引用本文
闫慧颖, 李春喜, 唐生华, 王子录, 白永吉. 青海旱地3个青贮玉米品种的生产性能及品质评价. 草业科学, 2017,34(9):1915-1921
Yan Hui-ying, Li Chun-xi, Tang Sheng-hua, Wang Zi-lu, Bai Yong-ji. Production performance and quality evaluation of three silage maize varieties in dryland of Qinghai. Pratacultural Science,2017,34(9): 1915-1921  
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《草业科学》编辑部
青海旱地3个青贮玉米品种的生产性能及品质评价
闫慧颖1,2,3, 李春喜1,2, 唐生华4, 王子录5, 白永吉5
1.中国科学院西北高原生物研究所,中国科学院高原生物适应与进化重点实验室,青海 西宁 810008
2.中国科学院西北高原生物研究所,青海省作物分子育种重点实验室,青海 西宁 810008
3.中国科学院大学,北京 100049
4.青海省海东市畜牧兽医工作站,青海 海东 810600
5.青海省民和县畜牧兽医技术服务中心,青海 民和 810800
通信作者：李春喜(1959-),男,河南新乡人,副研究员,本科,研究方向为饲草作物栽培与营养学研究。E-mail:[email protected]

第一作者:闫慧颖(1993-),女,河南新乡人,在读硕士生,研究方向为植物分子与营养学。E-mail:[email protected]

收稿日期: 2017-03-24
基金: 基金项目:青海省科技厅重大科技专项(2015-NK-A3-1-2)
摘要

为了筛选出适宜青海旱地推广种植的青贮玉米( Zea mays)品种,引种了3个品种在海拔2 040 m的青海旱地进行比较试验。结果表明,豫玉22号综合性状表现突出,株高314.80 cm,单株鲜重1 148.67 g,单株干重257.96 g,单株绿叶数13.60片,鲜草产量121 066.95 kg·hm-2,较金穗3号和金凯3号分别增产44.70%和6.74%,干草产量分别增产11.42%和11.09%。干草中粗蛋白含量达6.94%,粗脂肪含量达13.87 g·kg-1,钙含量达3.82 g·kg-1。以上结果说明,豫玉22号可在青海旱地推广种植。

关键词: 旱地; 青贮玉米; 品种筛选; 单株性状; 草产量; 茎秆糖锤度; 全株养分含量
中图分类号:S816.5+3 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2017)09-1915-07 doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0639
Production performance and quality evaluation of three silage maize varieties in dryland of Qinghai
Yan Hui-ying1,2,3, Li Chun-xi1,2, Tang Sheng-hua4, Wang Zi-lu5, Bai Yong-ji5
1.Key Laboratory of Adaptation and Evolution of Plateau Biota (AEPB), Northwest Institute of Plateau Biology, Chinese Academy of Sciences, Xining 810008, China
2.Key Laboratory of Crop Molecular Breeding of Qinghai Province, Northwest Institute of Plateau Biology, Chinese Academy of Sciences, Xining 810008, China
3.Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4.Animal Husbandry and Veterinary Station of Qinghai Haidong, Haidong 810600, China
5.Animal Husbandry and Veterinary Technology Service Center of Qinghai Minhe, Minghe 810800, China
Corresponding author: Li Chun-xi E-mail:[email protected]
Abstract

In order to select the suitable silage Zea mays varieties for popularisation in the dry land of Qinghai, we introduced three varieties and conducted comparative experiments at an altitude of 2 040 m in the dry land of Qinghai. The results showed that the comprehensive characters of Yuyu 22 were outstanding, with a plant height of 314.80 cm, single plant fresh weight of 1 148.67 g, single plant dry weight of 257.96 g, green leaf number of 13.60, and fresh yield of 121 066.95 kg·ha-1. The fresh yield increased by 44.70% than that of Jinsui 3, and by 6.74% than that of Jinkai 3, and the hay yield increased by 11.42% and 11.09% than that of Jinsui 3 and Jinkai 3, respectively. The crude protein content of hay was 6.94%, the crude fat content was 13.87 g·kg-1, and the calcium content was 3.82 g·kg-1. Yuyu 22 can promote cultivation at the dry land of Qinghai.

Keyword: dry land; silage corn; variety screening; individual traits; grass production; stem brix; nutrient content of whole plant

玉米(Zea mays)青贮饲料柔软多汁、适口性好[1], 可整株作为饲料, 其非结构性碳水化合物含量高, 木质素含量低, 生物产量高[2], 以营养价值高保存效果好等优点, 得以在奶牛、肉牛的生产中大量使用[3, 4]。玉米青贮是重要的粗饲料来源, 也是发展我国畜牧业的支撑[5], 全株玉米青贮可大幅提高营养成分[6], 在“ 秸秆畜牧业” 的形势下, 对于满足奶牛、肉牛养殖业快速发展的饲草料需求, 缓解草地压力的生产和利用上具有较大的潜力, 是实现粮饲有效性供给的较好途径[7]。

玉米作为优质饲草作物已有众多学者进行了研究。在青海西北部祁连山海拔2 700 m高寒牧区研究地膜覆盖青贮玉米的生产性能发现, 早熟品种可进入抽雄期, 能获得较高鲜草产量[8]。全膜双垄沟播栽培技术集覆盖抑蒸、膜面集雨、垄沟种植技术为一体, 最大限度地保蓄自然降水, 使地面蒸发降到最低, 是旱作农业的一项突破性创新技术, 显著提高了作物产量、降水保蓄率和水分利用效率, 已在玉米种植上广泛应用[9]。在青海东部农业区旱地全膜双垄沟播种植玉米也广泛应用。针对青贮玉米最佳收获期研究表明, 在玉米籽粒2/3乳线期时收割青贮, 青贮饲料的瘤胃干物质降解率、奶牛产奶量和乳蛋白含量最高[10]。青海东部属干旱半干旱地区, 也是青海省的农业区, 旱地面积较大。近年来青海省农区奶牛业及牛羊育肥发展迅速, 玉米作为青贮饲料作物种植面积迅速扩大, 仅民和县常年种植面积达2.67万hm2, 且9月中旬至下旬收获时籽粒处于乳熟至腊熟期。但存在种植品种老化现象, 为了保持和进一步提高产量, 本研究引进了3个品种, 在青海省海东市民和县的旱地进行生产性能试验及品质评价, 以期选育出综合生产性能良好和品质优良的青贮玉米品种, 为在青海旱地推广种植提供科学依据。

1 材料与方法
1.1 试验地概况

试验在青海省海东市民和县总堡乡总堡村进行, 海拔2 040 m, 年均温度6.30 ℃, 年降水量338.20 mm, 日平均气温稳定通过≥ 0 ℃的初日为3月7日, 终日为10月3日, 期间≥ 0 ℃积温3 232.4 ℃· d; 稳定通过≥ 5 ℃的初日4月10日, 终日9月6日, 期间≥ 5 ℃积温2 942.9 ℃· d; 稳定通过≥ 10 ℃的初日为4月29日, 终日为8月5日, 期间≥ 10 ℃积温2 452.7 ℃· d; 无霜期为177 d。土壤类型灰钙土, 土壤有机质1.540%, 全氮0.099%, 全磷0.460%, 全钾1.520%, 速效氮100.00 mg· kg-1, 速效磷20.30 mg· kg-1, 速效钾120.00 mg· kg-1, pH 7.00。

1.2 供试材料

参试品种有3个, 分别为金穗3号、金凯3号和豫玉22号(表1)。

表1 供试材料 Table 1 Test material
1.3 试验设计

采用双垄全膜覆盖技术, 地膜宽1.20 m, 垄高10~15 cm, 垄距40 cm(行距), 在铺好的地膜上规划试验小区, 小区长8.0 m, 宽2.6~2.7 m(20.80 m2), 每小区种6行, 株距20 cm。每公顷播种12.00万穴, 用吉林省四平市吉发农机科技有限公司生产的玉米精细播种机播种, 每穴下种1~2粒, 播种深度4~5 cm, 随机区组排列, 3次重复, 小区间距0.5 m, 区组间间隔1 m, 设2 m保护行。

试验地秋翻20 cm, 5月12日结合整地, 底肥施商品有机肥3 000 kg· hm-2, 磷酸二铵225 kg· hm-2(P5O2 46%+N 18%), 尿素225 kg· hm-2(N 46%), 耙平耱细, 5月13日起垄、覆膜, 膜厚0.10 cm; 苗期、拔节期各人工除草1次, 拔节期追施尿素225 kg· hm-2, 每穴约1.4 g, 用追肥器距根部8~10 cm处集中施肥(6月20日)。

1.4 测定项目

1.4.1 生育期 记录播种、出苗、拔节、抽雄、扬花、乳熟、收割等整个生育时期。

1.4.2 出苗率、定株率 出苗10 d 后, 3-5叶期统计出苗率, 间苗至每穴一株并对空穴补种(5月12日补种), 拔节期统计定株率。

1.4.3 株高、茎粗、单株鲜重、单株干重及叶片数 收获前(2015年10月5日), 在样段区内中部连续取10株, 用卷尺测单株绝对高度; 从基部往上的第6节, 用游标卡尺测单株茎粗; 数单株绿叶数; 在电子秤上称出单株鲜重, 并装入袋子带回实验室, 置于65 ℃烘箱烘至恒重, 称重, 并计算出干鲜比。

1.4.4 茎秆糖锤度 收割前, 从基部往上的第6节测茎秆糖锤度。测试仪器为北京万成北增精密仪器有限公司生产的 WZ-103 型糖度折射仪, 精确度0%~32%。

1.4.5 草产量 取小区中间4行, 长4 m(面积6.4 m2)内全部植株, 在电子秤上称鲜重, 计算出小区产量和每公顷产量; 用干鲜比计算出干草产量。

1.4.6 全株养分含量 将测定完干物质含量的干样粉碎、过筛后, 进行养分测定。灰分采用灼烧法[11]测定, 粗蛋白采用凯氏定氮法[11]测定, 粗脂肪采用索氏脂肪抽提法[11]测定, 粗纤维采用过滤法[11]测定, 中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维采用范氏法[12]测定, 钙采用原子吸收光谱法[13]测定, 磷采用分光光度法 (GB/T 6437-2002饲料中总磷的测定)测定, 糖采用苯酚-硫酸法[14]测定。品质分析样品由中国科学院西北高原生物研究所分析测试中心测定。

1.5 数据处理

采用SPSS V18.0统计软件对测定的单株性状、草产量及全株养分含量进行方差分析和多重比较。

2 结果
2.1 生育期

3个参试品种播种8 d后(5月21日)出苗, 出苗期没有差异(表2); 豫玉22号前期生长较快, 于6月12日进入拔节期, 比金穗3号和金凯3号提早了4 d, 抽雄期3个品种表现出较大差异, 金穗3号于7月25日最早进入抽雄期, 分别比豫玉22号和金凯3号早7和10 d; 金穗3号于9月15日最早进入乳熟期, 分别比金凯3号和豫玉22号早5和11 d; 从抽雄期到乳熟期金穗3号52 d, 金凯3号47 d, 豫玉22号55 d; 10月初收获时, 金穗3号和金凯3号处于完熟期, 豫玉22号处于腊熟期。

2.2 出苗率和定株率

3个参试品种种子发芽率有差异(表1), 造成田间出苗率也有差异(表3), 经对空穴补种后, 拔节期定株率达到86.92%~91.42%, 符合试验要求。

表2 3个玉米品种的生育期 Table 2 Growth period of three maize varieties
表3 3个玉米品种的出苗率、定株率 Table 3 Emergence rate and plantation rate of three maize varieties
2.3 收获时单株性状

不同品种的单株鲜重、单株干重、干鲜比、主茎粗和主茎绿叶数差异极显著(P< 0.01)(表4)。单株鲜重, 金凯3号最高, 达1 481.67 g, 其次为豫玉22号, 达1 148.67 g, 最低为金穗3号, 达832.00 g。单株干重金凯3号最高, 达320.50 g, 其次为豫玉22号, 达257.96g, 最低为金穗3号, 达242.89 g。干鲜比金穗3号最高, 达29.23%, 其次为豫玉22号和金凯3号, 分别为22.52%和21.67%, 且二者差异不显著(P> 0.05)。金凯3号和豫玉22号的主茎粗分别达2.22和2.14 cm, 二者差异不显著(P> 0.05), 但均显著高于金穗3号(2.03 cm)(P< 0.05); 豫玉22号和金凯3号主茎绿叶数分别达13.60和13.40片· 茎-1, 二者差异不显著(P> 0.05), 但显著高于金穗3号(11.60片· 茎-1)(P< 0.05)。不同品种株高差异显著(P< 0.05), 豫玉22号最高, 达314.80 cm, 其次为金凯3号和金穗3号, 分别为286.60和270.23 cm, 二者差异不显著(P> 0.05)。

表4 3个玉米品种收获时的单株性状 Table 4 The single plant trait of three maize varieties
2.4 草产量和茎秆糖锤度

不同品种的鲜草产量和茎秆糖锤度差异极显著(P< 0.01), 对干草产量影响显著(P< 0.05)。豫玉22号鲜草产量最高, 达121 066.95 kg· hm-2, 比金穗3号高44.70%(P< 0.05), 其次为金凯3号, 达113 427.45 kg· hm-2, 比金穗3号高35.57%(P< 0.05); 豫玉22号茎秆糖锤度最高, 达7.44%, 其次为金凯3号, 达6.31%, 金穗3号最低, 仅3.68%, 三者差异显著(P< 0.05)。豫玉22号干草产量最高, 达27 273.3 kg· hm-2, 比金穗3号高11.42%, 其次为金凯3号和金穗3号, 分别为24 551.1和24 478.8 kg· hm-2, 二者差异不显著(P> 0.05), 但显著低于豫玉22号(表5)。

表5 3个玉米品种草产量和茎秆糖锤度 Table 5 The grass yield and stem brix of three maize varieties
2.5 全株养分含量

不同品种的灰分、粗脂肪、磷含量差异极显著(P< 0.01), 粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、钙、无氮浸出物、总糖含量和pH差异显著(P< 0.05)(表6)。豫玉22号灰分最高(4.93%), 其次为金穗3号和金凯3号, 均为4.10%; 金凯3号粗脂肪最高, 达16.10 g· kg-1, 其次为豫玉22号和金穗3号, 分别达13.87和13.33 g· kg-1, 二者差异不显著(P> 0.05); 金凯3号的磷含量最高, 达1.69 g· kg-1, 其次为金穗3号和豫玉22号, 分别达1.45和1.41 g· kg-1, 且二者差异不显著(P> 0.05)。豫玉22号和金凯3号的粗纤维含量分别高达275.80和262.70 g· kg-1, 二者差异不显著(P> 0.05), 最低为金穗3号, 为236.07 g· kg-1, 显著低于前两者; 金凯3号中性洗涤纤维含量最高, 达61.00%, 其次为金穗3号(59.07%), 豫玉22号最低(57.43%); 豫玉22号酸性洗涤纤维含量最高, 达31.93%, 其次为金凯3号和金穗3号, 分别为30.27%和30.13%, 且二者差异不显著(P> 0.05); 豫玉22号和金穗3号的钙含量分别高达3.82和3.65 g· kg-1, 二者差异不显著(P> 0.05), 最低为金凯3号, 仅3.17 g· kg-1; 金穗3号无氮浸出物最高, 达59.00%, 其次为金凯3号(56.67%), 最低为豫玉22号(54.30%); 金凯3号和豫玉22号总糖含量分别高达6.61%和6.55%, 且二者差异不显著(P> 0.05), 金穗3号最低(5.60%); 金凯3号的pH最高, 达6.25, 其次为豫玉22号和金穗3号, 分别为6.13和6.08, 且二者差异不显著(P> 0.05)。水分和粗蛋白含量在3个品种间差异不显著(P> 0.05), 水分为4.83%~5.10%, 粗蛋白为6.56%~6.94%。

表6 3个玉米品种的全株养分含量 Table 6 Nutrient contents of three maize varieties
3 讨论与结论

研究表明, 青贮玉米最佳收获期为乳熟至腊熟期, 该期间秸秆和籽粒的营养高, 木质素含量低, 适口性好, 家畜消化吸收快, 植株含水量为60%~70%, 即干物质含量30%~40%[15, 16]。本研究发现, 在海拔2 040 m的旱地, 9月底10月初收获时, 金穗3号和金凯3号已进入完熟期, 而豫玉22号进入腊熟期, 从生育期看豫玉22号更适宜在青海旱地种植。

茎秆和叶片是构成鲜草产量和干草产量的两个主要组成部分, 茎秆高, 叶片数多, 产量也相应高。豫玉22号的株高和绿叶数最高, 株高分别比金穗3号和金凯3号高16.49%和9.84%, 绿叶数分别比金穗3号和金凯3号多17.24%和1.49%, 因而豫玉22号的鲜草产量和干草产量也最高, 鲜草产量分别比金穗3号和金凯3号高44.70%和6.74%, 干草产量分别高11.42%和11.09%, 表明豫玉22号用于青贮种植更具较大优势。

优质的饲料可以提供给家畜良好的营养, 是确保产奶量、减少疾病的基础, 在营养成分方面, 优质饲料应具有较高的蛋白质含量和较低的中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF), 饲料中蛋白质含量越高则饲料品质越好, 在相同的干物质下, 青贮饲料中灰分含量越高则青贮饲料品质越差, 粗蛋白含量越高则品质越好[17]。豫玉22号灰分含量较高, 3个品种的粗蛋白含量基本相同; 粗脂肪含量高, 适口性好, 营养价值高, 能够满足高寒牧区家畜对营养的需求[18]。豫玉22号粗脂肪含量高于金穗3号, 低于金凯3号; 牧草纤维素含量越高, 营养价值越低; 中性洗涤纤维增加, 采食量则随之减少, 酸性洗涤纤维高, 则消化率降低[19]。豫玉22号粗纤维和酸性洗涤纤维含量较高, 但中性洗涤纤维含量较低。钙在植物生长发育和抗病抗逆中起着重要作用, 豫玉22号钙含较高; pH高于金穗3号, 低于金凯3号。综合评价, 豫玉22号品种表现良好, 适合该地区推广种植。

青海省东部农业区没有灌溉条件的旱地面积约占总耕地面积的80%, 其中年均温5 ℃以上的旱地面积约占30%, 这类土地适宜种植青贮玉米, 收获鲜草用于发展畜牧业[20]。

The authors have declared that no competing interests exist.

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