湖南東西部地區青貯玉米生產性能比較研究

關鍵詞：青貯玉米;灰色關聯度法;農藝性狀;生產性能

近年來，隨著居民生活水平不斷提高，人們對肉、蛋、奶的需求逐漸增加，但國內飼草料和畜產品供給嚴重不足[1]，國家糧食安全面臨危險。因此，急需加強國內對優質草畜產品的自主供給[2]。湖南省位于中國南方長江中下游地區[3-4]，地處亞熱帶季風濕潤氣候區，具有豐富的光、熱、水資源，適合飼草等作物生長，此外，湖南地區飼草嚴重缺乏[5]。青貯玉米（Zea mays L.）是禾本科（Gramineae）玉米屬（Zea）一年生草本植物，是指在乳熟末期至蠟熟初期刈割整株玉米并經青貯發酵后用于飼喂家畜的一類玉米[6]，是一種生物產量高、營養價值好的飼草料作物[7]，是草食家畜不可或缺的優良粗飼料[8]。青貯玉米具有氣味芳香、柔軟多汁、適口性好[9]、淀粉含量高、適于機械化[10]、富含多種維生素[11]、易消化[12]、易栽培和耐貯存等特點[13]，具有“飼料之王”的美譽[14]。

近年來，許多學者在不同地區開展了青貯玉米生產性能比較研究。在新疆地區，‘京科青貯932’‘先飼玉1號’‘屯玉168’‘北農青貯3651’‘禾玉36’‘文玉3號’和‘北農青貯368’適宜昌吉地區推廣種植[15]。在寧夏地區，‘大京九26’‘SN211’和‘蒙青貯1812’表現最好，適宜在固原地區推廣應用[16]。在山西地區，‘曲辰9 號’‘晉單65’‘先單405’適宜在雁門關地區推廣種植[17];‘新科910’‘雅玉79491’和‘雅玉04889’最適宜在晉中盆地推廣種植[18];‘正大1473’‘大京九4059’和‘迪卡625’適宜在北方農牧交錯帶種植[19]。在云南地區，‘云瑞10號’‘正大808’和‘曲晨9號’抗倒伏，空桿率低，農藝性狀優良，適宜在金沙江干熱河谷區推廣種植[20]。在河北地區，‘北農青貯308’‘北農青貯208’和‘北青貯1號’適于在海河平原種植推廣[21]。通過上述研究可知青貯玉米在不同地區的最適宜推廣品種差異較大，而青貯玉米在湖南地區的生產性能比較研究還未有報道。

因此，本試驗通過研究分析8個青貯玉米品種在湖南東部和西部地區的形態、草產量等農藝性狀和抗倒伏性，明確其生產性能的差異，以期篩選出適宜該區域種植的最佳青貯玉米品種，為該地區青貯玉米的品種選擇提供理論依據，也為該地區青貯玉米品種的推廣利用提供一定的技術指導及科學依據，對解決湖南地區及國內其他地區家畜飼料短缺問題具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地分別為湖南省草食動物產業技術體系湘東和湘西試驗站。湘東試驗站位于湖南省長沙市瀏陽市，海拔105m，113°31'20″E，28°15'48″N，無霜期266d。土壤pH 值為6.24，有機質含量為25.37g·kg-1，全氮含量為1.58g·kg-1，全磷含量為0.63g·kg-1，全鉀含量為12.27g·kg-1，堿解氮含量為108.53 mg·kg-1，速效磷含量為24.37mg·kg-1，速效鉀含量為108.47mg·kg-1。

湘西試驗站，位于湖南省湘西土家族苗族自治州花垣縣，28°34'4″N，109°28'8″E，海拔362m，無霜期279d。土壤pH 值為6.62，有機質含量為39.85g·kg-1，全氮含量為2.58g·kg-1，全磷含量為0.98g·kg-1，全鉀含量為18.83g·kg-1，堿解氮含量為139.58 mg·kg-1，速效磷含量為29.75mg·kg-1，速效鉀含量為113.59mg·kg-1。

試驗地的氣溫和降水量如表1所示。

1.2 試驗材料

試驗材料為8個青貯玉米品種，分別為‘吉玉3號’‘屯玉168’‘屯玉7931’‘屯玉7969’‘屯玉899’‘先玉30T60’‘正大808’和‘正大999’，均由湖南省草類作物種質創新與利用工程技術研究中心（長沙，湖南農業大學）提供。

1.3 試驗設計

本試驗包含2個因素，分別為試點和品種。試點有2個水平：湘東試驗站，湘西試驗站;品種有8個水平：‘吉玉3號’‘屯玉168’‘屯玉7931’‘屯玉7969’‘屯玉899’‘先玉30T60’‘正大808’和‘正大999’。

2個試驗點的試驗設計相同，均為隨機區組設計，包括16個處理，3次重復，共48個小區。小區長6m，寬5m，面積為30m2，穴播，每穴2粒種子，播種深度3～5cm，行距60cm，株距25cm，每小區定植200株，即66670株·hm-2。土地平整。整地時施500kg·hm-2復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15），2020年5月6日播種，播后澆水（淺埋滴灌，深度為3cm，滴頭間距25cm，滴頭流量3.2L·h-1），三葉期時（5月17日）定苗，每穴留一株苗。試驗地周圍1m設保護行，有灌溉條件。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 株高 于乳熟中末期至蠟熟初期測定，每小區隨機選取生長發育正常的玉米10株，測量地表至雄穗頂端的絕對高度。

1.4.2 莖粗 于乳熟中末期至蠟熟初期測定，每小區隨機選取生長發育正常的玉米10株，用游標卡尺測量雌穗下第2～3節的莖直徑。

1.4.3 葉片數 于乳熟中末期至蠟熟初期測定，每小區隨機選取生長發育正常的玉米10株，測取由地表到植株頂端的葉片數。

1.4.4 穗位高 于乳熟中末期至蠟熟初期測定，每小區隨機選取生長發育正常的玉米10株，測量地表至果穗第1著生節處的絕對高度。

1.4.5 鮮草和干草產量 于乳熟中末期至蠟熟初期測定，每小區所有植株從地上部10cm 處全株刈割（地頭兩邊和邊行的50cm 部分除外），稱重，折算得到鮮草產量。刈割時，每小區隨機選取2株玉米稱鮮重，全株粉碎，置于105℃烘箱中殺青30min，65℃烘干至恒重，稱重，得到干草重，計算得到鮮干比。根據鮮干比計算出干草產量。

1.4.6 倒伏率 于乳熟中末期至蠟熟初期測定，倒伏株數占小區總株數的百分率，植株傾斜度大于45°但未折斷的植株為倒伏，統計小區倒伏株數、總株數，計算倒伏率。

1.4.7 空桿率 于乳熟中末期至蠟熟初期測定，空桿株數占小區總株數的百分率，不結果穗或果穗結實20粒以下的植株為空稈，統計小區空桿株數、總株數，計算空桿率。

1.5 生產性能綜合評價

運用灰色關聯度法對參試青貯玉米品種的生產性能進行綜合評價[22]。

1.6 數據處理與分析

采用Excel2010 對數據進行初步整理，用SPSS22.0軟件進行雙因素方差分析，差異顯著時采用Tukey法對數據進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 農藝性狀

2.1.1 品種間農藝性狀的差異 品種間多重比較（表2）表明，‘先玉30T60’的株高、葉片數、穗位高、鮮草和干草產量均最高，分別為217.49cm，10.49片·株-1，113.71cm，56.10和18.59t·hm-2，除株高、穗位高、鮮草和干草產量與屯玉168無顯著差異外，顯著高于其他品種（Plt;0.05）;‘屯玉899’的株高、葉片數、穗位高、鮮草和干草產量均最低，除株高、穗位高與‘屯玉7931’、鮮草和干草產量與‘屯玉7931’‘屯玉7969’和‘正大999’無顯著差異外，顯著低于其他品種（P lt;0.05）。‘屯玉7969’的莖粗（20.12mm）最高，除與‘先玉30T60’無顯著差異外，顯著高于其他品種（Plt;0.05）;‘屯玉899’的莖粗最低，為15.80 mm，顯著低于其他品種（P lt;0.05）。‘正大808’的倒伏率最高，為1.34%，除與‘屯玉7969’無顯著差異外，顯著高于其他品種（Plt;0.05）;‘先玉30T60’的倒伏率最低，為0.37%，除與‘屯玉7931’無顯著差異外，顯著低于其他品種（Plt;0.05）。‘正大808’的空桿率最高，為10.57%，顯著高于其他品種（Plt;0.05）;‘屯玉899’的空桿率最低，為0.67%，顯著低于其他品種（Plt;0.05）。

2.1.2 試點與品種互作效應間農藝性狀的差異 試點與品種互作效應間多重比較（表3）表明，湘西試驗站的‘先玉30T60’株高、葉片數、穗位高、鮮草和干草產量均最高，分別為224.42cm、10.98 片·株-1、118.86cm、59.84和19.95t·hm-2，除株高、鮮草產量與湘西試驗站的‘吉玉3號’和‘屯玉168’、湘東試驗站的‘屯玉168’和‘先玉30T60’穗位高與湘西試驗站的‘吉玉3號’‘屯玉168’和‘正大808’、湘東試驗站的‘屯玉168’和‘先玉30T60’、干草產量與湘西試驗站的‘屯玉168’、湘東試驗站的‘屯玉168’和‘先玉30T60’無顯著差異外，顯著高于其他處理（P lt;0.05）;湘西試驗站的‘屯玉899’株高、鮮草和干草產量均最低，分別為185.67cm，34.45 和10.89t·hm-2，除株高與湘西試驗站的‘屯玉7931’‘屯玉7969’和湘東試驗站的‘屯玉7931’‘屯玉899’和‘正大999’、鮮草產量與湘西試驗站的‘屯玉7931’‘屯玉7969’‘正大808’‘正大999’和湘東試驗站的‘吉玉3號’‘屯玉7931’‘屯玉7969’‘屯玉899’‘正大808’‘正大999’和干草產量與湘西試驗站的‘屯玉7931’‘屯玉7969’‘正大999’和湘東試驗站的‘吉玉3號’‘屯玉7931’‘屯玉7969’‘屯玉899’‘正大808’和‘正大999’無顯著差異外，顯著低于其他處理（Plt;0.05）;湘東試驗站的‘屯玉899’葉片數和穗位高最低，分別為7.13片·株-1和82.33cm，除葉片數與湘西試驗站的‘屯玉168’和‘屯玉899’、穗位高與湘東試驗站的‘屯玉7931’‘正大808’和‘正大999’、湘西試驗站的‘屯玉7931’‘屯玉7969’和‘屯玉899’無顯著差異外，顯著低于其他處理（P lt;0.05）。湘西試驗站的‘屯玉7969’莖粗最高，為21.12mm，除與湘西試驗站的‘先玉30T60’無顯著差異外，顯著高于其他處理（Plt;0.05）;湘東試驗站的‘屯玉899’莖粗最低，為14.97cm，顯著低于其他處理（Plt;0.05）。湘東試驗站的‘正大808’倒伏率和空桿率均最高，分別為1.38%和14.57%，除倒伏率與湘東試驗站的‘屯玉168’和‘屯玉7969’、湘西試驗站的‘屯玉168’和‘正大808’無顯著差異外，顯著高于其他處理（P lt;0.05）;湘西試驗站的‘先玉30T60’倒伏率最低，為0.26%，除與湘西試驗站的‘吉玉3號’‘屯玉7931’和‘屯玉899’、湘東試驗站的‘屯玉7931’和‘先玉30T60’無顯著差異外，顯著低于其他處理（Plt;0.05）;湘東試驗站的‘屯玉899’空桿率最低，為0，除與湘西試驗站的‘吉玉3號’‘屯玉168’‘屯玉7931’‘屯玉899’和‘先玉30T60’無顯著差異外，顯著低于其他處理（Plt;0.05）。168’‘屯玉7931’‘屯玉899’和‘先玉30T60’無顯著差異外，顯著低于其他處理（Plt;0.05）。

2.1.3 試點間農藝性狀的差異 試點間多重比較（表4）表明，湘西試驗站的株高、莖粗、葉片數、穗位高、鮮草和干草產量均較高，分別為205.01cm、18.71mm、9.12片·株-1、103.46cm、46.39和15.15t·hm-2，顯著高于湘東試驗站（Plt;0.05）。而湘西試驗站的倒伏率和空桿率均較低，分別為0.73% 和3.52%，顯著低于湘東試驗站（P lt;0.05）。

2.2 方差分析

方差分析表明（表5），單因素（試點，品種）間株高、莖粗、葉片數、穗位高、鮮草、干草產量、倒伏率和空桿率均有極顯著差異（Plt;0.01）;試點×品種互作間株高、莖粗和空桿率均有極顯著差異（Plt;0.01），葉片數、穗位高、鮮草、干草產量和倒伏率均有顯著差異（Plt;0.05）。

2.3 灰色關聯度法綜合評價

應用灰色關聯度法，通過對不同青貯玉米品種的農藝性狀各項指標綜合匯總，對參試品種進行了綜合評價。選取株高、莖粗、葉片數、穗位高、鮮草和干草產量6個參數的最大值構建理想品種，即構成{X0}= {217.49，20.12，10.49，113.71，56.10，18.59}。

2.3.1 各指標無量綱化處理 用初值法對數據進行無量綱化處理，即8個青貯玉米品種6個農藝性狀指標2個地點的平均值分別除以理想品種的對應指標值（X0），進行無量綱化處理，結果如表6所示。

2.3.2 參試高粱品種的關聯系數、等權和加權關聯度 根據公式計算對應的關聯系數，其中mini mink|X0（k）-Xi（k）|=0，maximaxk|X0（k）-Xi（k）|=0.3857，結果如表7所示。各指標的等權關聯度、權重系數結果如表8所示。

按灰色關聯理論要求，將所有參試青貯玉米品種及其各指標視為一個灰色系統。計算出參試青貯玉米品種與理想品種（X0）之間的關聯度，最后根據關聯度的大小來評價參試青貯玉米品種優劣。根據灰色系統理論中關聯度的分析原則，關聯度越大，說明與理想品種的差異越小，其排序越靠前。如表9所示，8個青貯玉米品種的等權關聯度和加權關聯度排名一致，綜合評價最優的品種是‘先玉30T60’，等權關聯度為0.9926，加權關聯度為0.9918，綜合評價較優的品種是‘屯玉168’，等權關聯度為0.7923，加權關聯度為0.7881，綜合評價最低的品種是‘屯玉899’，等權關聯度為0.4243，加權關聯度為0.4342。

3 討論

飼草生產性能由其遺傳特性所決定，同時受外界因素的影響，是其遺傳特性與外界條件共同作用的結果[23-24]。生物產量是評價青貯玉米生產性能的重要指標，不同產草量可以反映不同品種的生產性能及適應性[25]。飼草產量越高說明其生產性能越好[26-27]。干草產量是評價飼草生產性能的第一要素[28]。干草產量是飼草株高、莖粗、葉片數等參數的綜合體現[29]。

不同青貯玉米品種的草產量在各地的表現存在較大差異。在新疆昌吉地區，鮮草產量為80.09～151.80t·hm-2，干草產量為27.84～37.93t·hm-2[15]。在山西雁門關地區，鮮草產量為40.74～85.75t·hm-2，干草產量為13.38～21.37t·hm-2[17]。在云南金沙江干熱河谷區，鮮草產量為38.34～80.46t·hm-2，干草產量為9.45～23.62t·hm-2[20]。在四川成都地區，鮮草產量為49.46～98.15t·hm-2，干草產量為0.27～5.25t·hm-2[30]。在河南地區，鮮草產量為45.12～63.11t· hm-2，干草產量16.84 ～ 21.20t·hm-2[31]。在內蒙古半干旱區，鮮草產量為94.35～171.09t·hm-2，干草產量29.38～53.72t·hm-2[10]。上述研究結果存在較大差異，主要是由于品種和生態環境等不同導致。本研究中，在湘東和湘西試驗站，8個青貯玉米品種的鮮草產量分別為36.45～52.36和34.45～59.84t·hm-2，干草產量分別為11.78～17.23 和10.89～19.95t·hm-2，‘先玉30T60’在2地點的鮮草和干草產量均最高，在湘東試驗站分別為52.36和17.23t·hm-2，在湘西試驗站分別為59.84和19.95t·hm-2，‘屯玉168’在2地點的鮮草和干草產量均較高，僅次于‘先玉30T60’，在湘東試驗站分別為50.90和17.22t·hm-2，在湘西試驗站分別為59.67和19.81t·hm-2。從上述其他學者的研究結果來看，本研究中的青貯玉米品種鮮草和干草產量偏低，主要是由于播種量（66670株·hm-2）較小、生態環境（雨水較多，光照較少）和遺傳物質等不同導致。

株高、莖粗、綠葉數、穗位高等是影響青貯玉米生物產量的主要因素[25]，能直觀反映青貯玉米生長狀況[32]。一般來說，植株越高，莖粗越粗，綠葉數越多，穗位高越高，產量就越高[25]。葉片是進行光合作用的主要器官[33]。葉片數越多，越利于植株進行光合作用，進而促進植株生長發育。莖粗也是影響抗倒伏的重要指標[34]。莖粗越大，抗倒伏能力越強[32]。抗倒伏能力越強，越有利于機械化收獲[31]。倒伏和空桿會降低青貯玉米的產量和品質，增加收獲困難程度[20]。本研究中，根據8個青貯玉米在2個試驗點的平均值，‘先玉30T60’的株高、葉片數和穗位高最高，分別為217.49cm、10.49片·株-1和113.71cm，除株高、穗位高與‘屯玉168’無顯著差異外，顯著高于其他品種（Plt;0.05），這表明‘先玉30T60’和‘屯玉168’的單株生物量可能比較大。‘屯玉7969’的莖粗（20.12 mm）最高，除與‘先玉30T60’（19.94mm）無顯著差異外，顯著高于其他品種（P lt;0.05），‘先玉30T60’的倒伏率最低，為0.37%，除與‘屯玉7931’無顯著差異外，顯著低于其他品種（Plt;0.05），這表明‘先玉30T60’可能在抗倒伏能力上具有一定優勢。本研究中，8個青貯玉米品種的農藝性狀具有較大差異，這主要是因為不同品種遺傳特性不同。相同品種在不同試驗站點表現不同，這主要是由于不同試驗站的生態環境不同，湘西試驗站的土壤肥力較高、年均氣溫較低和降水量較高，多數品種在湘西試驗站的草產量表現較好。通過對農藝性狀各項指標的綜合評價，綜合評價最優的品種是‘先玉30T60’，綜合評價較優的品種是‘屯玉168’。

4 結論

通過對農藝性狀各項指標的綜合分析，‘先玉30T60’的生產性能最好，‘屯玉168’的生產性能較好，適宜在湖南東部和西部地區推廣應用。