周文靜，李文娟，郭 濤，李 飛，潘發(fā)明，翁秀秀，代露茗，李發(fā)弟

（1. 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 / 蘭州大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部草牧業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 / 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院,甘肅 蘭州 730020；2. 中化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司, 北京 100032；3. 甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070）

青貯玉米(Zea mays)是反芻動(dòng)物生產(chǎn)的重要粗飼料來(lái)源，具有生物產(chǎn)量高、淀粉含量高、可利用能量水平較高、青貯性能好、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在我國(guó)各地廣泛種植[1]，我國(guó)北方傳統(tǒng)玉米產(chǎn)區(qū)種植的青貯玉米品種主要以飼用或糧飼兼用品種為主。植株生物量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)均受玉米品種和收獲時(shí)期的影響[2-3]。Bal 等[4]研究表明，玉米籽粒的乳線達(dá)到2/3 時(shí)是制作玉米青貯的最佳時(shí)期，與Filya[5]研究一致；Johnson 等[6]在青貯玉米成熟度與加工對(duì)玉米青貯營(yíng)養(yǎng)價(jià)值影響的研究中指出，成熟早期玉米植株?duì)I養(yǎng)成分變化最大；在成熟度對(duì)玉米青貯發(fā)酵品質(zhì)的研究中發(fā)現(xiàn)，隨著成熟度從乳熟期到2/3 乳線期，玉米青貯中性洗滌纖維(neutral detergent fiber,NDF)和酸性洗滌纖維(acid detergent fiber, ADF)含量降低[7]；Phipps 等[8]研究了成熟度對(duì)玉米青貯營(yíng)養(yǎng)價(jià)值以及泌乳奶牛采食量和產(chǎn)奶量的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)玉米植株的干物質(zhì)含量增加到380 g·kg?1時(shí)，干物質(zhì)采食量(dry matter intake, DMI)和乳產(chǎn)量以及乳蛋白產(chǎn)量有下降趨勢(shì)。品種對(duì)玉米植株?duì)I養(yǎng)品質(zhì)起關(guān)鍵作用[9-10]。近年來(lái)，國(guó)家推進(jìn)“糧改飼”發(fā)展戰(zhàn)略，在西北寒旱區(qū)推廣青貯玉米種植，支撐奶牛、肉牛、肉羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展，河西走廊是甘肅省牛羊養(yǎng)殖重要的基地，需要大量青貯飼料滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)優(yōu)質(zhì)粗飼料的需求，但當(dāng)?shù)貙贉貛Т箨懶愿珊禋夂颍邓^少，物候條件特殊，適合當(dāng)?shù)胤N植的青貯玉米品種和刈割時(shí)間并不明確。因此，本研究選擇了23 個(gè)青貯玉米品種在民勤縣種植，研究不同品種玉米植株乳熟期和蠟熟期的營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)，為選擇合適的品種種植并確定適宜的收獲時(shí)間提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

民勤縣地處甘肅省河西走廊東北部，地理位置101°49′41″～104°12′10″ E、38°3′45″～39°27′37″ N。屬溫帶大陸性干旱氣候，冬冷夏熱，降水稀少，光照充足，晝夜溫差大，年均降水量為127.7 mm，年均氣溫8.8 ℃，≥10 ℃有效積溫3 256 ℃·d，無(wú)霜期157 d。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2018 年5 月18 日-10 月15 日 在 民 勤 縣 種植了23 個(gè)青貯玉米品種，品種分別為‘金嶺1804’(J1804)、‘金 嶺1820’ (J1820)、‘金 嶺1824’ (J1824)、‘金嶺1825’ (J1825)、‘金嶺17’ (J17)、‘金嶺10’ (J10)、‘金嶺27’ (J27)、‘金嶺67’ (J67)、‘金嶺1818’ (J1818)、‘金 嶺37’ (J37)、‘金 嶺1815’ (J1815)、‘金 嶺1819’(J1819)、‘金 嶺1814’ (J1814)、‘金 嶺1823’ (J1823)、‘寧和1506’ (N1506)、‘鐵研53’ (T53)、‘中單29’ (Z29)、‘東單60’ (D60)、‘屯玉168’ (T168)、‘金剛50’ (JG50)、‘寧青’(N108)、‘正大’(ZD12)和‘渝青玉3’號(hào)(YQY3)。試驗(yàn)期間，每個(gè)品種種植4 個(gè)小區(qū)。

1.3 樣品采集

于播種后107 d 開(kāi)始采樣，每5 d 采一次，共采集5 次，采樣時(shí)間依次為播種后107、112、125、130 和135 d (其中在第2 次采樣后由于天氣等原因的影響中間間隔了13 d)。在播種后120 d 時(shí)測(cè)全株鮮產(chǎn)，測(cè)產(chǎn)之后產(chǎn)量低于57 000 kg·hm?2的品種不再繼續(xù)采樣。樣品采集及測(cè)產(chǎn)根據(jù)小區(qū)種植面積按比例劃分為25 等份，選擇第13 等份中心為取樣點(diǎn)，每個(gè)取樣點(diǎn)0.5～1.0 m2，將此范圍內(nèi)的青貯玉米距地面10～15 cm 處收割，稱重，記錄重量用于測(cè)產(chǎn)；鍘短混合得原始樣品，四分法分至所需樣品量。

1.4 試驗(yàn)田管理

各品種種植前在試驗(yàn)田施足基肥，施肥量200～300 kg·hm?2(有機(jī)肥)；試驗(yàn)期間在苗期、拔節(jié)期和穗期追肥(追肥量約為總施肥量的40%)，井水滴灌。

1.5 測(cè)定指標(biāo)及方法

將所采集的樣品于105 ℃迅速殺青30 min，然后于65 ℃烘干48 h 并置于外界回潮24 h，稱重粉碎過(guò)1 mm 篩。風(fēng)干樣品中的干物質(zhì)(dry matter, DM)與粗灰分(Ash)使用全自動(dòng)水分灰分儀(prepASH-340，瑞士)測(cè)定，粗蛋白(crude protein, CP)利用凱氏定氮法測(cè)定，中性洗滌纖維(neutral detergent fiber, NDF)與酸性洗滌纖維(acid detergent fiber, ADF)利用全自動(dòng)纖維儀(Ringbio R-2000，中國(guó))測(cè)定，淀粉(starch)利用近紅外光譜分析儀(FOSS-DS2500F，丹麥)分析測(cè)定。相對(duì)飼喂價(jià)值(relative feed value, RFV)計(jì)算公式如下：

式中：DDM為可消化干物質(zhì)(digestible dry matter)。

1.6 統(tǒng)計(jì)與分析

用Excel 2017 軟件對(duì)試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，采用SPSS 25.0 軟件中單因素ANOVA 分析各個(gè)青貯玉米品種不同收獲時(shí)期產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)間的差異性，采樣Duncan 法進(jìn)行多重比較。在0.05 和0.01水平上進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種青貯玉米的產(chǎn)量和干物質(zhì)含量

不同品種青貯玉米在播種后120 d 時(shí)測(cè)定全株產(chǎn)量，產(chǎn)量在57 000 kg·hm?2的品種有14 個(gè)，分別為J1804、J1820、J1824、J1825、J17、J10、J27、J67、J1818、J1815、J1819、J1814、N1506 和Z29 (圖1)。產(chǎn)量在前三位的分別為J10 (72336.95 kg·hm?2)、J27 (73892.58 kg·hm?2)和J67 (72 336.95 kg·hm?2)。

圖1 不同品種青貯玉米產(chǎn)量Figure 1 Yields of different silage maize varieties

各品種全株青貯玉米在不同生長(zhǎng)時(shí)間DM 的含量均有極顯著差異(P＜ 0.001)，均以播種后135 d 時(shí)最高，其中Z29 達(dá)52.96%；J67 最低(30.84%) (表1)。J1804在播種后112 和125 d 變化不顯著(P＞ 0.05)，J1820在播種后112、125 和130 d 無(wú)顯著變化，J1825 和J67 在播種后107 和112 d 無(wú)顯著變化，J17、J1814、N1506 和Z29 均在播種后125 和130 d 無(wú)顯著變化。

表1 不同生長(zhǎng)時(shí)間全株青貯玉米干物質(zhì)含量Table 1 Dry matter content in silage maize at different growth periods%

2.2 不同品種青貯玉米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

生長(zhǎng)時(shí)間對(duì)不同品種全株青貯玉米的粗灰分含量有極顯著影響(P＜ 0.01) (表2)。J1804、J1815、J1814和Z29 粗灰分含量在播種后125 d 最高，J1820、J1825和J27 播種后135 d 粗灰分含量極顯著高于其他時(shí)間(P＜ 0.01)，J1824、J1819 和N1506 在 播 種 后112 d 粗灰分含量最高，J17、J10 和J67 在播種后130 d 粗灰分含量最高。J1815 和J1814 在播種后112 和125 d 的粗灰分含量無(wú)差異(P＞ 0.05)，均高于其他生長(zhǎng)時(shí)間。而J1818 在播種后112、130 與135 d 的粗灰分含量無(wú)差異，但高于其他時(shí)期。

表2 不同生長(zhǎng)時(shí)間全株青貯玉米粗灰分含量Table 2 Ash content in silage maize at different growth periods%

生長(zhǎng)時(shí)間極顯著影響不同品種NDF 含量(P＜ 0.01)(表3)。J1804、J1818、J1815、J1814 和N1506 的NDF 含量在播種后107 d 極顯著高于其他時(shí)間(P＜ 0.01)，J1824、J1825、J10、J67 和J1819 在播種后112 d 極顯著高于其他時(shí)間，J1820、J17 和Z29 的NDF 含量在播種后135 d 為最高。J27 品種的NDF 含量在107、112 和135 d 顯著高于其他時(shí)期(P＜ 0.05)。

表3 不同生長(zhǎng)時(shí)間全株青貯玉米中性洗滌纖維含量Table 3 Neutral detergent fiber (NDF) content in silage maize at different growth periods%

不同品種青貯玉米在不同生長(zhǎng)時(shí)間ADF 含量差異極顯著(P＜ 0.01) (表4)。J17、J27、J1818、J1815和N1506 在播種后107 d 極顯著高于其他時(shí)期(P＜0.01)，J1804、J1825、J10、J67、J1819 和J1814 在播種后112 d 時(shí)最高，J1820 在播種后130 d 時(shí)極顯著高于其他時(shí)期，Z29 在播種后135 d 時(shí)極顯著高于其他時(shí)期。而J1824 在播種后107、112、125 和135 d 無(wú)顯著差異(P＞ 0.05)，均極顯著高于播種后130 d 的。

表4 不同生長(zhǎng)時(shí)間全株青貯玉米酸性洗滌纖維的含量Table 4 Acid detergent fiber (ADF) content in silage maize at different growth periods%

青貯玉米生長(zhǎng)時(shí)間顯著影響不同品種全株玉米CP 的含量(P＜ 0.05) (表5)。J1804 和J67 在生長(zhǎng)期播種后107 d 獲得的CP 含量最高，J1824、J1818和N1506 在播種后112 d 時(shí)最高，J1815 在播種后130 d 時(shí)顯著高于其他生長(zhǎng)時(shí)期，在播種后135 d 時(shí)CP 含量最高的品種為J1820、J17 和J10。J1825 在107、112 和125 d 無(wú)顯著變化(P＞ 0.05)，但均極顯著高于其他時(shí)間(P＜ 0.01)，J27 在播種后112、130和135 d 顯著高于其他時(shí)期，J1819 在播種后130 d時(shí)極顯著低于其他4 個(gè)時(shí)期，J1814 在播種后107和112 d 時(shí)CP 含量較高，Z29 從播種后107 d 開(kāi)始，CP 含量變化呈先下降后上升再下降的趨勢(shì)。

表5 不同生長(zhǎng)時(shí)間全株青貯玉米粗蛋白質(zhì)含量Table 5 Crude protein (CP) content in silage maize at different growth periods%

生長(zhǎng)時(shí)間對(duì)不同品種青貯玉米全株淀粉含量有極顯著影響(P＜ 0.01) (表6)。其中J1804 和J1814 在播種后112 d 淀粉含量最高，分別為32.83%和35.22%，J17 和J1815 在播種后135 d 淀粉含量最高，而J27 則是在播種后125 d 淀粉含量最高(P＜ 0.01)，其余品種淀粉含量均在播種后130 d 極顯著高于其他時(shí)間。產(chǎn)量在72 000 kg·hm?2以上的品種有J27、J10和J67，淀粉含量分別在播種后125、130 和130 d達(dá)到峰值，分別為41.37%、40.26%、43.99%。

表6 不同生長(zhǎng)時(shí)間全株青貯玉米淀粉含量Table 6 Starch content in silage maize at different growth periods%

RFV 位于前三的青貯玉米品種分別為J1815、J1804 和N1506，收獲時(shí)間分別為130 d (213.32)、130 d (200.24)和125 d (195.88) (表7)。

表7 不同生長(zhǎng)時(shí)間全株青貯玉米相對(duì)飼喂價(jià)值Table 7 Relative feed value of whole corn silage at different growth periods

3 討論

全株青貯玉米DM 含量是決定適時(shí)刈割的重要因素，植株水分含量過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)分流失，梭菌繁殖，玉米籽粒的淀粉含量還較低，影響玉米青貯發(fā)酵品質(zhì)[11]；植株DM 含量過(guò)高，在青貯裝窖時(shí)不易壓實(shí)，使得厭氧程度降低，引起霉變，并且此時(shí)玉米成熟度已經(jīng)較高，其纖維含量過(guò)高，青貯品質(zhì)降低[12]。

本研究中，不同品種青貯玉米全株DM 含量均在播種后135 d 時(shí)達(dá)到最高，這與其他研究結(jié)果一致[13-14]。郝玉蘭等[15]在對(duì)不同生育時(shí)期青貯玉米主要性狀變化規(guī)律的研究中發(fā)現(xiàn)從抽雄開(kāi)始至抽雄后60 d，隨著生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)，DM 含量不斷增加，在抽雄后60 d 時(shí)達(dá)到最高。王運(yùn)濤等[16]研究發(fā)現(xiàn)，隨著成熟度的增高，青貯玉米DM 含量顯著增高。朱慧森等[17]在探討收獲時(shí)期對(duì)青貯玉米的生產(chǎn)性能和青貯品質(zhì)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，收獲時(shí)期對(duì)青貯玉米DM 有顯著影響，生長(zhǎng)時(shí)間越長(zhǎng)，植株中DM 含量越高，這均與本研究結(jié)果一致。作物根系吸收水分的能力和葉片合成能力、環(huán)境因素以及品種因素都會(huì)影響植株中DM 含量[18]。本研究中，在播種后112 d時(shí)J1824、J1820、J1814、N1506 和Z29 干物質(zhì)含量均高 于30%；125 d 時(shí)的J1820、J1824、J1825、J1814、N1506、Z29 和 J1815 干物質(zhì)含量高于30%；J1804、J1820、 J1824、 J1825、 J10、 J1815、 J1814、 N1506 和Z29 干物質(zhì)含量高于30%； 播種后135 d 時(shí)所有品青貯玉米干物質(zhì)均高于30%，上述時(shí)期可作為各品種刈割的依據(jù)。

本研究中，只有J1820、J17、J27 和Z29 的NDF含量在播種后135 d 有所升高，其余品種均呈下降趨勢(shì)。朱順國(guó)等[19]研究表明，收獲時(shí)間對(duì)玉米植株NDF 和ADF 含量均有顯著影響。前人研究表明，玉米植株成熟度(收割時(shí)間)、玉米品種以及植株遺傳背景顯著影響玉米秸稈中的NDF 含量[20]。玉米秸稈中NDF 含量隨著收獲時(shí)期的延長(zhǎng)顯著增加，隨著收獲時(shí)間的延長(zhǎng)，秸稈中的NDF、ADF、酸性洗滌木質(zhì)素(acid detergent lignin, ADL)含量上升[21]，這與本研究大部分品種的結(jié)果不一致。這可能是由于玉米在抽穗時(shí)，開(kāi)始形成籽粒，籽粒在整株植株中的比重越來(lái)越大，而莖稈和葉片隨著成熟度的不斷增加，水分越來(lái)越少，在整株植株中所占比重也就越小，而NDF 主要在莖稈和葉片中，整個(gè)過(guò)程中玉米籽粒不斷生長(zhǎng)發(fā)育，因而NDF 的含量在整株玉米中沒(méi)有呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，反而有下降趨勢(shì)[22]。

前人研究表明品種對(duì)玉米ADF 含量有影響[19]，本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，J1824 和Z29 的ADF 含量在后期增高，這與趙麗華[21]研究結(jié)果一致，其余品種的ADF 含量均隨收獲時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，除了品種因素，也可能與玉米籽粒不斷生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中增加了在整株玉米中的比重，秸稈水分減少，在整株中比例下降有關(guān)[22]。

CP 是動(dòng)物飼料中重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，Crawford 等[23]研究表明，大約在授粉中期，玉米整株的上部和下部氮含量最大；授粉期玉米植株中氮含量最高[24]。在本研究中隨青貯玉米生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，不同品種青貯玉米CP 含量呈現(xiàn)出不同營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)變化。這可能是由于不同品種基因型不同、生育期不同，氮沉積時(shí)間不一致[25-27]。

Ash 含量反映了飼料中礦物質(zhì)的含量[28]。本研究中，不同品種Ash 在不同收獲時(shí)期呈不同變化趨勢(shì)，這可能與不同品種生育期不同，礦物質(zhì)元素的積累、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化以及供應(yīng)方式的不同有關(guān)[29]。

淀粉是植物利用空氣中的二氧化碳與水和光合作用合成的產(chǎn)物[30]，有研究表明，青貯玉米在完熟期的淀粉含量低于蠟熟期[7,18]。本研究中，大部分品種在播種后130 d 淀粉含量表現(xiàn)出最高，在135 d時(shí)有下降趨勢(shì)，可是由于播種后135 d 時(shí)已經(jīng)接近完熟期，因此其淀粉含量低于播種后130 d。而個(gè)別品種(J1804、J27 和J1814)沒(méi)有表現(xiàn)出以上規(guī)律，淀粉含量在播種后112 和125 d 表現(xiàn)為最高，之后隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，與其他品種未在同一生長(zhǎng)時(shí)期表現(xiàn)相同的規(guī)律，可能是由于品種不同，因而其生育期不同，在播種后112 和125 d 可能已經(jīng)達(dá)到了蠟熟期，而在播種后130 d 已經(jīng)接近完熟期。玉米植株中淀粉的含量變化還與植株生長(zhǎng)過(guò)程中養(yǎng)分的沉積特點(diǎn)與速率有關(guān)，而淀粉的沉積速率在生長(zhǎng)后期(蠟熟期至完熟期)較慢[31]。此外，全株玉米中淀粉含量也是確定適合收獲時(shí)間的依據(jù)，一般全株玉米淀粉含量高于30%玉米青貯的品質(zhì)較好，本研究中J27 在播種后107 d、J1804 和J1814 在播種后112 d 淀粉含量高于30%；J1824、J17、J67 和J1814 在 播 種 后125 d 淀 粉 含 量 高 于30%；J1820、J10 和J1818 淀粉在播種后130 d 時(shí)含量高于30%；Z29 在130 d 時(shí)淀粉含量高于30%，上述時(shí)間可作為各品種全株青貯玉米刈割時(shí)間。

4 結(jié)論

23 個(gè)玉米品種在播種后120 d 時(shí)測(cè)產(chǎn)，產(chǎn)量列前3 的品種分別為J27、J10 和J67，產(chǎn)量分別為73892.58、72336.95 和72 336.95 kg·hm?2。依據(jù)全株青貯玉米產(chǎn)量，推薦在民勤縣種植J27、J10 和J67，適宜收獲時(shí)間分別在播種后125、130 和130 d。

根據(jù)各品種青貯玉米淀粉含量與RFV，J1804、J17、J1818 及J1819 最佳收獲時(shí)間為播種后130 d左右；J1820、J1824、J1825、J1814、N1506 最佳收獲時(shí)間為播種后112 d 左右；J1815 最佳收獲時(shí)間為播種后125 d 左右；Z29 最佳收獲時(shí)間為播種后107 d左右。