陳 威 許海良 彭星星 李豪遠 吳占清 李雪松 陳東旭 梁旭東
(開封市農林科學院,河南開封 475000)
青貯玉米是牛羊等畜牧養殖企業重要的優質飼料來源,具有生物產量高、營養成分豐富、適口性好、消化率高、飼用價值高等優點[1-3],經青貯發酵后可不受季節制約,持續供應,深受肉牛、奶牛等養殖場的青睞[4],因此,大力發展青貯玉米是提升畜牧業經濟效益的重要途徑之一[5]。
近年來,隨著人們生活水平的提高,飲食結構逐步由以淀粉為主向淀粉、蛋白并重調整,肉蛋奶等畜牧產品在生活中占的比重日益增加。然而,因我國青貯玉米育種起步較晚,優良青貯玉米品種較少,大規模種植生產面積較小,缺乏穩定優質的飼料來源嚴重制約著畜牧業的生產和發展。農業農村部提出農業供給側結構性改革[6],統籌調整糧—經—飼種植結構,擴大青貯玉米等優質飼料作物種植面積[7-8],同時河南省出臺“糧改飼”政策推動了河南省青貯玉米新品種的選育和大面積推廣種植的生產進程。青貯玉米的選育和推廣要綜合考慮品種的農藝性狀、生物學產量、營養品質、適應性、抗性等性狀[9-10]。本研究以河南省各科研單位選育的12 個青貯玉米品種為研究對象,雅玉青貯8 號為對照,通過對品種生物產量、營養品質及綜合抗性等指標比對分析,以期篩選出適宜河南省玉米主產區種植的青貯玉米品種,為河南省農業產業結構調整和青貯玉米發展提供理論依據和品種支撐。
1.1試驗品種試驗品種為河南省各玉米育種科研單位選育的12 個青貯玉米新品種,分別為鄭單802、新科911、駐青貯3 號、新科915、名育212、駐青貯4 號、鄭單101、鄭單612、新青貯108、開青211、開青219、青玉10,對照品種為雅玉青貯8 號。
1.2試驗設計本試驗采用完全隨機區組排列,每個小區播種面積20m2,5 行區,行距0.6m,行長6.7m,播種密度5000 株/667m2,每個品種設3 個重復,收獲時實收中間3 行測產,實收面積12m2,試驗點周圍設不少于4 行的保護行。
1.3試點分布本試驗根據河南省玉米生態亞區分布,每個亞區安排試點1~2 個,共設了12 個試驗點,分別位于開封、鄭州、新鄉、焦作、安陽、商丘、洛陽、平頂山、南陽、駐馬店、漯河、周口12 個市。
1.4田間管理播種時每667m2施入復合肥40kg,6 月15 日前相繼播種完畢并澆灌蒙頭水,期間各試點田間除草1 次,田間殺蟲飛防1 次,生育期遇干旱及時澆水,遇澇災及時排澇,9 月15-30 日各試點相繼完成收獲。其中商丘試點連續降雨導致玉米苗發黃、長勢弱,嚴重影響最終產量,導致試驗數據無參考價值,因此不納入分析范圍。
1.5指標性狀測定與方法
1.5.1農藝性狀及田間抗病性調查每小區隨機選取10 株,測定品種生育期、株高、穗位比(穗位與株高的比值)、收獲時綠葉數、全株含水量、株型等6 個農藝性狀。于乳熟后期進行品種田間抗病性調查,測定試驗品種對葉部小斑病、彎孢葉斑病及南方銹病的綜合抗性,莖腐病及瘤黑粉病的發病率。試驗中各品種農藝性狀及田間抗性評價指標均嚴格按照NY/T 1209—2006《農作物品種試驗技術規程 玉米》的相關要求執行[11]。
1.5.2生物產量測定對試驗品種進行生物干重、30%標準干物質含量鮮重、增減產率(比對照)、增減產點數、增產點率等生物產量指標的測定和計算。玉米果穗乳線在1/2~3/4 位置時,選試驗小區中間3行距地面15cm 處全株刈割收獲并立即稱重,計算小區鮮重。隨機選10 株經機械切割后混勻取2kg樣品進行晾曬風干,計算品種含水量及小區干重產量,折算成品種每667m2生物干重[12],計算公式為:生物干重(kg/667m2)=小區鮮重×(1-含水量)/小區面積×667。30%標準干物質含量鮮重計算公式為:30%標準干物質含量鮮重(kg/667m2)=生物干重/0.3。以生物干重計算比對照品種的增減產率。統計11 個有效試點中的增減產點數,增產點率公式為:增產點率(%)=增產點數/試點總數×100。
1.5.3品質性狀測定每個品種取樣品1kg,由品質檢測單位北京農學院進行淀粉含量(Starch)、中性洗滌纖維含量(NDF)、酸性洗滌纖維含量(ADF)、粗蛋白含量(CP)等4 個指標的測定。
1.6數據統計與分析采用WPS 進行數據整理統計,利用SPSS 23.0 對調查性狀指標進行方差分析,采用LSD 法對產量指標進行差異顯著性檢驗。
2.1農藝性狀分析如表1 所示,試驗品種生育期在96.2~97.0d 之間,比對照品種雅玉青貯8 號(97.1d)短;株高變幅在272.3~321.0cm,有7 個品種株高在280.0cm 以上,株高達300.0cm 以上的品種有2 個,分別為駐青貯3 號和鄭單612,與青貯玉米植株高大的育種目標較吻合;穗位比變化范圍在33.6%~42.6%;各品種收獲時綠葉數維持在10.0~11.8 之間,有5 個品種收獲時綠葉數超過11片葉,其中開青211 和鄭單612 收獲時綠葉數較多,持綠性表現較好;試驗品種收獲時全株含水量變幅在58.3%~63.9%,有7 個品種含水量達60%以上,最低為駐青貯3 號,全株含水量僅為58.3%,最高為鄭單612,全株含水量達63.9%;12 個品種株型均為緊湊型或半緊湊型,有8 個品種表現為緊湊,說明優良的群體結構有利于田間種植密度增加,適宜青貯玉米品種耐密發展方向。

表1 試驗品種農藝性狀對比
2.2田間抗性評價分析青貯玉米植株高大、穗位較高,因此抗倒伏倒折能力是青貯玉米育種重要目標方向之一。小斑病、彎孢葉斑病、南方銹病和瘤黑粉病是青貯玉米品種審定中一票否決的病害,莖腐病是重要鑒定病害。試驗結果如表2 所示,試驗品種整體抗倒伏能力較好,其中新科911、駐青貯3 號、新科915、開青219、名育212、鄭單101 和青玉10抗倒伏倒折能力突出,且沒有試點出現10.0%以上倒伏情況;試驗品種對葉部小斑病、彎孢葉斑病及南方銹病綜合抗性較好,基本維持在中抗以上,大部分品種表現抗病,其中鄭單612、駐青貯3 號、新青貯108、鄭單802、開青219、駐青貯4 號葉部病害綜合抗性更為突出;田間莖腐病抗性表現差異較大,其中鄭單612、新科911、開青211、新科915、鄭單802 以及鄭單101 田間莖腐病發病率≤10.0%,表現均達到抗病等級以上,駐青貯3 號田間莖腐病發病最重,發病率達30.0%;試驗品種田間瘤黑粉病發病率維持在0.7%~4.7%之間,均遠低于對照雅玉青貯8 號,抗性表現良好。

表2 試驗品種田間抗逆性表現對比
2.3生物產量性狀分析生物產量相關性狀結果如表3 所示,所有試驗品種生物產量均超過對照品種雅玉青貯8 號,生物干重在1314.37~1419.66kg/667m2,30%標準干物質含量鮮重達到4381.2~4732.2kg/667m2,比對照品種增產4.0%~12.3%,說明試驗品種豐產性均表現較好;鄭單612、新科911、駐青貯3 號、開青211、新科915、新青貯108 比對照增減產率達9.0%以上,且與青玉10 和對照品種雅玉青貯8 號達到極顯著差異;鄭單612、新科911、駐青貯3 號和新科915 增產點率達到90%以上,說明品種穩產性也較好,駐青貯4 號增產點率最低,有4 個試點減產。

表3 試驗品種生物產量性狀指標對比
2.4營養品質含量分析經過全株營養品質含量檢測,結果如表4 所示,試驗品種淀粉含量變幅在30.5%~35.0%,新科911、新科915、新青貯108、駐青貯4 號、青玉10 淀粉含量表現突出,達到34.0%以上;品種中性洗滌纖維含量均≤40%,變幅在33.1%~39.1%之間,酸性洗滌纖維含量變化范圍在16.9%~19.7%,其中新科911、新科915、新青貯108、駐青貯4 號和青玉10 中性洗滌纖維含量和酸性洗滌纖維含量均較低,有利于牲畜消化吸收;試驗品種粗蛋白含量變幅在7.5%~8.9%之間,其中新科911、新科915、新青貯108 和駐青貯4 號粗蛋白含量表現較為突出。

表4 試驗品種營養品質含量對比
3.1農藝性狀對青貯玉米品種篩選的影響河南省目前農作物主要的生產模式為小麥—玉米一年兩熟連作模式,玉米收獲期以不影響冬小麥播種為宜。河南省青貯玉米審定標準要求夏播品種生育期與對照品種相當或不晚于對照,試驗品種均符合標準。青貯玉米是收獲包括莖稈、葉片及果穗在內的地上全株植株,莖稈和葉片是全株生物產量的重要組成部分,約占總干物質產量的50%,是干物質形成的重要器官[13-14],因此植株高大、收獲時持綠性好有利于促進生物產量的形成。有研究表明青貯玉米青貯時最佳含水量在60%~70%之間,此時青貯效果最佳[15]。在不影響下茬作物前提下,兼顧含水量指標選擇較晚熟品種或適度晚收延長生育期,能夠充分利用有效積溫,提高玉米總體生物產量[16]。同時,密植是符合玉米生產和育種目標的重要趨勢,緊湊或半緊湊的株型有利于優化田間群體結構,合理密植能夠提高群體光能截獲和利用,發揮增產潛能[17-18]。試驗品種鄭單612、開青211 株高較高、持綠性好、株型緊湊、收獲時含水量適中,有利于后期青貯發酵。駐青貯3 號雖株高最高、株型半緊湊,但持綠性和含水量相對較低,在適收期內可考慮適當早收,保持較好的持綠性和含水量。
3.2田間抗性對青貯玉米品種篩選的影響河南玉米主產區生態氣候復雜,病蟲害高發。玉米前期高溫干旱,后期低溫寡照,抽雄散粉關鍵期易發生澇災,高溫高濕環境導致病蟲害暴發,同時大風強降雨造成玉米倒伏嚴重,因此耐高溫干旱、抗倒抗病是河南地區玉米品種重要育種目標[19]。青貯玉米大多用專用生產機械進行收割、粉碎、打包等,機械化程度高,因此對品種站稈能力要求較高[20],抗倒能力弱、田間倒伏嚴重的品種在收獲時易將土壤收入飼料中,土壤中的菌群容易破壞后期青貯發酵環境,影響發酵品質。同時嚴重的葉部病害會導致青貯飼料發酵質量下降,輕則影響牛羊消化吸收、減少產肉產奶量,重則引發一系列疾病,造成巨大損失。河南省夏播青貯玉米審定要求小斑病、莖腐病、彎孢葉斑病、南方銹病和瘤黑粉病等田間病害抗性鑒定,試驗品種新科911、新科915、新青貯108、開青219、名育212、鄭單101 綜合抗病性表現突出,對鑒定病害抗性均達到中抗及以上,田間抗倒伏倒折能力強,有較好的應用優勢。
3.3產量和品質對青貯玉米品種篩選的影響生物產量是篩選優良玉米品種的一個重要性狀指標,是鑒定品種優劣的直接體現和重要因素,玉米品種不僅要求良好的豐產性,增產點率所表達的穩產性也是優良品種重要考量指標[21]。試驗品種間產量、增產率差異較大,從而體現出青貯品種的豐產性和穩產性,其中鄭單612、新科911、駐青貯3 號和新科915 增產效果極顯著,增產點率達90.0%以上,說明品種對河南省各生態產區適應性較強,穩產性好。淀粉、纖維素和粗蛋白是衡量青貯玉米營養品質的重要指標,玉米全株常規營養成分受品種影響[22],淀粉和粗蛋白是青貯飼料營養價值的重要基礎,而粗纖維的含量決定了青貯飼料的適口性以及淀粉、粗蛋白營養物質的消化吸收[23]。酸性洗滌纖維是青貯飼料中難以消化的部分,含量越少青貯飼料營養品質越高,中性洗滌纖維也會影響青貯飼料品質,但是能夠促進動物的咀嚼和唾液分泌,因此適量的中性洗滌纖維是對飼用動物必不可少的[24]。我國青貯玉米品質分級一級標準為:整株粗蛋白含量≥7%,中性洗滌纖維含量≤40%,酸性洗滌纖維含量≤23%,淀粉含量≥30%。試驗品種品質均達到一級標準,其中新科911、新科915、新青貯108、駐青貯4 號、青玉10 號綜合品質最為突出,淀粉含量和粗蛋白含量較高,中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量較少。
綜上所述,通過對12 個青貯玉米試驗品種綜合性狀對比分析,鄭單612、新科911、新科915 品種生育期、含水量適中,田間群體結構合理,生物產量高,豐產性穩產性好,病害綜合抗性強,抗倒伏倒折能力突出,全株營養品質優良,較其他品種更適宜河南省夏播青貯玉米種植和進一步研究應用。