王 麗
(河南省駐馬店市農(nóng)業(yè)對外合作交流中心,河南駐馬店 463000)
玉米具有耐貧脊性、耐旱性、耐寒性,適應(yīng)性強,用途廣泛,前景廣闊,具有明顯的工業(yè)價值、農(nóng)業(yè)價值、商業(yè)價值,是優(yōu)良的飼料作物,在糧食生產(chǎn)、畜牧業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。青貯玉米是糧改飼的主要飼草作物,作為一種工業(yè)原料、養(yǎng)殖飼料,青貯玉米植株高大,富含蛋白質(zhì)和能量,從粒用玉米生產(chǎn)中脫穎而出。青貯玉米是飼料專用型玉米品種,玉米整株莖葉、果穗都可以用作飼料。青貯飼料玉米可以解決飼草飼料不足的問題,對穩(wěn)糧增飼、促進農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)發(fā)展,調(diào)整種植結(jié)構(gòu)具有重要意義。養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)用青貯飼料為主要食物源的越來越多,對青貯飼料玉米也越來越關(guān)注。我國整體人均耕地較少,需要積極創(chuàng)新技術(shù),發(fā)揮玉米優(yōu)勢,提升玉米產(chǎn)量。光照、水分、肥料等都是影響玉米生長發(fā)育的直接因素。不少種植人員對玉米種植技術(shù)認識不足,加上一些因素的影響,玉米產(chǎn)量和質(zhì)量都不理想。本文對玉米的最優(yōu)水肥組合進行分析,為高效利用水肥提高玉米產(chǎn)量提供依據(jù)。
1.1 試驗概況選取農(nóng)牧科學(xué)研究院的試驗用地,區(qū)域平均氣溫4.8℃。地區(qū)土壤類型為栗鈣土,速效鉀含量160.73 mg/kg,速效磷50.07 mg/kg,有機質(zhì)含量1.02%。5~8月生長季的平均降雨量289.1 mm,區(qū)域年降雨量370 mm。
1.2 青貯調(diào)制選取青貯專用型玉米中北410為青貯原料,2019年5月播種,乳熟期收獲。切短2 cm均勻混合,稱取200 g抽真空后封口。在室溫條件下發(fā)酵75 d,然后取樣分析青貯飼料的營養(yǎng)成分。
1.3 施肥、灌溉水平氮肥(尿素)施用量選取N0為 0 kg/hm2,N1為 75 kg/hm2,N2為 225 kg/hm2,N3為300 kg/hm2。灌水量選取W0為0 m3/hm2,W1為 1839.96 m3/hm2,節(jié) 水 20%,W2為2069.96 m3/hm2,節(jié) 水 10%,W3為 2299.95 m3/hm2,當(dāng)?shù)卣9嗨?。拔?jié)期和灌漿期進行施肥、灌水。每公頃67500株。每小區(qū)面積27 m2。
1.4 測定指標(biāo)與方法
1.4.1 灌水利用率計算 實際灌水量表示為I,青貯玉米的產(chǎn)量表示為Y,灌溉水利用效率(WUE)計算公式如下:
WUE(%)= Y/I×100。
1.4.2 發(fā)酵品質(zhì)測定 將20 g青貯樣品置于180 mL蒸餾水中,攪碎、混勻。使用紗布和定量濾紙過濾,檢測pH。使用離心管放置1.5 mL濾液,檢測氨態(tài)氮含量;采取苯酚-次氯酸比色法(楊躍明等,2018)取一份濾液,過濾后放置在離心管中,檢測濾液中的丙酸、乙酸、乳酸、丁酸,使用高效液相色譜儀(白金英,2020)。
1.4.3 營養(yǎng)品質(zhì)測定 檢測干物質(zhì)、粗灰分、可溶性碳水化合物、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、酸性洗滌纖維及中性洗滌纖維含量,測定緩沖能值。
2.1 對玉米產(chǎn)量和總干物質(zhì)量的影響由表1可知,對照組W0N0的產(chǎn)量最低,主要是由于水、肥不足。其他試驗組的玉米產(chǎn)量有不同程度的增加。施肥量相同的情況下,灌水處理的玉米產(chǎn)量比不灌水處理的更高,且玉米產(chǎn)量最高的是W2N2,為87238.97 kg/hm2。灌溉量相同的情況下,處理組氮肥施用量225 kg/hm2的玉米產(chǎn)量高于其他處理組,且干物質(zhì)總量最高的是W2N2,為16827.94 kg/hm2。
表1 玉米產(chǎn)量和總干物質(zhì)量情況
2.2 對玉米灌溉水利用效率的影響由圖1可知,灌水利用效率在部分范圍內(nèi)隨灌水量的增加而增加或下降。灌溉水利用效率最低的是W3處理組。科學(xué)合理的灌水對玉米水分利用率有提升作用。W2N2的灌溉水利用率比其他組更高。225 kg/hm3的氮肥施用量可以提升青貯玉米的水分利用效率。
2.3 玉米青貯原料營養(yǎng)價值由表3可知,優(yōu)質(zhì)的青貯原料需要有充足的碳水化合物及水分含量(李寧等,2020)。碳水化合物適宜8%~10%DM。水分含量60%~70%。本次研究顯示,各處理組的可溶性碳水化合物為5.73%~7.89%DM,水分含量79.36%~81.95%。青貯pH受植物本身緩沖性能的影響較大,緩沖能越低,pH越低,原料發(fā)酵程度較高,發(fā)酵品質(zhì)表現(xiàn)越好。W2N0的緩沖能含量最低,W2N3、W2N2、W2N1、W2N0明顯比其他組低。W2N0的可溶性碳水化合物最高,說明優(yōu)質(zhì)青貯飼料適宜調(diào)制的為W2N0組。
2.4 對全株玉米青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響經(jīng)青貯調(diào)制發(fā)酵,青貯原料可溶性碳水化合物主要是有機酸(再吐尼古麗·庫爾班等,2019)。本次研究顯示,不同處理組的pH為3.58~3.97。其中pH最高的是W0N3,為3.97。各處理組的乳酸含量均比W0N0高。乳酸含量最高的是W3N2。W3N2、W2N2、W1N2、W0N2為 225 kg/hm2處理的氮肥,乳酸含量比同灌溉水平的其他組更高。W0N3處理組檢出丁酸,其他組未檢出。W3N0處理組的氨態(tài)氮占總氮的7.56%,為最低,最高的是W1N2處理組,為9.97%。氨態(tài)氮占總氮百分比的適宜值為8%~10%。灌溉水平相同的條件下,氮肥施用量與氨態(tài)氮占總氮百分比呈正向關(guān)系。
表3 原料營養(yǎng)價值
2.5 對全株玉米青貯營養(yǎng)品質(zhì)的影響使用洗滌劑將植物性飼料分解后,剩余的殘渣為洗滌纖維含量,越低的洗滌纖維含量,營養(yǎng)成分吸收越好。在本次研究中,與原料相比,各處理組的青貯飼料干物質(zhì)含量無顯著變化,青貯飼料中的可溶性碳水化合物、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維更低。青貯使原料的洗滌纖維含量減少,消耗原料可溶性碳水化合物,使青貯飼料的消化率提升。W3N2、W2N2、W1N2、W0N2,即 225 kg/hm2氮肥處理,相比同樣灌溉水平處理的,粗蛋白質(zhì)含量明顯更高。W2N2、W2N1的酸性洗滌纖維較低,中性洗滌纖維含量最低。
北方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要限制因素為水分和養(yǎng)分,水分和養(yǎng)分也會相互作用,產(chǎn)生積極或消極影響??茖W(xué)合理的水分、養(yǎng)分才能協(xié)調(diào)和互補,達到增產(chǎn)效果。肥料的適量施用有利于水分利用效率的提升,從而達到增產(chǎn)的目的(張紅梅等,2020)。氮營養(yǎng)提高了作物對干旱的敏感性,降低相對含水量,增加自由水含量,減少蒸騰失水及束縛水含量,提升水分利用效率。水分也有利于肥料利用效率的提升。灌水有調(diào)肥作用,隨著土壤底墑水含量、生育期降水量提升,植株氮吸收也明顯增加。本次研究中,灌溉水平相同的情況下,施肥組的玉米產(chǎn)量比不施肥高(席俊程等,2020)。施肥水平相同的情況下,灌水處理的玉米產(chǎn)量比不灌溉的高。隨著人類社會的發(fā)展,水資源緊缺問題日益嚴(yán)峻,因此,要合理設(shè)置灌溉強度和肥料投入量,提高玉米產(chǎn)量。本次研究施氮肥225 kg/hm2,灌水2069.96 m3/hm2,節(jié)水10%,玉米產(chǎn)量最高。青貯玉米對氮肥反應(yīng)敏感,增施氮肥可以明顯減少全株粗纖維含量,提升全株粗蛋白質(zhì)含量。通常施氮肥可以提升籽粒產(chǎn)量及籽粒蛋白質(zhì)含量。也有學(xué)者認為,氮肥影響纖維的組成,對粗纖維含量沒有影響。本次研究顯示,水肥耦合效應(yīng)對粗灰分、干物質(zhì)無明顯的影響。W2N2處理組為最低的酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維。W3N2、W2N2、W1N2、W0N2,即施氮肥 225 kg/hm2,乳酸、粗蛋白質(zhì)含量明顯更高。因此,灌水青貯飼料容易調(diào)制優(yōu)質(zhì)飼料,消化率較高。
總之,在一定范圍內(nèi),隨著灌水量的提升,灌水利用效率也會提升,但一定范圍內(nèi)也會減少。田間灌水量如果過高,會降低水分利用率。選取科學(xué)合理的氮肥量及節(jié)水灌溉量十分重要,對提升灌溉水利用效率及玉米產(chǎn)量有重要意義。青貯玉米原料的水分很大程度上受水肥處理的影響。225 kg/hm2氮肥量,2069.96 m3/hm2灌水量組玉米產(chǎn)量最高,且營養(yǎng)品質(zhì)好,青貯時乳酸含量最高。