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贵州青贮玉米生产性能比较及主要性状相关性分析

2020-09-24朱欣陈光燕李龙兴王家豪罗玉洁赵丽丽

江苏农业科学 2020年16期
关键词:青贮玉米农艺性状品质

朱欣 陈光燕 李龙兴 王家豪 罗玉洁 赵丽丽

摘要:为选出适宜贵州省种植的全株青贮玉米(Zea mays L.)品种(系),对7个玉米品种(系)进行引种生产性能比较试验,并探讨其各农艺性状与产量、品质的相关关系。结果表明,在生物学产量方面,以青丰4号表现最好,鲜质量和干质量分别达到64.68、19.28 t/hm2;在品质方面,粗蛋白、粗脂肪等含量以青丰4号最高,分别为8.07%、4.63%,顯著高于其他各品种(系)(除对照组外)(P<0.05),粗纤维含量以红单10号最低,显著低于其他各品种(系)(P<0.05)。农艺性状与产量、品质有一定程度的相关性,生物学产量与叶片数、株高、茎粗、穗位高、穗质量均呈显著正相关关系(P<0.01);叶片数、叶长、叶宽与粗蛋白含量均呈显著正相关关系(P<0.05);叶片数、叶长、叶宽与粗脂肪、粗灰分含量均呈正相关关系,但不显著;叶片数、叶长与粗纤维含量均呈显著负相关(P<0.05)。从生物学产量及营养品质2个方面综合评定,以青丰4号表现最为良好,适宜在贵州省推广种植。

关键词:青贮玉米;品种(系);农艺性状;产量;品质;相关性

中图分类号:S816.5+3

文献标志码:A

文章编号:1002-1302(2020)16-0212-05

随着我国和贵州省农业结构的调整,畜牧业已成为农业发展的重点,针对畜牧业快速发展中优质饲草饲料缺乏的局面,作为饲草料之王的青贮玉米(Zea mays L.),因收获的为包括果穗在内的地上全部绿色植株,更好地保存了玉米蛋白质、微量元素、糖分、维生素等,减少了纤维类物质的含量,保证了青贮玉米的营养价值,改善了其适口性。全株玉米青贮料保证了草食家畜全年的供给,对畜牧业的发展起着举足轻重的作用[1-3]。

许多发达国家中,全株青贮玉米的培育和饲喂利用有较多研究,全株玉米青贮料已成为反刍家畜日粮中主要有效能量来源[4-5]。我国青贮玉米品种培育工作发展较晚,2002年以前品种审定以生物鲜质量产量为重要指标,2002年以后审定标准才以产量和品质并重。截至2017年共审定了168个青贮玉米品种,国审30个、省审138个[6]。因选育种植地区不同,品种间特征、特性存在差异,只有适宜当地气候条件的高产优质品种才是好品种。

贵州省2016年实施“粮改饲”以来,由于前期针对适宜本地青贮玉米品种筛选试验示范工作滞后,大部分地区的青贮玉米产量较低,其中一个最重要的原因为品种混杂多样,很多均为籽实玉米充数。因此,筛选出适宜贵州省的高产优质全株青贮玉米品种,对提高贵州省青贮玉米生产能力有重要的现实意义。本研究对7个青贮玉米品种(系)进行品种比较试验,以期为贵州省“粮改饲”青贮玉米的推广利用提供一定的理论和科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

来源于北京正道生态科技有限公司的青贮玉米品种(系)5个:禾玉9566、青丰9号、QZHY001、QZHY002、QZHY003,青丰4号为贵州大学和北京佰青源畜牧业科技发展有限公司联合培育,红单10号来源于云南禾益农业科技有限公司,所选用的对照组(禾玉9566)为西南地区以及贵州省主要栽培籽粒型玉米品种,种植范围较广,所有参试材料均为中晚熟品种(系)。

1.2 试验地基本情况

该试验于2018年5—8月在黔南州独山县贵州省草地技术试验推广站试验区进行,该区属亚热带季风区,全年无霜期在280 d左右,最低气温为-2 ℃,最高气温为32 ℃,年降水量为1 150 mm左右,年日照时数为1 300 h左右,实属丰产型气候。土壤为黏性土壤,肥力为三级,pH值为6.24,有机质含量为30.0 g/kg,有效磷含量为112.9 mg/kg,有效钾含量为220 mg/kg。

1.3 试验设计

试验采用随机区组设计,小区面积为6 m×6 m,每个材料3个重复小区,均行种植,行距为 0.6 m,株距为0.3 m,穴播(每穴2~3粒种子,分散开,深度为 5 cm 左右),区间步道宽1 m。2018年5月6日播种,人工开沟施底肥过磷酸钙60 kg/hm2,拔节期追施尿素150 kg/hm2。试验地管理:适期定苗、铲蹚,保持无杂草。调查记录播种期、出苗期、抽穗期、乳熟期、收获期(1/2乳线)。

1.4 测定指标

1.4.1 全株鲜质量及干质量的测定 所有品种在95%处于乳熟末期到蜡熟初期之间(1/2乳线)收获,收获时去边行效应,选取中间3 m×3 m,每个样方所有植株从地上部15 cm处全株收割,称鲜质量,并换算成1 hm2鲜草产量。将收获每个材料的植株用粉碎机粉碎,混合均匀后取鲜样1 kg,放入烘箱在105 ℃条件下杀青30 min,65 ℃烘干48 h至恒质量,称其质量为干质量。

干鲜比=干质量(kg)/鲜质量(kg)×100%

1.4.2 农艺性状 收获时每小区随机抽取10株青贮玉米,测量其株高(cm)、茎粗(cm)、穗位高(cm)、鲜质量(kg)、穗质量(kg)、叶片数(张)。由于全株青贮玉米的收获期还未达到蜡熟期,所以叶片数85%为绿叶数,本试验统一计算为叶片数。

1.4.3 营养成分测定 将测定干质量后的样品采用粉碎机粉碎,过40目筛密封保存待测。粗蛋白(crude protein,CP)、粗脂肪(ether extract,EE)、粗纤维(crude fiber,CF)等的含量按照饲料质量检测技术进行分析测定,粗灰分(crude ash,Ash)含量按GB/T 6438—2007《饲料中粗灰分的测定》、钙(Ca)含量按GB/T 6436—2002《饲料中钙的测定》、总磷(P)含量按GB/T 6436—2002《饲料中总磷的测定 分光光度法》进行分析测定。

1.5 数据分析

使用Microsoft Excel进行数据整理,所有数据以“平均值±标准差”的形式表示,采用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析(ANOVA),用最小显著性差异(LSD)法进行多重比较,P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 农艺性状比较分析

由表1可知,不同品种(系)间的生育期表现不同,其中仅有青丰4号比对照组提前3 d达到1/2乳线(收获期)。其他各品种(系)均比对照组推迟达到1/2乳线(收获期),品种(系)间生育期差异跨度达17 d,提示品种(系)间的农艺性状均存在不同程度的差异性。

供试品种(系)株高为248.32~270.53 cm,其中青丰4号株高最高,比对照组提高8.1%,其次为QZHY001、红单10号,分别比对照组提高了7.1%、7.0%,三者间差异不显著,但均显著高于对照组(P<0.05);青丰9号、QZHY002、QZHY003与对照组间差异不显著。青丰9号和青丰4号两者之间的茎粗差异不显著,但显著高于其他品种(P<0.05),其中只有QZHY002的茎粗与对照组间差异不显著;QZHY003的茎粗显著低于其他各组(P<0.05)。青丰9号和青丰4号叶片数约为17张,显著高于对照组及其他品种(P<0.05)。红单10号、QZHY001、QZHY002、QZHY003的叶片数与对照组间差异不显著。

青丰4号、青丰9号的穗位高与对照组之间差异不显著,但两者显著高于红单10号、QZHY001、QZHY002、QZHY003(P<0.05)。青丰4号的穗质量为588.33 g,比对照组显著提高28.83%(P<0.05),与其他各组均差异显著(P<0.05)。QZHY001、QZHY002的穗质量与对照组差异不显著,红单10号、QZHY003的穗质量显著低于对照组(P<0.05)。

2.2 生物学产量及品质比较

由表2可知,在生物学产量方面,青丰4号全株鲜质量最高,显著高于红单10号、QZHY001、QZHY002、QZHY003(P<0.05),分别提高9.1%、8.6%、5.4%、16.2%。青丰4号、青丰9号、红单10号、QZHY001和对照组间差异不显著,QZHY003鲜质量显著低于对照组(P<0.05)。

全株干质量最高的是青丰4号,显著高于其他各品种(系)(P<0.05),分别比对照组、红单10号、青丰9号、QZHY001、QZHY002、QZHY003提高4.4%、4.7%、6.8%、8.8%、16.9%。紅单10号、QZHY002和对照组间差异不显著,青丰9号、QZHY001、QZHY003干质量显著低于对照组(P<0.05)。

所有参试品种(系)中,青丰4号粗蛋白含量与对照组间差异不显著;红单10号、QZHY001、QZHY003粗蛋白含量显著低于对照组(P<0.05);青丰9号、QZHY002与对照组差异不显著。红单10号粗纤维含量显著低于对照组(P<0.05),QZHY001、QZHY002等2个品种(系)粗纤维含量显著高于对照组(P<0.05),青丰4号、青丰9号、QZHY003与对照组间差异不显著。青丰4号和QZHY001粗脂肪含量显著高于其他各品种(系)(P<0.05),且除青丰9号外剩下各品种(系)间差异均不显著。红单10号、青丰9号、QZHY001的粗灰分含量与对照组间差异不显著,对照组的粗灰分含量显著高于青丰4号、QZHY002和QZHY003(P<0.05)。钙、总磷含量在所有参试品种(系)间均无显著性差异。

2.3 农艺性状与产量的相关性分析

由表3可知,农艺性状与产量间存在相关性。其中,鲜质量与叶片数、株高、茎粗、穗位高、穗质量呈极显著正相关关系(P<0.01),相关系数分别为0.643、0.623、0.901、0.961、0.839;干质量与株高、茎粗、穗位高、穗质量均呈极显著正相关关系(P<0.01),相关系数分别为0.805、0.788、0.827、0.648、0.855,干质量与叶片数呈显著正相关(P<0.05);干鲜比与叶片数、茎粗、穗位高、穗质量和鲜质量均呈极显著负相关关系(P<0.01),相关系数分别为-0.745、-0.449、-0.494、-0.560、-0.528,与株高和干质量均呈负相关关系,但不显著。因此,全株青贮玉米的叶片数、株高、茎粗、穗位高、穗质量均影响牧草鲜质量和干质量。

2.4 叶片特性与产量、营养品质的相关性分析

由表4可知,叶片特性与产量、营养品质之间存在一定的相关性。其中,鲜质量与叶片数、叶长、叶宽均呈显著正相关关系(P<0.05),相关系数分别为0.643、0.314、0.430;粗蛋白含量与叶片数、叶长、叶宽均呈显著正相关关系(P<0.05),相关系数分别为0.489、0.411、0.364;粗纤维含量与叶片数、叶长均呈显著负相关关系(P<0.05),相关系数分别为-0.308、-0.395;粗脂肪含量与叶片数、叶长、叶宽呈正相关,但均不显著。粗灰分与叶片数、叶长、叶宽呈正相关关系,但均不显著。因此,全株青贮玉米的叶片数、叶片面积均影响其生物学产量,也影响植株适口性和营养价值。

3 讨论

3.1 生物学产量与品质

在全株青贮玉米新品种的选育过程中,较高的营养品质和生物学产量是优良青贮玉米品种的必备指标[7-8],在生产中除了品种本身的特性外,不同地区气候、土壤条件、收获期等对产量和品质也有很大影响[9-10]。收获太早则水分含量较高,干物质积累未达到最大量,影响收获产量和青贮品质;收获太晚,全株青贮玉米木质化程度较高,适口性降低,营养物质转移;枯叶增多、茎叶老化而导致生物学产量损失[11]。因此,全株青贮玉米适时收获是很关键的因素。已有研究表明,全株青贮玉米在乳熟末期和蜡熟初期(1/2乳线)间品质最好,且产量较高[12-16]。

本试验中各品种(系)选择在绝大部分植株处于乳熟末期到蜡熟前期时(1/2乳线)收获。作为青贮饲用,此时期收获是产量与品质并重达到最佳时期,如果单独针对产量来评估,还有很大的提升空间。结果表明,不同玉米品种的最佳收获时期不同,青丰4号生育期最短,为98 d,QZHY003生育期最长,达115 d。在生物学产量方面,刘栋指出,青贮玉米单产量在82.5~112.5 t/hm2之间[17]。本研究中,产量最高的是青丰4号,为64.68 t/hm2,所有参试品种(系)产量与标准的产量有一定差距,种植地土壤肥力是关键因素之一,由于试验地的选择是根据老百姓种植特性,大多会用坡耕地和中等土质来种植,因此本试验地也未选择肥沃土壤进行种植,而是选择中等土壤肥力。同时,试验地土壤为黏性土壤,透气性差,生育期雨水充足,会对植株生长产生一定的影响。当然,产量的高低还与地域气候、种植技术、施肥等因素有关。另有研究表明,干鲜比达30%~35%时,品质最好[18],本试验中除青丰9号,其他各品种(系)干鲜比约在30%。营养物质含量是决定饲喂价值的关键因素之一,结果表明除钙、全磷含量外,同一品种其他营养指标与对照组相比,优劣并不总是一致的,因此单一营养指标的优劣并不能决定品种(系)的好坏。

结合农艺性状、产量和营养品质三者的因素,青丰4号生育期最短,产量最高,株高最高,叶片数最多,粗蛋白含量最高,表现最为优秀。试验前期青丰4号在黔东南、六盘水、黔西南等地区已开展过大面积种植,效果非常好,本试验的研究进一步验证了该品种(系)的利用价值。

3.2 农艺性状与产量的相关性

研究各农藝性状与产量之间的密切关系,对指导选育高产优质的青贮玉米具有重要意义。鲜产量、干产量与株高、茎粗、穗位高、穗质量均呈极显著正相关关系,植株高度越高,生长势越强,茎、穗位、穗质量均有较好的生长趋势,从而提高了生物学产量,本试验的相关性结果完全证实了这一点。这与牛荃荟等的研究结果[18]一致。干鲜比与叶片数、茎粗、穗位高、穗质量和鲜质量等均呈极显著负相关关系,这与李德锋等的研究结果[19]一致。鉴于叶片数、株高、茎粗、穗位高、穗质量是影响生物学产量的重要因素,为获得较高的产量,应选育植株粗壮高大、叶片数多、穗部性状优良的品种。

3.3 叶片特性与产量、营养品质的相关性分析

关于叶片数与生物学产量的关系,本试验结果表明叶片数与产量呈显著正相关关系,这与李德锋等的研究结果不太一致,他的研究表明绿叶数与产量呈正相关,但不显著[19]。可能由于他的研究品种是粮用和粮饲兼用型,收获时的绿叶数较少,基本是黄叶数,影响产量的主要因子是干质量,因此叶片数与产量的相关关系小。叶片特性与营养品质的关系显示,粗蛋白含量与叶片数、叶长、叶宽均呈显著正相关含量,粗纤维含量与叶片数、叶长均呈显著负相关关系,粗脂肪含量、粗灰分含量均与叶片数、叶长、叶宽呈正相关关系,但均不显著。说明叶片特质对营养品质有一定影响,叶面积大,粗蛋白含量相对提高,品种(系)粗纤维含量适当降低,适口性得到改善。

4 结论

全株青贮玉米生物学产量与叶片数(绿叶数)株高、茎粗、穗位高、穗质量均呈正相关关系,叶片数、叶长、叶宽与粗蛋白、粗脂肪、粗灰分等含量均呈正相关关系,叶片数、叶长均与粗纤维含量呈负相关关系,因此引进全株青贮玉米时,可以选择株型高大、绿叶数多、叶面积较大且穗部性状良好的品种。本试验中,从生物学产量和营养品质2个方面综合评定,以青丰4号表现最好,适宜在贵州省推广种植。

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