不同飼草種植模式生產(chǎn)性能和效益評(píng)價(jià)

牛 巖,張曉霞,史瑩華,王建輝,王紅藝,梁亞爽

(1. 河南省飼草飼料站，河南 鄭州 450008；2. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 牧醫(yī)工程學(xué)院，河南 鄭州 450002；3. 南陽市黃?？萍贾行模幽?南陽 473010)

苜蓿和全株青貯玉米是草食畜的主要粗飼料，在冬春季飼料缺乏季節(jié)中發(fā)揮了重要作用。與傳統(tǒng)的小麥籽粒收獲后秸稈作為飼料相比，全株青貯小麥具有更高的飼用價(jià)值，但小麥青貯存在產(chǎn)量低的缺陷，需要進(jìn)行產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)[1-3]。甜玉米具有生育期短、適合種植收獲兩季的優(yōu)勢(shì)，乳熟期玉米果穗收獲加工作為食品，秸稈可作青貯料，具有適口性好和飼用價(jià)值高的特點(diǎn)[4]。糧食和油料作物如小麥、玉米、花生收獲后的秸稈也可以作為牛羊等牲畜的飼料[5]，在生產(chǎn)中應(yīng)用較多。為了評(píng)價(jià)一年二熟的飼草型、一年三熟的經(jīng)濟(jì)作物型與傳統(tǒng)的一年二熟糧食作物在產(chǎn)量、品質(zhì)、投入產(chǎn)出和經(jīng)濟(jì)效益方面的優(yōu)劣，研究不同飼草種植模式的生產(chǎn)性能，確定其最佳匹配模式，為糧改飼提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)種植和管理

試驗(yàn)小麥(TriticumaestivumL.)青貯和玉米(ZeamaysL.)全株青貯飼料作物的種植與青貯制作在河南省南陽市某乳業(yè)有限公司基地(E112.45°，N32.76°)進(jìn)行。該地地處淺丘陵地帶，地勢(shì)西高東低，西部為紫山山麓，東部為白河沖積平原，土壤肥沃，海拔在110～115 m之間。屬北亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫14.9 ℃，降水量805 mm，日照2 116 h，無霜期229 d。地下水資源豐富，水質(zhì)優(yōu)良，硬度一般不低于120 mg/L。試驗(yàn)用小麥于2016年10月份播種，前茬作物為玉米，小麥品種為眾麥2號(hào)，等行距播種，行距16.5 cm；播前每公頃施750 kg小麥專用肥作為基肥，淺耕后播種，每公頃播量262.5 kg；2017年2月下旬每公頃施750 kg尿素肥料作為追肥；2017年5月10日小麥達(dá)蠟熟期收獲進(jìn)行青貯。小麥?zhǔn)斋@后調(diào)茬種植青貯玉米，品種為京科青貯518，行距60 cm，每公頃播種密度72000株[6]；拔節(jié)期每公頃追施750 kg尿素作為追肥并灌溉；玉米在蠟熟中期籽粒乳腺在1/2時(shí)收獲和青貯。小麥和玉米均種植134 hm2，其中67 hm2制作全株青貯飼料，67hm2完熟期收獲籽粒。

二季甜玉米和一季薺菜在河南省南陽市新野縣某牛業(yè)有限公司(E112.25°，N32.42°)的種植基地進(jìn)行。新野縣屬于北亞熱帶地區(qū)，具有明顯的大陸性季風(fēng)氣候特征，溫暖濕潤(rùn)，四季分明，光、熱、水資源豐富。全年平均日照總時(shí)數(shù)1815.8 h，年平均氣溫15.1 ℃，年平均降水量721.0 mm，年平均相對(duì)濕度75%，年平均無霜期228 d，年平均風(fēng)速2.9 m/s。按照氣候平均氣溫劃分四季：春季持續(xù)56 d，夏季持續(xù)113 d，秋季持續(xù)61 d，冬季持續(xù)135 d。土壤為輕粘土。2017年4月，薺菜收獲后播種第一季甜玉米，品種為中鮮2號(hào)，每公頃播種密度75000株，果穗乳熟期達(dá)到食品廠收貯加工標(biāo)準(zhǔn)時(shí)人工收獲，生育期80 d；穗收獲后，秸稈進(jìn)行青貯。7月，在同一試驗(yàn)地播種第二季甜玉米，管理、收獲方式同上。試驗(yàn)基地67 hm2，甜玉米在乳熟期收獲后，分別測(cè)定其果穗和青綠秸稈產(chǎn)量。

1.2 試驗(yàn)樣品的采集

全株青貯小麥取樣時(shí)，在田間任選6個(gè)點(diǎn)，避開地頭，每個(gè)點(diǎn)取一個(gè)樣方，每個(gè)樣方4 m2，留茬5～6 cm，稱其樣方內(nèi)全部鮮草重量；在蠟熟期用聯(lián)合收獲機(jī)刈割和切碎，然后打捆和裹包青貯。青貯前后均采樣測(cè)定其營(yíng)養(yǎng)成分。全株青貯玉米在田間任選5點(diǎn)取樣，每個(gè)樣點(diǎn)取樣20株，留茬15 cm；將莖葉和果穗分開后，人工剝?nèi)ス胱蚜?，將莖葉和籽粒分別稱重，計(jì)算每公頃鮮草莖葉產(chǎn)量和鮮樣籽粒產(chǎn)量，5個(gè)樣點(diǎn)平均即為該樣地鮮草莖葉產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量；測(cè)定其干物質(zhì)產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)成分。糧食型小麥和玉米均在完熟期收獲，分別收獲籽粒和秸稈，其采樣點(diǎn)和方法同全株青貯。甜玉米果穗收獲后，在田間選取6個(gè)樣點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)取樣20株稱其鮮重；大田在果穗收獲后，立即將青綠秸稈切碎青貯，青貯前后取樣測(cè)定養(yǎng)分含量。

1.3 指標(biāo)檢測(cè)方法

常規(guī)養(yǎng)分含量測(cè)定均采用國(guó)標(biāo)提供[7]的方法。青貯飼料營(yíng)養(yǎng)成分有機(jī)酸的測(cè)定采用安捷倫Agilent 1290 Infinity II型液相色譜儀進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用SPSS22.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥和玉米一年兩熟模式飼草生產(chǎn)性能分析

2.1.1 糧食作物小麥和玉米模式飼草產(chǎn)量分析 從表1知，小麥和玉米一年兩熟糧食生產(chǎn)模式中秸稈產(chǎn)量為6310.5 kg/hm2；玉米秸稈產(chǎn)量10057.5 kg/hm2；一年兩熟糧食模式共產(chǎn)出秸稈16368 kg/hm2。

表1 糧食作物小麥和玉米產(chǎn)量

2.1.2 全株小麥青貯和全株玉米青貯模式飼草產(chǎn)量和品質(zhì)分析 由表2可以看出，蠟熟期小麥?zhǔn)斋@時(shí)，干物質(zhì)含量為30.58%，適宜制作青貯飼料[8]。青貯后，粗蛋白和粗脂肪含量與青貯前均有提高；NDF比青貯前提高了5.15%，ADF下降了7.61%。

表2 青貯前后小麥生物學(xué)指標(biāo)及營(yíng)養(yǎng)成分

由表3可見，全株玉米青貯飼料發(fā)酵良好，pH降至4.46，未檢測(cè)到丁酸，主要營(yíng)養(yǎng)成分保存良好。

表3 全株青貯玉米青貯前后營(yíng)養(yǎng)成分

2.2 一年三熟模式飼草產(chǎn)量分析

從表4可以看出，第一季甜玉米秸稈平均產(chǎn)量15592.5 kg/hm2，比第二季高出35%，兩季秸稈總產(chǎn)量達(dá)到2.7×104kg/hm2；兩季秸稈產(chǎn)出干物質(zhì)約1.3×104kg/hm2，且平均植株高度達(dá)到172.33 cm，與普通糧食玉米相比差異不大。第一季與第二季甜玉米秸稈各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)差異不大。

表4 甜玉米整株生物學(xué)指標(biāo)

從表5可以看出，第一季甜玉米秸稈青貯前的粗蛋白和粗脂肪含量分別為6.06%和1.36%，青貯后分別為7.65%和2.21%。第二季甜玉米秸稈青貯前的粗蛋白和粗脂肪含量分別為5.34%和1.29%，青貯后分別為7.47%和2.85%。第一季和第二季甜玉米秸稈青貯pH分別為3.9和4.02，說明青貯料的pH達(dá)到優(yōu)良青貯料的酸度值，第一季玉米秸稈青貯未檢出丁酸，第二季含有微量丁酸，說明達(dá)到了良好的發(fā)酵效果；且青貯發(fā)酵優(yōu)化了原料的纖維質(zhì)量，降低了NDF和ADF含量，改善了原料的飼喂品質(zhì)。

由表5可知，第一季甜玉米秸稈青貯前的粗蛋白和粗脂肪含量分別為6.06%和1.36%，青貯后分別為7.65%和2.21%。第二季甜玉米秸稈青貯前的粗蛋白和粗脂肪含量分別為5.34%和1.29%，青貯后分別為7.47%和2.85%。第一季和第二季甜玉米秸稈青貯pH分別為3.9和4.02，說明青貯料的pH達(dá)到優(yōu)良青貯料的酸度值，第一季玉米秸稈青貯未檢出丁酸，第二季含有微量丁酸，說明達(dá)到了良好的發(fā)酵效果；且青貯發(fā)酵優(yōu)化了原料的纖維質(zhì)量，降低了NDF和ADF含量，改善了原料的飼喂品質(zhì)。

表5 甜玉米秸稈青貯前后營(yíng)養(yǎng)成分分析

2.3 飼草效益估算

由表6可以看出，全株青貯玉米的生產(chǎn)成本為17355元/hm2，普通糧食玉米生產(chǎn)成本為13875元/hm2，生產(chǎn)全株青貯玉米成本比糧食玉米高3480元/hm2；但從經(jīng)濟(jì)效益看，全株青貯玉米平均效益為7544.25元/hm2，而普通糧食玉米和秸稈效益為4370.55元/hm2，前者是后者的1.73倍。全株青貯小麥平均生產(chǎn)成本為14 940元，比糧食小麥高2340元/hm2，且效益比糧食小麥低4898.325元/hm2。從整個(gè)生產(chǎn)模式來看，一季青貯小麥和一季全株青貯玉米種植模式的效益為5369.175元/hm2，二者分別占總效益的140.51%、40.51%；而一季玉米和一季小麥糧食模式的經(jīng)濟(jì)效益為7093.8元/hm2，高于兩季青貯，主要源于全株青貯小麥生物產(chǎn)量低且生產(chǎn)成本高；按照現(xiàn)在生產(chǎn)上的全株青貯玉米和糧食小麥一年二熟糧草兼顧型，則每公頃能獲得10267.5元收益。但在冬春飼草匱乏的情況下，可以將小麥全株收獲制作青貯飼料，用作奶牛等反芻家畜的應(yīng)急補(bǔ)給。

表6 飼草效益估算

二季甜玉米秸稈收入5429.4元/hm2，比普通玉米秸稈一季收入每公頃高400.65元，符合種植戶的收益選擇。從整個(gè)生產(chǎn)模式看，二季甜玉米和一季薺菜一年三熟制平均年成本為53700元/hm2，小麥+玉米一年兩熟糧食生產(chǎn)的平均成本為26475元/hm2，三者相比二季甜玉米+一季薺菜的生產(chǎn)成本最高，但其經(jīng)濟(jì)效益也最高，是小麥與玉米之和的9倍。

3 討 論

我國(guó)糧食產(chǎn)量的40%用作豬禽飼料[9]，其中小麥和玉米的飼用量分別占其總產(chǎn)量的20%和60%～70%。小麥秸稈在畜牧業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用早而普遍，但其本身營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低，只能作為牲畜的填充料，與現(xiàn)代畜牧業(yè)追求高效飼喂優(yōu)質(zhì)產(chǎn)出的目標(biāo)不符。營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的好壞直接決定著青貯飼料的優(yōu)劣，其中粗蛋白是反映青貯飼料質(zhì)量的重要指標(biāo)，纖維含量又直接影響粗蛋白的吸收和利用，其含量越低，粗蛋白越容易被反芻動(dòng)物消化吸收[10]。國(guó)內(nèi)外已有對(duì)小麥全株青貯作為飼料的研究報(bào)道，且效果良好[11]。本研究發(fā)現(xiàn)，與新鮮材料相比，青貯后秸稈中粗蛋白和粗脂肪含量均不同程度增加，這可能與各組青貯飼料中較高的干物質(zhì)損失有關(guān)，青貯過程中植物酶和微生物代謝產(chǎn)出的CO2、H2和揮發(fā)性化合物構(gòu)成了主要的干物質(zhì)損失來源，且乳酸菌在發(fā)酵過程進(jìn)行同型發(fā)酵，有效保存了營(yíng)養(yǎng)成分使粗蛋白和粗脂肪含量相對(duì)提高[12]。Da Silva等[13]報(bào)道未處理的全株玉米青貯后粗蛋白不同程度增加，并將其歸因于該組較低的干物質(zhì)回收率。小麥青貯確實(shí)提高了原料的蛋白質(zhì)和脂肪含量，并降低了ADF含量，提高了飼喂品質(zhì)，這與許留興等[2]、李春江等[14]、蔡阿敏等[15]的研究結(jié)果一致。另外，孫小凡等[16]通過對(duì)玉米、小麥和大麥的營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比發(fā)現(xiàn)，小麥比傳統(tǒng)玉米和大麥的飼用價(jià)值更高。

近年來，我國(guó)甜玉米種植面積不斷加大，其穗收獲后直接加工成食用鮮玉米，由于果穗的收獲比普通玉米早，收獲時(shí)秸稈能夠保持青綠，適時(shí)收獲后青貯加工能夠作為肉牛等家畜的優(yōu)質(zhì)粗飼料。本研究中，將秸稈收獲制作的青貯飼料，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，飼喂肉牛效果良好；且經(jīng)濟(jì)效益高于常規(guī)的小麥+玉米一年二熟制，值得推廣。本研究選擇的全株青貯小麥+全株青貯玉米一年二熟模式代替原來的小麥+玉米一年二熟模式，在生產(chǎn)中可用，但在生產(chǎn)中沒有推廣意義，其主要原因主要在于全株青貯小麥生物量低，經(jīng)濟(jì)效益欠佳，只能作為應(yīng)急補(bǔ)給；全株青貯玉米是我國(guó)糧改飼、種養(yǎng)結(jié)合的主要作物，其青貯飼料具有產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良和經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)，適合大面積推廣；全株青貯玉米+全株青貯燕麥?zhǔn)且环N產(chǎn)量高、效益好的新模式，燕麥在河南省春播干草產(chǎn)量最高可達(dá)10.3 t/hm2[17]，玉米+燕麥兩熟效益可達(dá)17032.5元/ hm2。在確認(rèn)小麥和甜玉米秸稈青貯能夠作為草食畜優(yōu)質(zhì)粗飼料的基礎(chǔ)上，選擇新的糧草輪作模式或飼草輪作模式進(jìn)行研究和在生產(chǎn)中推廣是必要的。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，小麥全株青貯后營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，但產(chǎn)量偏低、經(jīng)濟(jì)效益差；甜玉米秸稈青貯可以作為優(yōu)質(zhì)粗飼料使用。小麥青貯+全株玉米青貯一年二熟模式不佳，小麥+全株青貯玉米模式經(jīng)濟(jì)效益較好；二季甜玉米+一季蔬菜模式的經(jīng)濟(jì)效益最佳。