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品种、氮肥和种植密度对玉米产量与品质的影响

邰书静  
【摘要】: 饲料粮短缺已成为我国畜牧业生产和粮食安全的主要问题。玉米秸秆饲用品质的分析缺乏快速、准确的测定方法限制了其饲料化利用。因此,如何把玉米生产与饲料生产有机结合起来,加强玉米整体(籽粒和秸秆)的综合利用,对解决我国粮食安全、食物安全和能源安全具有重要意义。基于此,本论文以玉米产量与品质协同调优、双促双高(促籽粒和促秸秆、高产和高养分)为目标,首先建立了玉米秸秆饲用品质快速测定的近红外光谱(NIRS)分析模型,然后分析了44个不同玉米品种籽粒和秸秆的产量与品质状况并进行了聚类分析,在此基础上,选用2个综合性状表现优异的代表性品种陕单8806和郑单958,研究了玉米籽粒和秸秆的产量与品质对氮肥、种植密度的响应,以期为饲用玉米品种选育和高产优质高效生产提供理论和实践依据。主要研究内容及结果如下: 1.基于近红外光谱(NIRS)技术,应用偏最小二乘法(PLS),采用一阶导数+中心化+多元散射校正的光谱数据预处理方法,构建了玉米秸秆体外干物质消化率(IVDMD)、酸性洗涤纤维(ADF)、中性洗涤纤维(NDF)和可溶性糖(WSC)含量的稳定NIRS分析模型,各参数模型的各项决定系数均达0.91以上,各项标准差为0.935~1.904,相对分析误差(RPD)均大于3,建模效果良好,预测精度较高,各参数的NIRS分析模型可用于玉米秸秆饲用品质的分析和品种选育的快速鉴定。 2.以44个不同玉米品种为试材,研究了玉米品种产量和品质性状的变异度和相关性,并进行了聚类分析。结果表明品种间产量和品质性状存在极显著差异。各性状存在广泛变异,秸秆WSC含量变异系数最大,籽粒淀粉含量的变异系数最小,品质性状含量近似正态分布。籽粒产量与粗蛋白含量呈不显著负相关,与粗脂肪含量显著负相关,与淀粉含量极显著正相关。粗蛋白含量与粗脂肪含量表现为不显著正相关,与淀粉含量显著负相关。粗脂肪含量与淀粉含量呈极显著负相关性。籽粒产量与秸秆产量、IVDMD、WSC含量不显著正相关,而与秸秆ADF和NDF含量不显著负相关。秸秆IVDMD与ADF和NDF含量极显著负相关,与WS C含量和秸秆产量显著正相关。玉米产量与品质性状间存在复杂的相互关系,可以实现某些性状的协同调优。采用动态聚类分析将44个玉米品种划归为3类,其中第3类(综合性状表现较好)品种所占的份额为29.55%。通过四象限分析法,对性状进行二维排序和联合寻优,筛选出郑单958、陕单8806、登海11和东单60等4个籽粒和秸秆、产量与品质综合表现优良的品种。 3.氮肥对玉米籽粒和秸秆的产量与品质具有显著影响。适量施用氮肥可促进玉米品质的改善、产量的提高。在施氮量0~337.5 kg/hm2范围内,随着施氮量的增加,陕单8806和郑单958的籽粒和秸秆产量、秸秆IVDMD均表现为递增趋势,秸秆ADF和NDF含量则呈递减趋势,籽粒粗脂肪和淀粉含量呈先增加后降低,且均在施氮量225 kg/hm2时最高。陕单8806籽粒粗蛋白表现为先增加后降低,施氮量225 kg/hm2时最高,而郑单958籽粒粗蛋白表现为递增趋势。 4.种植密度对玉米籽粒和秸秆的产量与品质具有显著影响。适宜的种植密度可增加产量、改善品质。在种植密度45000~75000株/hm2范围内,随着种植密度的增加,陕单8806和郑单958的秸秆产量呈递增趋势,籽粒粗蛋白和粗脂肪含量呈递减趋势。陕单8806的籽粒产量和淀粉含量及秸秆ADF和NDF含量表现为先增加后降低,秸秆IVDMD则表现为先降低后增加。郑单958的籽粒产量、秸秆ADF和NDF含量呈递增趋势,籽粒淀粉含量和秸秆IVDMD则呈递减趋势。


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