灌溉對青貯玉米產量和品質的影響

許慶方， 玉 柱 ， 侯建剛， 郭繼承， 王璐娜，趙 娟， 王 沛， 李文麒， 孟令東， 張路遙

（1.山西農業(yè)大學動物科技學院，山西太谷 030801；2.中國農業(yè)大學動物科學技術學院，北京海淀 100094；3.太谷縣昌晟農牧專業(yè)合作社，山西太谷030801；4.北京綠京華生態(tài)園林股份有限公司，北京昌平 102209）

作為糧改飼的主要飼草作物，青貯玉米（Zea mays L.）在我國的推廣面積越來越大，玉米植株高大、富含能量和蛋白質，其生長發(fā)育受水分、光照等氣候條件的影響。雖然玉米相對耐旱、水分利用效率較高，但是較高的生物積累量決定了需要適宜的水分供應。充足的水分供應不但能夠提高青貯玉米的生物量，還可改善其品質。本研究結合晉中盆地目前栽培玉米的灌溉管理實踐，通過田間試驗和室內分析的方式，取樣并青貯原料，分析青貯玉米產量、品質和青貯飼料的品質，為合理的灌溉提供指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 糧飼兼用品種晉單42號，2015年4月播種于太谷縣昌晟農牧專業(yè)合作社的田間。大田玉米根據(jù)降雨（見圖1）和青貯玉米的生育時期，分別設置了零灌溉、拔節(jié)期灌溉1次、拔節(jié)期+抽雄期灌溉2次、拔節(jié)期+抽雄期+灌漿期灌溉3次的4種灌溉措施。每次灌溉均以漫灌的方式進行。

圖1 試驗期間降雨量分布

1.2 取樣與測定 在籽粒臘熟期，于每個灌溉區(qū)域分別選擇3個5 m×6 m的樣方，留茬15 cm手工刈割收獲，田間稱取鮮重，換算計算單位面積鮮重產量。每個樣方中，隨機選取10株玉米，切碎混勻。從混勻的玉米中，取一半或者1 kg鮮樣，帶回實驗室測定絕干物質含量（ISO 6496，1999），換算單位面積干物質產量。原料樣品凱氏法測定CP（AOAC，2006）， 范氏法測定中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）（Van 等，1991），灼燒法測定粗灰分（Ash）（AOAC，1990），旋光法測定淀粉（Starch） （AOAC，1990）， 索 氏 提 取 法 測 定 EE（AOAC，1990），蒽酮——硫酸比色法測定WSC（Owens等，1999），比色法測定硝酸鹽和亞硝酸鹽（AOAC，2000），參考兩步法測定NDFD和 DMD（Tilly等，1963）。然后利用Wisconsin大學官網(wǎng)的Excel表格，計算MILK 2006奶噸指數(shù)和奶畝指數(shù)（Shaverr等，2017）。

每個樣方中的另一半鮮樣或者取1 kg鮮樣，密封入青貯袋內，室內貯藏90 d。開封之后取20 g樣品制備發(fā)酵品質待測液。待測液采用酸度計測定pH，苯酚—次氯酸鈉比色法測定氮態(tài)氮（AN）（Broderica 等，1980），液相色譜法測定有機酸（乳酸、乙酸、丙酸和丁酸）（許慶方等，2007）。剩余樣品如同原料一樣測定干物質含量及其他成分，青貯前后DM量的比值計算DM保存率。

1.3 數(shù)據(jù)處理 采用SAS 9.0的GLM程序，對不同灌溉次數(shù)的青貯玉米原料和玉米青貯飼料的產量及成分等進行比較分析。

2 結果與分析

2.1 不同灌溉次數(shù)青貯玉米的原料特性

2.1.1 不同灌溉次數(shù)青貯玉米的產量 如圖2a、b所示，隨著灌溉次數(shù)的增加，青貯玉米的鮮重和干重極顯著的提高（P＜0.01），與未灌溉相比，灌溉1次產量增加3倍，灌溉2次增加5倍，灌溉3次增加6倍。

圖2 a 不同灌溉次數(shù)青貯玉米的鮮重產量

2.1.2 不同灌溉次數(shù)青貯玉米的養(yǎng)分 如表1所示，灌溉次數(shù)影響了青貯玉米的DM、CP、WSC和淀粉含量，灌溉3次青貯玉米的DM含量最低，CP和WSC含量以未灌溉最高，而淀粉含量則以灌溉2次為最高。

2.1.3 不同灌溉次數(shù)青貯玉米的產奶指數(shù) 如圖3a、b所示，灌溉2次和3次青貯玉米的奶噸指數(shù)高于灌溉1次，未灌溉青貯玉米的奶噸指數(shù)最低，灌溉處理提高了青貯玉米奶噸指數(shù)8%～11%。隨著灌溉次數(shù)的增加，青貯玉米的奶畝指數(shù)極顯著的提高（P＜0.01），與對照相比，奶畝指數(shù)提高了2.4～5.8倍。

表1 不同灌溉次數(shù)青貯玉米的養(yǎng)分

圖3 a 不同灌溉次數(shù)青貯玉米的奶噸指數(shù)

圖3 b 不同灌溉次數(shù)青貯玉米的奶畝指數(shù)

2.1.4 不同灌溉次數(shù)青貯玉米的硝基化合物 如圖4a、b所示，灌溉次數(shù)未影響青貯玉米的亞硝酸鹽含量，但是隨著灌溉次數(shù)的增加，硝酸鹽含量顯著的下降（P ＜ 0.05）。

圖4 a 不同灌溉次數(shù)青貯玉米的硝酸鹽含量

圖4 b 不同灌溉次數(shù)青貯玉米的亞硝酸鹽含量

2.2 不同灌溉次數(shù)玉米青貯飼料的品質

2.2.1 不同灌溉次數(shù)玉米青貯飼料發(fā)酵品質 如表2所示，經過青貯發(fā)酵后，不同灌溉次數(shù)青貯玉米的pH、氨態(tài)氮、乳酸、乙酸和丙酸含量均差異不顯著（P＞0.05），均未檢測到丁酸的生成。

表2 不同灌溉次數(shù)玉米青貯飼料的發(fā)酵品質

2.2.2 不同灌溉次數(shù)玉米青貯飼料的營養(yǎng)成分如表3所示，只有DM和CP含量因灌溉次數(shù)的不同而有差異，其他養(yǎng)分及干物質保存率沒有顯著差異。

表3 不同灌溉次數(shù)玉米青貯的營養(yǎng)成分

2.2.3 不同灌溉次數(shù)玉米青貯飼料的硝基化合物如圖5a、b所示，不同灌溉次數(shù)玉米青貯飼料的硝酸鹽含量與原料含量高低趨勢一致，在未灌溉的玉米青貯飼料中，硝酸鹽含量最高。亞硝酸鹽含量在不同灌溉次數(shù)的玉米青貯飼料中差異不顯著。

3 討論

圖5 a 不同灌溉次數(shù)玉米青貯飼料硝酸鹽含量

圖5 b 不同灌溉次數(shù)玉米青貯飼料亞硝酸鹽含量

3.1 青貯玉米產量受灌溉管理的影響 晉中盆地玉米整個生育期需要的降雨量約為460 mm（劉化濤等，2015），但是試驗年度5～9月降雨量僅為267 mm。由于受干旱脅迫的影響，青貯玉米的產量在未灌溉時極顯著的低于灌溉處理，這與許多研究結果具有一致的趨勢 （范曉慧，2013）。因此，在條件允許的情況下，遵從“山西省用水定額第1部分：農業(yè)用水定額[DB14/T1049.1-2015]”之規(guī)定，適當取用地下水，進行田間灌溉管理，以期提高青貯玉米的產量。對于噴灌、滴灌等不同灌溉方式對青貯玉米產量的影響尚需開展進一步的研究與分析。

如表4所示，灌溉在提高產量，具有顯著的效應，另外通過簡單的分析評價，可以看出，在干旱脅迫時，灌溉管理具有明顯的經濟效益。

3.2 青貯玉米品質與灌溉管理 灌溉處理，影響了青貯玉米的水分等含量，與其他研究者（Mahmut等，2016）的結果一致。和灌溉處理相比，未灌溉處理青貯玉米的DM、淀粉含量低而CP和WSC含量較高，而且NDF含量稍低，表明干旱脅迫影響到了青貯玉米的發(fā)育，從而表現(xiàn)為相對處于營養(yǎng)生長階段。通過計算產奶指數(shù)，既在奶噸指數(shù)上體現(xiàn)了灌溉可以改善青貯玉米的品質，進一步在奶畝指數(shù)上綜合體現(xiàn)了灌溉管理提高青貯玉米產量和質量的優(yōu)越性。另外需要引起注意的是，由于干旱脅迫，在未灌溉處理青貯玉米植株中積累了相當數(shù)量的亞硝酸鹽，超過了0.5%的限值。

表4 不同灌溉次數(shù)玉米青貯飼料的成本與產值

3.3 玉米青貯飼料的品質與灌溉管理 本試驗中，青貯玉米的水分適宜，WSC含量較高，故玉米青貯飼料的發(fā)酵品質未受灌溉處理的影響。青貯飼料養(yǎng)分不同也是來源于原料的差異。

通過青貯發(fā)酵之后，玉米青貯飼料的硝酸鹽含量大大下降。與原料相比，硝酸鹽含量下降了44%～49%。表明通過青貯，可以適當減輕由干旱脅迫造成的青貯玉米亞硝酸鹽積累的風險。

4 結論

青貯玉米栽培中，可以根據(jù)氣候和配套設施，適當進行灌溉管理，既提高青貯玉米的產量，還可改善青貯玉米的品質，同時減少硝酸鹽積累的風險，具有明顯的經濟收益。青貯發(fā)酵之后，原料的亞硝酸鹽含量可以適當降解。