寧夏黃灌區專用青貯玉米品種生產性能和營養價值研究

林語梵，朱鴻福，王麗慧，張桂杰*

(1.寧夏大學動物科學系，寧夏 銀川 750021;2.寧夏回族自治區水產技術推廣站，寧夏 銀川 750001)

專用青貯玉米(Zeamays)在“糧改飼”計劃實施過程中意義重大[1]。據統計，美國種植青貯玉米的面積為3.55×106hm2，占玉米總面積的12%，法國青貯玉米面積已超過144 hm2，占玉米種植面積80%以上[2]。青貯玉米作為飼料飼喂奶牛，產奶量提高15%～20%，奶品質提升效果顯著[3]；全株玉米青貯飼料可顯著提高肉羊生長速度和經濟效益[4]。目前，國內用于玉米青貯的品種大體分為兩類：一種是青貯專用型，在玉米乳熟期至蠟熟期將果穗在內的整株玉米收獲，經加工發酵后制成青貯飼料；另一種是糧飼兼用型，先收獲成熟的玉米果穗，然后將玉米秸稈和莖葉切碎加工發酵制成飼料，或者整株收獲直接進行青貯。專用型青貯玉米的特點是植株高大[5]，莖葉繁茂，生物產量高，營養物質含量高，適口性好且經過窖藏貯存可以一年四季為家畜提供優質飼料。專用型青貯玉米可比籽實玉米多提供2～3倍的營養物質，消化率也可提高近3倍[6]。如今，人們對于優質的奶制品和牛羊肉需求與日俱增，飼草儲備受到更多的關注[7-10]。2016年寧夏全區奶牛存欄3.655×105頭，羊存欄5.8073×106頭，玉米種植面積2.969×105hm2[11]，但專用型青貯玉米種植面積較少，發展空間巨大。本試驗在寧夏黃灌區選取5個國外專用青貯玉米品種進行生產性能及營養價值評價，力求為寧夏草畜產業健康發展提供借鑒和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗選取的5個青貯玉米品種分別為CLO131、CLO132、CLO133、CLO134、CLO135，由寧夏百勝草業有限公司從國外引進，對照品種為金剛青貯50(CK)。

1.2 試驗地概況

試驗地位于寧夏回族自治區銀川市永寧縣寧夏大學南場試驗站。永寧縣屬中溫帶干旱氣候，大陸性氣候特征明顯。永寧縣年平均氣溫8.7 ℃，夏季各月平均氣溫>20 ℃，>10 ℃積溫平均為245.6 ℃，無霜期平均167 d，年太陽總輻射5.9×105J·cm-2，年日照時數達2866.7 h。溫差大，氣候年較差平均為31.5 ℃，日較差平均13.6 ℃。年均降水量為201.4 mm。降水量在一年中分配不勻，集中在7-9月，約占全年總降水量的62.2%，年平均蒸發量為1470.1 mm，為降水量的8.6倍。

種植區的環境特點能夠代表所在試驗區的氣候、土壤和栽培條件等。選擇的試驗地地勢平整、土壤肥力中等且均勻、無嚴重土壤傳病害、具有良好排灌條件(雨季無積水)、四周無高大建筑物或樹木影響。

1.3 試驗設計

試驗小區面積為15 m2(長5 m×寬3 m)，采用隨機區組設計，每個品種3個重復(小區)，試驗時間為2017年5-10月，整個試驗地四周設4行保護行。每個小區播種5行，行距60 cm，每行25穴，每穴1粒種子，播深3～5 cm，播后覆土。每小區播種量為125粒，5～6葉期進行間苗和定苗，每小區最終保苗113株，根據小區面積大小折算后播種密度約為75000株·hm-2。收割時稱重測產，估算鮮重產量。每個小區隨機選10株測量株高。

1.4 田間管理

田間管理水平高于當地大田平均管理水平，及時防除雜草、施肥、排灌并防治病蟲害，保證滿足青貯玉米正常生長發育的水肥需要。7月1日播種后立即進行封地處理，平時進行人工或除草劑除草，保證試驗材料的正常生長。根據天氣和土壤水分含量，適時適量澆水，如遇雨水過量及時排澇。

1.5 株高及產量

1.5.1株高 在收獲時隨機選取10株，測量地面到植株新葉伸直最高處的距離，取平均值作為其株高。

1.5.2產量 植株從地上部15 cm處全株收割。每次收獲時，各小區兩邊各一行及前后各0.5 m不計產，收獲后立即稱重，記為小區鮮重，換算成hm2產量。

1.6 青貯玉米營養成分指標

采鮮樣后，65 ℃烘干至恒重，粉碎過0.42 mm孔徑篩，參照《飼料分析及飼料質量檢測技術》[12]測定粗蛋白(crude protein，CP)、粗脂肪(ether extraction，EE)、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber，NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber，ADF)、木質素(lignin，ADL)、粗灰分(crude ash，Ash)和淀粉(starch，ST)含量。

1.7 病、蟲害抗性

病害，觀察發病盛期的病斑面積大小，葉片無病斑出現記為無，病斑在葉面積20%以下、20%～40%、41%以上分別記為：輕、中、重；蟲害，觀測蚜蟲和螟蟲發生盛期的葉片蟲孔面積，葉片無蟲孔記為無，蟲孔在葉面積20%以下、21%～40%、41%以上的分別記為：輕、中、重。

1.8 干物質體外消化率和中性洗滌纖維體外消化率

干物質體外消化率(invitrodry matter digestibility，IVDMD)、中性洗滌纖維體外消化率(invitroneutral detergent fiber digestibility，IVNDFD)，按Tilly等[13]兩階段法進行測定。首先在厭氧條件下，用瘤胃液的稀釋液(瘤胃液∶緩沖液=1∶2)消化定量的樣品48 h，然后用胃蛋白酶在酸性條件下再消化48 h。培養完取出后用水洗凈，105 ℃烘干12～24 h，稱量和計算樣品干物質體外消化率，再測定殘渣內中性洗滌纖維含量，計算出中性洗滌纖維體外消化率。瘤胃液采自飼喂精粗比為40∶60試驗日糧的安裝有永久性瘤胃瘺管的荷斯坦閹公牛。

IVDMD=[M3-(M2-M1)]/M0×DM×100

式中：IVDMD為干物質體外消化率；M0為樣品質量(g)；M1為坩堝重(g)；M2為空白樣殘渣重(g)；M3為坩堝+殘渣重(g)；DM(dry matter)為飼草樣品干物質含量(%)。

IVNDFD =(C0-C1)/C0×100

式中：IVNDFD為中性洗滌纖維體外消化率；C0為樣品NDF含量(%)；C1為殘渣NDF含量(%)。

1.9 數據處理

利用Excel 2003預處理，SAS(2002)，ANOVA模型進行單因子方差分析，Duncan’s多重比較，P<0.05為差異顯著。將各品種株高、產量、粗蛋白、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗脂肪、粗灰分、木質素、淀粉、干物質體外消化率、中性洗滌纖維體外消化率共11個指標采用模糊數學的隸屬函數理論[14]，對引進的青貯玉米品種綜合評價。

(1)

(2)

式中:Xi為當前指標測定值，xmax和xmin為指標最大值和最小值；其中中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、木質素和粗灰分為反隸屬函數，其他均為正隸屬函數。隸屬函數均值越大，說明其品質越好。

2 結果與分析

2.1 不同專用青貯玉米品種病蟲害情況

由表1可知，引進品種和對照品種中只有CLO131沒有表現出褐斑病，但CLO131品種受到螟蟲和其他害蟲的啃食。對照組出現了中度的褐斑病，其他引進品種均出現了輕度的褐斑病。所有品種對銹病抗性較強，僅有CLO131，CLO132兩個品種出現輕度銹病。CLO133出現了中度的絲黑穗病，CLO132和CLO134表現出輕度的絲黑穗病。對照組和CLO134均出現中度瘤黑粉病，僅CLO133未出現瘤黑粉病，其余品種均是輕度感病。CLO133表現出中度莖腐病，CLO132和CLO134為輕度感病，其余品種無病征表現。對照組和CLO133均未出現短縮病和矮花葉病，CLO134未出現矮花葉病，CLO135未出現短縮病，CLO131和CLO132均出現輕度短縮病和矮花葉病。只有CLO133和CLO134未出現蟲害，CLO132未出現螟蟲，CLO135出現輕度螟蟲未出現其他蟲害，對照組和CLO131均出現輕度螟蟲和其他蟲害。

表1 不同品種青貯玉米病蟲害情況Table 1 The pest and disease inspection of silage maize of different varieties

N: 無病斑或無蟲孔None; L: 輕度病斑或輕度蟲孔Light; M: 中度病斑或中度蟲孔Moderate; H: 重度病斑或重度蟲孔Heavy.

2.2 不同專用青貯玉米品種株高、產量比較分析

不同品種青貯玉米株高存在顯著差異(P<0.05)，植株最高的品種是對照組可長到300.3 cm，CLO133和CLO135品種株高低于260 cm，最矮的品種是CLO133為254.3 cm(表2)。各品種鮮重產量差異不顯著，產量均高于5000 kg·hm-2，最多的是對照組品種為5786.6 kg·hm-2。

表2 不同品種青貯玉米株高、產量比較Table 2 Comparison of plant height and production of silage maize of different varieties

注：同行不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

Note: Different letters in the same row differ significantly (P<0.05), the same below.

2.3 不同專用青貯玉米品種營養成分比較

2.3.1常規營養成分分析 不同品種青貯玉米的粗蛋白，中性洗滌纖維，淀粉含量差異顯著(P<0.05)。粗蛋白含量最高的是CLO135，為9.23%，對照組含量次之，為9.21%，最低的是CLO134，為8.38%，各品種粗蛋白含量較高。淀粉含量高低對于青貯玉米的營養品質好壞有著明顯影響。本試驗中淀粉含量差異顯著，對照組含量最低，為34.08%>25%，其他品種淀粉含量均高于對照組，其中CLO132、CLO134和CLO135淀粉含量顯著高于對照品種。中性洗滌纖維含量最高的是對照組，為33.43%，最低的是CLO135，為25.28%，含量相差8.15%，且所有引進品種的中性洗滌纖維均低于對照組。雖然酸性洗滌纖維含量差異不顯著，但引進品種的含量均低于對照品種?？梢娖錉I養品質好于金剛青貯50。所有品種粗脂肪、粗灰分和木質素含量差異不大。粗脂肪含量較高的是CLO135達到3.17%。粗灰分含量均高于4%，最高的是對照組5.12%。木質素含量最高的是CLO131，為2.38%，最低的是CLO135，為1.73%(表3)。

表3 不同品種青貯玉米常規營養成分指標Table 3 General nutritional indexes of silage maize of different varieties (%DM)

2.3.2礦物質含量分析 礦物質作為必不可少的動物營養素在動物體內發揮重要功能，對于保證動物的生長和維持動物健康具有重要作用[15]。如表4所示，在本試驗6個青貯玉米品種礦物質含量中只有鈣含量差異顯著(P<0.05)，對照品種含量顯著高于引進品種，達到0.44%。磷含量范圍在0.20%～0.23%。鉀含量在0.86%～1.02%，含量最高的是CLO134，對照組次之，最低的是CLO132。鎂含量與磷含量相近也在0.20%～0.23%，CLO133品種的磷與鎂含量皆是最高，為0.23%，CLO132品種的磷與鎂含量皆是最低為0.20%，CLO131的鎂含量同樣為0.23%，磷含量居中為0.22%。

表4 不同品種青貯玉米礦物質含量Table 4 Mineral content of silage maize of different varieties (%DM)

2.3.3不同專用青貯玉米品種干物質和中性洗滌纖維體外消化率分析 如表5所示，所有品種中干物質體外消化率最高的是CLO135，為89.08%，最低的是對照品種，為84.63%，相差4.45%但各品種間差異不顯著(P>0.05)。CLO134與CLO135中性洗滌纖維體外消化率高于58%，最低的依然是對照品種，為56.35%，各品種間差異不顯著(P>0.05)。

2.4 不同專用青貯玉米品種綜合評價

在所有引進品種與對照品種的生產性能和營養價值綜合評價結果(表6)為CLO135的綜合表現最優，得分為0.82，遠超其他品種，CLO134次之，CLO132較優，CLO131和CLO133得分較低但高于對照品種。

表5 不同品種青貯玉米干物質和NDF體外消化率Table 5 IVDMD and IVNDFD contents of silage maize of different varieties (%)

表6 不同品種青貯玉米隸屬函數值Table 6 Subordinate function values silage maize of different varieties

注：R1～R11分別代表植株高、產量、粗蛋白、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗脂肪、粗灰分、木質素、淀粉、干物質體外消化率、中性洗滌纖維體外消化率的隸屬函數值。

Note:R1-R11mean the membership value of plant height, production, crude protein, acid detergent fiber, neutral detergent fiber, ether extraction, crude ash, lignin, dry matterinvitrodigestibility, neutral washing fiberinvitrodigestibility respectively.

3 討論

3.1 不同專用青貯玉米品種生產性能比較

所有參試青貯玉米品種對于病蟲害抗性較強，未出現大面積病蟲害，與試驗田管理水平較高，水分條件和土壤肥力條件較好有關。寧夏玉米病、蟲害在2001-2015年發生面積、發生程度、防治面積、防治程度均呈顯著增加趨勢[16]。玉米病害中銹病、瘤黑粉病、基腐病和絲黑穗病等發病較為嚴重，蟲害主要是玉米蚜蟲、玉米螟等[17]。因此選擇對本地區病蟲害抗性較強的玉米品種是發展青貯玉米種植的關鍵。引進的5個品種植株高度均小于300 cm(對照品種金剛青貯50為300.3 cm)，推測可能是與品種特性和遺傳背景有關，適宜的株高有利于提高植株的抗倒伏能力[18]。試驗結果植株較高的品種產量較高，與李德峰等[19]提出的植株越高葉片越長生物學產量越高的研究結果一致。引進品種產量低于對照品種，可以采取增大種植密度，覆膜和施肥等技術手段提高產量[20-21]。

3.2 不同專用青貯玉米品種常規營養成分比較

飼草營養品質對于家畜的生長發育十分重要，飼草營養品質對于提高奶牛的產奶量和牛奶的品質具有主要作用[3]。優質青貯玉米品種應具有較高的粗蛋白，適宜的干物質，較低的粗纖維和較高的淀粉[22]。本試驗所有引進品種粗蛋白含量均高于7%，NDF含量均低于45%，ADF含量均低于25%，淀粉含量均高于25%，大部分指標優于對照品種，達到國家一級青貯玉米品質標準[23]，適合及時收獲進行加工調制青貯飼料。CLO135品種和CK品種粗蛋白含量達到9%以上，推測蛋白質含量較高與玉米收割時期早有關，玉米營養物質未全部轉移到籽粒中。CLO135品種NDF含量與國家一級青貯玉米品質標準相比降低了近20%，ADF含量降低了11%。NDF包含半纖維素，纖維素和木質素，可使反芻動物具有飽腹感與動物采食量呈負相關。ADF不易被動物消化，與消化率呈負相關。其他指標如脂肪，木質素和粗灰分含量與對照品種無明顯差異，這些營養指標與對照品種可達到同一營養水平。木質素不被家畜消化，因此含量較低有益于反芻動物的養分消化吸收。本試驗所有品種中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和木質素含量較低可能與玉米品種特性，遺傳背景和收獲時期有關，推測可以被家畜較好的吸收。礦物質(K、Ca、Na、Mg)的營養功能主要是供給反芻動物瘤胃微生物營養成分，維持微生物生長[24]。全株玉米青貯后能保持大部分礦物質營養，本試驗所有品種礦物質含量較高可能與土壤條件較好有關。

3.3 不同專用青貯玉米品種體外消化率比較

干物質體外消化率(IVDMD)和中性洗滌纖維體外消化率(IVNDFD)是衡量家畜對飼草消化能力的重要指標。纖維素含量與干物質體外消化率呈現明顯的負相關[25]，本研究中，CLO135品種由于NDF與ADF含量較低，因而IVDMD最高可達89%左右。IVNDFD主要受木質素含量的影響，降低木質素含量能顯著提高飼草料的利用率[25]。本試驗CLO135品種木質素含量較低，推測具有較高的IVNDFD，試驗結果符合這一推測。本試驗各品種IVDMD均高于85%，IVNDFD均高于50%，按照閆貴龍等[26]試驗結果推測，可能是玉米苞葉所含比例較大有利于消化。

3.4 綜合評價方法探討

為綜合評價引進品種的各種性狀指標，本試驗采用了隸屬函數法。郭郁頻等[27]采用隸屬函數法對不同早熟禾(Poa)品種進行抗旱性評價，任偉等[28]對于國家黃淮海12個雜交青貯玉米品種區試中運用模糊概率法進行綜合評價，田宏等[29]采用主成分分析與模糊數學隸屬函數法綜合評價14種青貯玉米的生產性能。國內還有研究采用灰色關聯度分析方法對玉米綜合評價取得較好的效果，但其方法較為復雜，計算量較大，隸屬函數法則減少了運算量，是一種比較全面、客觀、合理的測定方法[30]，能較好地評價青貯玉米的綜合性狀。本試驗為均衡考慮各性狀的優劣認為所有指標具有同樣的影響，但對于受病、蟲害指標未量化考慮，因此還需對引進品種進行詳盡的大田試驗。對照品種即本地品種具有的最大優勢是產量高于引進品種，在確保引進品種優良性狀如何提高產量仍有待進一步探討。隸屬函數評定結果表明所有引進品種優于對照品種，具有推廣價值與意義。本試驗隸屬函數評價能夠客觀全面的評定CLO135品種在多項指標中具有優勢，排名結果表明CLO135品種最優，能夠作為寧夏黃灌區優良的專用型青貯玉米。

4 結論

本試驗對6種青貯玉米田間農藝性狀、營養成分和消化率等指標進行了研究，參試品種能在寧夏黃灌區良好生長，無大面積病、蟲害發生。利用隸屬函數法對其生產性能和營養品質綜合評價，適宜寧夏黃灌區種植的青貯玉米順序為：CLO135>CLO134>CLO131>CLO132>CLO133>CK，品種CLO135能夠作為寧夏黃灌區優良的專用型青貯玉米。