一年生野生大豆與青貯玉米混作對飼草產(chǎn)量及品質的影響

陳愛國, 李兆波, 崔曉光, 吳 禹

（遼寧省農(nóng)業(yè)科學院 高粱研究所, 遼寧沈陽 110161）

飼料作為畜牧業(yè)發(fā)展的重要物質基礎, 在畜牧業(yè)生產(chǎn)總成本中占比70%（張玉發(fā), 2004）, 由于青貯飼料可為畜牧業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟效益, 因此, 人們不斷探索如何提高青貯飼料的產(chǎn)量及品質。青貯玉米整株鮮嫩多汁, 飼用適口性較好, 營養(yǎng)豐富且高產(chǎn), 具有較高的飼用價值, 其主要成分包括纖維素、半纖維素和木質素, 另外, 其粗蛋白質含量較低, 飼草消化率只有40%～50%, 能維持家畜65%的營養(yǎng)需求（張文舉等, 2001）, 是較為理想的飼料作物之一。野生大豆植株及籽粒的營養(yǎng)價值較高, 含有豐富的氨基酸, 必需氨基酸的含量顯著高于秣食豆（陳默君和賈慎修, 2002）。野生大豆作為飼用具有柔軟多汁、適口性好等優(yōu)點, 其營養(yǎng)價值和利用率可與紫花苜蓿草粉相媲美（吳立新, 2004）, 尤其是野生大豆植株及種子均具有較高的粗蛋白質含量, 能彌補青貯玉米蛋白含量低的缺點, 從而獲得營養(yǎng)價值更高的飼草。但野生大豆由于莖稈纖細、蔓生纏繞, 單播時匍匐生長, 莖稈與葉片相互重疊導致蔭蔽, 造成光利用率較低, 嚴重影響其飼草產(chǎn)量。另外, 一年生野生大豆等豆科植物緩沖能力高, 干物質和水溶性碳水化合物含量低是導致其難以青貯成功的主要原因（張秀芬, 1992）。因此, 本研究將野生大豆與青貯玉米混作, 青貯玉米可作為一年生野生大豆的生長攀爬媒介, 可通過提高植株間的通風透光性來有效促進野生大豆的光合作用, 為野生大豆營養(yǎng)生長提供足夠的空間, 從而提高整體的產(chǎn)量及品質。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗在遼寧省農(nóng)業(yè)科學院實驗基地（N41.820519°, E123.538504°）內進行, 此地屬溫帶季風型大陸性氣候, 生育期平均氣溫20.3℃, 總降雨量643.6 mm, 平均每天日照6.85 h。土壤為壤土, 基礎養(yǎng)分：全氮0.86 g/kg, 堿解氮87.20 mg/kg, 有效磷47.88 mg/kg, 速效鉀-144.6 mg/kg, 有機質32.45 g/kg, pH=6.81。

1.2 試驗材料 供試材料為一年生野生大豆品種LYD160022、LYD170005, 分 別 為2016、2017年野外采集于黑龍江省塔河縣、牡丹江市, 種子經(jīng)過磨砂處理, 發(fā)芽率≥90%。供試青貯玉米品種為京科301, 由北京市農(nóng)林科學院玉米研究中心選育。

1.3 試驗方法 本研究采用單因素隨機區(qū)組試驗設計, 分為3個處理, 分別為野生大豆LYD160022與青貯玉米混播、野生大豆LYD170005與青貯玉米混播及青貯玉米單播對照（CK）, 每個處理3次重復, 共計9個試驗小區(qū)。每個小區(qū)10行, 10 m行長, 行間距0.6 m, 小區(qū)面積60 m2。青貯玉米播種密度為6萬株/hm2。采用野生大豆與青貯玉米混播的栽培模式, 人工同期播種, 青貯玉米每穴播2粒, 深度6 cm, 在穴間播種野生大豆, 每穴播20粒, 深度2 cm, 野生大豆定苗每穴4株。田間管理與大田相同, 在青貯玉米進入蠟熟期并且野生大豆開始鼓粒時進行統(tǒng)一收割。

1.4 測定指標與方法 每個小區(qū)選取30 m2區(qū)域進行刈割, 稱鮮重后利用粉碎機進行粉碎, 密封包裝后置于干燥陰涼處進行自然發(fā)酵。30 d后取出500 g于85℃進行烘干至恒質量, 稱重并計算其干物質含量；之后每隔10 d取樣一次, 進行品質指標測定, 主要包括粗蛋白質、粗纖維、粗脂肪、可溶性糖、鈣和磷含量。其中, 采用凱氏定氮法測定粗蛋白質含量, 采用高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測法測定可溶性糖含量, 采用酸堿洗滌法測定粗纖維含量, 采用索氏抽提法測定粗脂肪含量, 采用釩鉬黃吸光光度法測定磷含量, 采用高錳酸鉀法測定鈣含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析 試驗數(shù)據(jù)利用DPS v9.50 軟件、Excel 2010軟件進行處理與分析。

2 結果與分析

2.1 野生大豆與青貯玉米混播對鮮草及干草產(chǎn)量的影響 由表1和表2可知, 各處理間鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量均存在極顯著差異。由表3可知, 野生大豆LYD170005與青貯玉米京科301混播后鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量均為最高, 分別為79.97、26.87 t/hm2, 與CK京科301單播相比分別提高15.34%、16.53%。野生大豆LYD160022與青貯玉米京科301混播后鮮草產(chǎn)量和干草產(chǎn)量次之, 分 別 為77.22、25.78 t/hm2, 與CK京 科301單 播相比分別提高11.38%、11.75%。

表1 鮮草產(chǎn)量方差分析表

表2 干草產(chǎn)量方差分析表

表3 野生大豆與青貯玉米混播產(chǎn)量比較

2.2 野生大豆與青貯玉米混播對飼草品質的影響 由表4可知, 在粗蛋白質方面, 兩品種野生大豆與青貯玉米混播青貯后飼草粗蛋白質含量分別為9.89%、10.4%, CK青貯玉米單播青貯后粗蛋白質含量僅為8.42%, 野生大豆與青貯玉米混播均可顯著提高飼草粗蛋白質含量, 分別極顯著提高17.51%、23.52%（P＜0.01）。在粗脂肪含量方面, 兩品種野生大豆與青貯玉米混播青貯后飼草粗脂肪含量分別為2.31%、2.18%, 比CK分別極顯著提高49.03%、40.65%（P＜0.01）。可溶性糖、粗纖維、鈣及磷含量方面, 各處理間差異不顯著（P＞0.05）, 野生大豆與青貯玉米混播青貯后對其含量無顯著影響。

表4 不同處理間營養(yǎng)成分比較 %

2.3 不同發(fā)酵時間對飼草品質的影響 由圖1～6可知, 飼草發(fā)酵第30～70天中, 粗蛋白質含量呈緩慢上升后逐漸下降的趨勢, 在發(fā)酵60 d時, 3個處理均達到最大值, 分別為11.59%、10.91%、8.66%, 然后逐漸降低。粗脂肪的含量呈緩慢上升趨勢, 但提升不大, 在發(fā)酵70 d時分別為2.46%、2.35%、1.61%?？扇苄蕴呛痛掷w維含量在發(fā)酵期間呈逐漸降低趨勢, 鈣和磷含量在發(fā)酵期間無明顯變化趨勢, 且差異不顯著。

3 討論與結論

有研究表明, 利用拉巴豆（柳茜等, 2015）、扁豆（齊宗元等, 2010）、秣食豆（馬埡杰等, 2017）等與玉米混播種植均比對照顯著提高單位面積飼草產(chǎn)量。野生大豆作為飼草具有產(chǎn)量高、營養(yǎng)物質豐富、適口性好等優(yōu)點, 但單播時易倒伏, 容易形成蔭蔽, 底部光照僅為全部光照的1%左右, 嚴重影響其飼草產(chǎn)量, 青貯玉米單播也容易造成光照的盈余。但野生大豆與青貯玉米混作為野生大豆的生長建立了攀爬支架, 有利于冠層展開, 能增加光照截獲量和光合作用面積, 從而提高飼草產(chǎn)量。在本研究中, 利用2個野生大豆品種分別與青貯玉米混作, 分析了混作后與對照組的產(chǎn)量差異, 結果表明, 野生大豆與青貯玉米混作可以大幅提高飼草產(chǎn)量, 野生大豆不同品種間增產(chǎn)差異不顯著。光照利用率對其產(chǎn)量影響較大, 青貯玉米及野生大豆不同播種密度可能對混作飼草產(chǎn)量有一定影響, 有待進一步研究。

野生大豆的粗蛋白質、鈣和磷含量較高, 可溶性糖含量較低, 而青貯玉米整株可溶性糖含量較高, 其混播后可有效改善飼草的營養(yǎng)成分。在本研究中, 野生大豆與青貯玉米混播青貯后, 粗蛋白質、粗脂肪含量跟CK京科301單播相比均有顯著提高, 但各處理可溶性糖、粗纖維、鈣及磷含量差異不顯著, 野生大豆與青貯玉米混播青貯后對其含量無明顯影響。由此可見, 野生大豆與青貯玉米混作可作為改善飼草營養(yǎng)品質的重要途徑。

本研究從混播飼草發(fā)酵30 d開始, 每隔10 d進行一次營養(yǎng)成分測定, 結果表明, 飼草中粗蛋白質的含量隨發(fā)酵時間先升高后降低, 各處理在發(fā)酵60 d時達到峰值, 分別為11.59%、10.91%、8.66%, 之后開始緩慢降低, 這一變化規(guī)律可能與某些微生物本身活動有關, 確切原因有待于進一步研究。各處理組的粗脂肪含量也隨發(fā)酵時間的延長而緩慢提高, 分別從2.24%、2.01%、1.45%升高到2.46%、2.35%、1.61%, 可能是由于發(fā)酵過程會逐漸降低野生大豆籽粒中的蛋白酶抑制劑。隨著發(fā)酵時間的延長, 飼草中可溶性糖的含量逐漸減少, 這可能是因為在厭氧條件下, 乳酸菌的繁殖和生長需要消耗一定量的可溶性糖, 進而引起其含量降低并同時積累部分乳酸。青貯飼草的秸稈不易降解, 主要是纖維素、半纖維素及木質素等成分共存于植物纖維中, 形成了復雜的結構, 不利于降解和消化吸收（吳坤等, 2003）。在本研究中, 飼草粗纖維含量也隨著發(fā)酵逐漸降低, 這可能是飼草中纖維性營養(yǎng)物質隨發(fā)酵時間延長逐漸轉化為動物更易吸收利用的營養(yǎng)成分。綜上所述, 野生大豆與青貯玉米混播飼草發(fā)酵的最佳時間為60 d, 此時營養(yǎng)成分含量相對較高。