南疆地區(qū)不同青貯玉米生產(chǎn)性能及營養(yǎng)品質(zhì)綜合評價(jià)分析

張小功王永明李瑜李紫琴金彥龍

(1.塔里木大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 阿拉爾 843300)

青貯玉米植株高大，持綠性好，株型緊湊，適宜密植，生物產(chǎn)量高，干物質(zhì)和水分適宜，蛋白質(zhì)含量高，木質(zhì)素和纖維素含量低，適口性好，便于草食家畜消化和吸收，是一種優(yōu)質(zhì)的粗飼料。青貯玉米產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于豆科、麥類和天然草地等飼草作物[1]。自2015年以來，隨著國家對“糧改飼”大力推動，青貯玉米種植面積不斷增大，在養(yǎng)殖業(yè)中所占的地位也越來越高。南疆地區(qū)是典型的半農(nóng)半牧農(nóng)業(yè)區(qū)，為了追求更高的經(jīng)濟(jì)效益，南疆大面積種植棉花和特色林果，而青貯玉米種植面積較小，人工飼草供應(yīng)存在巨大的缺口。南疆地區(qū)種植業(yè)中青貯玉米種植模式不夠完善，青貯玉米品種選擇和栽培管理等較其他地方薄弱，青貯玉米種植盲目性較大；青貯飼料生產(chǎn)時(shí)又因種種生產(chǎn)問題導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)的流失和青貯飼料的腐敗變質(zhì)，對家畜和人類健康造成危害[2]。

目前，青貯玉米品種比較豐富，但由于品種特性、氣候條件和土壤養(yǎng)分等因素容易制約青貯玉米產(chǎn)量，所以在不同地區(qū)適宜生長的青貯玉米品種大不相同[3]。有研究結(jié)果表明，全株玉米青貯飼料的青貯品質(zhì)與青貯玉米的品種之間有密切的關(guān)系[4]。劉月等[5]對5個(gè)糧飼兼用型玉米品種的發(fā)酵品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值作了比較，結(jié)果表明，“沃鋒9號”品種表現(xiàn)優(yōu)異。柳茜等[7]通過對6個(gè)青貯玉米產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)的綜合分析得出，“先玉508”、“先玉696”、“先玉045”表現(xiàn)最好。王國棟等[7]在甘肅中部對10個(gè)飼用玉米的生產(chǎn)性能及營養(yǎng)品質(zhì)分析得出，“文玉3號”適合在當(dāng)?shù)赝茝V。任偉等[8]應(yīng)用模糊概率法從12個(gè)青貯玉米篩選出適宜黃淮海區(qū)種植的品種“大京九26號”和“柳玉3號”。本研究根據(jù)南疆地區(qū)的氣候特點(diǎn)、土壤條件，引進(jìn)8個(gè)青貯玉米品種，分析不同品種的生物產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)，篩選出適宜南疆地區(qū)種植的青貯玉米品種。以期為南疆地區(qū)青貯玉米的推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2021年在中國科學(xué)院阿克蘇農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站(E80°45′，N40°37′)進(jìn)行。該站位于塔里木盆地，海拔1030m，該地區(qū)年平均氣溫11.2℃，年平均降水45.2mm，無霜期211d，全年日照時(shí)數(shù)2940h。土壤質(zhì)地為砂壤土，土壤pH為7.94，土壤總鹽含量為3.18g·kg-1，土壤有機(jī)質(zhì)含量為12.38g·kg-1，堿解氮含量為36.31mg·kg-1，速效磷含量為10.93mg·kg-1，速效鉀含量為75.54mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料為“新飼玉12號”、“KWS1553”、“桂青貯1號”、“屯玉168”、“SC704”、“和育187”、“新玉24號”、“新玉33號”。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021年5—8月進(jìn)行，試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，處理為8個(gè)不同品種的青貯玉米，每個(gè)處理重復(fù)3次，共24個(gè)小區(qū)。小區(qū)面積為5×10m2，每個(gè)小區(qū)之間留走道1m，方便觀察記載。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀

在青貯玉米乳熟末期每個(gè)小區(qū)選取10株，用卷尺測量株高，用游標(biāo)卡尺測量莖粗。

1.4.2 鮮草產(chǎn)量

在乳熟末期每個(gè)小區(qū)選取6m2刈割，稱重，并換算成667m2鮮草產(chǎn)量。

1.4.3 營養(yǎng)品質(zhì)

于各小區(qū)隨機(jī)選取1m2鮮草樣品，放在105℃的烘箱中殺青30min，在80℃下烘至恒重。將烘干的樣品粉碎。用近紅外分析儀(F0SS-NIRSDS 2500，F(xiàn)0SS公司，丹麥)測定粗蛋白、粗灰分、粗脂肪、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)的含量。相對飼用價(jià)值(RFV)計(jì)算公式：

RFV=(DDM×DMI)/1.29

(1)

DDM=88.9-0.799ADF

(2)

DMI=120/NDF

(3)

式中，ADF為酸性洗滌纖維含量， %；NDF為中性洗滌纖維含量， %；DDM為可消化干物質(zhì)， %；DMI為粗飼料干物質(zhì)隨意采食量， %。

1.5 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析

采用Microsoft Excel 2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，采用SPSS對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，多重比較采用Duncan法，差異顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種青貯玉米的農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量

由表1可知，在供試的8個(gè)品種當(dāng)中，“新飼玉12號”的株高最高，達(dá)到了310.33cm，除與“新玉24號”差異不顯著外，與其他6個(gè)品種差異顯著。而“KWS1553”的株高最低，僅達(dá)到165.70cm。“新飼玉12號”株高比“KWS1553”高144.63cm。

表1 不同品種農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量

8個(gè)品種中，莖粗最粗的為“SC704”，莖粗達(dá)到了16.19mm，其次為“桂青貯1號”和“新飼玉12號”，分別達(dá)到15.38mm和15.09mm，“SC704”與“桂青貯1號”、“新飼玉12號”和“KWS1553”差異不顯著，與其他品種差異顯著；莖粗值最小的為“和育187”，莖粗僅為12.64mm；“SC704”的莖粗比“和育187”粗3.56mm。

供試玉米品種的鮮草產(chǎn)量介于3174.29～8210.82kg·667m-2。其中，鮮草產(chǎn)量最高的為“新飼玉12號”，鮮草產(chǎn)量達(dá)到了8210.82kg·667m-2，顯著高于其他品種；其次為“和育187”，“新玉24號”居第3位；“桂青貯1號”與“SC704”差異不顯著，“KWS1553”與“屯玉168”差異不顯著；鮮草產(chǎn)量最低的為“新玉33號”，鮮草產(chǎn)量僅為3174.29kg·667m-2。“新飼玉12號”較其他品種鮮草產(chǎn)量分別增加4380.52kg·667m-2、2560.59kg·667m-2、4031.34kg·667m-2、3068.48kg·667m-2、1100.42kg·667m-2、1851.67kg·667m-2、5036.53kg·667m-2。

2.2 不同品種青貯玉米的營養(yǎng)品質(zhì)

由表2可知，8個(gè)青貯玉米的干物質(zhì)介于34%～38%，干物質(zhì)最高的是“屯玉168”，干物質(zhì)最低的是“KWS1553”；各品種干物質(zhì)率差異均顯著。粗蛋白含量最高的是“新玉24號”，粗蛋白含量為7.28%，與其他品種差異顯著；最低的為“新玉33號”，粗蛋白含量為6.99%，與“屯玉168”和“KWS1553”差異不顯著，與其他品種差異顯著。8個(gè)青貯玉米的粗脂肪含量介于3.4%～9.1%，粗脂肪含量最高的是“新玉33號”，為9.03%，與“SC704”差異不顯著，與其他品種之間差異顯著；粗脂肪含量最低的是“和育187”，含量為3.40%。8個(gè)青貯玉米灰分含量最高的是“SC704”，其次為“新玉24號”，含量最低的是“新玉33號”。8個(gè)青貯玉米中淀粉含量最高的是“屯玉168”，其淀粉含量為22.50%，與“新飼玉12號”、“和育187”之間差異不顯著，與其他品種差異顯著；淀粉含量最低的是“SC704”，淀粉含量為17.42%。“屯玉168”的酸性洗滌纖維含量最高，與其他品種差異均顯著，“SC704”的酸性洗滌纖維含量最低；“和育187”的中性洗滌纖維含量最高，“SC704”的中性洗滌纖維含量最低。

表2 不同品種青貯玉米的營養(yǎng)成分

8個(gè)供試的青貯玉米中，相對飼用價(jià)值最高的品種是“SC704”，“KWS1553”與“桂青貯1號”分別排第2與第3。相對飼用價(jià)值最低的是“和育187”。根據(jù)國家青貯玉米品質(zhì)分級標(biāo)準(zhǔn)，供試的8個(gè)青貯玉米中，只有“SC704”達(dá)到國家一級，“KWS1553”和“桂青貯1號”達(dá)到國家二級，“新飼玉12號”和“和育187”達(dá)到國家三級，見表3。

表3 國家青貯玉米品質(zhì)分級標(biāo)準(zhǔn)

2.3 不同品種青貯玉米的綜合評價(jià)

對青貯玉米的10個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，在特征值大于1的前提下，提取了3個(gè)主成分，貢獻(xiàn)率分別為53.22%、26.92%、9.06%。累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為89.20%，解釋了總體信息的89.20%。

表4 各主成分初始特征值及貢獻(xiàn)率

由表5可知，在主成分1中，載荷較高且為正值的性狀包括中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維，載荷值分別為0.415和0.401，可稱為纖維因子。載荷值較高且為負(fù)值的性狀為相對飼用價(jià)值，載荷值為-0.416。說明相對飼用價(jià)值與酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，符合相關(guān)性分析結(jié)果。在主成分2中，載荷較高且為正值的性狀包括粗灰分、粗蛋白、株高和產(chǎn)量，載荷值分別為0.474、0.472、0.456和0.444，可稱為混合因子。在主成分3中，載荷較高且為正值的性狀為粗脂肪，載荷值為0.572，可稱為品質(zhì)因子。

表5 各主成分對應(yīng)的載荷矩陣

利用SPSS將各指標(biāo)原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，導(dǎo)入到主成分計(jì)算模型[9]，可得到各主成分因子得分，以每個(gè)主成分所對應(yīng)的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權(quán)重，計(jì)算主成分綜合得分：Y=53.22Y1+26.92Y2+9.06Y3/89.20，得出8個(gè)不同品種青貯玉米的綜合得分，排名由高到低依次為“和育187”、“新飼玉12號”、“新玉24號”、“屯玉168”、“新玉33號”、“桂青貯1號”、“KWS1553”、“SC704”。

表6 不同青貯玉米綜合排名

3 討論

株高與莖粗是評價(jià)青貯玉米生產(chǎn)性能的重要指標(biāo)[10-12]，能直觀反映青貯玉米生長情況。本試驗(yàn)中，株高最高的品種為“新飼玉12號”，株高達(dá)到了310.33cm;莖粗最粗的品種為“SC704”，達(dá)到了16.19mm，其次為“桂青貯1號”和“新飼玉12號”。鮮草產(chǎn)量是青貯玉米生產(chǎn)中的重要指標(biāo)，可以直觀反映青貯玉米在當(dāng)?shù)氐倪m應(yīng)性和生產(chǎn)性能[13]。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，“新飼玉12號”的鮮草產(chǎn)量最高，可達(dá)到8210.82kg·667m-2，顯著高于其他品種。有研究表明，青貯玉米的生物產(chǎn)量與株高、莖粗等重要農(nóng)藝性狀顯著正相關(guān)[14]。“新飼玉12號”的株高在8個(gè)品種中居首位，莖粗排第3位，從側(cè)面說明了“新飼玉12號”產(chǎn)量最高的原因。

營養(yǎng)成分和相對飼用價(jià)值是衡量青貯玉米飼喂效果的重要指標(biāo)[15]。粗蛋白含量是反映青貯玉米質(zhì)量的重要指標(biāo)，粗蛋白含量越高，粗飼料營養(yǎng)品質(zhì)越好[16]。本試驗(yàn)中，粗蛋白含量最高的為“新玉24號”。粗脂肪是提供熱能的主要物質(zhì)[17]，本試驗(yàn)中，“新玉33號”粗脂肪含量最高。酸性洗滌纖維很難被動物消化，酸性洗滌纖維含量越高，動物的消化率就越低[18]。中性洗滌纖維與動物的采食率有關(guān)，中性洗滌纖維越高，動物的采食率越低[19]。青貯玉米相對飼用價(jià)值與酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維呈負(fù)相關(guān)，酸性洗滌纖維與中性洗滌含量越低，相對飼用價(jià)值越高，說明飼喂效果越好[20]。本試驗(yàn)中，“SC704”的酸性洗滌纖維與中性洗滌纖維含量最低，相對飼用價(jià)值最高。

由于作物的產(chǎn)量和品質(zhì)受遺傳因素、環(huán)境、氣候條件以及栽培管理措施等多因素的影響，所以，在當(dāng)?shù)赝ㄟ^田間試驗(yàn)進(jìn)行作物優(yōu)良品種的綜合評價(jià)和篩選很有必要[21]。本研究采用主成分分析法，分析8個(gè)不同品種青貯玉米的綜合得分，排名由高到低依次為“和育187”、“新飼玉12號”、“新玉24號”、“屯玉168”、“新玉33號”、“桂青貯1號”、“KWS1553”、“SC704”。

4 結(jié)論

“和育187”與“新飼玉12號”鮮草產(chǎn)量最高，相對飼用價(jià)值較好，在國家青貯飼料分級中屬于三級，經(jīng)過主成分分析，在8個(gè)品種中“和育187”排名第1，“新飼玉12號”排名第2，適合在南疆地區(qū)推廣。