不同覆膜形式對旱地玉米—拉巴豆間作栽培飼料產(chǎn)量及青貯品質(zhì)的影響

高應(yīng)平，鄭炳輝，梁天柱，柴明杰，申世瑛，朱俊峰，李文彬，郭柏宏，蔣長虹，李巧紅

（1.莊浪縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅平?jīng)?744600；2.平?jīng)鍪行竽翝O業(yè)站，甘肅平?jīng)?744000）

平?jīng)鍪星f浪縣位于甘肅省東部，屬北方春玉米種植區(qū)，氣候半濕潤，其土壤肥沃是甘肅省重要的畜牧業(yè)生產(chǎn)縣（曹婷婷，2021）。但由于缺乏良好的綠色飼料，無法實(shí)現(xiàn)全年草食動(dòng)物的需求（王愛軍，2019）。青貯飼料是世界各地保存草料的主要手段之一（S-Gill M.等，2000）。青貯玉米作為青貯飼料的一種，是中國國情下“糧改飼”大力推廣的農(nóng)作物之一，高營養(yǎng)、易消化是一種優(yōu)質(zhì)的反芻動(dòng)物飼料，同時(shí)，拉巴豆的固氮能力可改善田間理化性狀，具有牧草產(chǎn)量高、蛋白質(zhì)含量高、易于繁殖和推廣的特點(diǎn)。間作栽培此種模式可以充分利用作物資源，從而達(dá)到增產(chǎn)增效的效果（李亞嬌等，2019）。通過間作以生態(tài)為基礎(chǔ)的作物多樣化和集約化一直被忽視為可持續(xù)集約化的一種手段，但這些往往是農(nóng)民可以欣然接受的方式（RACHEL-BEZNER KERR等，2007；Bryan Simoneaux等，2022；Ergon ?.等，2017）。研究表明，增加玉米青貯飼料中粗蛋白含量的一種可行辦法是在田間種植玉米和豆科植物（E-Contreras-Govea Francisco等，2008），這種間作栽培的產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收優(yōu)勢也是由于間作物種之間地上和地下種間相互作用的結(jié)果。因此，間作栽培提供了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的途徑。當(dāng)前，以更低的環(huán)境成本生產(chǎn)更多的食物是全球最關(guān)鍵的挑戰(zhàn)之一。鑒于可耕地有限，快速的人口增長對高效和可持續(xù)的農(nóng)業(yè)實(shí)踐構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)。為滿足日益增長的糧食需求，塑料覆蓋已成為一種廣泛使用的技術(shù)，因?yàn)槠渚哂屑磿r(shí)經(jīng)濟(jì)效益，如提高產(chǎn)量和改善作物質(zhì)量。塑料覆蓋已發(fā)展成為提高作物產(chǎn)量的最主要做法之一。塑料覆蓋物主要用于通過隔熱和防止蒸發(fā)來保護(hù)幼苗和枝條，從而保持或略微增加土壤溫度和濕度。此外，眾所周知，應(yīng)用塑料覆蓋物可以減少雜草和害蟲的壓力。通常報(bào)告的好處是最大限度地減少種子和果實(shí)的發(fā)育時(shí)間，增加產(chǎn)量，防止水土流失和雜草生長，從而減少除草劑和化肥的使用。目前，對青貯玉米的研究主要集中在玉米青貯發(fā)酵前的營養(yǎng)品質(zhì)上，而對覆膜形式的研究較少（賈夢楊等，2020），故本試驗(yàn)通過開展旱地玉米—拉巴豆間作栽培模式，研究不同覆膜形式旱地玉米—拉巴豆間作栽培對混貯飼料青貯品質(zhì)的影響，探討適合西北旱地地區(qū)玉米—拉巴豆間作的最佳覆膜形式，為西北旱地地區(qū)青貯玉米優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)實(shí)踐中合理栽培提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地選擇 試驗(yàn)地位于甘肅省平?jīng)鍪星f浪縣通化鎮(zhèn)韓灣村試驗(yàn)示范基地，所選場地地勢平坦，表層土層較深，土壤疏松，有機(jī)質(zhì)含量充足，土壤肥沃，適宜全膜雙壟溝播技術(shù)種植玉米的田塊。在前茬收獲后及時(shí)深耕滅茬，深耕深度25～30 cm。淺耕耙耱，使土壤綿軟疏松，利于秋覆膜和頂凌覆膜。整地前測定土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分。

具體施肥信息如下。有機(jī)肥2000～3000 kg；尿素15～20 kg，中國石油天然氣集團(tuán)寧夏公司生產(chǎn)；普鈣50～80 kg，云南祿豐勤攀磷化工有限公司生產(chǎn)；硫酸鉀10 kg，青海中信國安科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)；農(nóng)用普通地膜由甘肅天寶塑業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)品種 選用玉米品種抗病性強(qiáng)、生物產(chǎn)量高的糧飼兼用品種，選用包衣種子，品種選用先玉338，由莊浪縣種子公司提供。拉巴豆選擇抗病性強(qiáng)、生長勢強(qiáng)的品種，拉巴豆品種為潤高，由平?jīng)鍪行竽翝O業(yè)站采購。拉巴豆選用新鮮、成熟度一致、飽滿的顆粒作種。如有可能，應(yīng)使用專用根瘤菌進(jìn)行拌種，拌種應(yīng)在當(dāng)天完成，不要與農(nóng)藥混合。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用單因素方差設(shè)計(jì)，兩行玉米間作一行拉巴豆，玉米與拉巴豆同行同向播種，均為穴播種植，玉米種植密度3500～4000株/畝，拉巴豆種植密度3500～4000穴，每穴播種2～3粒，用種量2～3 kg/畝。使用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)面積26.4 m2，按4.4 m×6 m設(shè)計(jì)，玉米—拉巴豆間作各種植4壟8行。不同覆膜的旱地玉米—拉巴豆間作栽培試驗(yàn)，設(shè)4組，分別為T0露地（對照組）、T1降解膜、T2半膜、T3全膜，每組3個(gè)重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，如表1。其他管理措施同大田，試驗(yàn)過程中及時(shí)進(jìn)行查苗補(bǔ)苗，根據(jù)植株長勢合理澆水，耕除草，生長過程中及時(shí)進(jìn)行病蟲害防治。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4 檢測指標(biāo)及方法

1.4.1 采樣 青貯玉米在苞葉變黃、籽粒乳線消失時(shí)進(jìn)行收獲，即玉米灌漿達(dá)到乳線2/3時(shí)與拉巴豆一起收獲。青貯應(yīng)在玉米籽粒乳熟期及時(shí)進(jìn)行，收獲不應(yīng)過晚，否則很容易遇到霜凍，導(dǎo)致枝葉干燥和養(yǎng)分流失。從每個(gè)小區(qū)取10穴全株玉米及拉巴豆進(jìn)行取樣和保存，收獲后將玉米秸稈與拉巴豆按照青貯的要求混合粉碎，青貯時(shí)間為45 d。

1.4.2 測定指標(biāo)及方法 采集青貯中段樣品（表層下2～3 cm的樣品）送至內(nèi)蒙古烏蘭察布市易馬農(nóng)牧科技有限公司，丹麥福斯FOSS 2500近紅外掃描儀檢測青貯品質(zhì)指標(biāo)，對比使用美國Dairy One的數(shù)據(jù)庫測定指標(biāo)包括干物質(zhì)（DM）、粗蛋白質(zhì)（CP）、氨、酸性洗滌纖維（ADF）、中性洗滌纖維（NDF）、木質(zhì)素（ADL）、非纖維性碳水化合物（NFC）含量等營養(yǎng)指標(biāo)，pH和乳酸、乙酸、丁酸含量等發(fā)酵指標(biāo)，共計(jì)14項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)。對每個(gè)小區(qū)青貯玉米及拉巴豆進(jìn)行測產(chǎn)，分別稱量青貯玉米及拉巴豆重量，做好相關(guān)產(chǎn)量紀(jì)錄，以便后續(xù)進(jìn)行產(chǎn)量分析。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 所有收集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)先用Excel 2019軟件進(jìn)行初步匯總整理，然后采用SPSS 23.0軟件進(jìn)行描述性單因子方差分析（oneway ANOVA，LSD），分析指標(biāo)以重復(fù)為單位，采用Duncan’s法進(jìn)行多重比較，試驗(yàn)數(shù)據(jù)用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，P＜0.05表示組間差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆間作栽培對混貯飼料產(chǎn)量的影響 由表2可知，不同覆膜形式對小區(qū)產(chǎn)量均有顯著影響（P＞0.05）。各試驗(yàn)組產(chǎn)量均顯著高于對照組（P＜0.05），且T3組產(chǎn)量顯著高于對照組和T1、T2組（P＜0.05）。與對照組相比，T3組增產(chǎn)874.63 kg，增幅達(dá)到17.56%，產(chǎn)量位次第一，T1、T2組比對照組增產(chǎn) 分 別 為239.178、486.55 kg，增 幅 為5.05%、10.26%。各處理組畝產(chǎn)產(chǎn)量中，T3組在CP的產(chǎn)量高于其他各組，為748.52 kg，T2組在ADF的產(chǎn)量高于其他各組，為1496.55 kg，氨產(chǎn)量T1組最低，乳酸產(chǎn)量T3組最高。

表2 不同覆膜形式對旱地玉米—拉巴豆間作栽培混貯飼料產(chǎn)量的影響

2.2 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆間作栽培對混貯飼料青貯后營養(yǎng)品質(zhì)的影響 由表3可知，不同覆膜形式對青貯玉米的干物質(zhì)、中性洗滌纖維、30 h無灰分未消化中性洗滌纖維、120 h無灰分未消化中性洗滌纖維、木質(zhì)素、淀粉、非纖維性碳水化合物的含量無顯著影響（P＞0.05）。T1組粗蛋白質(zhì)含量顯著低于對照組和T3組（P＜0.05），T3組粗蛋白質(zhì)含量與對照組無顯著差異（P＞0.05）。T1組酸性洗滌纖維含量顯著低于T2組（P＜0.05），但與對照組和T3組無顯著差異（P＞0.05）。

表3 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆間作栽培對混貯飼料青貯后營養(yǎng)品質(zhì)的影響 %

2.3 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆間作栽培對混貯飼料青貯后發(fā)酵品質(zhì)的影響 由表4可

表4 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆間作栽培對混貯飼料青貯后發(fā)酵品質(zhì)的影響

知，不同覆膜形式對青貯玉米的pH、乙酸濃度、丁酸濃度的含量無顯著影響（P＞0.05）。T3組氨含量顯著高于對照組和T1組（P＜0.05）。T3組乳酸含量顯著高于T1組（P＜0.05），但與T2組差異不顯著（P＞0.05），T2組與對照組乳酸濃度差異不顯著（P＞0.05）。

3 討論

3.1 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆間作栽培對混貯飼料青貯后營養(yǎng)品質(zhì)的影響 青貯飼料是世界各地保存草料的主要手段之一（S-Gill M.等，2000），是一種新鮮的青飼料，青貯發(fā)酵的原理是通過產(chǎn)乳酸菌對植物水溶性碳水化合物進(jìn)行厭氧發(fā)酵來保存草料的營養(yǎng)價(jià)值，是一種多汁、耐貯、可全年使用的飼料（程竟竟，2016），青貯飼料中具有優(yōu)秀的酸性環(huán)境（蘭宏亮等，2017），可提高飼料的青貯品質(zhì)。閻旭東等（2018）研究指出，地膜覆蓋可以提高土壤溫度、含水量，改善土壤水熱條件，對促進(jìn)玉米養(yǎng)分積累起到積極作用。在本試驗(yàn)中，不同覆膜形式對青貯玉米及拉巴豆間作栽培混貯后試驗(yàn)組的各營養(yǎng)指標(biāo)均優(yōu)于對照組，與其相似。青貯飼料的飼用價(jià)值不僅要以飼料所含的營養(yǎng)成分為依據(jù)，還要以飼料的消化程度為指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)（曲艷，2017）。體外干物質(zhì)消化率取決于青貯飼料的營養(yǎng)組成，在一定范圍內(nèi)，NDF含量與動(dòng)物的采食率成反比關(guān)系；ADF含量與飼料的消化率也呈現(xiàn)反比關(guān)系（張敏等，2021）。粗蛋白含量增加也有助于提高飼草體外干物質(zhì)消化率（茍文龍等，2019）。國外也有類似研究，其結(jié)果表明覆膜可以顯著改善農(nóng)田土壤水分和溫度條件，改變農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)水文過程，提高營養(yǎng)物質(zhì)積累（Feng Yu等，2019）。本試驗(yàn)中，全膜試驗(yàn)組的體外干物質(zhì)消化率高于對照處理。水溶性碳水化合物是青貯發(fā)酵的發(fā)酵底物，可促進(jìn)乳酸菌的繁殖，并產(chǎn)生乳酸，其含量是衡量青貯飼料能否達(dá)到最佳發(fā)酵狀態(tài)的指標(biāo)（馬春暉等，2010）?？扇苄蕴妓衔锖康拖拗屏饲噘A飼料中乳酸菌的繁殖潛力，影響了青貯飼料的質(zhì)量。各處理組NFC值變化均無明顯規(guī)律。

3.2 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆間作栽培對混貯飼料青貯后發(fā)酵品質(zhì)的影響 pH反映了青貯飼料被腐敗菌分解的程度，青貯發(fā)酵原理是通過產(chǎn)乳酸菌對植物水溶性碳水化合物進(jìn)行厭氧發(fā)酵來保存草料的營養(yǎng)價(jià)值，品質(zhì)優(yōu)良的青貯飼料pH為3.8～4.5（程銀華等，2014）。我國青貯飼料標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的pH低于4.2時(shí)可以認(rèn)為青貯成功。如果pH值過高，腐敗細(xì)菌的活性很容易大量繁殖。發(fā)霉腐爛的青綠飼料會(huì)導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)損失。低pH可以維持乳酸菌對發(fā)酵基質(zhì)的正常分解，抑制腐敗菌，從而達(dá)到青綠飼料長期保存的目的。本研究各處理組的pH均在4.2以下，青貯品質(zhì)優(yōu)良，但各處理組玉米青貯的pH并沒有顯著影響。在青貯飼料中，青貯飼料原料的含水量越高，飼料蛋白質(zhì)在貯存期間分解的氨量就越大。氨含量越高，蛋白質(zhì)分解程度越大。飼料中營養(yǎng)素的損失將降低青貯飼料的質(zhì)量（聞愛友等，2011）。本研究的各處理組氨含量均無顯著差異。分析原因可能是各試驗(yàn)組不同覆膜形式導(dǎo)致水分含量及水分利用率不同。有機(jī)酸的總量和組成可以反映青貯飼料發(fā)酵過程和青貯飼料的質(zhì)量。其中，乳酸、乙酸、丙酸和丁酸最重要的。乳酸比例越高，效果越好（劉建新等，2011）；以乳酸占68%～70%、乙酸占0～20%、丙酸和丁酸少的青貯飼料品質(zhì)為好。此外，由于豆類的較高緩沖能力延長了發(fā)酵期，導(dǎo)致乳酸和乙酸濃度更高。Titterton等（1997）還報(bào)告了豆類與玉米混合時(shí)提高了pH、乳酸和氨含量。本試驗(yàn)結(jié)果與Dwo等（2007）研究結(jié)果一致。在本試驗(yàn)中，不管是對照組還是試驗(yàn)組，都能提高玉米青貯中乳酸的含量，其中T3組乳酸濃度相比其他處理組顯著提高，該結(jié)果和文亦芾等（2006）的研究結(jié)果相同。

3.3 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆間作栽培對混貯飼料產(chǎn)量的影響 傳統(tǒng)耕作是投入密集型產(chǎn)業(yè)，對能源使用量大，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益低、環(huán)境質(zhì)量差、生態(tài)效益少，因此，迫切需要用更有效的耕地管理措施來取代傳統(tǒng)的能源消耗（Ince Ender等，2020）。國外在塑料地膜對增加土壤水分和溫度、產(chǎn)量和水分利用效率的積極影響上已有了充分報(bào)道（Ge-Dong Qin等，2020；Yang Jian等，2018）。國內(nèi)也有學(xué)者如王耀林等（2007）和謝永春（2015）研究均表明，地膜覆蓋種植玉米可以明顯促進(jìn)玉米產(chǎn)量，可獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。劉青松等（2021）也同樣研究表明，用起壟覆膜側(cè)播種植模式可以顯著提高青貯玉米產(chǎn)量和品質(zhì)?？傊?，不同覆膜形式可以顯著提高累積表土溫度和土壤水分，從而提高增溫保水和輻射采光，加快植物生長（Bu Ling-duo等，2013）。本試驗(yàn)研究結(jié)果與上述結(jié)果相似。在數(shù)據(jù)方面，本試驗(yàn)不同覆膜形式提高了混貯飼料的青貯品質(zhì)，且T3組的青貯品質(zhì)數(shù)據(jù)表現(xiàn)最優(yōu)，產(chǎn)量數(shù)據(jù)分析后，T1組產(chǎn)量不及T3組，但與T2、T3組差異顯著，因此，對T2、T3組有顯著性指標(biāo)進(jìn)行各處理組畝產(chǎn)產(chǎn)量橫向計(jì)算比較發(fā)現(xiàn)，在CP產(chǎn)量T3組產(chǎn)量最高，T2組ADF產(chǎn)量最高，乳酸產(chǎn)量T3組最高。

在本試驗(yàn)中，全膜覆膜形式對混貯飼料青貯后飼料產(chǎn)量提升最高，降解膜的覆膜形式在青貯品質(zhì)上提升最顯著，但綜合考慮，與對照組相比，兩個(gè)試驗(yàn)組品質(zhì)、產(chǎn)量均有顯著提升，但在實(shí)際生產(chǎn)中不能一昧的追求青貯品質(zhì)，也應(yīng)著重考慮經(jīng)濟(jì)效益，況且全膜是在當(dāng)?shù)厥》萃ㄓ玫哪Ｊ?，技術(shù)最完善，但如果降解膜與全膜相比各項(xiàng)指標(biāo)差異不顯著，可選用降解膜，我們要利用降解膜逐步替代普通地膜，這是今后一種趨勢，為今后大面積推廣提供依據(jù)?，F(xiàn)在機(jī)械覆膜施肥—播種—收獲全部采用機(jī)械作業(yè)，地膜不回收，用普通地膜收獲時(shí)地膜沒有辦法揀出，在大規(guī)模推廣種植時(shí)還要考慮從田間收集塑料地膜、人工撿膜的成本，其處置是一項(xiàng)既費(fèi)力又昂貴的任務(wù)。在本試驗(yàn)條件下，結(jié)合西北旱地農(nóng)業(yè)的實(shí)際，綜合考慮推薦全膜作為最佳覆膜形式，這對西北地區(qū)旱地農(nóng)業(yè)的可持續(xù)管理具有重要意義。

4 結(jié)論

（1）本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同覆膜對旱地玉米—拉巴豆間作栽培的混貯飼料青貯后營養(yǎng)指標(biāo)、發(fā)酵指標(biāo)、產(chǎn)量具有不同程度的影響。

（2）試驗(yàn)組T3在營養(yǎng)指標(biāo)（粗蛋白質(zhì)、酸性洗滌纖維）和發(fā)酵指標(biāo)（乳酸濃度）方面均與對照組有顯著差異，在產(chǎn)量方面，T3組全膜對青貯產(chǎn)量提升最高，綜合考慮，在本試驗(yàn)條件下推薦全膜作為最佳覆膜形式。