灌溉對青貯玉米營養價值和發酵品質的影響

梁玉紅，鄭 博，劉齊光，趙彥敏*，王彩平

（1.河北省張家口市農業廣播電視學校，河北張家口 075000；2.張家口廣播電視大學，河北張家口 075000；3.張家口市種子管理站，河北張家口 075000；4.懷安縣農業農村局，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、生物產量高、纖維品質好、秸稈和莖葉中富含蛋白質等營養物質，將其制成青貯飼料具有營養豐富、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量，因此決定了必須給其提供適當的水分（許慶方，2019）。隨著我國畜牧業的不斷發展、“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重要的飼料來源會越來越受到關注（許瀚林，2020）。

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

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，種子購于當地玉米種子市場。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、節水15% 灌溉、節水30% 灌溉，整個生育期灌水次數為4 次，通過在水泵輸水管安裝水表來控制灌溉水量。設充分灌溉為A 組、節水15% 灌溉為B 組、節水30% 灌溉C組。水泵輸水管安裝水表。

1.2 試驗方法設計 采取田間試驗的方法，將試驗區域劃分為3 塊，每塊試驗區域長為15 m，寬為20 m，即面積為300 m2。3 個試驗區域壟寬為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，各試驗區域之間設計寬為2 m 的隔離帶，以防不同灌溉制度下不同試驗區域水分的輸導。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，生產季施45% 的復合肥40 kg/ 畝，復合肥氮、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 生物產量及干物質的測定 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域邊緣的玉米，從莖基5 cm 處割下并稱其質量，然后通過公式換算每畝青貯玉米的生物產量（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（DM）含量，進而換算成每畝青貯玉米的干物質產量。奶噸指數和奶畝指數的測定利用Milk2006 軟件進行計算（Shaverr 等，2017）。

1.3.2 農藝形狀的檢測 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，利用游標卡尺測定雌穗下第2 節玉米秸稈直徑，即為莖粗，每個樣方測定9 株玉米。

1.3.3 營養物質的測定 從3 個區域隨機選取青貯玉米進行切碎處理，每個區域采樣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（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 發酵品質的測定 青貯玉米的采樣同 1.3.3，每個區域采樣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 新鮮樣品制備發酵品質待測液（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（CP）、粗脂肪（EE）、粗纖維（CF）等營養物質的測定，測定方法同1.3.3。

1.4 數據分析 利用wps2018 進行數據整理，同時利用spss16.0 對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同節水灌溉青貯玉米的原料特性

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

表1 不同節水灌溉青貯玉米產量和產奶指數

2.1.2 不同節水灌溉青貯玉米農藝性狀的影響 由表2 可知，不同節水灌溉對青貯玉米株高、穗位、莖粗、葉片數有一定影響，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A 組＞B 組＞C組。

表2 不同節水灌溉對青貯玉米農藝形狀的影響

2.1.3 不同節水灌溉對青貯玉米營養成分的影響 由表3 可知，不同節水灌溉對青貯玉米營養物質有一定影響，其中粗蛋白質、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 不同節水灌溉對青貯玉米營養成分的影響 %

2.2 不同節水灌溉玉米的青貯品質

2.2.1 不同節水灌溉玉米青貯飼料發酵品質的影響 由表4 可知，pH、乙酸含量B 組＞A 組＞C組，氨態氮含量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 不同節水灌溉對青貯玉米發酵品質的影響

2.2.2 不同節水灌溉對玉米青貯飼料營養成分的影響 由表5 可知，干物質B 組＞C 組＞A組，且A 組和B 組干物質含量相比差異顯著（P ＜0.05），A 組和C 組干物質含量相比差異不顯著（P ＞0.05），粗蛋白質含量B 組＞A 組＞C組，且C 組與A 組和B 組粗蛋白質含量相比差異顯著（P ＜0.05），但A 組和B 組粗蛋白質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 不同節水灌溉對玉米青貯營養成分的影響 %

3 討論

3.1 不同節水灌溉對青貯玉米原料特性的影響

3.1.1 不同節水灌溉對青貯玉米的產量和產奶指數的影響 青貯玉米的產量與灌溉水量具有很大關系，在本試驗中，節水灌溉區域的青貯玉米鮮重產量和干物質產量均低于完全灌溉的區域，這主要是受干旱脅迫影響，尤其是節水灌溉30% 的區域，其玉米鮮重產量和干物質產量降低尤其明顯，這與其他研究結果基本一致（范曉慧，2013）。同時研究發現，節水灌溉15% 時，雖然青貯玉米鮮重產量和干物質產量也降低，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，從側面反映了本區域水的利用效率較低，造成水資源浪費。節水15% 的區域雖然水量減少，但可能由于節水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，有利于物質積累（潘菊梅，2012）。通過對不同節水灌溉下青貯玉米產奶指數的計算可知，灌溉可以提高青貯玉米的品質，通過適當的節水灌在一定程度上對青貯玉米的產量和質量影響不大。

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，節水灌溉對青貯玉米的株高產生一定的負面影響，尤其是節水30% 時，但節水灌溉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。穗位和葉片數與灌溉量也息息相關，充足的水分有利于穗位高度和葉片數的生長。

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

3.2 不同節水灌溉對玉米青貯品質的影響 將玉米的鮮綠全株經過切碎和微生物發酵后制成青貯玉米，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）。青貯飼料質量可以通過pH，銨態氮、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），這表明發酵效果較好（袁仕改，2018）。丁酸含量是反映青貯飼料品質好壞的一個重要指標（王璐娜，2018），本試驗中各組并未測得丁酸含量，這也表明青貯品質較好。同時，根據水分、銨態氮、乳酸、水溶性碳水化合物等含量以及青貯飼料的營養成分可知（袁仕改，2019 ；孫志強，2019），青貯玉米的發酵品質未受節水灌溉的影響，這與其他研究者的結果基本一致（許慶方，2019）。

4 結論

通過本試驗可知，適當的節水灌溉雖然會對青貯玉米的產量有一定影響，但會提高青貯玉米的品質，但對青貯玉米的發酵品質幾乎沒有影響，因此，在青貯玉米種植過程中可以根據冀西北實際情況進行節水灌溉，同時，也可借助其他保水方式（秸稈覆蓋等）結合節水灌溉來增加青貯玉米產量，保證青貯玉米的產量和品質，最終實現水資源的可持續發展。