lans.jpg (6300 bytes) (自然科学版)   2003,34(1):59~63

抑制生殖生长对玉米饲用营养价值的影响

张吉旺,胡昌浩*,王空军,董树亭,刘 鹏

(山东农业大学 农学院,山东 泰安  271018)

摘要:抑制玉米鲁单50的生殖生长后,玉米茎鞘和叶片的粗蛋白、粗脂肪和无氮浸出物的含量显著地高于对照,粗纤维、木质素和粗灰分的含量显著地低于对照;但是由于抑制生殖生长后籽粒不能发育形成,在生育后期玉米全株的饲用营养价值低于对照。结果表明,抑制玉米的生殖生长可显著地改善茎鞘和叶片的饲用营养品质,有利于提高乳熟末蜡熟初期收获用作青饲青贮玉米的饲用营养价值。

关键词:玉米;抑制生殖生长;饲用营养价值

中图分类号:S513      文献标识码:A     文章编号:1000-2324(2003)01-0059-05

EFFECT OF RESTRAINING GENITAL GROWTH ON FORAGE NUTRITIVE VALUE OF MAIZE

ZHANG Ji-wang,HU Chang-hao,WANG Kong-jun, DONG Shu-ting,LIU Peng

(College of Agriculture,Shandong Agricultural University,Shandong,Taian,271018,China)

Abstract:After restraining genital growth(RGG),contents of crude protein, ether extract and nitrogen-free extract of corn stalks and leaves were significant higher than CK. On the other hand,contents of crude fiber, lignin ashes were significant lower than CK.Because corn grains couldn't develop  after restraining genital growth, forage nutritive value of whole plant corn was lower than CK at the late development stage of corn. So restraining genital growth could be used to improve the forage nutritive value of forage and silage corn varieties.

Key words: Maize,restraining genital growth,forage nutritive value 

  玉米在饲料中的地位越来越重要。我国在大部分玉米供作饲料之后,饲料是指收获物的整体包括秸秆,重视的是质量即营养成份[1,2,3]。在玉米生产上应当把人畜共粮品种调整,改种高产优质的饲料作物,并据能量和营养标准由单纯收获籽粒扩大到收获营养体,由单纯的产量型生产转变为质量型生产[2,3]。Dolstra等(1990)报道,玉米籽粒的发育是以牺牲秸秆的营养价值为代价的[7],曾有人做过人工控制籽粒发育对玉米全株(WPC)饲用营养价值影响的报道[4,5,6],但结果不一致。本文旨在通过抑制玉米的生殖生长研究其对玉米饲用营养价值影响,以期为玉米的饲用生产提供理论依据。

1 材料与方法

  本试验于1999-2000年度在山东农业大学教学基地和作物高产生理实验室进行。选用目前生产中大面积推广的玉米品种鲁单50作为材料,种植密度为7.5×104株·hm-2,在高产地块上种植,于1999年6月1日播种,每个处理小区面积为66.7m2,重复三次,随机排列。选取有代表性的植株于开花前进行去雄、雌穗套袋抑制其生殖生长,正常生长的作为对照。分别于花后20d(乳熟期),35d(蜡熟期),45d(成熟期)取样,烘干,粉碎,测定其饲用营养品质。

  采用概略养分分析法评价玉米的饲用营养价值,采用半微量凯氏定氮法[8]测粗蛋白,残余法[9]测粗脂肪,快速法[9]测粗纤维,直接灰化法[9]测粗灰分,公式计算[9]测无氮浸出物,硫酸处理法[9]测木质素。

2 结果与分析

2.1 对饲用物质产量及分配的影响

2.1.1 鲜物质和干物质产量  由表1可以看出,抑制生殖生长后20d玉米的鲜物质产量变化不大,随着籽粒的发育形成,对照的鲜物质产量高于抑制生殖生长的,但随着生育进程的进一步推进,在成熟期抑制生殖生长的则大于对照的,其原因可能是后期籽粒的发育消耗了玉米叶片和茎鞘的营养成分,加速了叶片和茎鞘的衰老。

  由表1还可以看出,开花后20d左右即到乳熟期抑制生殖生长玉米的干物质产量显著地高于对照,随着生育进程的推进特别是由于籽粒的发育形成,抑制生殖生长的干物质产量则低于对照。这说明抑制生殖生长在前期可以提高玉米的干物质产量,生育后期则没有明显的效果。

表1 不同处理玉米鲁单50的鲜、干物质产量变化 (kg·hm-2

Table 1 Fresh matter and dry matter yields of LD50 of different treatments

鲜物质产量 Fresh matter yield

干物质产量 Dry matter yield

乳熟

Milking

蜡熟

Waxen

成熟

Maturity

乳熟

Milking

蜡熟

Waxen

成熟

Maturity

对照CK

44655a

83097a

74997b

15387b

25238a

20978a

抑制生殖生长RGG

44598a

70133b

82538a

18072a

22485a

15000b

2.1.2 干物质分配  抑制生殖生长的玉米干物质以茎鞘为主,其次是叶片。而对照的干物质籽粒占有较大的比重,叶片和茎鞘的比重相对较少。这说明玉米籽粒的发育是以牺牲秸秆的营养成分为代价的[7],抑制生殖生长保持了叶片和茎鞘中较高的营养成分未被损失、转移(表2)。 

表2 不同处理玉米鲁单50的干物质分配(%)

Table 2 Dry matter distribution of LD50 of different treatments

乳熟期 Milking

蜡熟期 Waxen

成熟期 Maturity

叶片

Leaf

茎鞘

Stalk

籽粒

Grain

叶片

Leaf

茎鞘

Stalk

籽粒

Grain

叶片

Leaf

茎鞘

Stalk

籽粒

Grain

CK

20.3

52.5

27.2

13.4

38.2

48.4

13.0

35.1

51.9

RGG

24.0

76.0

0.0

18.9

81.1

0.0

20.1

80.0

0.0

2.2 对饲用营养品质的影响

2.2.1 对粗蛋白的影响  抑制生殖生长后的玉米叶片粗蛋白的含量在各个时期都显著地大于对照;茎鞘的也是显著地大于对照,生育后期的达极显著差异;虽然生殖生长被抑制籽粒不能形成,但全株玉米粗蛋白的含量仍大于对照,生育后期差异显著。玉米被抑制生殖生长后直至蜡熟期其粗蛋白的产量显著地大于对照,成熟期略小于对照但差别不显著。这说明抑制玉米的生殖生长不但提高了全株玉米干物质粗蛋白的含量,而且提高了粗蛋白的产量(表3)。

2.2.2 对粗脂肪的影响  生殖生长被抑制后叶片的粗脂肪含量略有提高但不显著;茎鞘的粗脂肪含量显著地高于对照;由于籽粒所占比重的影响,乳熟期全株玉米干物质粗脂肪的含量略低于对照,但差别不显著,生育后期随着籽粒比重的加大全株的粗脂肪含量显著地低于对照。抑制玉米的生殖生长后,乳熟期粗脂肪的产量略高于对照,生育后期则显著的低于对照。这说明抑制玉米的生殖生长提高了叶片和茎鞘尤其是茎鞘的粗脂肪含量,但由于籽粒不能形成,全株干物质的粗脂肪含量反而下降,这可用来提高乳熟末蜡熟初期收获用作青贮或青饲玉米的粗脂肪含量和产量(表4)。

表3 不同处理玉米鲁单50的粗蛋白含量及产量

Table 3 Crude protein(CP) content and yield of LD50 of different treatments

处理

Treatment

粗蛋白含量 CP content/%

粗蛋白产量

CP yield/kg·hm-2

叶片 Leaves

茎鞘 Stalks

籽粒 Grains

全株 WPC

乳熟

Milking

CK

12.46b

4.22b

8.20

6.97a

1072.8b

RGG

14.61a

5.46a

-

7.65a

1383.3a

蜡熟

Waxen

CK

9.75b

3.31Bb

8.93

6.90Bb

1745.3b

RGG

13.71a

8.04Aa

-

9.11Aa

2047.9a

成熟

Maturity

CK

7.04Bb

2.85Bb

9.49

6.84b

1435.2a

RGG

12.69Aa

7.98Aa

-

8.93a

1339.2a

表4 不同处理玉米鲁单50的粗脂肪含量及产量

Table 4 Ether extract(EE) content and yield of LD50 of different treatments

处理

Treatment

粗脂肪含量 EE content/%

粗脂肪产量

EE yield/kg·hm-2

叶片Leaves

茎鞘Stalks

籽粒Grains

全株WPC

乳熟

Milking

CK

3.91a

1.33b

5.36

2.95a

453.9a

RGG

4.00a

1.72a

-

2.27a

499.6a

蜡熟

Waxen

CK

2.78a

0.62b

5.39

3.22a

815.1a

RGG

3.38a

1.81a

-

2.11b

473.2b

成熟

Maturity

CK

2.19a

0.67b

5.92

3.57a

643.9a

RGG

2.01a

2.48a

-

2.38b

357.0b

2.2.3 对粗纤维的影响

  抑制玉米的生殖生长后叶片的粗纤维含量略有降低,但差异不显著;茎鞘的粗纤维含量则显著地低于对照;乳熟期全株干物质的粗纤维含量略高于对照,但差异不显著,生育后期则显著、极显著地高于对照。抑制玉米的生殖生长后乳熟期的粗纤维产量显著地高于对照,生育后期则与对照无显著差异(表5)。这说明抑制玉米的生殖生长显著地降低了叶片和茎鞘尤其是茎鞘的粗纤维含量即改善了玉米的饲用营养品质,但由于不能形成籽粒全株干物质的粗纤维含量则不能被降低,尤其是生育后期更为明显。

表5 不同处理玉米鲁单50的粗纤维含量及产量

Table 5 Crude fiber(CF) content and yield of LD50 of different treatments

处理

Treatment

粗纤维含量 CF content/%

粗纤维产量

CF yield/kg·hm-2

叶片 Leaves

茎鞘 Stalks

籽粒 Grains

全株 WPC

乳熟

Milking

CK

28.27a

37.72a

8.87

27.94a

4299b

RGG

25.50a

30.69b

-

29.45a

5321a

蜡熟

Waxen

CK

28.16a

42.24a

7.01

23.30b

5896a

RGG

26.13a

31.13b

-

30.19a

6787a

成熟

Maturity

CK

30.14a

42.83a

11.67

25.01Bb

5245a

RGG

29.73a

35.52b

-

34.35Aa

5153a

2.2.4 对粗灰分含量的影响 由表6可以看出,抑制玉米的生殖生长玉米不同生育时期叶片和茎鞘的粗灰分含量都显著或极显著地低于对照,但由于籽粒不能发育形成全株干物质的粗灰分含量则显著的高于对照。

表6 不同处理玉米鲁单50的粗灰分含量(%)

Table 6 Crude ashes content of LD50 of different treatments

处理 Treatment

叶片 Leaves

茎鞘 Stalks

籽粒 Grains

全株 WPC

乳熟

Milking

CK

14.06a

4.36Aa

1.65

5.59b

RGG

13.06b

3.41Bb

-

5.73a

蜡熟

Waxen

CK

15.25a

4.88Aa

2.01

4.88b

RGG

14.67a

3.93Bb

-

5.95a

成熟

Maturity

CK

17.45a

4.11a

1.23

4.35Bb

RGG

15.63b

3.84b

-

6.21Aa

2.2.5 对无氮浸出物(NFE)含量的影响 由表7可以看出,抑制玉米的生殖生长后叶片的无氮浸出物含量与对照差异不显著;茎鞘的无氮浸出物含量则显著地高于对照;由于受籽粒的影响全株干物质的无氮浸出物含量乳熟期的与对照差异不明显,生育后期则显著低于对照。 

表7 不同处理玉米鲁单50无氮浸出物含量(%)

Table 7 Nitrogen-free extract contents of LD50 of different treatments

处理 Treatment

叶片 Leaves

茎鞘 Stalks

籽粒 Grains

全株 WPC

乳熟

Milking

CK

41.30a

52.38b

75.92

56.55a

RGG

42.82a

58.71a

-

54.90a

蜡熟

Waxen

CK

44.05a

48.95b

76.66

61.71a

RGG

42.11a

55.09a

-

52.64b

成熟

Maturity

CK

43.19a

49.55a

72.69

60.73a

RGG

39.93a

50.18a

-

48.13b

2.2.6 对木质素含量的影响 由表8可以看出,抑制玉米的生殖生长后玉米叶片的木质素含量低于对照,但差异不显著;茎鞘的木质素含量显著低于对照;由于受籽粒的影响全株的木质素含量乳熟期略高于对照,但差异不显著,生育后期则显著地高于对照。这说明抑制玉米的生殖生长明显地降低了叶片和茎鞘尤其是茎鞘的木质素含量即改善了其饲用营养品质,但就全株来说只是在乳熟期对玉米的饲用营养品质有所改善。

表8 不同处理玉米鲁单50的木质素含量(%)

Table 8 Lignin contents of LD50 of different treatments

处理 Treatment

叶片 Leaves

茎鞘 Stalks

籽粒 Grains

全株 WPC

乳熟

Milking

CK

9.37a

7.74a

0.62

6.13a

RGG

8.69a

6.00b

-

7.12a

蜡熟

Waxen

CK

11.13a

8.18a

0.69

4.95b

RGG

10.72a

6.88b

-

7.61a

成熟

Maturity

CK

13.23a

9.70a

0.47

5.37b

RGG

12.76a

8.10b

-

9.03a

3 结论与讨论

  Coors等(1997)[10]研究认为人工控制的籽粒不育使WPC(WholePlantCorn)产量降低,秸秆产量增加,认为有效的果穗对于实现玉米杂交种最大总干物质是必须的,随着果穗充实度的增加,WPC的营养价值增加。Albrecht等(1986)[4,6]研究认为秸秆的质量和果穗的发育有交换替位作用,对于获得最大的干物质积累一个有效库仍然是必须的。

本研究结果认为抑制玉米的生殖生长显著地提高了玉米叶片和茎鞘的粗蛋白、粗脂肪、无氮浸出物的含量,降低了粗纤维、木质素、粗灰分,也就是说显著地改善了叶片和茎鞘的饲用营养品质,但是由于籽粒不能发育形成全株干物质的饲用营养指标只是在乳熟期与对照差异不大,但随着对照玉米籽粒所占比重的增大,对照玉米的全株饲用营养品质要优于抑制生殖生长的。抑制玉米的生殖生长或者选育雄性不育玉米品种来进行饲用生产,可以很好地改善提高不以籽粒为生产目的的青饲青贮玉米的饲用营养价值,但要在乳熟末蜡熟初期收获饲用为宜。

参考文献:

1〕 佟屏亚.玉米综合利用发展策略和方向〔J〕.农业科技通讯,1991(11):10.

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8〕 何照范主编.粮油品质及其分析技术〔M〕.北京:农业出版社,1985.

9〕 杨胜主编.饲料分析及饲料质量检测技术〔M〕.北京:北京农业大学出版社,1993.

10〕 Thomsin A J,Rogers H H. Yield and quality components in maize grown for silage 〔J〕. J. Agric. Sci.,Camb. 1968,71:393-403.

收稿日期:2001-09-24

作者简介:张吉旺(1974- ),男,山东肥城人,讲师,在读博士,主要从事玉米高产优质生理方面的研究.

*通讯作者:Author for correspondence.E-mail:jwzhang@sdau.edu.cn 

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