席杰軍， 梁子棟， 張鈺靖， 鐘 元， 杜福臻， 袁 慶, 張寶林， 孫秀柱， 楊培志， 呼天明

(西北農(nóng)林科技大學草業(yè)與草原學院， 陜西 楊凌712100)

青貯玉米(ZeamaysL.)是籽粒玉米和鮮食玉米之外的一種利用玉米的重要形式，是指在適宜收獲期內(nèi)收獲包括果穗在內(nèi)的地上全部綠色植株切碎后發(fā)酵，以制成反芻動物的飼料。青貯玉米因其單位面積干物質產(chǎn)量高、適口性好、能量密度大、宜于機械化作業(yè)而在全世界被廣泛應用于奶牛、肉牛、綿羊和山羊的畜牧業(yè)中[1-3]。據(jù)美國農(nóng)業(yè)部2016年統(tǒng)計，美國青貯玉米種植約251萬公頃，青貯玉米產(chǎn)量約1.27億噸[4]。據(jù)歐盟2015年統(tǒng)計，歐盟28國青貯玉米種植面積約有618萬公頃，其中德國約210萬公頃，法國約148萬公頃(占玉米播種面積的80%以上)[5-6]。據(jù)農(nóng)業(yè)部2017年《糧改飼工作實施方案》規(guī)劃，我國青貯玉米種植面積僅67萬公頃，遠小于畜牧業(yè)發(fā)達國家的種植面積(僅波蘭的1.2倍)?？梢?，大力發(fā)展玉米青貯飼料產(chǎn)業(yè)依然是我國畜牧業(yè)亟待解決的問題之一[6-7]。

關中地區(qū)位于陜西省中部，該區(qū)域聚集了全省奶牛存欄量的95%和幾乎全部的奶山羊。為了響應國家加快轉變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的“調(diào)結構、轉方式、保供給、增效益”政策，關中地區(qū)被陜西省規(guī)劃為糧改飼的重點發(fā)展區(qū)域。據(jù)2017年陜西省農(nóng)業(yè)廳的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全省青貯玉米種植面積約3萬公頃。受傳統(tǒng)“以糧為綱”耕作模式的限制，該地區(qū)種植的青貯玉米多為傳統(tǒng)的糧食型玉米，高產(chǎn)的青貯專用型玉米種植較少[8]，且目前鮮有相關的比較試驗報道。因此，篩選適宜關中地區(qū)種植的青貯專用型玉米品種，是促進農(nóng)牧結合、提高種養(yǎng)效益、增加農(nóng)民收入的有效措施之一。本研究對26個專用青貯玉米、4個水果型玉米和1個籽粒型玉米品種進行了品種比較試驗，以期為關中地區(qū)“糧改飼”專用青貯玉米的推廣提供一定的指導和科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

來源于北京正道公司的青貯玉米品種26個：‘DB08’、‘DY23’、‘DZ01’、‘J27’、‘LH3’、‘LK08’、‘LL95’、‘MII3C’、‘MII4D’、‘MII5A’、‘MII5C’、‘MII5J’、‘MII5S’、‘MII6D’、‘X35’、‘V20’、‘Z58’、‘迪卡157’(DK157)、‘迪卡625’(DK625)、‘迪卡667’(DK667)、‘中玉335’(ZY335)、‘禾青貯6號’(HQZ6)、‘正飼玉2’(ZSY2)、‘和玉36’(HY36)、‘和玉9566’(HY9566)、‘京科青貯932’(JKQZ932)。購置于楊凌科瑞特農(nóng)業(yè)科技有限公司的水果玉米品種4個：‘科瑞甜糯F1’(KRTN F1)、‘科瑞甜糯6號F1’(KRTN6 F1)、‘科瑞紫香糯F1’(KRZXN F1)和‘科瑞黃甜F1’(KRHT F1)。所用對照為關中地區(qū)主要栽培籽粒型玉米品種：‘正大12’(ZD12)(正大農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司)。

1.2 試驗地概況以及試驗設計

試驗地位于陜西省楊凌示范區(qū)西北農(nóng)林科技大學牧草試驗基地(34°21′N，108°10′E)，地處秦嶺北麓的渭河平原，海拔434.8 m，年均日照2 150 h，年均氣溫12～14℃，為溫暖半濕潤氣候，年均降水量621.6 mm，主要集中在7，8，9三個月，春季降水偏少，氣候干旱。試驗地土質為壤土，前作為玉米，收獲后冬閑。試驗采用隨機區(qū)組設計，小區(qū)面積3 m×3 m，每個品種種植1個小區(qū)。播種方式為點播，株距20 cm，行距60 cm，播深4～5 cm，每穴播種2粒種子，成活后間苗；密度約5 500株·畝-1。播種日期為2017年4月28日。玉米生長期不進行灌溉施肥，試驗期間進行過3次中耕除草。

1.3 觀測指標

氣候資料來自楊凌氣象局。抽雄期、吐絲期、乳熟始期、蠟熟始期等物候期的觀測方法參照《國家普通玉米品種區(qū)試調(diào)查項目和標準》，即以小區(qū)內(nèi)50%的植株達到國家區(qū)試標準為準。各品種均于乳熟末期至蠟熟初期收割。收割時期按照Ashley推薦的玉米最佳收獲時期即乳熟末期蠟熟初期，干物質含量可達30%～35%，此時產(chǎn)量、營養(yǎng)價值和青貯質量最佳[9]。每個品種選4～6株代表性植株，從根部整株砍下，并及時測量鮮重、株高、葉片數(shù)等。然后置于烘干箱中，105℃，30 min殺青后，65℃烘至恒重，記錄各部分干重。根據(jù)單株干物質產(chǎn)量換算每畝干物質產(chǎn)量[10]。然后將干燥后的整個玉米植株粉碎，測定粗蛋白(凱氏定氮法)、粗脂肪(索氏殘留渣法)、粗纖維(快速法)和粗灰分(高溫灼燒法)[11]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用統(tǒng)計軟件IBM SPSS Statistics 23進行統(tǒng)計分析，LSD法進行多重比較，數(shù)據(jù)以平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 生長期的氣溫與降水狀況

玉米生長期的氣溫與降水狀況如圖1所示。在5—6月期間，平均氣溫居于15.4～19.9℃之間，氣溫較適宜；而7—8月期間，平均氣溫高達28℃以上，白天氣溫連續(xù)高達40℃以上。降水5月為60 mm，6月44 mm，7月49 mm，8月80 mm。在玉米生長前期(5—6月)由于植株較小，氣溫較低，水分供給較為良好。而在后期，氣溫較高，降水明顯不足，玉米遭受了嚴重的干旱脅迫。

2.2 玉米物候期及其產(chǎn)量

31個玉米品種的重要物候特性如抽雄期、吐絲期、乳熟開始期、蠟熟開始期和收獲生長天數(shù)以及重要農(nóng)藝性狀如葉片數(shù)、株高、鮮重、干重、含水量和干物質產(chǎn)量的觀測如表1所示。在31個玉米品種中，抽雄‘LH3’最早，‘V20’最晚，品種間抽雄期差異跨度達20 d；吐絲期‘LH3’最早，‘V20’、‘DY23’和‘KRHT F1’最晚，品種間吐絲期差異跨度達18 d；乳熟開始期‘DK625’、‘MII4D’、‘MII5S’和‘DK667’最早，‘KRHT F1’最晚，品種間乳熟開始期差異跨度達14 d；蠟熟開始期‘LH3’最早，‘V20’最晚，品種間蠟熟開始期差異跨度達22 d；收獲期‘LH3’最早，‘V20’最晚，品種間收獲期差異跨度達21 d；葉片數(shù)‘DZ01’和‘LH3’最少，‘HY36’最多，品種間葉片數(shù)差異跨度達5～6片；株高‘KRHT6 F1’最矮，‘HY9566’最高，品種間株高差異跨度約82 cm；單株鮮重‘LH3’最小，‘DB08’最大，品種間單株鮮重差異跨度約823.6 g；單株干重‘KRHT6 F1’最小，‘DB08’最大，品種間單株干重差異跨度約223.7 g。含水量‘LH3’最小，‘ZSY2’最大，品種間含水量差異跨度達27.2%。根據(jù)單株干重和播種密度測算，干物質產(chǎn)量‘DB08’最大，約1.8噸·畝-1；‘KRHT6 F1’最少，僅約0.6噸·畝-1；

若依干物質占鮮重的30%進行推算，則青貯產(chǎn)量‘DB08’最高，高約6.2噸·畝-1，‘KRHT6 F1’最低，僅約2.1噸·畝-1，品種間青貯產(chǎn)量差異跨度高達4.1噸·畝-1。以干物質計，如表1所示，有2個專用青貯品種的產(chǎn)量顯著高于關中地區(qū)主要栽培的籽粒型玉米‘ZD12‘，它們分別是‘DB08’和‘DK625’。

圖1 玉米生長期的平均氣溫與降水Fig.1 Average temperature and precipitation in growing season of corn

表1 不同玉米品種物候期的觀測及其農(nóng)藝性狀Table 1 The observation of phenological phase on different corn varieties and their agronomic characters

品種Varieties抽雄期Tasseling stage/date吐絲期Silking stage/date乳熟期Milk-ripe stage/date蠟熟期Dough stage/date生長天數(shù)Growing time/d每株葉片數(shù)No. of leaves/blade株高Plant height/cm鮮重Fresh weight/g·plant-1干重Dry weight/g·plant-1含水量Water content/%青貯產(chǎn)量*Silage Yield/Ton·Mu-1干物質產(chǎn)量Dry weight Yield/Ton·Mu-1DB087-037-157-198-1010415.0±0.8b267.3±16.0ab1088.3±151.5a336.0±27.1a69.1±1.8c6.2±0.5a1.8±0.1aDK6257-027-067-107-299314.0±0.0c251.0±10.4b735.0±73.2c306.9±18.8a58.2±2.1ef5.6±0.3a1.7±0.1aJKQZ9327-067-127-188-0910315.8±1.0ab277.5±7.6a840.0±17.3b260.3±25.4b69.0±1.6c4.8±0.5b1.4±0.1bHY367-137-167-188-1210616.5±0.6a276.8±7.0a671.7±51.7c245.1±19.7bc63.5±1.5de4.5±0.4bc1.3±0.1bcLK087-047-097-127-279111.8±1.0de223.0±13.4c724.0±63.2c243.1±21.7bc66.4±2.3cd4.5±0.4bc1.3±0.1bcZ587-027-107-137-279114.0±0.8bc246.3±2.8b662.0±64.0cd241.7±25.3bc63.5±1.7de4.4±0.5bc1.3±0.1bcMII5A7-047-107-167-309413.5±0.6cd246.8±6.3b608.0±71.2cd236.3±25.9bc61.1±1.3e4.3±0.5bc1.3±0.1bcMII4D7-037-067-107-299312.5±0.6de264.0±13.1ab592.3±11.6d235.8±28.1bc60.2±1.6ef4.3±0.5bc1.3±0.2bcMII5J7-047-107-147-309412.3+0.5de252.8±9.7ab570.0±33.3d230.0±17.4bc59.6±1.6ef4.2±0.3bc1.3±0.1bcLL957-057-107-147-299314.5±1.3bc256.8±11.4ab492.0±56.1e227.7±20.8bc53.7±1.3g4.2±0.4bc1.3±0.1bcZD127-057-127-178-0710114.8±0.7b237.5±14.6bc486.9±41.4e224.2±21.9bc54.0±2.5g4.1±0.4bc1.2±0.1bcHY95667-097-157-208-0910315.8±1.3ab281.3±18.9a744.7±92.6bc214.4±12.2c71.2±2.3bc3.9±0.2c1.2±0.1bcMII3C7-047-067-117-269012.8±0.5de241.0±6.2bc589.0±60.1d212.3±25.7cd64.0±1.2d3.9±0.5bc1.2±0.1bcV207-147-187-228-1310711.6±0.8e237.3±16.5bc569.0±48.1d211.1±19.8cd62.3±1.1de3.9±0.4c1.2±0.1bcMII5S7-027-067-107-269012.8±1.0de246.5±7.2b656.7±33.6c210.3±15.7cd68.0±1.4c3.9±0.3c1.2±0.1bcDK1577-047-077-137-289212.5±0.6de223.8±10.5c530.0±42.8e209.8±17.7cd60.4±1.3ef3.8±0.3c1.2±0.1bcDK6676-307-067-107-269013.3±1.3cd266.5±9.3ab570.6±51.3d206.0±19.9cd63.9±1.9de3.8±0.4cd1.1±0.1cDZ017-087-147-198.1110511.3±1.0e229.3±14.2bc537.0±58.5de201.9±23.2cd62.4±1.8e3.7±0.4cd1.1±0.1cDY237-127-187-228-1110513.8±0.5cd274.5±6.4a469.0±38.7e185.4±18.5cd60.5±1.3ef3.4±0.3cd1.0±0.1cJ277-037-107-167-289212.2±0.6de221.3±15.7c479.3±39.4e189.4±18.6cd60.5±1.7ef3.5±0.3cd1.0±0.1cX357-077-117-187-279113.8±0.5cd273.3±13.2ab418.0±11.3e175.0±21.3d58.1±1.4f3.2±0.4cde1.0±0.1cHQZ67-077-127-178-1010413.8±0.5cd259.3±8.1ab653.5±75.4cd174.1±20.5d73.4±1.9ab3.2±0.4cde1.0±0.1cMII5C7-037-067-127-299313.5±0.6cd254.5±15.6ab553.3±34.0d171.5±10.6d69.0±1.1c3.1±0.2d0.9±0.1cdZSY27-047-107-147-309413.5±1.0cd271.5±11.6ab758.7±75.6bc171.4±15.6d77.4±2.7a3.1±0.3d0.9±0.1cdZY3357-037-067-127-309412.5±1.3de248.5±18.1b410.0±26.9e162.3±17.0d60.4±1.6ef3.0±0.3de0.9±0.1cdMII6D6-307-067-137-279113.3±0.5cd251.8±14.5ab355.3±15.0fg160.3±17.2de54.9±1.9fg2.9±0.3de0.9±0.1cdKRZXNF17-037-107-168-0910314.5±0.6bc201.3±13.2c432.5±57.9e157.1±19.6de63.7±1.7de2.9±0.4de0.9±0.1cdKRTN F17-127-177-208-1010415.0±1.0ab224.3±11.2c475.3±25.0e139.2±15.9de70.7±1.2bc2.6±0.3e0.8±0.1dLH36-257-017-147-238711.3±0.5e247.8±12.1b264.7±28.0g131.9±12.4e50.2±1.5g2.4±0.2e0.7±0.1dKRHT F17-067-187-238-1010413.3±0.5d216.3±19.6c443.5±67.4e125.7±13.6e71.7±1.6bc2.3±0.2e0.7±0.1dKRTN6 F17-087-127-208-1010414.3±1.0bc199.5±19.2c315.8±23.8g112.3±19.4e64.4±1.7d2.1±0.4e0.6±0.1d

注：* 鮮物質產(chǎn)量以干物質占鮮重的30%計算；不同小寫字母表示差異顯著(P< 0.05)，下同

Note:* Silage production was calculated as 30% of dry matter in fresh weight. Different lower letters indicate significant difference at the 0.05 level,the same as below

2.3 高產(chǎn)青貯玉米品種的營養(yǎng)成分分析

為確定青貯玉米的營養(yǎng)價值，對高產(chǎn)青貯玉米如‘DB08’、‘DK625’、‘JKQZ932’、‘HY36’以及對照品種‘ZD12’的粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和灰分進行了分析。結果表明，粗蛋白含量‘DB08’顯著低于對照‘ZD12’的，其它的與對照無顯著差別；粗纖維含量除了‘DB08’對照‘ZD12’的無顯著差別外，其它品種均顯著低于‘ZD12’的；粗脂肪含量除了‘JKQZ932’與對照‘ZD12’的無顯著差別外，其它品種均顯著高于‘ZD12’的，其中‘DK625’與‘DB08’的含量最高；灰分含量所有品種的差異均不顯著(圖2)。

圖2 高產(chǎn)青貯玉米的粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和灰分含量Fig.2 The content of crude protein,crude fiber,crude fat and ash in higher yielding maize varieties

3 討論

高質量青貯玉米飼料的制作嚴重依賴制作青貯玉米的收獲期，即玉米的成熟度[12-13]。最新研究表明，青貯玉米在蠟熟期或凹陷期營養(yǎng)價值最好[14]，但為了青貯發(fā)酵過程的順利進行，收獲時玉米需要有適宜的含水量，其隨青貯發(fā)酵容器不同而不同，含水量范圍在50%～70%[15,16]，而獲得最佳品質青貯飼料的含水量范圍在65%～70%[17,18]。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(chǎn)量較高[9,12,13,15-19]，含水量也可達到青貯的最佳要求。本試驗中各玉米品種的收獲期均在乳熟末期至蠟熟初期。參試的31個玉米品種蠟熟初期的生長天數(shù)各不相同，最短的87 d，最長的107 d(表1)，表明不同玉米品種的最佳收獲時期不同。含水量的試驗結果顯示，含水量最低的為50.2%，最高的為77.4%(表1)，該跨度大主要由玉米收獲期的高溫干旱以及收獲前幾天是否降雨造成的(圖1)；31個參試品種中有14個品種的含水量在最佳建議的65%～70%范圍內(nèi)，約占參試品種的45.2%。

產(chǎn)量是玉米青貯經(jīng)效益的重要決定因素之一。當前我國青貯玉米飼料主要由糧食型和糧飼兼用型玉米品種制成。這兩種玉米的單產(chǎn)量多數(shù)在2.0～3.5噸·畝-1，高者能達4噸·畝-1，而青貯專用型玉米單產(chǎn)量在5.5～7.5噸·畝-1，高者能達8噸·畝-1 [20]。在本研究中，青貯產(chǎn)量若以干物質占鮮重的30%計算，參試玉米品種的青貯產(chǎn)量在2.1～6.2噸·畝-1之間，且產(chǎn)量最高的均不是株高最高的和葉片數(shù)最多的(表1)。依照關中地區(qū)主要栽培品種正大12(ZD12)為參照(4.1噸·畝-1)，專用青貯玉米‘DB08’(6.2噸·畝-1)和‘DK625’(5.6噸·畝-1)的青貯產(chǎn)量分別可增產(chǎn)2.1噸和1.5噸左右，增產(chǎn)了51.2%和36.6%。

營養(yǎng)物質含量是決定青貯玉米飼喂價值的關鍵因子之一，其中粗蛋白、粗纖維、粗脂肪和灰分是青貯玉米營養(yǎng)組分的重要構成部分。本研究對4個產(chǎn)量較高玉米品種的營養(yǎng)分析結果表明，除灰分含量外，同一品種所有指標與對照相比，優(yōu)劣并不總是一致，因此，單一營養(yǎng)指標的優(yōu)劣并不能決定品種的優(yōu)劣(圖2)。就奶牛養(yǎng)殖而言，青貯玉米飼料的功能主要是提供能量，而無氮浸出物主要包括可消化碳水化合物、淀粉、維生素以及其它非含氮可溶性的有機化合物，可反映青貯玉米飼料的重要價值[21]。根據(jù)無氮侵出物的計算公式：無氮侵出物=100%—粗蛋白%—粗纖維%—灰分%，可算出‘DB08’、‘DK625’、‘HY36’、‘JKQZ932’和‘ZD12’的無氮浸出物的含量分別約為：67.65%，66.76%，68.68%，68.23%和65.16%，可見它們之間差異不大。根據(jù)干物質產(chǎn)量，可計算出單位面積無氮浸出物的產(chǎn)量，依次為1.22噸·畝-1(DB08)>1.13噸·畝-1(DK625)>0.96噸·畝-1(JKQZ932)>0.89噸·畝-1(HY36)>0.78噸·畝-1(ZD12)。

4 結論

研究結果表明，與糧食玉米品種‘DZ12’相比，專用青貯玉米‘DB08’和‘DK625在陜西關中地區(qū)具有更優(yōu)良的生產(chǎn)性狀和推廣價值。