齊齊哈爾地區12個青貯玉米品種綜合評價

董 揚, 李旭業, 閆 鋒, 趙富陽, 侯曉敏, 趙秀梅, 于 洋, 楊 瑩

(1.黑龍江省農業科學院齊齊哈爾分院, 黑龍江 齊齊哈爾 161006;2.黑龍江省農業科學院畜牧獸醫分院, 黑龍江 齊齊哈爾 161005)

齊齊哈爾地區是黑龍江省重要的畜牧養殖基地,主要以養殖牛、馬、羊等大型食草動物為主,隨著畜牧業不斷發展壯大,飼料短缺日益嚴重[1]。近年來,為了推廣應用青貯玉米等優質飼草料飼喂技術,降低養殖成本,構建種養結合、糧草兼顧的新型農牧業結構,黑龍江省農業農村廳制定了“糧改飼”政策。青貯玉米(ZeamaysL.)是畜牧業非常重要的粗飼料來源,具有生物產量高、纖維品質好、持綠性好、干物質和水分含量適宜等優點[2]。黑龍江青貯玉米育種工作始于“七五”期間,起步較晚,目前育成有黑飼1號、龍輻單208、陽光1號等專用青貯玉米品種,由于這些品種育成年限相對較早,其生產性能、品質已難以滿足目前青貯玉米生產需要,優良青貯專用玉米品種的匱乏已經成為齊齊哈爾地區畜牧業可持續發展的限制因素之一[3-4]。

針對某一生態條件下的新品種選育,費時費力,效率低下,難以短時間見效,而引種與育種相比時間短、投入少、見效快,是最經濟的豐富本地區植物新優品種的方法[5]。滕偉超等[6]在肇東地區對4個青貯玉米品種進行了引種評價研究,結果表明,京科青貯665綜合表現最好,抗逆性強,生物產量高,京科青貯301表現次之。鄭杭等[7]在大慶地區對15個青貯玉米品種進行引種品比試驗,其中中原單32號和北玉青貯1號表現最佳。然而,針對某一特定生態區域下篩選出的優良品種并不一定適應其他生態區域,也就是說品種的適應性都有一定的地域性,加之評價方法單一,以往的評價方法往往以青貯產量為評判依據,缺少品質、抗性等數據[8]?；谝陨蟽牲c,為了能夠更加充分、全面地評價不同青貯玉米品種在齊齊哈爾地區的綜合表現,本研究測定了12個青貯玉米品種的物候期、農藝性狀、生產性能和營養品質,并利用模糊隸屬函數分析法對12個青貯玉米品種進行綜合評價,以期篩選出適宜在齊齊哈爾地區種植的優良青貯玉米品種。

1 材料與方法

1.1 參試材料

12個青貯玉米品種的名稱及育成單位詳見表1。

表1 12個青貯玉米品種名稱及育成單位

1.2 試驗設計

試驗于2022年在黑龍江省農業科學院畜牧獸醫分院位于富拉爾基區的科技創新園區進行,4月25日機械旋耕起壟,起壟同時施入225 kg/hm2磷酸二胺、75 kg/hm2磷酸二胺尿素作基肥。5月4日人工點播,7月2日結合最后一次中耕施入150 kg/hm2尿素作追肥。采用隨機區組設計,小區面積10.8 m2(行長4 m,寬2.6 m),行距0.65 m,4行區,3次重復。

1.3 測定內容及方法

1.3.1農藝性狀和生產性能指標

于蠟熟期取樣收獲,從各小區中間行隨機選取10株測量農藝性狀和產量指標,農藝性狀包括:株高、穗位高、綠葉數。稱取采樣植株地上部鮮重,折合鮮草產量,將鮮草樣品切成小段后放入烘箱中105 ℃殺青30 min,然后65 ℃下烘干至恒重,稱取干草重量,折合干草產量。

1.3.2營養指標及飼草品質

將青貯玉米秸稈干樣粉碎過40目篩,用于測定各項營養指標。采用65 ℃烘干法測定干物質含量,采用凱氏定氮法測定粗蛋白含量[9];采用范式洗滌纖維法測定中性洗滌纖維含量和酸性洗滌纖維含量[10]。

1.4 數據統計

用Microsoft Excel2019、SPSS19.0軟件進行數據統計及方差分析。參照孫東雷等[11]的方法,運用模糊隸屬函數和均方差系數賦予權重對參試品種進行綜合評價,其中,鮮草產量、干草產量、干物質、粗蛋白采用公式(1)計算,酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維采用公式(2)計算。具體公式如下:

Uij=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)

(1)

Uij=1-(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)

(2)

式中:Uij表示i品種第j個指標的隸屬函數值;Xij表示i品種第j個指標值;Xjmax和Xjmin分別表示第j個指標值中的最大值和最小值。

(3)

(4)

式中:Pj為第j個指標的均方差系數;Wj表示第j個指標在所有指標中的權重。

(5)

式中:Di表示第i個品種的綜合評價值,根據D值大小可以對各青貯玉米品種的綜合飼用表現進行排序。

2 結果與分析

2.1 不同品種青貯玉米的物候期

由表2可知,12個青貯玉米品種均能在齊齊哈爾地區完成整個生育期,各品種全生育期119～133 d不等。京科青貯301生育期最短,為119 d ,屬中熟品種,其他品種生育期為121～133 d,均屬晚熟品種,其中北農青貯3740生育期最長,為133 d。各品種均于5月4日播種,除科青1號外,其余品種出苗期均集中在5月15日、5月16日。抽雄期在7月15日至7月27日,京科青貯301最早進入抽雄期,各品種在抽雄1～3 d后進入吐絲期,金嶺青貯10號和京科青貯301最早進入吐絲期,蠟熟期在9月11日至9月25日,京科青貯301進入蠟熟期最早,北農青貯3740進入蠟熟期最晚。

表2 不同品種青貯玉米的物候期

2.2 不同品種青貯玉米的農藝性狀

由表3可知,參試品種間農藝性狀均有顯著差異。12個青貯玉米品種的株高在282.20～331.57 cm之間,鑫鑫1號的株高最高,為331.57 cm,其中株高較高的品種還有京科青貯205、科青1號和先玉335;穗位高在105.74～155.18 cm之間,科青1號的穗位最高,為155.18 cm,顯著高于其他品種,其中穗位超過140 cm的品種還有金嶺青貯10號、迪卡159;綠葉數在12.32～15.52片之間,先玉335的綠葉數最多,為15.52片,金嶺青貯10號綠葉數次之,這兩個品種的綠葉數顯著高于其他品種。

表3 不同品種青貯玉米農藝性狀

2.3 不同品種青貯玉米的生產性能

對參試青貯玉米品種的飼草產量進行分析,結果(表4)表明,12個青貯玉米品種的鮮草產量和干草產量差異顯著,鮮草產量變化幅度為63.09～83.26 t/hm2,其中鑫鑫1號、京科青貯205鮮草產量超過80 t/hm2,分別為83.26,81.05 t/hm2,鮮草產量較高的品種還有金嶺青貯377、金嶺青貯10號。干草產量變化幅度為21.65～31.64 t/hm2,其中京科青貯205、鑫鑫1號干草產量超過30 t/hm2,分別為31.64 t/hm2,31.25 t/hm2,顯著高于其他品種,干草產量較高的品種還有科青1號、金嶺青貯377、中原單32。

2.4 不同品種青貯玉米的營養品質

對參試青貯玉米品種的營養品質進行分析,結果(表5)表明,12個青貯玉米品種的干物質含量、粗蛋白、酸性洗滌纖維及中性洗滌纖維差異顯著。干物質含量變化幅度為32.14%～40.06%,其中中原單32、京科青貯205、科青1號的干物質含量均超過39.00%,分別為40.06%,39.04%和39.03%,金嶺青貯10號的干物質含量最低,為32.14%;粗蛋白變化幅度為7.26%～9.49%,其中中原單32、金嶺青貯10號、北農青貯3740的粗蛋白含量較高,均超過9.00%,先玉335的粗蛋白含量最低,為7.26%;酸性洗滌纖維含量變化幅度為21.03%～26.64%,其中金嶺青貯10號、金嶺青貯377的酸性洗滌纖維含量較高,分別為26.64%,25.58%,顯著高于其他品種,金園15的酸性洗滌纖維含量最低,為21.03%;中性洗滌纖維含量變化幅度為37.85%～41.39%,其中迪卡159的中性洗滌纖維含量最低,為37.85%。

表5 不同品種青貯玉米的營養品質

2.5 不同品種青貯玉米飼用綜合評價

為避免單一指標的片面性,本試驗將各參試品種的農藝性狀(株高、穗位高、綠葉數)、生產性能(鮮草產量、干草產量)與品質指標(干物質含量、粗蛋白、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維)相結合,通過模糊隸屬函數將原始數據標準化,而后采用均方差系數賦予權重法綜合評價供試品種的綜合價值。結果顯示,將原始數據通過公式(1)、公式(2)進行隸屬函數標準化(表6),然后通過公式(3)和公式(4)確定各指標的權重系數,權重系數分別為株高9.82%、穗位高19.22%、綠葉數10.88%、鮮草產量12.16%、干草產量14.66%、干物質7.91%、粗蛋白11.77%、酸性洗滌纖維9.73%、中性洗滌纖維3.86%,利用公式(5)計算出各參試品種的綜合評價值,供試品種的綜合評價值順序為京科青貯205>科青1號>金嶺青貯10號>中原單32>先玉335>金嶺青貯377>迪卡159>鑫鑫1號>沈玉801>北農青貯3740>金園15>京科青貯301。

3 討 論

玉米熟期是決定品種示范推廣區域的重要性狀[12]。我國北方春播玉米早熟品種生育期為80～100 d,中熟品種為100～120 d,晚熟品種為120～150 d。本研究中,參試玉米品種均能進入蠟熟期,全生育期在119～133 d之間,絕大部分品種屬晚熟型,在齊齊哈爾地區(≥10 ℃活動積溫為2 500～2 900 ℃)春季種植,完全可以保證成熟度。

全株生物產量是衡量青貯玉米生產性能的重要指標,一般來說,株高、穗位越高,綠葉數,玉米的生物產量就越高[13-14]。孫震[15]研究認為,玉米株高、穗位高和葉片數與生物產量呈顯著正相關;柳斌輝等[16]研究表明,植株高大、莖稈粗壯、葉片數多的品種產量高。本研究中,京科青貯205和鑫鑫1號的株高和穗位高最高,因此其鮮草產量和干草產量在12個參試品種中最高,印證了前人研究觀點。生物產量不僅受基因型控制,同時也受到種植環境的影響[17]。本研究中,12個青貯玉米品種的鮮草產量和干草產量分別介于63.09～83.26 t/hm2、21.65～31.64 t/hm2之間,略高于滕偉超等[6]在同生態區對5個青貯玉米品種評價試驗的產量結果,這可能是由于參試品種不同,基因型差異引起的。

全株玉米青貯飼料的粗蛋白、纖維含量是評價青貯玉米品質的重要指標,一般來說,粗蛋白含量越高、中性洗滌纖維與酸性洗滌纖維含量越低,青貯飼料品質越好[18]。參照國家青貯玉米品質分級標準[19],參試品種中粗蛋白和中性洗滌纖維含量均達到一級優質標準,綜合分析來看金嶺青貯377、金嶺青貯10號、科青1號、中原單32為二級優質青貯品質,其余品種均達到了一級優質青貯品質。本研究中影響參試品種品質分級的主要因素是酸性洗滌纖維,部分品種酸性洗滌纖維含量過高,可能和采收時期過晚有關,具體原因還需進一步分析探討。

本研究對12個青貯玉米品種的農藝性狀、生產性能和營養品質單項指標比較后發現,各單項指標在各品種中呈現多樣性,難以通過單一指標選擇最佳品種,而隸屬函數分析法克服了這一問題,并在青貯玉米評價中廣泛應用[20-21]。實際生產中作物各性狀重要程度并不一致,為此,本研究利用均方差系數賦予各性狀不同的權重系數,使綜合評價結果更為客觀、科學。在試驗期間發生過一次強降雨大風天氣,導致部分參試品種發生倒伏,可能對鮮草產量有一定影響,加之品種在年際間表現差異進而影響評價結果,應在下一年繼續進行本試驗并對今年的試驗結果進行驗證。由于本試驗條件有限,考察的性狀較少,如果能將更多的性狀納入評判體系中,評價結果將更加客觀公正。

4 結 論

本試驗對12份青貯玉米品種的農藝性狀、生產性能及營養品質進行了研究,各品種在齊齊哈爾地區均能正常成熟,生長期間無大面積病蟲害發生。利用模糊隸屬函數對12個青貯玉米品種的農藝性狀進行綜合評價,發現京科青貯205、科青1號、金嶺青貯10號的綜合性狀表現最好,可在齊齊哈爾地區推廣種植。