5個品種飼用玉米主要農藝性狀評價

張濤，牛凈凈

（1.焦作市畜牧獸醫綜合執法支隊，焦作 454003；2.焦作市博愛縣實驗小學，博愛 454450）

玉米（maize）作為碳四植物，具有抗干旱、單株高產的特點，是我國重要的糧食、經濟和飼用作物[1]。飼用玉米（Zea mays）區別于籽實玉米，主要是指在乳熟至蠟熟期收獲，其秸稈、葉片極適合作青貯發酵的玉米[2]，其具有氣味芳香、柔軟多汁、營養豐富、適口性好等特點[3]，是草食動物基礎日糧的主要成分[4]，已成為養牛業的主要飼料來源[5]。有學者對于飼用玉米的篩選評定提出自己的觀點，如李德鋒等研究提出引進飼用玉米要選擇植株高大、綠葉數和葉面積適中的品種[6]。閆慧穎等研究指出莖稈高、葉片數多的飼用玉米用于青貯種植更具優勢[7]。以上觀點在生產過程中可以更直觀、更簡潔地用于飼用玉米的評價和篩選，但是不能作為對各農藝性狀的綜合評價。對農藝性狀的綜合評價需要選取盡量多的農藝性狀指標，而這些農藝性狀之間信息往往相互重疊[8]。主成分分析可以對指標數據進行正交變換轉化為較少個數的主成分，從而實現對試驗結果進行綜合評價[9]。本試驗旨在利用主成分分析的方法對5個品種飼用玉米的多個農藝性狀進行綜合評定，從而實現優質品種篩選的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在河南省焦作市中站區府城辦事處小尚村，該地區屬暖溫帶大陸性季風氣候，年均氣溫為12.8～14.8℃，年均日照時數379.4h，年太陽總輻射量為116.93kcal/m2，年活動積溫為4 500～4 900℃，年均降水量600～700mm，無霜期200d，土壤為潮土。

1.2 試驗材料

試驗所用飼用玉米種子均購買于美國百綠有限公司北京代表處，品種和特性見表1。

表1 供試飼用玉米材料品種和特性

1.3 試驗設計

2017年4月底采用完全隨機設計，3次重復，每個品種小區面積4×6m2，栽培措施采用條播，行間距0.5m，播種密度為6萬株/hm2。播種前翻耕，施牛糞（15 000kg/hm2）作為底肥，并采用漫灌的方式澆水，在苗期用尿素追肥。在生長過程中除草兩次。

表2 飼用玉米主要農藝性狀的變異情況及F值

1.4 測定指標及方法

試驗選取蠟熟期對各小區飼用玉米取樣10株測定各項數量性狀，并在各小區隨機刈割3株將其莖（含穗）、葉分離，分別稱鮮重，在105℃的烘箱中殺青30min，然后將溫度調至65～75℃，烘干48h以上，測定干物質重、含水率、葉莖比等指標。各指標均取平均值進行統計分析。

單株干物質重（X1）：莖（含穗）干重和葉干重之和；株高（X2）：采用卷尺測量植株從地面至頂端的高度；莖粗（X3）：采用游標卡尺測量植株基部莖直徑；穗位高（X4）：采用卷尺測量植株從地面至主穗基部的高度；葉片數（X5）和穗上葉片數（X6）：采用計數法記錄單株葉片總數和穗上葉片數；穗位葉長（X7）：用卷尺測量穗位葉片總長度；穗位葉寬（X8）：用直尺測量葉片最寬處的寬度；葉莖干物質比（X9）：葉片干物質重與莖（含穗）干物質之比；含水率（X10）：全株干物質重與全株鮮重之比。

1.5 數據處理

數據經過Excel 初步處理后，采用SAS 9.0進行單因素方差分析和主成分分析，分析不同品種飼用玉米農藝性狀的變異程度及影響各品種變化的主要性狀，最后采用Excel 作圖，顯示各品種飼用玉米的綜合性能。

2 結果與分析

2.1 不同品種飼用玉米農藝性狀的差異

對5個品種飼用玉米10個農藝性狀變異系數進行比較（表2），其中葉片數變異系數最大，其次是葉莖干物質比，說明各品種飼用玉米葉片數和葉莖干物質比的差異最大。變異系數最小的為含水率，說明含水率在各品種之間差異程度最小。分別對10個農藝性狀進行方差分析，結果表明各農藝性狀差異均達到極顯著水平（P＜0.01）。

表3 飼用玉米主要農藝性狀間的相關系數

2.2 農藝性狀間的相關分析

相關性分析結果（表3）表明，各農藝性狀與單株干物質重的相關性從大到小依次為：葉片數、含水率、株高和穗位高，且呈極顯著正相關（P＜0.01），其他農藝性狀與單株干物質重的相關性不顯著。株高與含水率、葉片數和穗位高、穗位高與葉片數和含水率、葉片數與含水率以及葉長與葉寬均呈極顯著正相關（P＜0.01）。莖粗與葉長、穗上葉片數與葉長和葉寬呈顯著正相關（P＜0.05）。穗上葉片數與穗位高呈極顯著負相關（P＜0.01），而與葉莖比呈顯著負相關（P＜0.05）。

2.3 主成分分析

主成分分析（表4和表5）表明，前2個主成分特征值的累積貢獻率達到了90.02%，其中第1主成分的特征值為5.41，貢獻率為54.11%，其中單株干物質重（0.4263）、含水率（0.4135）、株高（0.4115）和葉片數（0.4091）對應的特征向量較高，表明第1主成分反映生產性能的特點。第2主成分的特征值為3.59，貢獻率為35.91%，其中葉寬（0.4947）、葉長（0.4783）、莖粗（0.4569）和穗上葉片數（0.4516）對應的特征向量較高，表明第2主成分反映的是營養生長的特點。在第1主成分中穗上葉片數（-0.2204）和穗位葉長（-0.0011）以及第2主成分中穗位高（-0.1983）和葉莖干物質比（-0.2467）的特征向量為負數，表明相關性狀之間存在相互制約的關系。經主成分分析表明，不同品種飼用玉米的主要差異為生產性能，其次是形態差異。

表4 飼用玉米主要農藝性狀相關矩陣的特征值、方差貢獻率和累積方差貢獻率

表5 選取的主成分對應的特征向量

對各品種飼用玉米農藝性狀指標值進行標準化轉換，計算重要主成分值，以第1主成分值為橫坐標，第2主成分值為縱坐標作圖（圖1）。由圖1可知，BMS001和BMS002的第1和第2主成分值均較高，表明該2個品種飼用玉米的生產性能和營養生長均較好；科多四號的第1主成分值較高，而第2主成分值較低，表明該品種飼用玉米產量較高，但營養生長最低；中原單32和科多8號的第1主成分值和第2主成分值均較低，表明該2個品種相對其他3個品種綜合利用價值較低，其中，中原單32的生產性能最低，且營養生長一般，科多八號的生產性能一般，且營養生長較低。

圖1 飼用玉米5個品種不同主成分值坐標分布圖

3 討論與結論

根據5個品種飼用玉米的10個農藝性狀的方差分析結果可以看出，不同品種飼用玉米在形態上表現出很大的差異性，相關性分析表明品種內不同性狀之間存在著緊密的聯系。

主成分分析中，前2個主成分代表了5個品種飼用玉米10個農藝性狀90%的信息。對2個主成分作用較大的性狀主要有單株干物質重、含水率、株高、葉片數、葉寬、葉長、莖粗和穗上葉片數，表明這8個性狀可能是影響飼用玉米產量和營養生長的主要性狀。第1主成分主要反映了生產性能的特點，第2主成分反映了營養生長的特點。

通過對第1和第2主成分值作坐標圖，可以清晰顯示各品種飼用玉米的生產性能和營養生長的特點。其中，BMS001和BMS002的綜合性能較好；科多四號生產性能較好，但營養生長最差；科多八號生產性能一般，且營養生長較差；中原單32生產性能最差，且營養生長一般。因此，試驗材料中BMS001和BMS002是優選品種。