玉米容重是衡量玉米質(zhì)量的一個關(guān)鍵指標(biāo)。從定義上玉米容重就是指玉米籽粒單位容積內(nèi)的質(zhì)量，在我國其單位為g/L。玉米容重從某種程度上能真實地反映出玉米的完整度、均勻度、成熟度以及其潛在的營養(yǎng)價值。一般情況下，同一品種玉米的容重值越高，其籽粒中所含的營養(yǎng)物質(zhì)越多。下文將綜述玉米容重差異的可能形成機(jī)制，重點分析玉米容重參數(shù)可能蘊藏的飼用營養(yǎng)價值，以期為正確認(rèn)識玉米容重參數(shù)提供參考。

一、玉米容重差異形成機(jī)制分析

1.1測定方法對玉米容重測定值的影響

研究表明，采取不同取樣方法測定的相同玉米的容重值可相差9g/L（張霞，2005）。所以在測定玉米容重時須按照四分法逐量取樣才能保證測定值誤差在允許范圍之內(nèi)。具體操作時如發(fā)現(xiàn)插片不流暢及受到阻力或震動等都會影響容重的測定結(jié)果。另外將排氣砣置于插板下對容重的測定比排氣砣置于插板上可導(dǎo)致容重測定值高約32g/ L（張霞，2005；高清海和呂宏，2011）。實際上，我國1999年發(fā)布的玉米容重測定方法測定的容重值比美國相應(yīng)方法的測定值高出約30 g/L。所以在2009年我國發(fā)布了新的玉米容重測定方法。經(jīng)驗證，修訂后的容重測定方法（GB1353-2009）測定結(jié)果與國外方法測定值相差不超過2.5g/L。

1.2 玉米品種（質(zhì)地）與容重的關(guān)系

張麗（2008）分析了29 個山東省玉米品種容重的差異，發(fā)現(xiàn)玉米容重受到基因型的顯著影響。受基因型控制的粒型是決定容重的重要因素，不同粒型之間容重差異顯著，爆裂型玉米容重值高于硬粒型，硬粒型玉米容重普遍高于馬齒型玉米的容重。這可能是因為圓形爆裂型玉米在容量筒內(nèi)排列間隙小于扁平形籽粒，且圓形籽粒種皮光滑，故圓形籽粒比扁平形籽粒容重高。同時發(fā)現(xiàn)容重與角質(zhì)率呈極顯著正相關(guān)，爆裂型玉米基本全部角質(zhì)化，硬粒型的角質(zhì)率大于馬齒型。這也是為什么近年來黑龍江大量種植的膠質(zhì)德美亞玉米的容重普遍高于普通東北玉米的原因。趙延明等（2004）報道玉米胚乳占玉米整粒的80%以上，如果胚乳出現(xiàn)發(fā)育不良的情況，其籽粒的充實度將差，玉米子粒容重將有一定的降低。玉米子粒容重的遺傳表達(dá)主要受到三倍體胚乳遺傳效應(yīng)影響。這進(jìn)一步說明了玉米胚乳遺傳差異可能對玉米容重的影響，即玉米品種對玉米容重的影響。

1.3 玉米生長發(fā)育與容重的關(guān)系

玉米生長發(fā)育主要是胚乳的生長發(fā)育，所以胚乳的發(fā)育情況直接關(guān)系到玉米的產(chǎn)量。玉米胚乳的發(fā)育可以概括為兩個過程，一是胚乳細(xì)胞的分裂增殖和生長，在此過程中淀粉粒在胚乳細(xì)胞中形成；第二是淀粉的持續(xù)合成和積累，在此過程中胚乳細(xì)胞中的淀粉粒將逐漸膨大。玉米生長發(fā)育中影響以上過程即會影響玉米的粒重和容重。如溫度影響胚乳細(xì)胞的數(shù)目和結(jié)構(gòu)，激素能影響胚乳細(xì)胞和淀粉粒的形成。同時在玉米胚乳細(xì)胞分裂期，光照會影響光合作用進(jìn)而使籽粒中的糖含量，從而影響胚乳細(xì)胞數(shù)。另外，缺水會影響胚乳細(xì)胞分裂速率而使胚乳細(xì)胞數(shù)減少。長期缺水會使得玉米莖稈等儲藏的營養(yǎng)物質(zhì)被分解，然后運輸?shù)接衩鬃蚜１焕?，這將使得玉米發(fā)育的線性灌漿持續(xù)期較短，最終導(dǎo)致粒重下降（魏亞萍等，2004）。王曉燕等（2006）的研究結(jié)果表明，同一類型玉米粒重與胚乳細(xì)胞數(shù)呈顯著正相關(guān)，這也在一定程度上說明玉米胚乳細(xì)胞數(shù)可能會影響玉米容重。

1.4 玉米栽培環(huán)境與容重的關(guān)系

在玉米的實際栽培過程中，溫度、水分、光照等環(huán)境因素和營養(yǎng)元素、密度、播期等栽培措施都可能對玉米容重產(chǎn)生影響。如李建奇（2004）報道，增加氮肥能提高玉米籽粒容重，提高的幅度為5-26g/L，同時玉米的淀粉含量提高0.48-2.68%。李月華等（2008）改變玉米的收獲期，適當(dāng)生長期內(nèi)的積溫增加，光照充足，能提高玉米的粒重，玉米容重有一定增加。另外，玉米籽粒容重與玉米種植密度間可能存在負(fù)相關(guān)，如果玉米的種植密度增加，玉米籽粒容重可能會降低。另外，研究表明適當(dāng)晚播有利于提高玉米籽粒容重。因為播期直接影響玉米的穗分化和灌漿過程，進(jìn)而對玉米容重產(chǎn)生影響（張麗，2008）。

1.5水分與容重的關(guān)系

郭淑春等（1996）報道，隨玉米籽粒水分的增加，其容重呈下降趨勢。在18%水分以內(nèi)時，每增加1%水分容重平均約減少3g/L。超過18%時，每增加1%水分容重平均減少約6g/L。蔡花真等（2001）也報道玉米水分11-18.8%之間時容重與水分呈顯著線性相關(guān)。玉米水分每增加1% 其容重值降低4-6g/ L。其主要原因可能是因為玉米比重（1.11-1.25 g/ cm3）大于水的比重。實際上，隨著玉米水分增加，由于玉米子粒膨脹，其表面的摩擦系數(shù)會有一定增加，那么其散落性將下降，籽粒間的空隙會增加，所以最終導(dǎo)致測定的容重值降低。在最新的玉米容重測定方法（GB1353-2009）中，考慮到玉米產(chǎn)地、品種等影響，隨著玉米水分變化，其測定的容重值規(guī)律性不強(qiáng)。特別是對于玉米水分超過23％的樣品其容重測定值無線性關(guān)系。對于玉米水分大于18%的容重測定，在新國標(biāo)中要求通過快速干燥降水設(shè)備和快速水分測定儀，先將玉米水分降到18％以下，等玉米樣品冷卻至室溫后再按照新的玉米容重測定方法進(jìn)行測定（高清海和呂宏，2011）。

1.6 雜質(zhì)、破損粒與容重的關(guān)系

顧金玲等（2008）測定混入不同比例破碎粒與雜質(zhì)的玉米樣品容重時，當(dāng)破碎粒與雜質(zhì)的含量低于9%時，容重與破碎粒與雜質(zhì)含量存在正相關(guān)，但是當(dāng)高于9%時即出現(xiàn)負(fù)相關(guān)。實際上容重測定時所測定的玉米必須是3 毫米篩層以上及12 毫米篩層以下玉米。如果測定玉米樣品去雜質(zhì)不干凈，將影響玉米容重的測定值。同時，如果玉米中混入的雜質(zhì)比重大于玉米比重，那么玉米的實際容重值將被高估；如果玉米中雜質(zhì)的比重小于玉米比重，則玉米的實際容重值將被低估。另外，近年來玉米的機(jī)械化收獲和烘干越來越普遍，玉米的破損粒也有不同程度的增加，如2012年收獲的東北烘干玉米的破損粒大部分達(dá)到10%以上。根據(jù)溫氏集團(tuán)技術(shù)中心測定的數(shù)據(jù)來看，烘干玉米的破損粒增加10%，其測定的容重值將增加2-4g/L，這可能與破損玉米淀粉被篩入雜質(zhì)其膠質(zhì)率增加及破損顆粒之間的縫隙變小有關(guān)。

1.7 烘干方式與容重的關(guān)系

自然溫度條件下玉米籽粒內(nèi)部水分在揮發(fā)的過程中不會對籽粒的表皮光滑度造成損傷，它能反映出玉米的真實容重。而利用高溫烘干玉米降水的過程中會出現(xiàn)容重下降的現(xiàn)象，即比自然降水玉米的容重低（武強(qiáng)和孫中英，2009）。劉昱鑫（2009）報道自然溫度條件下玉米水分由26-28%降至14.0%，測定容重值為740 g/ L。而相同的玉米利用烘干塔（110℃）烘干水分至14. 0%測定的容重值為716 g/ L，比較可見烘干玉米的容重下降24 g / L。為什么會導(dǎo)致如此大的差異？從目前的研究結(jié)果來看主要可能有以下幾方面的原因：一是在降低玉米水分含量的過程中，實際上玉米表皮水分與胚和胚乳水分揮發(fā)是不一致，所以玉米籽粒會出現(xiàn)外硬里軟的現(xiàn)象，使表皮的粗糙程度增加，籽粒間的孔隙度大，有時還會出現(xiàn)干裂、脫皮等現(xiàn)象，所以導(dǎo)致測定的容重值下降。二是玉米烘干的過程是急劇降水的過程，溫度增高的過程中玉米籽粒體積會膨脹，水分降低后致使單位容積內(nèi)的重量大量降低，致使玉米容重值有相應(yīng)降低（宋秀娟，2002；楊平和郭景勛，2009）。

二、玉米容重相關(guān)的營養(yǎng)價值

2.1容重與能值

關(guān)于玉米容重與其能值的關(guān)系有較多的報道。Lilburn和Dale（1989）報道不同容重的玉米對肉雞的真代謝能存在顯著影響。Baidoo等（1991）隨后建立了玉米容重與表觀代謝能值的回歸方程為：y=2929+1.08x，其中y為干物質(zhì)基礎(chǔ)表觀代謝能值（kcal/kg），x為玉米容重（g/L）。Summers（1993）也報道，玉米容重與代謝能之間存在顯著的線性關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)為1.09。由此可見，玉米單位容重校正代謝能的系數(shù)約為1.0。Dale（1994）也報道1992年美國北部收獲的玉米容重與其真代謝能直接存在顯著的相關(guān)。另外，Johnston（1993）報道，低容重玉米飼喂豬的生長試驗表明，飼喂低容重玉米組的增重偏低，料比偏高，可能與低容重玉米的能值低有關(guān)。Sarah Muirhead （1995）研究表明，低容重玉米添加油脂飼喂豬的效果與正常容重玉米的飼喂效果相當(dāng)，這進(jìn)一步的間接說明低容重玉米對豬而言其能值也偏低。關(guān)于玉米容重影響其能值的機(jī)制主要可能與淀粉含量及組成（直鏈淀粉和支鏈淀粉含量）等相關(guān)。下面將進(jìn)一步分析玉米容重與淀粉的關(guān)系。

2.2容重與淀粉

玉米容重的差異主要可能與其淀粉含量差異有關(guān)。Baidoo等（1991）報道玉米容重與淀粉含量的相關(guān)性高達(dá)0.98。張麗等（2007）研究山東29個玉米樣品的結(jié)果也表明，容重與淀粉含量的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.72，同時經(jīng)過通徑分析發(fā)現(xiàn)總淀粉含量對容重的決定系數(shù)接近 70%，可見淀粉含量對玉米容重的決定作用最大。分析結(jié)果表明玉米中淀粉含量約為70.8%，且主要分布于胚乳。對于高淀粉的玉米基本都符合淀粉越高容重越大的規(guī)律。另外張麗（2008）的研究表明，高淀粉玉米中小于15μm淀粉粒占體積百分?jǐn)?shù)顯著高于普通玉米，而普通玉米中大于15μm的大淀粉粒所占的數(shù)目、體積等的百分比高于高淀粉玉米。所以不同淀粉顆粒的數(shù)量可能也會對玉米容重有一定的影響。同時高淀粉玉米的直鏈淀粉積累速率均低于普通型玉米，而支鏈淀粉和總淀粉積累速率較高。而實際上在動物上的研究表明，支鏈淀粉的利用率高于直鏈淀粉（鄭燦，2010），這也能部分解釋玉米容重對其能值的影響。另外，還發(fā)現(xiàn)玉米胚乳橫斷面中淀粉顆粒的排列緊密程度硬粒型玉米高于高淀粉型玉米，高淀粉型的玉米高于普通型玉米，這也說明淀粉的排列方式可能與玉米容重有一定關(guān)系。

2.3容重與粗蛋白等

張麗等（2007）報道，容重與蛋白質(zhì)含量存在顯著的正相關(guān)（r=0.57），一般情況下，隨著玉米粗蛋白含量的增加，容重呈上升趨勢。這也是為什么玉米能是最能體現(xiàn)玉米成熟度的指標(biāo)，能夠在一定程度上反映出玉米的內(nèi)在品質(zhì)。對于富含淀粉的玉米而言容重高則質(zhì)量優(yōu)。但是也有特殊的情況，如高蛋白、高油玉米的容重低于一般玉米，其容重低為好。所以對于玉米的容重也要具體問題具體分析（車海先和李海玉，2011）。

三、小結(jié)

盡管玉米的容重受到諸多因素的影響，最終導(dǎo)致玉米的容重差異較大。目前畜禽所用的大部分玉米的容重與其的營養(yǎng)價值直接相關(guān)。容重作為一個測定簡單快速且能衡量玉米質(zhì)量的指標(biāo)，對于選擇優(yōu)質(zhì)的玉米用于畜禽飼料配制具有重要的意義。在玉米的采購和使用過程中，玉米容重是一個重要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但是目前關(guān)于容重差異形成的機(jī)制只有一個基本的了解，其中蘊含的深層次機(jī)制還有待進(jìn)一步探究。