應用灰色關聯度法評價12個青貯玉米品種的綜合性能

王玉建，劉世偉，王聰，李軍，裴玉賀，宋希云

（1.青島農業大學農學院，山東青島 266109；2.青島市主要農作物種質創新與應用重點實驗室，山東青島 266109；3.青島農業大學生命科學學院，山東 青島 266109）

青貯玉米生物產量高、生長周期短、適口性好，是畜牧業的重要飼料［1-3］。隨著糧改飼產業結構調整以及畜牧業的發展，青貯玉米生產和應用得到重視，已成為提高畜牧業經濟效益的重要途徑之一［4，5］。品種選擇是獲取高產優質青貯玉米的基礎［6］。學者從產量和營養品質角度對青貯玉米的篩選和評價發現，各品種性狀差異較大，營養成分多樣，變化趨勢不一［7］。因此需采用客觀評價方法準確而科學地篩選出青貯玉米品種。

灰色關聯度分析法 （grey relational degree analysis，GRDA）克服了單一指標不能準確篩選青貯玉米品種的問題［8］，能客觀篩選。目前，該方法已在飼用玉米育種研究上得到應用［9，10］。本研究以12個青貯玉米品種為材料，先對其進行生物產量比較，再應用灰色關聯度分析法，以酸性洗滌纖維 （acid detergent fiber，ADF）、中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF）、粗蛋白（crude protein，CP）、粗脂肪 （crude fat，CF）、粗灰分（coarse ash，CA）、可消化干物質攝入量 （digestible dry matter intake，DMI）、可吸收營養物質總量（total digestible nutrients，TDN）、可消化干物質（digestible dry matter，DDM）、相對飼喂價值 （relative feeding value，RFV）等為指標來構建青貯玉米評價模型、綜合評價營養品質，以期篩選出適應青島地區且產量高、品質好的青貯玉米品種。

1 材料與方法

1.1 試驗地自然條件

試驗于2019年在青島農業大學實驗基地（山東省青島市膠州市）進行。該地位于北溫帶季風氣候區，屬暖溫帶半濕潤季風區大陸性氣候，春季溫暖多風，夏季濕熱多雨，年平均氣溫14℃，降水量686.5 mm，無霜期 205.5 d，日照時數 2 411.6 h。

1.2 試驗材料

供試玉米品種12個，分別為登海605、先玉335、農大 372、青農 12、青農 15、魯單 268、魯單256、魯單258、雅玉8號、飼玉2號、邵青貯1號、邵青貯2號，均由青島農業大學玉米分子育種研究室提供。

1.3 試驗方法

采用完全隨機區組設計，重復3次。小區面積15 m2（3 m×5 m），小區間隔0.6 m。種植密度6.75萬株／hm2，行距 0.6 m，株距 24.7 cm，雙株留苗。6月17日播種，施肥及其它田間管理措施按常規進行。

1.4 指標測定

1.4.1 產量測定 乳熟末期至蠟熟初期，每品種選正常代表性植株10株，從莖基部5 cm處割下，測其地上部產量，后105℃殺青30 min、65℃烘至恒重，測干重。

1.4.2 營養成分測定 將青貯玉米干草粉碎后，用凱氏定氮法測定粗蛋白含量［11］，范氏洗滌纖維法測定酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維含量［12］，用高溫電爐灼燒3 h測定粗灰分含量，用國家標準GB／T 6433—2006測定粗脂肪含量［13］。參照王惠等［14］的方法計算可消化干物質攝入量（DMI）、可吸收營養物質總量（TDN）、可消化干物質（DDM）、相對飼喂價值（RFV）。

1.5 統計分析

采用Microsofe Excel 2019進行圖表制作，采用SPSS20.0統計軟件進行單因子方差分析，采用鄧肯氏法進行多重比較。

1.6 灰色關聯度分析

將12個青貯玉米品種的9個品質指標作為一個灰色系統，每個青貯玉米品種作為灰色系統的一個因素，應用灰色關聯度分析法對其營養品質進行綜合分析。

1.6.1 參考數列 以各指標的最理想值構成理想的參考數列：X0（k）＝｛X0（1），X0（2），X0（3），…，X0（n）｝；以各指標的測定值構成比較數列：Xi（k）＝｛Xi（1），Xi（2），Xi（3），…，Xi（n）｝。其中 k＝1，2，3，…，n，n為測定指標數 （n＝9）；i＝1，2，3，…，m，m為測定的不同青貯玉米品種（m＝12）。

1.6.2 指標值的無量綱化 將各指標測定值轉化為評價值，用 X′i（k）＝Xi（k）／X0（k）對原始數據進行無量綱化處理。

1.6.3 關聯系數 求比較數列Xi與參考數列X0各對應點的絕對差值。△i（k）＝｜X0（k）-Xi（k）｜，此處△i（k）為i品種的指標測定值Xi與理想值X0在第k個指標上的絕對差值。則理想數列X0和比較數列Xi在k點的關聯系數εi（k）為：

代入加權關聯度計算公式，可得到比較數列和參考數列的加權關聯度求出關聯度后，按照關聯度由大到小進行排序，關聯度越大則相似程度越高，比較數列越接近參考數列，植株綜合營養指標更優，反之則越差。

2 結果與分析

2.1 12個青貯玉米品種的生物產量表現

由圖1可見，12個青貯玉米品種間生物產量存在顯著差異，其中魯單256的生物產量顯著高于其它11個品種（P＜0.05）；登海605和青農12的生物產量顯著高于其它9個品種（P＜0.05）；青農15、雅玉8號和飼玉2號顯著高于其它6個品種（P＜0.05）；農大372、魯單268、邵青貯2號和邵青貯1號產量較低，除邵青貯2號外，三者與更低的先玉335和魯單268差異不顯著。

圖1 12個青貯玉米品種的生物產量

2.2 12個青貯玉米品種的營養品質分析

由表1可知，各品種營養品質存在顯著差異。其中酸性洗滌纖維含量邵青貯2號最高，農大372最低；中性洗滌纖維含量農大372最高，青農12最低；粗蛋白含量登海605最高，先玉335最低；粗脂肪含量魯單256最高，邵青貯1號最低；粗灰分含量雅玉8號最高，青農15最低；可消化干物質攝入量青農12最高，農大372最低；可吸收營養物質總量農大372最高，邵青貯2號最低；可消化干物質含量農大372最高，邵青貯2號最低；相對飼喂價值青農12最高，農大372最低。

表1 12個青貯玉米品種的營養品質

2.3 測定指標值的無量綱化和關聯系數

以ADF和NDF選擇最小值、其它指標選擇最大值建立理想的參考數列，理想參考數列X0（k）＝｛20.24，31.07，12.57，2.54，5.52，3.87，75.22，73.13，209.82｝（表1）。12個青貯玉米品種各指標無量綱化后的結果見表2，各指標的關聯系數見表3。

表2 測定指標值的無量綱化

表3 測定指標的關聯系數

2.4 不同青貯玉米營養品質評價

12個青貯玉米品種營養品質的等權關聯度、加權關聯度及排序見表4。各品種營養品質的等權關聯度和加權關聯度排序基本一致，且經相關性分析（圖2），等權關聯度和加權關聯度的相關系數 R＝0.9992，達到極顯著水平（P＜0.001）。綜合評價，營養品質最佳的為魯單256，其余依次是青農12、登海605、雅玉8號、青農15、飼玉2號、農大372、魯單 258、魯單 268、先玉 335、邵青貯1號和邵青貯2號。

表4 12個品種營養品質的等權關聯度、加權關聯度和排序

圖2 加權關聯度和等權關聯度的相關性

3 討論與結論

玉米莖稈品質是影響青貯玉米利用率的主要因素，玉米的利用率和消化率密切相關，而消化率與細胞成分和細胞壁成分有關，細胞成分是可消化的，主要包括淀粉、蛋白質和少量脂類。細胞壁能否被消化取決于細胞壁的結構、成分以及組成物質交聯的程度［15］。因此，評價玉米莖稈品質常用指標有淀粉含量、粗蛋白（CP）含量、酸性洗滌纖維（ADF）含量、中性洗滌纖維（NDF）含量、木質素含量、離體消化力和細胞壁消化力等［16，17］。粗蛋白提供動物所需的蛋白質，其含量越高，品質越好［18］。干物質消化率的衡量指標是酸性洗滌纖維含量，其含量越高，消化率越低［19］。中性洗滌纖維含量越低，可供消化的物質就越多［20］。

較高的生物產量和良好的營養品質是優良青貯玉米品種的必備條件［21］。本研究先對12個青貯玉米品種的生物產量進行比較，得出魯單256、登海605和青農12居前3位，魯單258最低。同時，對這12個品種的營養品質進行比較后發現，營養指標在各品種中呈現多樣性，難以通過單一指標選擇最佳品種。而灰色關聯度分析法克服了通過單一指標無法準確評價最佳青貯玉米品種的問題。前人已在玉米［22］、飼草［23］、小麥［24］和苜蓿［25］等植物以及土壤肥力［26］的研究中運用該法，其結果為本研究提供了依據。通過對12個青貯玉米品種的營養品質進行灰色關聯度分析發現，等權關聯度和加權關聯度排序基本一致，排名前3位的品種是魯單256、青農12和登海605。因此，綜合生物產量及營養品質，最適合在青島地區推廣種植的青貯玉米品種是魯單256、青農12和登海605。