灌溉對青貯玉米營養(yǎng)價值和發(fā)酵品質(zhì)的影響

梁玉紅，鄭 博，劉齊光，趙彥敏*，王彩平

（1.河北省張家口市農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校，河北張家口 075000；2.張家口廣播電視大學(xué)，河北張家口 075000；3.張家口市種子管理站，河北張家口 075000；4.懷安縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，河北懷安 076150）

青貯玉米是作為糧改飼的主要飼草作物，是指在玉米籽粒達到蠟熟期后將其全株收割并切碎貯藏發(fā)酵，進而制成牲畜可食飼料的玉米（王蕊，2020）。與普通玉米（籽粒）相比，青貯玉米植株高大、生物產(chǎn)量高、纖維品質(zhì)好、秸稈和莖葉中富含蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，將其制成青貯飼料具有營養(yǎng)豐富、氣味芳香、保存時間長、消化率高等特點。影響青貯玉米生長的因素有水分、光照等，雖然玉米對水分的利用率較高，但因其具有較高的生物產(chǎn)量，因此決定了必須給其提供適當(dāng)?shù)乃郑ㄔS慶方，2019）。隨著我國畜牧業(yè)的不斷發(fā)展、“糧改飼”等一系列政策的實施及人民生活水平的提高，青貯玉米作為畜牧業(yè)重要的飼料來源會越來越受到關(guān)注（許瀚林，2020）。

節(jié)水灌溉是指農(nóng)作物在用水量方面盡可能的節(jié)約，但在節(jié)約的基礎(chǔ)上使農(nóng)作物獲得最大的產(chǎn)量，即最大限度的提高農(nóng)作物單位灌水量的產(chǎn)量。我國從20 世紀(jì)80 年代通過借鑒其他國家的先進節(jié)水理念開始我國節(jié)水灌溉研究與探索，由此節(jié)水、高產(chǎn)的灌溉模式逐漸替代高產(chǎn)、豐水的灌溉方式（董平國，2014）。本研究以冀西北張家口地區(qū)為研究區(qū)域，該區(qū)域生態(tài)類型屬于高寒、半干旱型，同時該地區(qū)屬于農(nóng)牧交錯區(qū)，這對青貯玉米的種植具有良好的條件和基礎(chǔ)。在青貯玉米種植過程中，利用節(jié)水灌溉技術(shù)，通過按需灌溉，不僅可以保證青貯玉米產(chǎn)量和品質(zhì)不受影響，還可以減少水資源的浪費，這對水資源短缺的冀西北地區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文通過研究不同灌溉用水量對青貯玉米生物產(chǎn)量、營養(yǎng)價值及青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響，旨在為青貯玉米種植過程中的適宜用水量提供理論依據(jù)，為合理灌溉提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與灌溉方式 本試驗青貯玉米品種為巡青518，種子購于當(dāng)?shù)赜衩追N子市場。試驗青貯玉米種植采取覆膜壟作的方式，灌溉方式分為3 種，分別是充分灌溉、節(jié)水15% 灌溉、節(jié)水30% 灌溉，整個生育期灌水次數(shù)為4 次，通過在水泵輸水管安裝水表來控制灌溉水量。設(shè)充分灌溉為A 組、節(jié)水15% 灌溉為B 組、節(jié)水30% 灌溉C組。水泵輸水管安裝水表。

1.2 試驗方法設(shè)計 采取田間試驗的方法，將試驗區(qū)域劃分為3 塊，每塊試驗區(qū)域長為15 m，寬為20 m，即面積為300 m2。3 個試驗區(qū)域壟寬為60 cm，長為15 m，株距為25 cm，行距為40 cm，每壟種植兩行，播種密度為6000 株/ 畝，各試驗區(qū)域之間設(shè)計寬為2 m 的隔離帶，以防不同灌溉制度下不同試驗區(qū)域水分的輸導(dǎo)。巡青518 播種日期為4 月28 日，定苗日期5 月8 日，在苗期追施尿素9 ～11 kg/ 畝，生產(chǎn)季施45% 的復(fù)合肥40 kg/ 畝，復(fù)合肥氮、磷、鉀含量為15%，施用鋅肥0.13 ～0.26 kg/ 畝，全生育期正常除草及防治病蟲害。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 生物產(chǎn)量及干物質(zhì)的測定 在80% 的青貯玉米生長處于乳熟末期至蠟熟前期時，從每個區(qū)域選取3 個樣方，每個樣方長4 m，寬4 m，即16 m2的樣方，切忌不可挑選處于區(qū)域邊緣的玉米，從莖基5 cm 處割下并稱其質(zhì)量，然后通過公式換算每畝青貯玉米的生物產(chǎn)量（甘輝林，2017）。從每個樣方中隨即選取10 株青貯玉米，即每個區(qū)域選擇30 株青貯玉米，切碎充分混合，然后從混勻的青貯玉米中稱取1 kg 鮮樣，在實驗室測定干物質(zhì)（DM）含量，進而換算成每畝青貯玉米的干物質(zhì)產(chǎn)量。奶噸指數(shù)和奶畝指數(shù)的測定利用Milk2006 軟件進行計算（Shaverr 等，2017）。

1.3.2 農(nóng)藝形狀的檢測 在對青貯玉米收割時利用卷尺測定青貯玉米的株高、穗位高度，利用游標(biāo)卡尺測定雌穗下第2 節(jié)玉米秸稈直徑，即為莖粗，每個樣方測定9 株玉米。

1.3.3 營養(yǎng)物質(zhì)的測定 從3 個區(qū)域隨機選取青貯玉米進行切碎處理，每個區(qū)域采樣1 kg 左右，然后拿到實驗室進行烘干處理，隨即利用小型粉碎機進行進一步粉碎處理，直到樣品粉末可以通過40 目篩，對樣品進行塑封袋保存待測（毛靖，2018）。利用凱氏定法測定粗蛋白質(zhì)（CP），利用濾袋法測定酸性洗滌纖維（ADF）和中性洗滌纖維（NDF），利用索氏提取法測定粗脂肪（EE）、利用550℃灼燒法測定粗灰分（張麗英，2007），利用蒽酮-硫酸比色法測定水溶性碳水化合物（WSC）（Owens，1999）。

1.3.4 發(fā)酵品質(zhì)的測定 青貯玉米的采樣同 1.3.3，每個區(qū)域采樣3 kg 左右，然后放入青貯袋中，放于陰涼處3 個月后開封取20 g 新鮮樣品制備發(fā)酵品質(zhì)待測液（張適，2019），利用酸度計來測量pH、利用苯酚- 次氯酸鈉比色法測定氨態(tài)氮（AN）、利用液相色譜法測定乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）、丁酸（BA）等有機酸（許慶方，2007）。其余青貯每組取300 g 在65℃烘箱中烘至恒重后測定粗蛋白質(zhì)（CP）、粗脂肪（EE）、粗纖維（CF）等營養(yǎng)物質(zhì)的測定，測定方法同1.3.3。

1.4 數(shù)據(jù)分析 利用wps2018 進行數(shù)據(jù)整理，同時利用spss16.0 對數(shù)據(jù)進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同節(jié)水灌溉青貯玉米的原料特性

2.1.1 不同節(jié)水灌溉青貯玉米產(chǎn)量和產(chǎn)奶指數(shù)的影響 由表1 可知，鮮草生物產(chǎn)量、干物質(zhì)產(chǎn)量、奶噸指數(shù)、奶畝指數(shù)均是A 組＞B 組＞C 組，其中A 組和B 組與C 組鮮草生物產(chǎn)量相比差異極顯著（P ＜0.01），A 組和B 組鮮草生物產(chǎn)量相比差異不顯著（P ＞0.05）；A 組和C 組干物質(zhì)產(chǎn)量相比差異均極顯著（P ＜0.01），B 組和C 組干物質(zhì)產(chǎn)量相比差異顯著（P ＜0.05），A 組和B 組與C 組奶噸指數(shù)和奶畝指數(shù)相比差異均極顯著（P ＜0.01），A 組和B 組奶噸指數(shù)和奶畝指數(shù)相比差異不顯著（P ＜0.05）。

表1 不同節(jié)水灌溉青貯玉米產(chǎn)量和產(chǎn)奶指數(shù)

2.1.2 不同節(jié)水灌溉青貯玉米農(nóng)藝性狀的影響 由表2 可知，不同節(jié)水灌溉對青貯玉米株高、穗位、莖粗、葉片數(shù)有一定影響，其中株高A 組＞B組＞C 組，其中A 組和C 組株高相比差異極顯著（P ＜0.01），A 組和B 組株高相比差異不極顯著（P ＞0.01），A 組與B 組和C 組株高相比差異均顯著（P ＜0.05），B 組和C 組相比差異顯著（P ＜0.05）；穗位A 組＞B 組＞C 組，其中A 組和C 組穗位相比差異極顯著（P ＜0.01），A 組和B 組與C 組穗位相比差異均顯著（P ＜0.05），A組和B 組穗位相比差異不顯著（P ＞0.05）；莖粗B 組＞A 組＞C 組，其中A 組和B 組與莖粗C 組相比差異均極顯著（P ＜0.01），A 組和B 組莖粗相比差異顯著（P ＜ 0.05），C 組與A 組和B 組莖粗差異均顯著（P ＜0.05）；葉片數(shù)A 組＞B 組＞C組。

表2 不同節(jié)水灌溉對青貯玉米農(nóng)藝形狀的影響

2.1.3 不同節(jié)水灌溉對青貯玉米營養(yǎng)成分的影響 由表3 可知，不同節(jié)水灌溉對青貯玉米營養(yǎng)物質(zhì)有一定影響，其中粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗灰分、水溶性碳水化合物含量B 組＞A 組＞C 組，粗纖維、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維含量A 組＞C 組＞B組，各組差異不顯著（P ＞0.05）。

表3 不同節(jié)水灌溉對青貯玉米營養(yǎng)成分的影響 %

2.2 不同節(jié)水灌溉玉米的青貯品質(zhì)

2.2.1 不同節(jié)水灌溉玉米青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的影響 由表4 可知，pH、乙酸含量B 組＞A 組＞C組，氨態(tài)氮含量C 組＞B 組＞A 組，乳酸、丙酸含量B 組＞C 組＞A 組，且各組之間差異不顯著（P ＞0.05），丁酸在各組均未檢出。

表4 不同節(jié)水灌溉對青貯玉米發(fā)酵品質(zhì)的影響

2.2.2 不同節(jié)水灌溉對玉米青貯飼料營養(yǎng)成分的影響 由表5 可知，干物質(zhì)B 組＞C 組＞A組，且A 組和B 組干物質(zhì)含量相比差異顯著（P ＜0.05），A 組和C 組干物質(zhì)含量相比差異不顯著（P ＞0.05），粗蛋白質(zhì)含量B 組＞A 組＞C組，且C 組與A 組和B 組粗蛋白質(zhì)含量相比差異顯著（P ＜0.05），但A 組和B 組粗蛋白質(zhì)含量相比差異不顯著（P ＞0.05）；粗脂肪、酸性洗滌纖維含量、水溶性碳水化合物含量B 組＞A 組＞C組，粗灰分和中性洗滌纖維含量A 組＞B 組＞C組，各組之間差異不顯著（P ＞0.05）。

表5 不同節(jié)水灌溉對玉米青貯營養(yǎng)成分的影響 %

3 討論

3.1 不同節(jié)水灌溉對青貯玉米原料特性的影響

3.1.1 不同節(jié)水灌溉對青貯玉米的產(chǎn)量和產(chǎn)奶指數(shù)的影響 青貯玉米的產(chǎn)量與灌溉水量具有很大關(guān)系，在本試驗中，節(jié)水灌溉區(qū)域的青貯玉米鮮重產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量均低于完全灌溉的區(qū)域，這主要是受干旱脅迫影響，尤其是節(jié)水灌溉30% 的區(qū)域，其玉米鮮重產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量降低尤其明顯，這與其他研究結(jié)果基本一致（范曉慧，2013）。同時研究發(fā)現(xiàn)，節(jié)水灌溉15% 時，雖然青貯玉米鮮重產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量也降低，但差異不顯著，這可能是完全灌溉時有一部分水分被無效蒸騰，沒有被青貯玉米完全吸收和利用，從側(cè)面反映了本區(qū)域水的利用效率較低，造成水資源浪費。節(jié)水15% 的區(qū)域雖然水量減少，但可能由于節(jié)水15% 時有利于根系下扎，增強了青貯玉米的抗旱能力，水的利用率提高，有利于物質(zhì)積累（潘菊梅，2012）。通過對不同節(jié)水灌溉下青貯玉米產(chǎn)奶指數(shù)的計算可知，灌溉可以提高青貯玉米的品質(zhì)，通過適當(dāng)?shù)墓?jié)水灌在一定程度上對青貯玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量影響不大。

青貯玉米在生長期給其提供充足的水分有利于其充分生長，因充分灌溉時株高增長最高，節(jié)水灌溉對青貯玉米的株高產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，尤其是節(jié)水30% 時，但節(jié)水灌溉15% 時青貯玉米莖粗最大，這主要是由于此灌溉量下有益于青貯玉米在苗期的“蹲苗”，非常有利于青貯玉米的壯苗，進而使后期青貯玉米的莖粗增長較多。穗位和葉片數(shù)與灌溉量也息息相關(guān)，充足的水分有利于穗位高度和葉片數(shù)的生長。

3.1.2 不同節(jié)水灌溉對青貯玉米營養(yǎng)成分的影響 不同灌溉處理會影響青貯玉米粗蛋白質(zhì)、粗脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)的含量，這與其他研究者的結(jié)果基本一致（Mahmut，2016）。從試驗結(jié)果顯示，節(jié)水灌溉15% 可提高青貯玉米粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗灰分、水溶性碳水化合物等營養(yǎng)物質(zhì)的含量，降低粗纖維、酸性洗滌纖維等的含量，從而提高青貯玉米營養(yǎng)價值，這與其他研究者的結(jié)果基本一致（潘菊梅，2012）。而節(jié)水灌溉30% 時，青貯玉米的營養(yǎng)價值會降低，這表明該灌溉方式下青貯玉米受干旱脅迫影響發(fā)育。

3.2 不同節(jié)水灌溉對玉米青貯品質(zhì)的影響 將玉米的鮮綠全株經(jīng)過切碎和微生物發(fā)酵后制成青貯玉米，其作為飼料具有氣味芳香、消化率較高、適口性好等特點，是牛羊等反芻動物特別好的飼料（侯楠楠，2019）。青貯飼料質(zhì)量可以通過pH，銨態(tài)氮、乳酸、乙酸、丙酸和丁酸來判定，本試驗中青貯玉米的pH 均低于料臨界值（4.2），這表明發(fā)酵效果較好（袁仕改，2018）。丁酸含量是反映青貯飼料品質(zhì)好壞的一個重要指標(biāo)（王璐娜，2018），本試驗中各組并未測得丁酸含量，這也表明青貯品質(zhì)較好。同時，根據(jù)水分、銨態(tài)氮、乳酸、水溶性碳水化合物等含量以及青貯飼料的營養(yǎng)成分可知（袁仕改，2019 ；孫志強，2019），青貯玉米的發(fā)酵品質(zhì)未受節(jié)水灌溉的影響，這與其他研究者的結(jié)果基本一致（許慶方，2019）。

4 結(jié)論

通過本試驗可知，適當(dāng)?shù)墓?jié)水灌溉雖然會對青貯玉米的產(chǎn)量有一定影響，但會提高青貯玉米的品質(zhì)，但對青貯玉米的發(fā)酵品質(zhì)幾乎沒有影響，因此，在青貯玉米種植過程中可以根據(jù)冀西北實際情況進行節(jié)水灌溉，同時，也可借助其他保水方式（秸稈覆蓋等）結(jié)合節(jié)水灌溉來增加青貯玉米產(chǎn)量，保證青貯玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)，最終實現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展。