鄒 菲，朱雪峰，李惠智，魏欣彤，海 林，李丹丹，孟海波

（1.呼倫貝爾市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古 扎蘭屯 162650；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150000；3.北京東方園林環(huán)境股份有限公司，北京 100015）

青貯玉米與一般普通（籽粒）玉米相比具有生物產(chǎn)量高、纖維品質(zhì)好、持綠性好、干物質(zhì)含量在28%～35%、水分含量適中、適宜用厭氧發(fā)酵的方法進(jìn)行封閉青貯的特點(diǎn)。玉米青貯料營養(yǎng)豐富、氣味芳香、消化率較高、鮮樣中粗蛋白含量高，同時還含有豐富的糖類。

對玉米自交系品質(zhì)進(jìn)行分析，可篩選出優(yōu)質(zhì)自交系。王芳等[1]對玉米全株的品質(zhì)含量指標(biāo)蛋白質(zhì)、淀粉、中性洗滌纖維及酸性洗滌纖維進(jìn)行評價，篩選高蛋白、高淀粉、低纖維的青貯玉米自交系。石平等[2]對中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、可溶性糖和粗蛋白4 個品質(zhì)性狀進(jìn)行了鑒定、評價和相關(guān)性分析，結(jié)果表明，玉米自交系各品質(zhì)性狀變異較大，各性狀自交系間差異均達(dá)極顯著水平。白琪林等[3]研究發(fā)現(xiàn)，影響玉米秸稈品質(zhì)的性狀依次是干物質(zhì)體外消化率、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、可溶性糖、酸性木質(zhì)素、粗蛋白和粗脂肪含量。馮勇等[4]研究認(rèn)為，從現(xiàn)有的優(yōu)良自交系材料中也可篩選出適宜作青貯飼料用的種質(zhì)。

近年來，內(nèi)蒙古呼倫貝爾地區(qū)青貯玉米的種植面積逐年擴(kuò)大，在有效緩解禁牧后飼草料短缺問題的同時，也給種植戶帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。然而，目前呼倫貝爾地區(qū)仍存在青貯玉米種質(zhì)資源缺乏、基礎(chǔ)狹窄、重要性狀遺傳規(guī)律研究不足、雜交模式模糊等問題，導(dǎo)致品種選育、資源評價的進(jìn)程嚴(yán)重滯后，因此，選育出一批適宜呼倫貝爾地區(qū)種植的青貯玉米種質(zhì)資源，已成為當(dāng)前重要的研究課題。本研究基于因子分析法對114 份青貯玉米自交系進(jìn)行綜合評價，以期為青貯玉米品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

114 份供試青貯玉米材料為呼倫貝爾市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所玉米研究室自主選育自交系和外引自交系。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2018—2019年在內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所中和試驗(yàn)田（47°40′N，122°36′E）進(jìn)行。試驗(yàn)田位于扎蘭屯市中和鎮(zhèn)，年均日照時數(shù)2 600～2 800 h，年均積溫2 100～2 350 ℃，年均降水量450～530 mm，玉米生長季降雨量為320～380 mm，生育期積溫為2 250 ℃，生育期日照時數(shù)為1 380 h，試驗(yàn)地前茬作物為大豆，土壤為暗棕壤土。

供試材料隨機(jī)排列，單行區(qū)種植，行長5 m，行距65 cm，株距20 cm，底肥為225.0 kg/hm2、K2SO4（0-0-50）75.0 kg/hm2，大喇叭口期追施尿素225.0 kg/hm2。

1.3 品質(zhì)性狀測定

在籽粒乳線位置1/2 時從基部收割5 株玉米秸稈，收獲切短（3～5 cm）后在105 ℃溫度下殺青45 min 后風(fēng)干，用錘式粉碎機(jī)粉碎，過380 μm 網(wǎng)篩，供品質(zhì)分析使用。

采用近紅外漫反射光譜法測定秸稈樣品的中性洗滌纖維30 h 消化率、淀粉消化率、粗蛋白、粗脂肪、淀粉、總可消化養(yǎng)分、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量品質(zhì)指標(biāo)，結(jié)果以干基（%）表示，使用儀器為Foss NIR System 5000 近紅外反射光譜儀。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2016 、DPS 7.05 及SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 青貯玉米自交系品質(zhì)性狀描述與相關(guān)分析

114 份青貯玉米自交系的品質(zhì)性狀描述見表1，品質(zhì)性狀相關(guān)分析見表2。由表1 可知，淀粉含量的變異系數(shù)最大，為29.43%，極差為29.5%；其次為粗脂肪含量和淀粉消化率，變異系數(shù)分別為16.75%和15.44%。中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維30 h 消化率和粗蛋白含量的變異系數(shù)差別不大，分別為11.35%、10.36%、9.62%和9.50%，總可消化養(yǎng)分變異系數(shù)最小，為3.70%。說明青貯玉米自交系品質(zhì)性狀存在很大差異，變異范圍廣，選擇潛力大，通過育種途徑改良青貯玉米品質(zhì)性狀是可行的[5]。

表1 青貯玉米自交系品質(zhì)性狀的描述性統(tǒng)計(jì)分析 單位：%

由表2 可知，粗蛋白和中性洗滌纖維之間呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.93；粗脂肪、淀粉和總可消化養(yǎng)分與酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維和粗蛋白呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）；中性洗滌纖維30 h 消化率與中性洗滌纖維呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與淀粉和總可消化養(yǎng)分呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；淀粉消化率與淀粉和中性洗滌纖維30 h 消化率呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）。

表2 青貯玉米自交系品質(zhì)性狀相關(guān)分析

2.2 品質(zhì)性狀因子提取及總方差解析

由表3 可知，2 個主成分的累積貢獻(xiàn)率為73.404%，其中，第一主成分的貢獻(xiàn)率為53.251%，對第一主成分貢獻(xiàn)最大的是總可消化養(yǎng)分，載荷值為0.960，其次為中性洗滌纖維、粗蛋白、淀粉和粗脂肪，構(gòu)成了青貯玉米自交系中的營養(yǎng)成分因子；第二主成分的貢獻(xiàn)率為20.152%，對第二主成分貢獻(xiàn)最大的為中性洗滌纖維30 h 消化率，其載荷值為0.800，其次是淀粉消化率，構(gòu)成了青貯玉米自交系營養(yǎng)物質(zhì)的消化率。由此可以看出，影響青貯玉米自交系品質(zhì)性狀依次是：總可消化養(yǎng)分（0.960）、中性洗滌纖維（-0.934）、粗蛋白（-0.922）、淀粉（0.847）、粗脂肪（0.804）、中性洗滌纖維30 h 消化率（0.800）和淀粉消化率（-0.759）。

2.3 品質(zhì)性狀因子得分及綜合評價指標(biāo)函數(shù)分析

由表4 因子得分系數(shù)矩陣，可以得到因子得分函數(shù)：

進(jìn)一步以因子的方差百分比作為綜合評價中因子的權(quán)重，進(jìn)而得到綜合評價公式：

表3 青貯玉米自交系品質(zhì)主成分載荷及提取載荷平方和

表4 因子得分系數(shù)矩陣

用此方程計(jì)算出綜合Y 值，并對114 份供試青貯玉米材料排序評價，得出排名前11 的自交系（表5）。

由表5 可知，綜合得分超過1 分，排名前11 的自交系分別為：G117、1459-2S6、15300A-1、17100-2S3、1479、13246、DK269、1785bS3、NYW1501B、1776-2S4和17115bS3。

表5 主成分因子得分及部分自交系排名

由表6、表7 可知，11 個青貯玉米自交系的總可消化養(yǎng)分和粗蛋白含量高，淀粉含量、粗脂肪含量、中性洗滌纖維30 h 消化率較高，淀粉消化率適中，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量低；持綠時間較長、穗位較高、株高和全株葉數(shù)適中，綜合得分較高，適合作為優(yōu)良青貯玉米自交系進(jìn)行雜交育種。

表6 青貯玉米自交系品質(zhì)性狀 單位：%

表7 青貯玉米自交系農(nóng)藝性狀

根據(jù)青貯玉米品質(zhì)分級的國家標(biāo)準(zhǔn)（表8），篩選出的11 份青貯玉米自交系中有9 份符合青貯玉米品質(zhì)等級的一級標(biāo)準(zhǔn)，有2 份符合青貯玉米品質(zhì)等級的二級標(biāo)準(zhǔn)，可以在今后培育優(yōu)質(zhì)青貯玉米雜交種中加以利用。

表8 青貯玉米品質(zhì)分級及指標(biāo)[6] 單位：%

3 討論與結(jié)論

何文鑄等[7]運(yùn)用SPSS 軟件的主成分分析法對青貯玉米進(jìn)行了篩選與評價，結(jié)果與實(shí)際相符，準(zhǔn)確性較高。王英成等[8]通過主成分分析法對16 個青貯玉米品種進(jìn)行了初步篩選，篩選結(jié)果與實(shí)際結(jié)果相符合。本研究運(yùn)用SPSS 軟件的因子法，對青貯玉米自交系進(jìn)行了篩選與評價，結(jié)果也與實(shí)際相符，準(zhǔn)確性高，為青貯玉米自交系的篩選提供了科學(xué)方法。青貯玉米自交系的選育主要是對玉米的品質(zhì)性狀與農(nóng)藝性狀進(jìn)行研究。品質(zhì)性狀方面，要求青貯玉米的總可消化養(yǎng)分和粗蛋白含量高。目前，我國主要利用粗蛋白、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量來評價青貯玉米品質(zhì)，其中粗蛋白提供動物所需的蛋白質(zhì)，其含量越高，品質(zhì)越好[9]，總可消化養(yǎng)分是可消化粗蛋白、可消化粗脂肪、可消化粗纖維和可消化無氮浸出物的綜合表現(xiàn)指標(biāo)，是評定青貯玉米飼用價值的重要單位[10]；淀粉含量、粗脂肪含量、中性洗滌纖維30 h消化率較高、淀粉消化率適中、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量低，中性洗滌纖維30 h 消化率與中性洗滌纖維呈極顯著負(fù)相關(guān)，中性洗滌纖維含量越低，可供消化的物質(zhì)就越多[11]，因此，可通過降低中性洗滌纖維來改善青貯玉米的消化性。農(nóng)藝性狀方面，要求青貯玉米的持綠時間較長、穗位較高、株高和全株葉數(shù)適中。青貯玉米的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀間存在著一定的相關(guān)性，可以通過農(nóng)藝性狀的選擇來選擇優(yōu)質(zhì)的青貯玉米品種；此外，品質(zhì)性狀之間也存在相關(guān)性，部分性狀可以同時進(jìn)行選擇[12]。

本研究結(jié)果表明：G117、1459-2S6、15300A-1、17100-2S3、1479、13246、DK269、1785bS3、NYW1501B、1776-2S4和17115bS3品質(zhì)優(yōu)、農(nóng)藝性狀好、綜合表現(xiàn)好，其中，有9 份自交系符合青貯玉米品質(zhì)等級（國家標(biāo)準(zhǔn)）的一級標(biāo)準(zhǔn)、有2 份符合青貯玉米品質(zhì)等級的二級標(biāo)準(zhǔn)，篩選出的自交系可作為優(yōu)良青貯玉米資源，用于培育優(yōu)質(zhì)青貯玉米雜交種。