高密度及种植方式对夏玉米秸秆饲用品质的影响

金海燕，夏璐，赵蕊，王金龙，罗峰，孙守钧，臧凤艳，李子芳，吴锡冬



高密度及种植方式对夏玉米秸秆饲用品质的影响

金海燕，夏璐，赵蕊，王金龙，罗峰，孙守钧，臧凤艳，李子芳，吴锡冬通信作者

（天津农学院 农学与资源环境学院，天津 300384）

为研究不同种植密度及种植方式对夏玉米秸秆饲用品质的影响，采用夏玉米品种‘郑单958’、‘先玉335’，设置4个种植密度、2种种植方式（等行距、宽窄行），分析评价在不同种植密度及种植方式下2个玉米品种秸秆饲用品质。结果表明：在不同种植方式下，种植密度对粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、半纤维素含量影响差异不显著，对粗蛋白含量影响显著。综合比较，在设置的4个密度条件下，2个试验品种在105 000株/hm2种植密度下具有相对较低的纤维含量和较高的粗蛋白含量。

密度；种植方式；秸秆；饲用品质

玉米作为我国第一大粮食作物[1]，具有粮食、饲料、经济、果蔬、能源多种用途，利用途径的综合性、广泛性是其他作物不具有的[2]。玉米的广泛种植对于解决粮食安全问题有重要意义。近年来，随着我国耕地面积的逐年减少（2.67×105hm2/年）[3]，以及种植业结构的调整，玉米种植面积逐渐减少。因此，提高玉米单产是保证粮食安全的必要途径。在栽培措施方面，高密度种植是提高玉米产量的主要途径之一。另一方面，大量种植玉米所产生的秸秆成为制约绿色循环农业的重要因素。“用则利，弃则害”，秸秆积累了作物生育期内光合作用产生的一半以上的产物，且矿物质元素和有机质含量较高[4]，是畜牧业重要的饲料来源。

玉米生长过程中生理性状及最后的产量和品质都受密度的影响，设置不同的密度梯度，可以调节水分、土壤肥力、田间气体结构，温度等环境因素。作物生长的最适宜密度受当地土壤、气候等环境因素的影响[5]。目前已有大量关于青贮和饲用玉米种植密度的报道，但其结果是相互矛盾的[2]。Greg等通过研究发现，在一定范围内，增大玉米种植密度会使其干物质产量呈现递增趋势，但在不同种植密度条件下热带玉米的营养价值基本相同，其他参数如干物质消化率相似，因此为了获得更多的饲草，采用高密度种植方式是必要的[6]。另一方面，在高密度种植条件下，玉米植株叶片相互遮挡造成群体通风透气性差、透光率低，对玉米生长不利，宽窄行种植可以有效改善中下部叶片光照条件，提高群体光合能力，便于植株积累更多的光合产物[7]。张吉旺等通过研究表明，较高的种植密度对粗蛋白、粗脂肪和粗纤维含量有显著影响，可显著提高玉米的饲用营养价值[8]。屈绳娟研究表明，高密度种植对玉米秸秆和籽粒中的可消化组分积累增长起负效应，造成饲用品质下降[9]。综上所述，由试验品种和试验条件的不同，前人得出的结果有所差异。本试验通过设置不同的密度种植方式，比较2种种植方式下夏玉米品种秸秆饲用品质的差异，以确定最适宜的种植密度及种植方式，从而为当地玉米的秸秆利用提供参考。

1 材料及方法

1.1 试验材料

供试品种：‘郑单958’和‘先玉335’

1.2 试验内容

本试验于2017年在天津市静海区静海良种场进行。

试验田土壤基本理化性质：有机质1.1 g/kg，硝态氮28.2 mg/kg，氨态氮7.2 mg/kg，速效磷23.0 mg/kg，速效钾317 mg/kg，土壤含盐量为0.52 g/kg，土质为砂壤土。

采用以4种种植密度作为主处理，2种种植方式（等行距、宽窄行）为副处理的两因素裂区设计，设3次重复，进行秸秆饲用品质比较。设48个小区，每小区8行，行长5 m，等行距种植行距设为0.6 m、宽窄行种植行距设为0.4 m＋0.8 m。主处理4种密度分别为：75 000株/hm2（A）, 90 000株/hm2（B）, 105 000株/hm2（C）, 120 000株/hm2（D）。

1.3 试验方法

试验于2017年6月18日播种，9月28日玉米完熟期收获。收获时每个小区收取5株具有代表性的除去果穗的玉米植株。

试验材料前处理：为保证处理效果，先将植株进行简单的切割分段处理，放入105 ℃的烘箱杀青2 h，杀青结束后，将温度调至80 ℃烘48 h以上直至样品恒重。将烘干的样品用粉碎机磨成粉末状后密封保存。

粗纤维（CF）、酸性洗涤纤维（ADF）、中性洗涤纤维（NDF）、半纤维素测定方法：称取1 g待测样品用FOSS纤维素仪进行消煮，消煮药品按范式（Van Soest）纤维素测定法进行配制。消煮完成后在130 ℃下烘干，然后放入高温马弗炉在（525±25）℃下灰化3 h，根据灰化前后的差值计算各项指标。

粗蛋白（CP）测定方法：根据杜马斯燃烧法利用定氮仪测定。

1.4 数据分析

利用SPSS、EXCEL等软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 高密度及种植方式对不同品种夏玉米秸秆粗纤维（CF）含量的影响

种植密度及种植方式对玉米秸杆CF含量的影响如图1所示。

注：Ⅰ：等行距种植；Ⅱ：宽窄行种植

由图1可知，在不同种植密度下，等行距种植和宽窄行种植‘郑单958’和‘先玉335’秸秆CF含量变化趋势大致相同，呈现先升高后降低趋势。等行距种植方式下，‘郑单958’处理间差异显著，‘先玉335’差异不显著。其中‘郑单958’在90 000株/hm2密度下CF含量最高，为31.19%，比相同密度下‘先玉335’高6.42%，差异显著。‘先玉335’在105 000株/hm2种植密度下CF含量最高，为30.02%，与同处理‘郑单958’相比差异不显著。宽窄行种植方式下，各处理间差异不显著。由此可知，在等行距种植方式下，种植密度对‘郑单958’CF含量影响较大，差异显著，对‘先玉335’影响较小，差异不显著；在宽窄行种植方式下，密度对2个品种CF含量影响较小，差异不显著。

2.2 高密度及种植方式对不同品种夏玉米秸秆酸性洗涤纤维（ADF）含量的影响

如图2所示，随着种植密度的增大，2种种植方式下玉米秸秆ADF含量也随之升高。在设置的4个密度中，等行距种植方式‘郑单958’和‘先玉335’ADF含量均在最高密度（120 000 株/hm2）达到最高，宽窄行种植方式在105 000 株/hm2种植密度下达到最高，各处理差异不显著。在相同种植密度下，除105 000 株/hm2种植密度外（可能由误差造成），宽窄行种植方式‘郑单958’ADF含量比等行距种植低0.16%～6.38%；‘先玉335’表现不同，宽窄行种植方式ADF含量比等行距种植高1.34%～2.98%，但各处理间差异不显著。分析结果可知，密度和种植方式对ADF含量影响差异不显著。

注：Ⅰ：等行距种植；Ⅱ：宽窄行种植

2.3 高密度及种植方式对不同品种夏玉米秸秆中性洗涤纤维（NDF）含量的影响

如图3所示，随着种植密度的增大，等行距种植方式下2个品种NDF含量变化趋势不同。‘郑单958’秸秆NDF含量呈逐渐降低趋势，各密度下NDF含量变化差异不显著，‘先玉335’NDF含量逐渐增大，差异显著。在75 000 株/hm2种植密度下，2个品种NDF含量差异最大，‘郑单958’NDF含量比‘先玉335’高11.8%，差异显著；在90 000～105 000 株/hm2种植密度下，前者比后者高2.3%～4.25%，差异显著。宽窄行种植方式NDF含量变化趋势与等行距种植基本一致，但差异不显著。另外，‘郑单958’在宽窄行种植方式下，NDF含量比等行距种植低1.08%～8.23%，‘先玉335’则表现相反，宽窄行种植方式下NDF含量比等行距高0.34%～2.51%。由此可知，宽窄行种植方式有降低‘郑单958’、提高‘先玉335’NDF含量的趋势，但差异不显著。

注：Ⅰ：等行距种植；Ⅱ：宽窄行种植

2.4 高密度及种植方式对不同品种夏玉米秸秆半纤维素含量的影响

如图4所示，随着种植密度的增大，等行距种植方式下‘郑单958’和‘先玉335’秸秆半纤维素含量的变化趋势基本一致，呈先升高后降低趋势。2个品种在75 000 株/hm2种植密度下半纤维素含量差别最大，‘郑单958’比‘先玉335’高15.15%，但差异不显著。在相同密度下，‘先玉335’半纤维素含量均比‘郑单958’低，变化范围在3.48%～15.15%之间，但各处理间差异不显著。随着密度的增大，宽窄行种植方式下半纤维素含量变化与等行距种植表现不同，呈逐渐升高趋势，但除最高密度120 000 株/hm2外，半纤维素含量均比同密度下等行距种植方式低0.52%～21.10%，由此可知，虽然差异不显著，但宽窄行种植方式下半纤维素含量比等行距种植低。

注：Ⅰ：等行距种植；Ⅱ：宽窄行种植

2.5 高密度及种植方式对不同品种夏玉米秸秆粗蛋白（CP）含量的影响

如图5所示，2个玉米品种CP含量对密度的响应不同，在等行距种植方式下，‘郑单958’在密度小于105000 株/hm2时差异不显著，当达到105 000 株/hm2时，CP含量开始增加。‘先玉335’在密度小于105 000 株/hm2时，差异不显著，当达到105 000株/hm2时，CP含量开始增加，超过这一密度CP含量开始下降。宽窄行种植方式下，‘郑单958’超过75 000 株/hm2时，CP含量开始增加，但大于这一密度，密度间差异不显著，‘先玉335’在90 000 株/hm2下，CP含量显著降低，超过这一密度CP含量显著增加，但与其他密度间差异不显著。2种种植方式比较，在宽窄行种植方式下，CP含量比等行距种植方式高2.0%～13.8%，但种植方式对CP含量影响差异不显著（表1）。受遗传因素的影响，不同处理下，品种间差异显著，在90 000 株/hm2种植密度下，2个玉米品种CP含量差异最大（25.29%，39.89%），并且‘先玉335’CP含量均比‘郑单958’低，变化范围在5.54%～39.89%之间。综上所述，2个品种品种间CP含量差异显著，不同密度对CP含量影响差异显著（表1）。

注：Ⅰ：等行距种植；Ⅱ：宽窄行种植

2.6 密度、品种、种植方式各因素主体间效应的检验

由表1可知，密度对CP含量影响差异显著，对其他指标影响差异不显著。品种对NDF含量影响差异显著，对CP含量影响差异极显著，对其他指标影响差异不显著。密度×品种交互作用对NDF含量差异显著，对其他指标影响差异不显著。密度×种植方式、品种×种植方式、密度×品种×种植方式交互作用对秸秆饲用品质影响差异不显著。

表1 密度、品种、种植方式各因素主体间效应的检验

注：表中“*”代表显著，“**”代表极显著，“NS”代表不显著

3 讨论与结论

3.1 高密度及种植方式对夏玉米秸秆纤维含量的影响

玉米秸秆CF含量、ADF含量、NDF含量、半纤维素含量是衡量玉米秸秆饲用品质的主要指标[10]，NDF含量越高，说明饲料的适口性差，家畜对该饲料的采食率越低，ADF含量越高，家畜采食饲料后在体内的转化效率越低，吸收的营养成分越少。因此，NDF、ADF含量与秸秆的营养品质呈负相关[11]。关于种植密度对于玉米饲用品质的影响，屈绳娟研究发现，高密度种植对于玉米秸秆可消化组分积累增长呈负效应[9]。Greg等[6]研究发现，在不同种植密度下，热带玉米的干物质消化率及其他品质参数基本相似，高密度种植能获得更多的饲草。

本试验结果表明，在等行距种植方式下，随着种植密度的增加，2个玉米品种CF含量、半纤维素含量变化趋势基本一致，呈先升高后下降趋势，ADF含量随之升高，但密度对纤维含量影响差异不显著，与前人研究结果一致[6]。宽窄行种植方式下‘郑单958’ADF、NDF含量低于等行距种植方式，‘先玉335’则高于等行距种植方式，并且各处理间差异不显著。

3.2 高密度及种植方式对夏玉米秸秆CP含量的影响

CP含量作为评价玉米秸秆营养品质的一个重要指标，是决定玉米秸秆饲用品质的重要基础指标[10]。CP含量越高，饲用品质越好[12]。EI Bakri等研究表明，在一定种植密度范围内，随着种植密度的增加，玉米CP含量表现为先升高后降低[13]。张吉旺等研究发现，随着种植密度的增加，玉米饲用品质差异不显著，CP含量显著增加[14]。可见，由于试验条件等因素，前人研究结果有所差异。

本试验结果表明，在相同种植密度下，虽然差异不显著，但宽窄行种植方式下CP含量有高于等行距种植的趋势。受遗传因素的影响，‘郑单958’、‘先玉335’品种间CP含量差异显著，与前人研究一致[15]。在2种种植方式下，随着种植密度的增大，‘先玉335’CP含量逐渐增大，但超过105 000 株/hm2显著降低，‘郑单958’CP含量在75 000 株/ hm2密度下最低，超过这一密度CP含量显著增大。

综上所述，在2种种植方式下，密度对CF、ADF、NDF、半纤维素含量影响差异不显著，种植密度对CP含量影响差异显著，可显著提高‘郑单958’CP含量，‘先玉335’则是先上升后降低趋势差异显著，与张吉旺等人得出的结论基本一致[14]。因此为获得更多的饲草，有必要提高种植密度[6]。在设置的4个种植密度条件下，试验品种在105 000株/hm2种植密度下，具有相对较低的纤维含量和较高的CP含量。2种种植方式间比较，虽然差异不显著，但‘郑单958’在宽窄行种植方式下ADF、NDF含量低于等行距种植方式，CP含量也较高，因此在高密度种植方式下‘郑单958’更宜采用宽窄行种植方式。

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责任编辑：宗淑萍

Effects of high densities and planting patterns on straw feeding quality of summer maize

JIN Hai-yan, XIA Lu, ZHAO Rui, WANG Jin-long, LUO Feng, SUN Shou-jun,ZANG Feng-yan, LI Zi-fang , WU Xi-dongCorresponding Author

（College of Agronomy and Resource Environment, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China）

In the study two summer maize varieties（‘Zhengdan 958’,‘Xianyu 335’）were used to study the effects of four densities and two planting patterns（equal row, wide and narrow rows）on straw feeding quality of summer maize, as well as to evaluate straw feeding quality of summer maize under those cultivation conditions. The results indicated that under the planting pattern of equal row the density significantly affected crude fiber, neutral detergent fiber and crude protein; however, under the planting pattern of wide and narrow row, density only significantly influenced crude protein. It was also found that relatively lower fiber content and higher crude protein content appeared in these two summer maize varieties under the planting density of 105 000 plants per hm2. In conclusion, compared with the planting pattern of equal row, the planting pattern of wide and narrow row was recommended for high density cultivation because of higher straw crude protein content and lower fiber content under this pattern.

density; planting patterns; straw; feeding quality

S513

A

1008-5394（2018）01

10.19640/j.cnki.jtau.2018.01.005

2018-01-02

农业部公益性行业（农业）科研专项经费项目（201503134）

金海燕（1993-），男，硕士在读，主要从事玉米栽培生理研究。E-mail: 1171663302@qq.com。

吴锡冬（1962-），男，教授，硕士，主要从事作物栽培与耕作学研究。E-mail: wuxidong@tjau.edu.cn。