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美国如何评价青贮玉米品种?

 蒙原马铃薯 2019-04-14

一、品种与熟期的选择

  1. 1  生态区的划分及各区玉米品种青贮产量

威斯康星位于美国北部,是美国传统奶业大州,一直位于美国奶业产量前三位。每年玉米种植面积在1780万亩,其中绝大多数用于青贮,另外约16%的玉米用于出口,一小部分玉米用作食用(甜玉米,罐头玉米)。根据气温降雨量,划分为南部、中南部、中北部、北部四个区域,在前三个区域更进一步划分为早熟、晚熟区域,因此共有7个积温熟期生态区。从110-115天熟期玉米品种到85天熟期品种。

一般来说,晚熟地区积温高,生育期长,因此每亩干物质产量高,每亩青贮玉米综合产奶量高。

各区2018年的干物质产量和每亩产奶量平均值如下。积温最高的南部区域每亩青贮玉米100%干物质产量可以达到1.66吨,每亩产奶量可以达到2650-2690公斤牛奶/亩;中南部地区每亩干物质产量只有1.55-1.58吨,每亩产奶量在2500公斤;而中北部干物质产量只有1.42吨,每亩产奶量只有2300公斤左右;积温最短的北部地区每亩产量只有1.35吨,每亩产奶量只有2200公斤。

而不同区域,尽管积温不同,品种选择的熟期长短有差别,但是每吨干物质产奶量差异都比较小,都在1600公斤。

  1. 2  同一区域早晚熟品种的选择

同一区域比如Arlington也有早熟、晚熟两大类型。早熟品种又分为105天和110天两组;晚熟品种分为110天和115天两组。可见同一地区其可选择的生育期就可以从相对成熟期105天到115天。同样是110天品种熟期,可以划入早熟区,也可以划入晚熟区。但最适应Arlington这一地区的品种是110天的品种。

同样在中北部早熟地区,比如Marshfield最佳生育期是110天品种,但把90天、95天和110天放在早熟区,把100天和105天品种放在晚熟区域进行评价,从而更好地选择适于该地区的品种。

一般来讲,同一区域早熟品种的成熟度更好,每吨干物质产奶量更高,但干物质产量一般略低。

无论早晚,适合具体地区的品种熟期要求,青贮收获时干物质在32-40%之间,接近40%干物质的属于早熟品种,接近30%的属于晚熟品种;最适合该地区的品种一般干物质在35%附近,其每亩干物质产量最高,每亩产奶量最高。威斯康星大学2018年玉米品种试验结果英文文档链接http://corn.agronomy./HT/Default.aspx 。

二、品种选择的重要性

2.1 好坏品种每亩产奶量差距在1吨

青贮玉米种植者需要特别关心品种的选择,不重视品种选择,会造成巨大的损失,因为同样一亩地,选对了熟期的合适品种,每亩青贮产奶量可以达到2.5吨,甚至可以达到3.4吨,而没有选对品种,每亩产奶量只有1.5-1.8吨产奶量。最好的和最差的品种在同一区域每亩产奶量的差距一般在800公斤以上。

2.2 优质重于高产

在威斯康星大学进行的实验筛选品种中,参赛各品种的每吨干物质产奶中间值一般在1600kg/吨,极低值一般在1450公斤,且为数极少,最优质的品种一般在1700公斤/吨干物质产奶量。各组中1个标准每吨干物质产奶量的变异只在60-90公斤/吨。下表中最低产品种指的是每亩干物质产奶量最低,可以看到每亩产奶量最低的,绝大多是也是每吨干物质产奶量较低的。而最优质的品种,很多也同时是最高产的品种。

每吨干物质产奶量的平均值从中北部地区的1570(晚熟组)/1580(早熟组)kg/吨,到南部区的1635(晚熟组)/1655(早熟组)kg/吨,最高的是生育期最短的北部区1662kg/吨。具体到各区域各组内1个标准差在60-90公斤/吨,对应的高即优质的品种就是1600+80=1680公斤,对应的品质差的品种就是1600-80=1520公斤,优质品种与差质品种,每吨干物质产奶量差值就是80x2=160公斤,最优质品种在1700kg/吨与最低值品种在1500Kg/吨,每吨干物质相差200公斤牛奶。这就是巨大的差异。

同时需要注意的是美国很少有非常高产(高干物质产量),却低质量的品种。因此每亩产奶量最低的品种,对应的就是低产低质的品种。每吨干物质产奶量高但每亩干物质产量并不是非常高(只在中位数),也是非常值得考虑的品种。这就是优质重于高产的核心思想,在这种指导思想下各公司选育的品种就较少有像国内这种更重视或只重视产量而忽视或轻视品质的品种上市。

目的或目标是选育出既优质又高产的品种,但品种是有特性的,有许多品种可能产量还不是很高,但质量非常好,这类的品种就非常值得牧场拥有。比如先锋这次进入参评的就只有一个品种,是BMR褐色叶中脉高纤维消化率产品。

从上表中也可以看出最低产品种,其每吨干物质产量只在1550Kg/吨,对应的也是高纤维含量(接近40%NDF),低纤维消化率(48小时NDFD在56-58%),低淀粉含量(在27-30%)。而优质品种或每亩最高产奶量综合指标品种,除了干物质产量高以外,更重要的是与最优质品种一样,也有低纤维(35-37%),高纤维消化率(48小时NDFD大于60% ),高淀粉含量(33-37%)。因此每吨干物质产奶量才能实现1700公斤(北部早熟区域在1630-1660kg)。

2.3 优质基础上的高产

因此我们需要借鉴和学习的是要科学评价青贮玉米,坚决杜绝只讲干物质产量,把质量指标定的很低的评价体系。优质品种的基本前提是低纤维含量,接近40%的NDF的品种就是较差的品种(把纤维含量指标定在低于50% ,或只低于45%),把淀粉含量定在大于等于25%,这都是极其错误的。优质品种核心的是两大特征,要么是高纤维消化率,要么是高淀粉含量。我国的青贮玉米审定标准指标中根本没有NDFD,这就造成了我国不会或难以靠高校为消化率来胜出的优质品种,我国优质之路就只有高淀粉含量。而我们把淀粉含量定在25%就合格,也注定了我国审定的青贮玉米品种一定不是或很不可能是真正的优质青贮玉米。低标准对产业进步的危害性极其巨大。

三、品种评价的关键指标

3.1 综合评价是关键

因为美国是奶牛营养学家参与青贮玉米的筛选,所以保证了青贮玉米评价体系的科学性。在威斯康星大学的四象限玉米品种评价图中,横坐标是质量指标每吨干物质产奶量,纵坐标是综合指标每亩产奶量,而不把产量指标列出来,就是为了避免人们过分关注干物质产量指标。

而我们国内却是反其道而行之,只列出干物质产量指标,不列出质量指标,更没有综合产奶量指标。到是有很多农艺指标(抗病性、持绿性/绿叶片数)、增产幅度、增产点数。我国青贮玉米纯粹是农学家的事,根本没有奶牛营养学家的参与。

离开了综合评价(即能量评价体系),我国的青贮玉米品种审定实质上就是评定干物质产量,就是在低质的前提下,筛选秸秆产量最多的品种,因此把这类标准评定的所谓的青贮玉米品种称之为“饲草玉米”,是恰如其分的。实际上,可称为饲草玉米的,应该要考虑到动物的营养转化,也就是消化率,因此,从严格意义上来讲,目前我国已审定的青贮玉米品种,只能叫做“草玉米”,还不够资格称为“饲草玉米”。

3.2 淀粉含量与干物质产量

从每亩干物质产量数据来讲,可以看出,最高产的可以达到每亩1.8吨甚至2吨干物质产量,主要分布在南部和中南部高积温区域最高产的品种,同样有最优质的品种其产量也很高。而最低产的品种,不论那个区域,总的产量都比较低,在每亩1.4吨以下。再具体细看最低产品种,积温高的南部和中南部区域比积温低的中北部和北部区域产量要高,具体到同一区域,一般晚熟区最低产品种产量要比早熟区最低产品种产量更低一些。也就是说在相对积温较低的地方(威斯康星州在美国整体来讲属于高纬度低积温北方区),晚熟最低产品种比早熟品种最低产品种产量更低,您要早熟,不要晚熟品种。

相反同一区域最高产品种,一般晚熟组的最高产品种产量要高于早熟区的最高产品种,但同样产量差距不大。

从构成干物质产量的因素来看,一般来说最高产品种,同样也多是高淀粉含量的;而最低产产量的品种,往往也同样是低低淀粉含量的。

每亩干物质产量乘以淀粉含量,就是每亩的淀粉产量,高的在每亩570-650公斤淀粉产量,以籽粒淀粉含量70%,来计算,对应的籽粒产量就是800-930公斤,这就是目前美国威斯康星州玉米籽粒产量的水平。再结合威斯康星州2018年南部区籽粒参试品种的平均产量242(晚熟组)-244(早熟组)蒲式耳每英亩(相当于1010-1020公斤/亩,1个标准差变异值是加减60-90公斤),基本一致,其中南部晚熟组籽粒玉米最高产的品种是Dairyland公司的110天熟期的DS7909PE,籽粒产量在1154公斤/亩,南部籽粒产量早熟组的冠军是Dairyland公司105天熟期的Exp10411,籽粒产量在每亩在每英亩274蒲式耳(1145公斤/亩)。换句话讲就是最高产的青贮玉米品种的籽粒产量大约是参试籽粒玉米品种籽粒产量的90%,在一个标准差范围内。这就是青贮玉米与籽粒产量的主要区别,青贮玉米未必是最高产的籽粒品种,但是与最高产的籽粒玉米品种差距不大,是有资格同台参与竞技籽粒产量的。

反观我国的青贮玉米审定标准和所审定出来的品种,低淀粉含量(25%淀粉含量标准,意味着籽粒在全株干物质产量中的占比只有25/0.7=35.7,不到36%;即使按28%淀粉含量,考虑到国内淀粉测量方法的不当,还司国际标准方法测定的淀粉含量25%)。这就严重误导了青贮玉米的育种方向。淀粉含量30%,且需按照国际标准淀粉酶测定方法来测定出来的大于30%的淀粉含量,是必须在审定中明确,是质量的最低标准。满足这个最低质量标准以后,在进行干物质产量比较,才能确保青贮玉米育种评价方法不走道错误的道路上。

3.3 纤维及纤维消化率

既然青贮玉米需要有能与同一熟期同一区域品种竞争籽粒产量,但未必能在籽粒上与最高籽粒产量无显著差异,这是青贮玉米品种与籽粒品种的相同点,即共性。那么青贮玉米的独特性在何处呢?这就要考量青贮玉米的纤维含量和纤维消化率。

纤维含量过高的品种,即植株过分高大、枝繁叶茂的品种,是差的青贮玉米品种。在青贮玉米品种选择上要求纤维含量(NDF)低的品种,而不是选择高纤维含量的品种。纤维含量一般需低于40%,个别品种略高于40%,比如41%或42%也是可以接受的。而国内把NDF中性洗涤纤维的值定在小于等于50%,这严重降低了品质要求。威斯康星大学总体参试品种的NDF平均值在38%。

青贮玉米品种最突出的特征是要求高的纤维消化率,纤维消化率更多受气候影响,降雨多的年份纤维含量高,纤维消化率低。绝大多数品种之间纤维消化率的差异比较小,三年平均各组总的48小时纤维消化率在60%,组内30-50个品种内1个标准变异差只有2个点。但是美国发现了真正有实质性差异的高纤维消化率品类即BMR褐色叶中脉品种,这类品种比常规品种的纤维消化率要高。比如本次参与青贮评选的先锋公司的P0783XR(相对生育期107天)就参与了三个区的试验,可以看出同一个品种,种在积温高的地区产量高,每吨干物质产量也高(在适合的区域),48小时NDF纤维消化率达到63%,比参试全部品种总平均值高3个百分点,与纤维消化率较低的品种(60-2=58)形成5个点的区别。这才是美国真正与普通籽粒玉米品种有显著差异、有特色的青贮与米品种。先锋BMR褐色叶中脉品种淀粉含量在33%,纤维含量在38以下,质量非常优异,但干物质产量并不是很高,只是全部参试品种的中位数水平。这就是先锋引领美国和国际青贮玉米育种和商业的方向,更加重视青贮玉米的品质,而不要过度关注实现最高干物质产量。要形成竞争力,干物质产量也不低,但优异的品质才是满足奶牛场优质粗饲料、节本增效的核心竞争力。

3.4 品种筛选试验设计和对照品种

2018年参加威斯康星玉米品种筛选实验共有35家企业,其中约三分之一共13家来自企业注册地(经营地)在威斯康星州,另外是附近州的企业比如伊利诺伊州、艾奥瓦州和明尼苏达州也比较多。参试品种共有近400个品种参加了实验。这么多企业这么多品种能进入大学品种测试,主要在于测试费用比较低,每个品种3组重复,在3-4个试验地块(青贮与米2-3个试验地),收费只有225美元(合1550元人民币)。美国大学联合作物品种大田测试费用列表http://www./Fee-schedule.html 。我们国内品种参试费用太高,限制了品种更大规模的测试。对青贮玉米来讲,7个组中每个组内选出最优质和最高产的品种共14个品种,其中威斯康星州的Dairyland Seed公司有6个品种(Exp,RPM,HiDF均是该企业的产品)进入其中,可见该企业在青贮品种上的优势,真正做到了既优质又高产。这些各组内最高产(每亩最高产奶量)或最优质的品种比平均值(约每亩青贮可产2500公斤牛奶)每亩青贮可多产近500-1000公斤牛奶。这就使品种筛选的意义所在。

威斯康星州青贮玉米测试筛选系统目的不是为了筛选各组最佳的唯一的品种,而是依据干物质产量、每吨干物质产奶量、每亩干物质产奶量三个指标中筛选各组内参试品种在这三项中与最佳品种在统计学意义上无显著差异的品种,用“*”标注出来,供种植者选择。同时每年12月份测定分析数据出来后会在1月份进行八地巡回讲座,为种植者分享品种测试结果以及相应的农艺知识。测试分析结果在网上第一时间公布,并在随后的当地农业展会上进行讲解品种试验结果。我们国内实验结果因为涉及到品种审定,牵涉到各企业的利益,品种审定数据不透明,品种试验数据往往一年后才公布,而结果公开前,品种审定结果已经出炉了,缺乏透明度。特别是品种审定制定单一对照品种,严重制约了我国品种熟期上的弹性,十分不科学。应该既要考虑到同一区域比如威斯康星州中南部区域,就有早熟类95天、100天、105天三小组参试,但这组三个熟期50个品种在一起进行结果评价,同时在这同一区域还有晚熟类105天和110天两小组,两个熟期52个品种在一起进行评价。国内往往只是在粮食玉米品种预试时才会有数量较多的品种一起进行评价,在正试和生产试验,在所有青贮玉米品种的试验上,一般每组都只有10几个品种,20多个品种就分为两组来分开评价。这些从统计学角度,都是极不科学的。同时也可以有一个品种比如先锋公司P0783XR参加三个区域的青贮试验,分别是南部早熟组(105-110天)、中南部晚熟(105-110天)、中北部晚熟(105-110天)。我们需要深刻认识在某一区域最佳熟期是在各品种的对照比较中才能真正获得这个区域最合适的生育期,而且因为每年的积温不是那么稳定,有的年份积温高,有的年份积温低。再加上每年降雨量总量的变异以及在玉米生长期不同月份降雨量每年分布的差异,均会对最佳熟期产生影响。我国最近10多年来没有形成突破先玉335的品种,与近十年的审定制度,对照品种的设立有很大的关系。特别是我国青贮玉米,地域差异大,各地没有出现主栽品种,人为地设定某一品种做对照,是值得审慎考虑这种制度的合理性。

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