京津冀雙季青貯玉米品種篩選及生態(tài)適應(yīng)性分析

李青松，方華，楊坤杰，梁秋華，胡穎，方曉春，馬中義，穆云森，王冰嵩，張瑩瑩

（1.承德市農(nóng)林科學(xué)院，河北 承德 067000；2.承德應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院，河北 承德 067000）

隨著我國種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，玉米市場已由過去的糧食需求轉(zhuǎn)向目前的鮮食、飼料、青貯和加工業(yè)等多樣化需求，促使玉米生產(chǎn)由普通產(chǎn)量型向高層次專用質(zhì)量型轉(zhuǎn)變，由簡單的糧食型生產(chǎn)向種植、養(yǎng)殖、加工相結(jié)合的綜合型生產(chǎn)轉(zhuǎn)變[1]。目前玉米已不是主要的糧食作物，是獨(dú)具“糧—經(jīng)—飼”三元結(jié)構(gòu)的重要作物。青貯玉米生物產(chǎn)量高，莖稈是優(yōu)質(zhì)的青貯飼料，被稱為飼料之王，在畜牧業(yè)中具有不可替代的重要地位[2]。子粒玉米改為全株青貯玉米，單位面積可得的飼料單位相當(dāng)于普通子粒玉米的2 倍，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益[3]。特別是近幾年，我國推進(jìn)“糧改飼”工作，全株青貯玉米成為種養(yǎng)業(yè)結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，是“糧改飼”的主要作物[4]。隨著我國畜牧業(yè)的迅速發(fā)展，飼料作物種植比例不斷加大，作為牛羊等草食牲畜最理想飼料的青貯玉米將會越來越受到重視。

從農(nóng)業(yè)的整體發(fā)展戰(zhàn)略看，發(fā)展草食畜牧業(yè)主要依靠牧區(qū)[5]。河北省為我國“鐮刀彎”地區(qū)的一部分[6]，也是畜牧業(yè)大省，國內(nèi)大型乳制品企業(yè)如三元、君樂寶、蒙牛等均在河北省設(shè)有大型牧場或養(yǎng)殖基地[7]，而京津地區(qū)是距離冀北農(nóng)牧交錯區(qū)最近的雙季作物種植區(qū)，農(nóng)區(qū)畜牧業(yè)的發(fā)展將為青貯玉米的發(fā)展提供新的機(jī)遇。利用京津區(qū)位優(yōu)勢，發(fā)展雙季青貯玉米，提高全株青貯玉米產(chǎn)量，建設(shè)京津冀特色玉米產(chǎn)業(yè)帶，對促進(jìn)京津冀農(nóng)牧業(yè)協(xié)同發(fā)展和結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要的戰(zhàn)略意義。

通過2 a 多點(diǎn)試驗(yàn)，篩選鑒定適合京津冀春夏雙季種植及適合機(jī)械化收獲的青貯玉米新品種，并探索創(chuàng)新京津冀農(nóng)業(yè)種植模式，嘗試將冬小麥—夏玉米種植模式改為春玉米—夏玉米種植模式，以期更好地發(fā)展青貯玉米，也可為京津地區(qū)發(fā)展高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及種植模式創(chuàng)新提供品種和技術(shù)支持。

1 材料與方法

依據(jù)河北省夏播玉米生態(tài)區(qū)分布和生產(chǎn)實(shí)際以及品種特點(diǎn)，2018～2019年連續(xù)2 a 在長城以南的廊坊、唐山、秦皇島、滄州、衡水、保定、石家莊、邢臺和邯鄲9 個市設(shè)立10 個試點(diǎn)（表1），進(jìn)行1 a 內(nèi)種植2 季（早春季、晚夏季） 青貯玉米的試驗(yàn)，其中早春季3月中下旬播種、6月中下旬收割，晚夏季7月上中旬播種。2018年參試品種6 個，分別為方玉262、方玉1201、方玉183、方玉3201、祥玉19 和雅玉8 號；2019年參試品種5 個，分別為方玉1201、方玉183、方玉3201、祥玉19 和雅玉8 號。

表1 試驗(yàn)地點(diǎn)Table 1 Test sites

在每個試點(diǎn)，均采用品種小區(qū)，小區(qū)面積≥30 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，3 次重復(fù)。每小區(qū)種植6 行玉米，密度825000 株/hm2，周邊設(shè)置與小區(qū)行數(shù)相同的保護(hù)行，田間管理同大田常規(guī)。

在玉米蠟熟初期時，每小區(qū)均收獲中間3 行，實(shí)測青體產(chǎn)量；從邊行隨機(jī)取樣3 株稱重、烘干，測定植株含水率，折算單位面積干物質(zhì)產(chǎn)量，計算物質(zhì)生產(chǎn)分配率和生長速率：

品種適應(yīng)型分類，參照王美云[8]的方法，根據(jù)參試品種的雙季產(chǎn)量表現(xiàn)，采用二分法進(jìn)行分類，即將單季產(chǎn)量排序在前50%的品種視為當(dāng)季優(yōu)勢品種、排在后50%的品種視為當(dāng)季弱勢品種，將雙季青貯玉米品種分為4 類，即早春優(yōu)晚夏弱勢型、晚夏優(yōu)早春弱勢型、雙季均等優(yōu)勢型和雙季均等弱勢型。

利用DPS v7.05 軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用Duncan 法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同試點(diǎn)的青貯玉米產(chǎn)量

2019年各試點(diǎn)青貯玉米的青體、干物質(zhì)平均產(chǎn)量分別為96275 和28732 kg/hm2，較2018年增加了13.2%和7.6%（表2）。

不同試點(diǎn)的青體產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量均差異明顯。2018年各試點(diǎn)的青體產(chǎn)量為62924～93395 kg/hm2，變異系數(shù)為10.6%，其中曲周、辛集、涿州、黃驊、故城和安次區(qū)試點(diǎn)產(chǎn)量水平較高，永清和玉田試點(diǎn)產(chǎn)量水平較低；干物質(zhì)產(chǎn)量為20910～29701 kg/hm2，變異系數(shù)為10.3%，其中辛集、涿州、黃驊、故城和安次區(qū)試點(diǎn)產(chǎn)量水平較高，臨西和玉田試點(diǎn)產(chǎn)量水平較低。2019年各試點(diǎn)的青體產(chǎn)量為78794～11630 kg/hm2，變異系數(shù)為10.3%，其中曲周、臨西、辛集和黃驊試點(diǎn)產(chǎn)量水平較高，安次區(qū)、永清和玉田試點(diǎn)產(chǎn)量水平較低；干物質(zhì)產(chǎn)量為23772～32848 kg/hm2，變異系數(shù)為10.3%，其中辛集、曲周、臨西、黃驊、故城和涿州試點(diǎn)產(chǎn)量水平較高，永清和玉田試點(diǎn)產(chǎn)量水平較低。可以看出，辛集、故城、黃驊、涿州和曲周等試點(diǎn)青體產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量水平均較高，更適合雙季青貯玉米種植。

2.2 參試青貯玉米品種的產(chǎn)量

參試青貯玉米品種2019年的青體產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量均＞其2018年（表3）。

表2 不同試點(diǎn)的青貯玉米產(chǎn)量Table 2 Fresh yield and dry matter yield of different test sites from 2018 to 2019 （kg/hm2）

表3 參試青貯玉米品種的產(chǎn)量Table 3 Fresh yield and dry matter yield of silage maize varieties tested from 2018 to 2019 （kg/hm2）

不同品種的青體產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量均差異明顯。2018年6 個參試品種的青體產(chǎn)量為69166 ～121008 kg/hm2，其中雅玉8 號、方玉3201 和祥玉19 產(chǎn)量水平較高；干物質(zhì)產(chǎn)量為22975～30147 kg/hm2，其中方玉3201、祥玉19 和方玉1201 產(chǎn)量水平較高。2019年5 個品種的青體產(chǎn)量為79312～132685 kg/hm2，其中雅玉8 號、方玉3201 和祥玉19 產(chǎn)量水平較高；干物質(zhì)產(chǎn)量為25888～31277 kg/hm2，其中方玉3201、祥玉19 和方玉1201 產(chǎn)量水平較高。可以看出，方玉3201、祥玉19 和方玉1201 這3 個品種的干物質(zhì)產(chǎn)量水平較高，更適合雙季青貯玉米生產(chǎn)。

2.3 參試青貯玉米品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性評價

10 個試點(diǎn)中，方玉3201 干物質(zhì)產(chǎn)量的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性均表現(xiàn)優(yōu)異，其他品種干物質(zhì)產(chǎn)量的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性順序?yàn)橄橛?9＞方玉1201＞方玉183＞雅玉8號；雅玉8 號青體產(chǎn)量的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性較好，方玉183較差，其他3 個品種表現(xiàn)一般（表4）。可以看出，方玉3201、祥玉19 和方玉1201 綜合表現(xiàn)產(chǎn)量高，且穩(wěn)定性好，適合雙季青貯玉米生產(chǎn)。

表4 參試青貯玉米品種的穩(wěn)產(chǎn)性及適應(yīng)區(qū)域Table 4 Stability and adaptation areas of silage maize varieties tested

2.4 參試青貯玉米品種的雙季產(chǎn)量

各參試青貯玉米品種雙季播種至蠟熟期收獲的干物質(zhì)產(chǎn)量均表現(xiàn)為晚夏季＞早春季（表5）。2018年各品種晚夏季的干物質(zhì)產(chǎn)量均明顯＞早春季，增幅為28.6%～44.3%；物質(zhì)生產(chǎn)分配率平均為57.9%，較早春季提高了15.8 個百分點(diǎn)。2019年各品種晚夏季的干物質(zhì)產(chǎn)量均＞早春季，增幅為6.9%～15.3%；物質(zhì)生產(chǎn)分配率平均為52.4%，較早春季提高了4.8 個百分點(diǎn)。

根據(jù)參試品種2 a 的雙季產(chǎn)量結(jié)果，采用二分法對參試青貯玉米品種的適應(yīng)型分類，結(jié)果顯示，共出現(xiàn)了2 種產(chǎn)量類型：（1） 雙季均等優(yōu)勢型，如方玉3201、方玉1201 和祥玉19，這3 個品種適應(yīng)性強(qiáng)，早春季苗期耐低溫和干旱、后期耐高溫多雨，晚夏季苗期耐高溫多雨、后期耐低溫，具有廣適性，可以適應(yīng)不同的生態(tài)環(huán)境，適合雙季種植；（2） 雙季均等弱勢型，如方玉183、雅玉8 號和方玉262，這3 個品種早春季和晚夏季的產(chǎn)量均較低，綜合表現(xiàn)生態(tài)適應(yīng)性差，在早春季和晚夏季均表現(xiàn)為弱勢適應(yīng)性，不適宜雙季種植。

表5 參試青貯玉米品種的干物質(zhì)產(chǎn)量和物質(zhì)生產(chǎn)分配率Table 5 Dry matter yield and distribution rate of matter of silage maize varieties tested

2.5 參試青貯玉米品種的生長速率

青貯玉米植株的生長速率是評價其生產(chǎn)效率的重要指標(biāo)。6 個參試青貯玉米品種的生長速率均表現(xiàn)為晚夏季＞早春季（表6），這與各品種在2 個季節(jié)的產(chǎn)量水平及單季物質(zhì)生產(chǎn)分配率表現(xiàn)一致。各品種晚夏季的平均生長速率為16.6 g/（m2·d），較早春季平均生長速率提高31.7%。方玉1201、方玉3201 和祥玉19 在早春季和晚夏季均具有較高的生長速率；而方玉183、雅玉8 號和方玉262 在早春季和晚夏季的生長速率均較低。參試品種的全年平均生長速率順序?yàn)榉接?83＞方玉1201＞祥玉19＞方玉183＞方玉262＞雅玉8 號，與各品種的產(chǎn)量水平順序一致。

表6 參試青貯玉米品種的生長速率Table 6 Growth rate of silage maize varieties tested〔g/（m2·d）〕

3 結(jié)論與討論

北京、天津及其以南地區(qū)，一年兩熟種植模式以“冬小麥—夏玉米”為主。隨著我國農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及畜牧業(yè)的快速發(fā)展，飼料主要原料玉米的需求量越來越大。有學(xué)者嘗試在傳統(tǒng)模式的基礎(chǔ)上探索新的種植模式[10，11]，以提高玉米生產(chǎn)量，主要模式有小麥—玉米—玉米、玉米—玉米。京津地區(qū)屬我國兩熟區(qū)的北緣[8]，熱量資源緊張，將傳統(tǒng)的冬小麥—夏玉米模式改為春玉米—夏玉米模式，且雙季均作為青貯玉米，可以縮短玉米收獲期，緩解熱量資源不足的矛盾。本研究結(jié)果表明，2018～2019年參試青貯玉米品種的全年青體產(chǎn)量為74681～126847 kg/hm2，平均92255kg/hm2；全年干物質(zhì)產(chǎn)量為24432～30712 kg/hm2，平均27900 kg/hm2。10 個試點(diǎn)中，辛集、故城、黃驊、涿州和曲周等試點(diǎn)年青體產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量水平均較高，更適合雙季青貯玉米種植。參試品種中，方玉3201、祥玉19 和方玉1201 的干物質(zhì)產(chǎn)量水平較高，且穩(wěn)定性好，適合作為雙季青貯玉米品種種植。同一品種的雙季產(chǎn)量2 a 均表現(xiàn)為晚夏季＞早春季，不同年份的增幅不同；生長速率也表現(xiàn)為晚夏季＞早春季。

關(guān)于玉米品種對季節(jié)的反應(yīng)類型，不同學(xué)者采用的分類方法不同[8，9]。本研究中參試品種較少，采用二分法對品種適應(yīng)型進(jìn)行分類，分析結(jié)果顯示，6 個參試青貯玉米品種分為早春優(yōu)晚夏弱和晚夏優(yōu)早春弱2個類型，沒有出現(xiàn)交叉反應(yīng)類型。京津冀雙季作物區(qū)的早春季和晚夏季生態(tài)氣候特點(diǎn)不同，主要表現(xiàn)是早春季播種期易出現(xiàn)低溫干旱、生長后期常出現(xiàn)高溫多雨，而晚夏季苗期多雨、生長后期低溫干旱，這些不利的氣象因素都是影響雙季青貯玉米正常生長的關(guān)鍵。因此，在生產(chǎn)上選擇青貯玉米品種時，應(yīng)充分考慮品種對這些不利氣象因素的適應(yīng)性，不同季節(jié)種植應(yīng)選擇不同的品種，早春季種植宜選擇耐低溫并對溫度反應(yīng)敏感的溫度高效型品種，晚夏季種植品種選擇要重視對多陰雨氣候的適應(yīng)性，同季優(yōu)勢應(yīng)是雙季青貯玉米品種選擇的原則，即早春季種植選擇早春優(yōu)勢型品種，晚夏季種植選擇晚夏優(yōu)勢型品種，雙季均等優(yōu)勢型品種可雙季選用。本研究中，方玉3201、方玉1201 和祥玉19 為雙季均優(yōu)勢型品種，適合雙季青貯玉米生產(chǎn)使用；而方玉183、雅玉8 號和方玉262 為雙季均等弱勢型品種，在雙季青貯玉米生產(chǎn)中產(chǎn)量低，生產(chǎn)中不宜推廣使用。

本研究中，參試青貯玉米品種相對較早熟，沒有中熟和晚熟類品種，品種類型較為單一。品種決定種植制度[12]，為豐富和創(chuàng)新京津農(nóng)業(yè)種植模式，發(fā)展雙季玉米，在雙季玉米品種的選育和篩選上，應(yīng)充分研究其生育期、抗病性、耐旱性以及適應(yīng)區(qū)域，了解在不同季節(jié)的反應(yīng)，以獲得較高產(chǎn)量。