30個青貯玉米在雁門關地區品種評比試驗

吳欣明，方志紅，池惠武，賈會麗，劉建寧，石永紅*，王學敏

（1.山西農業大學草業學院，山西 太原 030032；2.中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所，北京 100193）

近些年，隨著畜牧養殖規模和質量的提升，不僅要求青貯玉米（Zea mays）具有較高的產量，同時也要具有優良的營養品質，即青貯玉米需要具備：纖維素及木質素含量低，可溶性碳水化合物、粗蛋白、粗脂肪和淀粉含量高的品質性狀［1］。已有學者在不同地區開展糧飼兼用型玉米篩選研究，郭慶瑞等［2］在山西大同對30個糧飼兼用型玉米品種比較表明，適宜推廣的品種有金嶺青貯10號、大豐26號、先玉508和晉單65號；在全株玉米干物質含量為30.0%～35.0%、籽粒乳線為40%～50%時為最佳收獲期。婁芬等［3］在畢節地區對38個青貯玉米品種比較結果表明，2個品種適宜推廣，糯玉米飼用價值優于普通玉米，在貴州部分地區推廣糯玉米與普通玉米接茬雙季種植模式潛在經濟價值大。近年來隨著品種選育技術的不斷進步，玉米的育成品種也越來越多，僅2019—2020年玉米國審品種多達1349個［4］。其中一些玉米品種是糧飼通用型品種，不但籽粒的營養物質豐富，秸稈還具有良好的飼用價值。目前已有學者在雁門關地區開展了青貯玉米品種的篩選研究，但數量較少。孫志強等［5］對16個玉米品種農藝性狀和青貯品質進行比較分析，結果表明，糧飼通用型品種晉單65、屯玉168，青貯專用型品種京科青貯516和強盛30的綜合表現較好，可作為青貯玉米品種在山西省北部地區推廣種植。目前，青貯玉米已成為雁門關地區糧改飼主推產業，但多年來，該地區青貯玉米品種多，很多企業和農民在選擇青貯玉米品種時較為困惑。本研究利用適宜該地區生長的30個國內育成青貯玉米品種，分析評價玉米品種的農藝性狀、生產性能等主要指標，旨在為雁門關地區糧飼兼用型青貯玉米生產提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗品種與供種單位

本研究30個參試品種由中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所提供，其中11份為青貯專用型玉米品種，其余為糧飼通用型玉米品種（表1）。

表1 供試飼用玉米品種Table 1 Varieties of silage maize

1.2 試驗時間與地點

試驗于2020年5月15日—2020年9月20日在山西省朔州市朔城區山西農業大學朔州基地開展。該地屬溫帶半干旱大陸性氣候區，空氣干燥，日照豐富，晝夜溫差較大。年平均氣溫6.9℃，無霜期130 d，年降水量423 mm。土壤質地為沙壤土，前茬作物為黍（Panicum miliaceum）。

1.3 試驗設計與田間管理

試驗采用隨機區組設計，每個試驗小區面積為30 m2（5 m×6 m），每個品種3個重復。穴播，每穴1～2粒種子，播深3～5 cm，行距0.6 m，株距0.25 m，每小區定植200株，即66670株·hm—2。2020年5月15日播種，第2天開始滴灌。5月27日出苗，6月20日噴施硝煙莠去津除草，于6月25日灌溉前條施復合肥（N—P2O5—K2O比例為29∶14∶8，總養分≥51%）330 kg·hm—2和尿素（總氮≥46.4%）409.5 kg·hm—2。為避免造成試驗誤差，保證試驗的準確性，一切管理措施（如定苗、除草、松土、澆水、施肥等）在當天完成；待玉米達到乳熟中期至蠟熟期時，收割采樣，進行指標測定。

1.4 農藝性狀指標測定

在乳熟中末期到蠟熟初期之間測定全株玉米生物產量。每個品種每個重復隨機抽取10株玉米進行測定。采樣時去邊行刈割，稱全株鮮重，并換算成每hm—2鮮草產量，即：鮮草產量＝10株平均鮮草產量×66670株·hm—2。在乳熟中期到蠟熟初期測定農藝性狀，主要測定指標包括：植株高度、穗位高、莖粗、果穗長、果穗粗、果穗重、葉長、葉寬、黃葉數、綠葉數、黃葉重、綠葉重和莖重。

1）生育期調查：包括播種期，出苗期，拔節期，抽穗期，乳熟后期，以月-日表示。2）鮮草產量：于乳熟中末期至蠟熟初期在各小區全株刈割10株，留茬高度10 cm，測定單株產量。3）干草產量：每小區隨機選取2株全株粉碎，105℃殺青30 min，65℃烘干至恒重，測算干草產量。4）株高：于每次刈割前測量。每個小區內隨機選擇生長發育正常的10株植株，測量地表至雄穗頂端的絕對高度，取平均值，以cm表示。5）葉面積：測定雌穗下葉片，用系數法計算，即葉面積＝葉長×葉寬×0.75［6］，小區隨機選取10株，測量每株的綠葉面積。6）葉片數：調查葉面積的同時，記載10株植株的所有綠葉數、黃葉數，計算單株綠葉片數及持綠性。7）穗位高：測取地表至果穗第1著生節處的絕對高度，以cm表示。8）莖粗：雌穗下第2～3節的莖直徑，以cm表示。9）果穗長：測定果穗底部至頂部長度。10）果穗粗：測定果穗最粗位置。

1.5 營養指標測定

在測定農藝性狀之后，每個重復選2株單獨稱重后切碎晾干，在粉碎前65℃烘干24 h，粉碎后混勻稱取200 g，采用近紅外線光譜法，使用近紅外成分分析儀（Spectra star TM XL，美國）測定粗蛋白（crude protein，CP）、酸性洗滌纖維（acid detergent fiber，ADF）、中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF）、淀粉（starch，ST）、粗灰分（ash）含量。測定方法：將樣品粉碎至0.28 mm以上，無明顯的顆粒感。將樣品混勻，采用四分法將樣品裝入測量檢測倉，裝入量和檢測倉杯口齊平即可（無需按壓，蓬松無空隙即可）。根據檢驗樣品選擇需要的數據庫和測試樣品名稱。

1.6 數據整理與分析

利用Excel 2013和DPS 19.05軟件進行數據整理分析，采用方差分析方法并進行Ducan’s多重比較，采用系統聚類法進行分類。

2 結果與分析

2.1 不同玉米品種生育期比較

參試品種播種期和出苗期均為5月15日和6月4日，拔節期時間相差10 d左右。抽穗期相差15 d左右。到乳熟后期分兩次刈割后測定農藝性狀（表2）。青貯專用型玉米除強盛30、文玉3號、京科932生長天數分別為120、120、124 d外，其余均為128 d，生育期較長，相對晚熟。糧飼通用型玉米富友9號、新飼玉19號、禾玉36和3651生育期為128 d，其余為120 d。劉穎慧等［7］研究認為，最佳收獲期在半乳線期或3/4乳線期。Ferraretto等［8］研究發現全株玉米青貯的最佳時期在乳熟末期和蠟熟早期，此時產量最高，水分含量也比較合適（60%～70%），然而Hazim等［9］研究發現在蠟熟期加工的青貯玉米品質最好。本研究認為糧飼通用型玉米在機械化切碎、運輸及裝填過程中水分散失不可避免，在保證高產的同時，應適當提早收割。

表2 不同青貯玉米品種生育期Table 2 The growth stage of different silage maize varieties

2.2 不同玉米品種生產性狀與農藝性狀的比較

由表3可知，曲辰9號、渝青3號鮮草產量都在80.00 t·hm-2以上，這兩個品種與晉單65、京科2177、屯玉765、京科932、先玉1225、金嶺357、京科968、屯玉661、強盛30、雄玉581差異顯著（P＜0.05），其中屯玉661、強盛30、雄玉581、金嶺357、京科968鮮草產量都在50.00 t·hm-2以下。干草產量結果表明，渝青3號、曲辰9號與強盛30和雄玉581差異顯著（P＜0.05），渝青3號和曲辰9號干草產量均在20.00 t·hm-2以上，強盛30和雄玉581干草產量分別為14.53和13.38 t·hm-2。值得關注的是先單405與晉單65，干草產量分別為19.01和19.37 t·hm-2，其鮮草產量不算高，但干草產量僅次于渝青3號和曲辰9號。干鮮比越高則含水量越低，反之，則高。干鮮比測定結果顯示，屯玉661和強盛30最高為0.36，晉單65和金嶺357次之，為0.34，新飼玉19、吉飼9、禾玉36較低，分別為0.23、0.23、0.24。

株高是影響青貯玉米產量的一個重要性狀。研究發現，株高與穗位高呈正相關關系，且株高相同時，穗位越高植株越容易倒伏［10］。結果表明，渝青3號、渝青386、新飼玉11號、曲辰9號和富友9號平均株高均在300 cm以上，這5個品種與吉飼9、文玉3號、京科932、雄玉581、強盛30、京科968差異顯著（P＜0.05），這6個品種株高均低于265 cm，較前述品種沒有優勢，對產量有顯著影響。渝青3號、京科968、3651、新飼玉19號、新飼玉11號的穗位高分別為181.50、167.93、158.00、157.90、157.80 cm，這5個品種與京科2177、迪卡159、先玉1225、雄玉581、屯玉765、屯玉661、強盛30、金嶺357差異顯著（P＜0.05，表4）。

果穗重不僅是評價干草產量高低的重要指標，更關系到其品質優劣。吉飼9、金嶺357果穗重均在500.00 g以上，其果穗重占鮮重產量47.76%以上，尤其金嶺357果穗重占鮮重產量70%以上。這兩個品種與屯玉765、京科2177、先玉1225、雄玉581、京科932、強盛30、3651差異顯著（P＜0.05，表3）。由表4可知，迪卡159、屯玉661和渝青3號果穗長均在40 cm以上，與屯玉765、京科968呈顯著差異（P＜0.05）。曲辰9號、屯玉765果穗粗均值分別為8.15、6.99 cm，與新飼玉11號、雄玉581、先玉1225、屯玉661、3651差異顯著（P＜0.05）。

對于莖稈重，渝青3號、曲辰9號的平均重在600.00 g以上，占鮮重產量50%左右。這兩個品種除與雅玉8號和渝青386差異不顯著外，與其他26個品種差異均顯著（P＜0.05）。文玉3號、曲辰9號莖粗均值分別為3.45、3.41 cm，與金嶺357、先玉1225、強盛30、京科932、京科968、屯玉661、雄玉581差異顯著（P＜0.05，表4）。

田宏等［11］研究發現綠葉重、綠葉數以及葉面積反映品種持綠性，青貯玉米的鮮草產量與持綠性呈顯著正相關。迪卡159和禾玉9566綠葉重分別為169.96和172.79 g，與雄玉581、晉單65、京科932、強盛30、屯玉661、京科968有顯著差異（P＜0.05，表3）。先單405、新飼玉19號、渝青3號、禾玉36綠葉數均值在10片以上，而京科932、大京九26、雄玉581、先玉1225、京科968、屯玉661、強盛30綠葉數均值在8片以下（表4）。

黃葉數量越多、越重代表該品種持綠性越差。本研究表明（表3），黃葉重以先玉1225最高，與屯玉765、迪卡159、迪卡667、京科932、東單1775差異顯著（P＜0.05）。大京九26、渝青3號、金嶺357黃葉數在6片以上，與屯玉765、東單1775、迪卡159、先單405差異顯著（P＜0.05，表4）。

表3 不同玉米品種與產量有關的性狀比較Table 3 Comparison of yield-related traits of different silage maize varieties

葉面積結果顯示（表4），曲辰9號、渝青3號、渝青386、吉飼9葉面積均在840 cm2以上，這4個品種葉面積與東單1775、屯玉661、強盛30、金嶺357、雄玉581差異顯著（P＜0.05）。

2.3 農藝性狀相關性分析

農藝性狀相關性分析表明（表5），黃葉重、綠葉重、果穗重、莖重、株高、果穗粗、莖粗、綠葉數、葉面積與產量顯著正相關，表明與產量相關的因子較多，因此在選育青貯玉米品種時要綜合考慮多種因素。黃葉重與株高、黃葉數、葉面積顯著正相關。綠葉重和莖重、株高、莖粗及綠葉數顯著正相關。莖重與株高、穗位高、莖粗、綠葉數及葉面積呈顯著正相關，株高與穗位高、綠葉數、葉面積呈顯著正相關。穗位高與黃葉數、綠葉數、葉面積呈顯著正相關。果穗粗與莖粗、葉面積呈顯著正相關。莖粗與綠葉數和葉面積呈顯著正相關。

表5 農藝性狀相關性分析Table 5 Correlation analysis among agronomic traits

2.4 不同玉米品種品質性狀的比較

由表6可知，粗蛋白含量在8%以上的有兩個品種，迪卡625和東單1775，分別為8.46%、8.21%。京科2177、先單405、新飼玉19號、禾玉9566、迪卡159、吉飼9、新飼玉11號、新飼玉1號、屯玉765、禾玉36、渝青3號、迪卡667、金嶺青貯17，這13個品種粗蛋白含量為7.08%～7.93%。強盛30、雄玉581、京科932粗蛋白含量為5.98%、5.74%、5.69%，此3個品種粗蛋白含量較低。

表6 不同品種營養成分比較Table 6 Comparison nutritional components of different corn varieties（%）

中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維結果顯示，兩項指標30個品種排序相似，含量較高的前5位是渝青3號、新飼玉19號、新飼玉11號、曲辰9號、渝青386，后6位的則是強盛30、先玉1225、雄玉581、屯玉661、金嶺357、京科968。中性洗滌纖維含量最低的品種為京科968和金嶺357，而酸性洗滌纖維含量最低為金嶺357。

淀粉含量結果顯示，屯玉661、金嶺357、先玉1225淀粉含量在30%以上，強盛30、雄玉581、京科968、京科932、文玉3號、晉單65、大京九26、禾玉9566，8個品種淀粉含量為20%～30%，3651淀粉含量最低，不足10%，其他18個品種淀粉含量為10%～20%。

粗灰分含量結果顯示，新飼玉19號、禾玉9566、渝青3號、曲辰9號、禾玉36、新飼玉11號、吉飼9、渝青386、金嶺青貯17、富友9號、3651和東單1775，這12個品種粗灰分含量在8%以上，與雅玉8號、文玉3號、晉單65、京科968、京科932、大京九26、雄玉581、強盛30、金嶺357、屯玉661、先玉1225，這11個品種差異顯著（P＜0.05）。

2.5 聚類分析

聚類分析指標采用國家青貯玉米評價指標，以及與產量顯著相關指標，包括干鮮產量、莖粗、莖重、株高、穗位高、粗蛋白、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維和淀粉含量共10個指標。將30個參試青貯玉米品種的株高等10項性狀進行聚類分析。圖1顯示，聚類分成4類，聚類Ⅰ為富友9號、先單405、渝青386、新飼玉19號、新飼玉11號、吉飼9、禾玉9566、禾玉36、雅玉8號，共9個品種。其特點為，干草產量16.80～19.01 t·hm—2，平均值為17.86 t·hm—2；穗位高在4組分類中是最高，平均137.97 cm。聚類Ⅱ為12個品種，包括迪卡159、東單1775、京科2177、金嶺青貯17、迪卡667、屯玉765、迪卡625、新飼玉1號、3651、文玉3號、晉單65、大京九26，其共同特點為干草產量僅高于聚類Ⅳ組，平均值為17.38 t·hm—2；淀粉含量偏低，僅次于聚類Ⅳ組。聚類Ⅲ為渝青3號和曲辰9號，這兩個品種干草產量分別為20.11和21.37 t·hm—2，其優勢構成主要在莖重、果穗重和株高這3項中。其特點為：莖稈重占鮮重產量的50%左右，平均株高300 cm以上；粗蛋白質含量分別為7.32%、6.88%，淀粉含量偏低，酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量偏高。聚類Ⅳ為金嶺357、京科968、屯玉661、先玉1225、雄玉581、京科932、強盛30，這7個品種主要表現為干草產量低，為13.38～16.66 t·hm—2；其莖稈重僅占鮮草產量的40%；株高為244～291 cm。淀粉含量較高，平均超過30%。

圖1 不同玉米品種聚類分析Fig.1 Cluster analysis of silage maize for different varieties

3 討論

3.1 不同玉米品種主要農藝性狀比較

隨著畜牧業的發展，需要更多優質青貯玉米品種應用于生產。劉杭等［12］認為，按青貯玉米的用途和特征應劃分為3種類型：即青貯專用型、糧飼通用型和飼草型。根據我國現代農業發展現狀，未來青貯玉米育種以青貯專用型玉米和糧飼通用型玉米為主要育種目標，而糧飼通用型可在糧飼之間互相轉換，更能適應市場經濟的需求，保證農民穩定收入［13］。青貯專用型玉米以植株高大、穗位高、生育期長、生物產量大為特點，這類青貯玉米既能達到牛羊等草食牲畜對飼料品質的需求，又具有較高生物產量和很好的適口性。糧飼通用型青貯玉米是近年來為適應市場需求選育的，除具備青貯玉米生物產量大特點外，籽粒產量高。而篩選適宜當地栽培的優良糧飼通用玉米品種，需要選擇單位面積鮮物質、干物質產量高的品種，優質的農藝性狀和良好的營養品質是青貯玉米重要標準［14］。已有研究表明，玉米全株青貯在乳熟末期和蠟熟初期間品質最好，且產量較高［8，15—16］。本研究中選用的30個品種，從播種到乳熟末期生育期為120～128 d。128 d收割12個品種，其中有8個青貯專用型玉米品種，包括渝青3號、金嶺青貯17等，4個品種為糧飼通用型玉米品種，包括富友9號，新飼玉19號等。120 d收割有17個品種，其中有2個品種為青貯專用型玉米品種，包括文玉3號和強盛30；其余15個品種為糧飼通用型玉米品種，包括迪卡159、東單1775等。不同玉米品種存在不同生育期，總體分析，青貯玉米生育期略長，糧飼兼用型玉米生育期略短，基本與當地牧場收割青貯玉米時間一致，且滿足朔州市朔城區無霜期130 d范圍內。

不同糧飼玉米品種其產量和營養價值也不同。因此，通過品種評價篩選出適宜當地栽培高產品種是提高玉米產量和品質的有效途徑［17］。從生物產量和農藝性狀表現綜合分析是重要手段，生物產量構成包括果穗、莖稈及葉片重。孫繼穎等［18］認為全株產量與鮮草器官產量呈正相關關系，與籽粒器官產量呈負相關關系，各器官產量均與其含水量呈負相關關系。值得重視的是玉米果穗含有較高的營養物質，對青貯玉米的產量和品質均有重要作用。一般來講，以干重計算，果穗重量占整個植株的40%～60%，并且果穗所占比重越大，青貯玉米的青貯品質越好。因此品質優良的青貯玉米雜交種應該具有果穗大、生物產量和飼用價值高等特點［19］。本研究表明，青貯專用型玉米渝青3號和曲辰9號干草產量較高，達到20 t·hm—2以上，渝青3號果穗長在40 cm以上，果穗重412.52 g；作為青貯玉米，渝青3號植株高度具有優勢，達到330 cm以上，其莖稈粗為2.42 cm，穗位高達到180 cm以上。劉剛等［20］在河南鄭州的試驗表明，渝青3號在17個品種比較中表現出鮮草產量最高，但干草產量低于渝青506，農藝性狀表現為株高、穗位高、莖粗具有絕對優勢。淀粉含量在該研究未提及，本研究結果顯示淀粉含量偏低。綜合分析表明，該品種具有生物產量大的優勢，但穗位高偏高，易倒伏，淀粉含量偏低。曲辰9號干草產量達到21.37 t·hm—2，果穗和莖稈最粗、株高在300 cm以上，表型優良。晉單65作為糧飼通用型品種，干草產量有明顯優勢，晉單65干草產量達到19.37 t·hm—2，僅次于渝青3號和曲辰9號，但其ST、NDF和ADF含量明顯優于渝青3號和曲辰9號。本研究與郭慶瑞等［2］的研究結論相似，即晉單65適宜在該地區推廣種植。

玉米的產量構成與農藝性狀間有緊密相關性，對指導選育高產優質的玉米品種具有重要的意義［21］。與產量相關的農藝性狀包括黃葉重、綠葉重、果穗重、莖重、測產高度、穗位高、果穗粗、莖粗、綠葉數、葉面積，青貯玉米產量構成因子眾多，因此培育高產青貯玉米品種需要多角度設計育種目標。從30個參試青貯玉米品種主要農藝性狀可見，11個青貯專用型品種普遍表現為穗位偏高。莖稈粗為1.81～3.45 cm，其中表現較差的是京科932和強盛30，莖粗低于1.9 cm以下。葉片持綠性方面，青貯專用型品種普遍優于糧飼通用型品種。葉片總數最多的是青貯專用型玉米渝青3號，為16片。19個糧飼通用型品種的果穗重普遍優于青貯專用型品種。糧飼通用型品種迪卡159果穗最長，青貯專用型品種曲辰9號果穗最粗。莖稈較粗的品種是曲辰9號和文玉3號，均在3 cm以上。莖稈粗壯、穗位較低對抗倒伏十分有利。

3.2 不同玉米品種品質性狀比較

營養物質含量是評價青貯玉米品質的關鍵因素，其中CP、ADF、NDF、ST含量為主要評價指標，潘金豹等［22］認為，青貯玉米育種的品質目標應是：CP含量＞7.0%、ST含量＞28%、NDF含量＜45%、ADF含量＜22%、木質素（lignin，LI）含量＜3.0%。國家青貯玉米品質分級標準規定一級青貯玉米NDF含量≤45%，ADF含量≤23%，ST含量≥25%，CP含量≥7%；二級青貯玉米NDF含量≤50%，ADF含量≤26%，ST含量≥20%，CP含量≥7%［23］。本研究營養成分含量顯示CP含量為5.69%～8.46%，ADF含量為21.90%～35.72%，NDF含量為41.70%～59.92%，ST含量為8.41%～32.54%。19個糧飼通用型品種CP平均含量（7.22%）高于11個青貯專用型品種CP平均含量（6.06%）。青貯專用型品種和糧飼通用型品種的ST、ADF含量相差不大，糧飼通用型品種的NDF含量低于青貯專用型品種。渝青3號和曲辰9號CP含量高于晉單65和強盛30，其ADF和NDF含量均高于本地品種晉單65和強盛30，ST含量均低于晉單65和強盛30，從生育期分析表明，上述高產品種生長期在朔州市朔城區應長于128 d。

聚類分析方法將屬性相似的歸為同類，參與聚類的指標越多越能反映品種的綜合性狀［24］。本試驗運用聚類分析方法，主要采用與產量顯著相關指標及品質性狀的10項指標，將30個青貯玉米品種分為4類，聚類Ⅰ有9個品種，干草產量為16.80～19.01 t·hm—2，穗位高是4類分組中最高，平均值為137.97 cm。聚類Ⅱ有12個品種，其特點為干草產量僅高于聚類Ⅳ組。聚類Ⅲ有2個品種，干草產量均大于20 t·hm—2，株高在300 cm以上，其單株莖稈重占鮮重產量50%，但ADF、NDF和ST含量不及本地品種。聚類Ⅳ共7個品種，其干草產量為13.38～16.66 t·hm—2，株高為244～291 cm。

4 結論

研究結果表明，青貯專用型玉米渝青3號和曲辰9號較本地品種晉單65和強盛30均有顯著優勢。產量具有優勢且營養品質較高的品種有晉單65、禾玉9566、文玉3號、先單405和雅玉8號。綜合分析適宜在該地區推廣的品種為曲辰9號、晉單65、先單405。