株较高的品种大多穗位高度也较高，如‘渝单58’‘渝青385’‘大京九26’等；茎最粗的品种为‘大京九4059’‘东单1331’‘大京九166’，显著高于‘大京九3912’‘东科301’（Plt;0.05）。不同品种的气生根和地下根数量存在显著差异，气生根数量较多的品种地下根数也较多，其中‘大京九4059’的气生根和地下根数都显著高于其他品种（Plt;0.05）。穗位高和株高较高的‘渝单58’和‘大京九26’以及茎秆较细的‘文玉3号’出现了重度倒伏现象。

由表6可知，株高与穗位高、气生根数与地下根数之间极显著正相关（Plt;0.01）；与倒伏率相关性较强的为株高和穗位高；地下根数、气生根数、茎粗3个指标与倒伏率无显著相关性。

2.5 玉米产量、品质指标相关性分析

相关性分析结果表明（图1），全株干物质产量、鲜草产量、ADF均与株高显著正相关（Plt;0.05）；鲜草产量与干物质产量、持绿性显著正相关（Plt;0.05）；淀粉含量与籽粒占比显著正相关（Plt;0.05），籽粒占比与籽粒产量极显著正相关（Plt;0.01）；淀粉含量与株高、鲜产、干产、持绿性、CP、NDF、ADF显著负相关（Plt;0.05）；CP，ADF，NDF与鲜产、干产、持绿性显著正相关（Plt;0.05），与干鲜比、籽粒占比显著负相关（Plt;0.05）。

单一的指标并不能够准确地评价适宜本地区种植的青贮玉米品种，因此，运用综合评价的方法，对21个玉米品种的产量、营养品质、抗性等进行综合分析。由表7可知，‘牧青188’‘大丰30’‘大京九166’‘金丰捷703’‘金赛38’的全株干物质产量、籽粒产量、营养品质、持绿性、抗倒伏性表现较好。

3 讨论

全株产量是青贮玉米品种选择的重要指标，其与经济效益密切相关。青贮专用型玉米全株高产是通过茎、叶产量的提高来实现的，这会降低籽粒占比从而减少淀粉含量，能量也低于普通籽粒型玉米^［19］。孙新慧等^［20］以干物质回收率、泌乳净能比较了高能低产和高产低能两种类型的玉米青贮，结果表明，后者增加20%的成本仅得到6.5%的增效。因此，需要在淀粉含量丰富的前提下再追求高产。本试验中，全株产量与籽粒占比、淀粉含量显著负相关，全株产量较高的品种的籽粒占比与淀粉含量较低。吴欣明等人^［21］的研究表明，青贮专用型玉米的干物质产量较高，但淀粉含量远低于粮饲通用型玉米品种，说明兼顾高产和高淀粉含量有一定困难。一般随收获推迟，玉米可溶性碳水化合物沉积的速度大于木质化程度，籽粒占比和淀粉含量逐渐增加^［22］，青贮玉米的CP、NDF和ADF含量降低^［23-28］。但推迟收获会增加枯叶比例，豫北地区雨热同期，高温高湿的天气易使枯叶产生大量霉菌，影响青贮玉米产量和品质^［29］。持绿性好的品种干物质积累时间久，可拉长收获窗口期。本研究中，持绿性较好的品种均有较高的生物产量和粗蛋白含量，但淀粉含量较低。因此，对于产量高、持绿性好的青贮玉米品种，为提高其淀粉含量，可适当晚收，将传统的1/2或2/3乳线期推迟到3/4乳线期收获^［30-31］。

豫北地区，玉米生育后期常发生强风雨天气，玉米在乳熟和蜡熟期容易因大风而倒伏，从而导致灌浆受阻使籽粒产量下降，也影响机械化收割。一般将倒伏分为茎倒和根倒，影响植株抗倒伏能力的性状有植株形态、茎秆结构、根部形态等^［32］。本试验中，倒伏率与穗位高显著正相关，果穗位置高的品种更容易出现倒伏，与前人研究结果一致^［33-35］，如‘渝青385’‘渝单58’‘大京九26’‘牧青188’等都出现了一定程度的倒伏。本试验中，倒伏率与气生根数、地下根数无显著相关关系，这可能是因为倒伏品种的穗位较高，以茎倒为主^［36］，所以在选择和培育玉米品种时应以降低穗位高为主。

根据主要指标间的相关性分析，产量较高的品种一般持绿性较好，但是淀粉含量低、植株高大、易出现倒伏；淀粉含量高的品种一般持绿性差、适收期较短、产量较低。而青贮玉米需要具有较高的产量，优良的营养品质即淀粉和粗蛋白含量较高，纤维素和木质素含量低的品质性状。因此需要综合多个方面指标进行全面评价。综合评价分析21个玉米品种，‘牧青188’‘大丰30’‘大京九166’得分较高，适合粮饲兼用种植。

4 结论

‘牧青188’‘大丰30’‘大京九166’综合表现较好，其全株干物质产量与籽粒产量均较高，抗倒伏性和持绿性好，品质优良，适合作为粮饲通用型青贮玉米品种在豫北地区进行推广种植。

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（责任编辑 刘婷婷）