青贮玉米适收期淀粉、干物质含量和果穗鲜质量占比关系研究

玉米是我国种植面积最大、总产量最高的第一大粮食作物，对保障国家粮食安全和满足市场需要发挥着主力军作用[1]。玉米按照收获物及用途可分为籽粒玉米、青贮玉米和鲜食玉米三类。其中，青贮玉米具有生物产量高、饲用品质优、消化吸收率好等突出优势[2-3]。近年来，随畜牧业快速发展，优质高产青贮玉米作为重要的饲草来源其种植面积呈迅猛增加态势[4-5]。探究并明确优质青贮玉米品种在适收期的青贮品质评价指标，可为青贮玉米生产品种选择和适期收获提供重要参考和指导。青贮玉米是指收获玉米的鲜绿全株，经切碎和乳酸发酵后用于牛羊等草食牲畜的饲料，是养牛业特别是奶牛业不可或缺的基础饲料[6]。青贮玉米的营养品质随籽粒含水率及秸秆水分、籽粒所占百分比及秸秆组成的变化而变化[7-8]，收获期是影响青贮玉米产量和青贮品质的重要因素之一[9-10]。青贮玉米收获时期一般遵循产量和品质均达到最高的原则。就生物产量而言，玉米鲜质量产量以乳熟期为最高，干质量产量以蜡熟期最高。收获过早则鲜质量降低且整株含水率过高，造成汁液等营养成分过多流失；收获过晚则植株黄叶过多，整株含水率过低，青贮玉米发酵过程中热损失增加及霉菌繁殖过快，进而影响青贮玉米的发酵品质[11]。淀粉含量是反映青贮玉米品质优劣的重要指标之一[12-13]，前人研究表明，随收获期推迟青贮玉米品种淀粉含量呈升高趋势[14-15]。前人针对青贮玉米最适收获期、品质特性开展了大量研究，明确了青贮玉米在籽粒乳线位置1/2时为最佳收获期，而对此时的果穗鲜质量和籽粒鲜质量分别占全株鲜质量的比例、籽粒干质量占全株干物质量的比例，以及优质青贮玉米品种在适收期的青贮品质评价指标还鲜有研究和报道。因此，本研究共选用40个青贮玉米品种，在青贮玉米适收期籽粒乳线位置1/2时取样，测定青贮玉米全株各器官含水率、干物质质量及全株淀粉含量，探究并定量化青贮玉米品种在适收期的籽粒与全株含水率、果穗鲜质量占比、籽粒鲜质量占比和籽粒干质量占比，明确优质青贮玉米品种在适收期的青贮品质评价指标，为青贮玉米生产适期收获和品种选择提供重要参考和依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

2018-2019年，选用40个生产上主推的优质专用型和粮饲兼用型青贮玉米品种为试验材料(表1)。

1.2 试验设计

试验于2018，2019年在北京市通州区于家务乡北京市农林科学院试验基地(39°41′N，116°41′E)开展。0～20 cm耕层土壤含有机质1.11 g/kg、碱解氮109.0 mg/kg、有效氮21.1 mg/kg、有效磷24.2 mg/kg、速效钾158.0 mg/kg。12行区，行长10 m，行距0.6 m，小区面积72 m2。随机区组排列，3次重复。留苗密度为75 000株/hm2。田间管理同当地大田生产。

于籽粒乳线位置1/2时取样。各小区分别取5株，称取全株各器官茎、叶、鞘、果穗(不带苞叶)、苞叶、穗轴、籽粒的鲜质量；在105 ℃烘箱中将各器官杀青30 min后，60 ℃烘干至恒质量，称取干质量后，磨样进行全株青贮淀粉含量测定。

1.3 测试指标和计算方法

1.3.1 籽粒含水率籽粒含水率(%)=(籽粒百粒鲜质量-籽粒百粒干质量)/籽粒百粒鲜质量×100。

1.3.2 全株含水率全株含水率(%)=(全株鲜质量-全株干质量)/全株鲜质量×100。

1.3.3 全株干物质含量全株干物质含量(%)=100-全株含水率(%)。

1.3.4 各器官含水率各器官(茎、叶、鞘、穗轴、穗柄、苞叶)含水率(%)=(各器官鲜质量-各器官干质量)/各器官鲜质量×100。

1.3.5 果穗鲜质量(不带苞叶)与全株鲜质量的比例(全文简称果穗鲜质量占比) 果穗鲜质量占比(%)=果穗鲜质量(不带苞叶)/全株鲜质量×100。

1.3.6 籽粒鲜质量(干质量)与全株鲜质量(干质量)的比例(全文简称籽粒鲜质量占比、干质量占比) 籽粒鲜质量占比(%)=籽粒鲜质量/全株鲜质量×100；籽粒干质量占比(%)=籽粒干质量/全株干质量×100。

1.3.7 全株淀粉含量测定采用酸水解淀粉、蒽酮比色法测定[16-17]。

1.4 数据处理与统计分析

采用Microsoft Excel 2007处理和计算数据，采用SPSS 19.0统计软件进行方差分析和多重比较(采用LSD法)，采用SigmaPlot 10.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 参试品种全株含水率和籽粒含水率

由表2可知，籽粒乳线位置1/2时，参试玉米品种的全株含水率平均为68.8%，变幅63.1%～73.6%。其中，专用型青贮玉米品种平均为70.1%、粮饲兼用型玉米品种平均为67.3%。2018年，专用型青贮玉米品种以大京九26(73.5%)最高，粮饲兼用型品种以郑单958(70.2%)最高，其余品种均低于70.0%；2019年，在乳线位置1/2时全株含水率70.0%以上的青贮专用型品种有大京九23、郑青贮1号、京科青贮516、大京九26、北农青贮208和MC948，粮饲兼用型品种有郑单958、登海605、MC859和MC529。籽粒乳线位置1/2时，参试玉米品种籽粒含水率平均为39.0%，变幅35.4%～43.6%，其中，专用型青贮玉米品种平均为39.6%，粮饲兼用型玉米品种平均为38.3%。

参试玉米品种在籽粒乳线位置1/2时的全株淀粉含量在不同品种和品种类型间均存在极显著差异。参试品种在籽粒乳线位置1/2时全株淀粉含量平均为30.9%(变幅25.3%～35.6%)，其中专用型青贮玉米品种中京科青贮368淀粉含量最高(32.9%)、大京九23最低(25.3%)；粮饲兼用型玉米品种中京科968(35.6%)、京农科728(35.6%)最高，MC859(28.3%)最低。不同类型青贮品种间，籽粒乳线位置1/2时专用型青贮品种全株淀粉含量平均为29.6%，较粮饲兼用型品种(32.5%)低2.9百分点。吐丝期，参试品种的全株淀粉含量仅为2.1%，其中专用型青贮玉米品种平均为1.9%、粮饲兼用型玉米品种平均为2.4%。

2.2 参试品种的果穗鲜质量占比、籽粒鲜质量占比和籽粒干质量占比

由表3可知，在籽粒乳线位置1/2时，果穗鲜质量占比、籽粒鲜质量占比和籽粒干质量占比在不同青贮品种类型和品种间均存在显著差异。籽粒乳线位置1/2时，参试品种果穗鲜质量占比平均为30.2%(变幅25.5%～35.7%)，专用型青贮玉米品种平均为29.5%，其中京科青贮973(32.9%)最高、大京九26(25.5%)最低；粮饲兼用型玉米品种平均为31.0%，其中京科968(35.7%)最高、登海605(28.0%)最低。参试品种籽粒鲜质量占比平均为20.9%(变幅16.2%～26.4%)，专用型青贮玉米品种平均为19.2%，其中京科青贮973(22.2%)最高、郑青贮1号(16.2%)最低；粮饲兼用型玉米品种平均为23.0%，其中京科968(26.4%)最高、登海605(19.6%)最低。参试品种籽粒干质量占比平均为41.1%(变幅33.6%～48.0%)，专用型青贮玉米品种平均为38.5%，其中京科青贮368(42.3%)最高、大京九26(33.6%)最低；粮饲兼用型玉米品种平均为44.1%，其中京农科728(48.0%)最高、郑单958(38.8%)最低。粮饲兼用型玉米品种的果穗鲜质量、籽粒鲜质量和籽粒干质量的占比分别较青贮专用型品种高1.5，3.8，5.6百分点。

2.3 相关性

由图1可知，淀粉含量与干物质含量、果穗鲜质量占比、籽粒鲜质量占比和籽粒干质量占比呈极显著正相关，相关系数分别为0.74**，0.54**，0.76**和0.78**。

3 讨论与结论

3.1 讨论

青贮玉米具有营养价值高、能量高、生物产量高、气味芳香和消化率高的特性，是反刍动物的重要饲料来源[18-19]。近年来，随我国“粮改饲”进程推进和畜牧业发展加快，青贮玉米产业发展势头迅猛，青贮玉米种植面积逐年递增。选择适宜品种是实现青贮玉米高产和优质的重要前提[20]。高质量青贮玉米品种应具备较高的生物学产量和优良品质[21-22]。青贮玉米收获期对青贮玉米饲料的消化率、营养成分、蛋白质利用率等影响很大，适期收获是保障青贮玉米品质的关键措施之一[4，23]。关于青贮玉米的适宜收获期，国内外学者有着不同观点。Ma等[24]认为青贮玉米籽粒在蜡熟期为最适收获期，此时生物产量高、木质素含量低，适口性好。苗树君等[25]从青贮玉米对奶牛的营养价值角度分析得出，青贮玉米蜡熟期收获最优，其次是乳熟期，乳熟早期收获营养品质最差，然而此方法操作复杂且难以量化。Ganoe等[26]认为玉米籽粒乳线从2/3到完全消失期间收获可以获得最高的生物产量。潘金豹等[18]研究表明，青贮玉米青贮时的最佳含水率约为60.0%～70.0%，此时全株品质较好且木质化程度低，适口性好，奶牛等牲畜消化率高。本研究表明，在籽粒乳线位置1/2时，青贮玉米品种的全株含水率平均为68.8%，变幅63.1%～73.6%；而籽粒含水率为39.0%，变幅35.4%～43.6%。在乳线1/2是青贮玉米的最适收获期，这与潘金豹等[18]研究结果基本一致。

青贮玉米茎、叶、鞘、穗等器官对光合作用产物的积累、转运、分配及产量形成起的作用不同[27-28]。特别是对于青贮玉米，在追求生物产量的同时，也应注重籽粒产量和品质。青贮玉米的生物产量是指青贮玉米在收获期时所收获的植株地上部茎、叶、鞘、穗的总产量，对青贮玉米进行生物产量测定是青贮玉米实验性研究中不可或缺的一部分[29-31]。因此，选择高质量青贮玉米品种是获得高产的重要前提。果穗是青贮玉米淀粉的主要来源和产量的重要组成部分，因此，果穗对青贮玉米的产量和品质有着至关重要的作用。杜志宏等[32]认为果穗质量占整个植株干质量的40.0%～60.0%，并且果穗所占比例越大青贮品质越好，而雷艳芳等[14]研究却发现收获过晚青贮玉米饲料中淀粉含量过高，会造成半纤维素、纤维素的消化率降低，到达小肠的瘤胃蛋白质减少，淀粉利用率降低。Coppock[33]指出，干物质含量对玉米青贮饲料的能量价值作用最大，而籽粒不是关键。而本研究发现，全株淀粉含量主要来源于籽粒。在吐丝期，参试品种的全株淀粉含量仅为2.1%，其中专用型青贮玉米品种平均为1.9%、粮饲兼用型玉米品种平均为2.4%；而在籽粒乳线位置1/2时，参试品种全株淀粉含量平均为30.9%。玉米籽粒中60.0%～70.0%为淀粉，是反刍动物的重要能量来源，因此籽粒占比是影响青贮玉米品质的重要因素之一，这与Coppock等[33]研究结果不一致。本研究首次引入果穗鲜质量占比(果穗鲜质量占全株鲜质量的比例)、籽粒鲜质量占比(籽粒鲜质量占全株鲜质量的比例)和籽粒干质量占比(籽粒干质量占全株干质量的比例)的指标，用于评价和鉴选优质青贮玉米品种，相关关系表明，淀粉含量与干物质含量、果穗鲜质量占比、籽粒鲜质量占比和籽粒干质量占比呈极显著正相关。参试青贮玉米品种的果穗鲜质量占比、籽粒鲜质量占比和籽粒干质量占比在不同青贮类型和品种间均存在显著差异。籽粒乳线位置1/2时，参试青贮玉米品种的平均果穗鲜质量占比、籽粒鲜质量占比和籽粒干质量占比分别为30.2%，20.9%和41.1%。

3.2 结论

青贮玉米品种的果穗鲜质量占比、籽粒鲜质量占比和籽粒干质量占比在不同青贮玉米类型和品种间均存在显著差异。籽粒乳线位置1/2时，参试玉米品种的平均果穗鲜质量占比、籽粒鲜质量占比和籽粒干质量占比分别为30.2%，20.9%和41.1%，平均全株含水率和籽粒含水率分别为68.8%和39.0%，平均全株淀粉含量为30.9%。为此，我们提出在适收期内专用型/粮饲兼用型青贮玉米品种的果穗鲜质量占比≥30%(籽粒鲜质量占比≥20%、籽粒干质量占比≥40%)，此时青贮玉米干物质含量≥30%、淀粉含量≥30%，果穗鲜质量占比可以作为青贮玉米品质的简捷评价指标。

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