灌溉对青贮玉米营养价值和发酵品质的影响

梁玉红，郑 博，刘齐光，赵彦敏*，王彩平

（1.河北省张家口市农业广播电视学校，河北张家口 075000；2.张家口广播电视大学，河北张家口 075000；3.张家口市种子管理站，河北张家口 075000；4.怀安县农业农村局，河北怀安 076150）

青贮玉米是作为粮改饲的主要饲草作物，是指在玉米籽粒达到蜡熟期后将其全株收割并切碎贮藏发酵，进而制成牲畜可食饲料的玉米（王蕊，2020）。与普通玉米（籽粒）相比，青贮玉米植株高大、生物产量高、纤维品质好、秸秆和茎叶中富含蛋白质等营养物质，将其制成青贮饲料具有营养丰富、气味芳香、保存时间长、消化率高等特点。影响青贮玉米生长的因素有水分、光照等，虽然玉米对水分的利用率较高，但因其具有较高的生物产量，因此决定了必须给其提供适当的水分（许庆方，2019）。随着我国畜牧业的不断发展、“粮改饲”等一系列政策的实施及人民生活水平的提高，青贮玉米作为畜牧业重要的饲料来源会越来越受到关注（许瀚林，2020）。

节水灌溉是指农作物在用水量方面尽可能的节约，但在节约的基础上使农作物获得最大的产量，即最大限度的提高农作物单位灌水量的产量。我国从20 世纪80 年代通过借鉴其他国家的先进节水理念开始我国节水灌溉研究与探索，由此节水、高产的灌溉模式逐渐替代高产、丰水的灌溉方式（董平国，2014）。本研究以冀西北张家口地区为研究区域，该区域生态类型属于高寒、半干旱型，同时该地区属于农牧交错区，这对青贮玉米的种植具有良好的条件和基础。在青贮玉米种植过程中，利用节水灌溉技术，通过按需灌溉，不仅可以保证青贮玉米产量和品质不受影响，还可以减少水资源的浪费，这对水资源短缺的冀西北地区农业的可持续发展具有重要意义。本文通过研究不同灌溉用水量对青贮玉米生物产量、营养价值及青贮发酵品质的影响，旨在为青贮玉米种植过程中的适宜用水量提供理论依据，为合理灌溉提供指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料与灌溉方式 本试验青贮玉米品种为巡青518，种子购于当地玉米种子市场。试验青贮玉米种植采取覆膜垄作的方式，灌溉方式分为3 种，分别是充分灌溉、节水15% 灌溉、节水30% 灌溉，整个生育期灌水次数为4 次，通过在水泵输水管安装水表来控制灌溉水量。设充分灌溉为A 组、节水15% 灌溉为B 组、节水30% 灌溉C组。水泵输水管安装水表。

1.2 试验方法设计 采取田间试验的方法，将试验区域划分为3 块，每块试验区域长为15 m，宽为20 m，即面积为300 m2。3 个试验区域垄宽为60 cm，长为15 m，株距为25 cm，行距为40 cm，每垄种植两行，播种密度为6000 株/ 亩，各试验区域之间设计宽为2 m 的隔离带，以防不同灌溉制度下不同试验区域水分的输导。巡青518 播种日期为4 月28 日，定苗日期5 月8 日，在苗期追施尿素9 ～11 kg/ 亩，生产季施45% 的复合肥40 kg/ 亩，复合肥氮、磷、钾含量为15%，施用锌肥0.13 ～0.26 kg/ 亩，全生育期正常除草及防治病虫害。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 生物产量及干物质的测定 在80% 的青贮玉米生长处于乳熟末期至蜡熟前期时，从每个区域选取3 个样方，每个样方长4 m，宽4 m，即16 m2的样方，切忌不可挑选处于区域边缘的玉米，从茎基5 cm 处割下并称其质量，然后通过公式换算每亩青贮玉米的生物产量（甘辉林，2017）。从每个样方中随即选取10 株青贮玉米，即每个区域选择30 株青贮玉米，切碎充分混合，然后从混匀的青贮玉米中称取1 kg 鲜样，在实验室测定干物质（DM）含量，进而换算成每亩青贮玉米的干物质产量。奶吨指数和奶亩指数的测定利用Milk2006 软件进行计算（Shaverr 等，2017）。

1.3.2 农艺形状的检测 在对青贮玉米收割时利用卷尺测定青贮玉米的株高、穗位高度，利用游标卡尺测定雌穗下第2 节玉米秸秆直径，即为茎粗，每个样方测定9 株玉米。

1.3.3 营养物质的测定 从3 个区域随机选取青贮玉米进行切碎处理，每个区域采样1 kg 左右，然后拿到实验室进行烘干处理，随即利用小型粉碎机进行进一步粉碎处理，直到样品粉末可以通过40 目筛，对样品进行塑封袋保存待测（毛靖，2018）。利用凯氏定法测定粗蛋白质（CP），利用滤袋法测定酸性洗涤纤维（ADF）和中性洗涤纤维（NDF），利用索氏提取法测定粗脂肪（EE）、利用550℃灼烧法测定粗灰分（张丽英，2007），利用蒽酮-硫酸比色法测定水溶性碳水化合物（WSC）（Owens，1999）。

1.3.4 发酵品质的测定 青贮玉米的采样同 1.3.3，每个区域采样3 kg 左右，然后放入青贮袋中，放于阴凉处3 个月后开封取20 g 新鲜样品制备发酵品质待测液（张适，2019），利用酸度计来测量pH、利用苯酚- 次氯酸钠比色法测定氨态氮（AN）、利用液相色谱法测定乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）、丁酸（BA）等有机酸（许庆方，2007）。其余青贮每组取300 g 在65℃烘箱中烘至恒重后测定粗蛋白质（CP）、粗脂肪（EE）、粗纤维（CF）等营养物质的测定，测定方法同1.3.3。

1.4 数据分析 利用wps2018 进行数据整理，同时利用spss16.0 对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同节水灌溉青贮玉米的原料特性

2.1.1 不同节水灌溉青贮玉米产量和产奶指数的影响 由表1 可知，鲜草生物产量、干物质产量、奶吨指数、奶亩指数均是A 组＞B 组＞C 组，其中A 组和B 组与C 组鲜草生物产量相比差异极显著（P ＜0.01），A 组和B 组鲜草生物产量相比差异不显著（P ＞0.05）；A 组和C 组干物质产量相比差异均极显著（P ＜0.01），B 组和C 组干物质产量相比差异显著（P ＜0.05），A 组和B 组与C 组奶吨指数和奶亩指数相比差异均极显著（P ＜0.01），A 组和B 组奶吨指数和奶亩指数相比差异不显著（P ＜0.05）。

表1 不同节水灌溉青贮玉米产量和产奶指数

2.1.2 不同节水灌溉青贮玉米农艺性状的影响 由表2 可知，不同节水灌溉对青贮玉米株高、穗位、茎粗、叶片数有一定影响，其中株高A 组＞B组＞C 组，其中A 组和C 组株高相比差异极显著（P ＜0.01），A 组和B 组株高相比差异不极显著（P ＞0.01），A 组与B 组和C 组株高相比差异均显著（P ＜0.05），B 组和C 组相比差异显著（P ＜0.05）；穗位A 组＞B 组＞C 组，其中A 组和C 组穗位相比差异极显著（P ＜0.01），A 组和B 组与C 组穗位相比差异均显著（P ＜0.05），A组和B 组穗位相比差异不显著（P ＞0.05）；茎粗B 组＞A 组＞C 组，其中A 组和B 组与茎粗C 组相比差异均极显著（P ＜0.01），A 组和B 组茎粗相比差异显著（P ＜ 0.05），C 组与A 组和B 组茎粗差异均显著（P ＜0.05）；叶片数A 组＞B 组＞C组。

表2 不同节水灌溉对青贮玉米农艺形状的影响

2.1.3 不同节水灌溉对青贮玉米营养成分的影响 由表3 可知，不同节水灌溉对青贮玉米营养物质有一定影响，其中粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、水溶性碳水化合物含量B 组＞A 组＞C 组，粗纤维、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量A 组＞C 组＞B组，各组差异不显著（P ＞0.05）。

表3 不同节水灌溉对青贮玉米营养成分的影响 %

2.2 不同节水灌溉玉米的青贮品质

2.2.1 不同节水灌溉玉米青贮饲料发酵品质的影响 由表4 可知，pH、乙酸含量B 组＞A 组＞C组，氨态氮含量C 组＞B 组＞A 组，乳酸、丙酸含量B 组＞C 组＞A 组，且各组之间差异不显著（P ＞0.05），丁酸在各组均未检出。

表4 不同节水灌溉对青贮玉米发酵品质的影响

2.2.2 不同节水灌溉对玉米青贮饲料营养成分的影响 由表5 可知，干物质B 组＞C 组＞A组，且A 组和B 组干物质含量相比差异显著（P ＜0.05），A 组和C 组干物质含量相比差异不显著（P ＞0.05），粗蛋白质含量B 组＞A 组＞C组，且C 组与A 组和B 组粗蛋白质含量相比差异显著（P ＜0.05），但A 组和B 组粗蛋白质含量相比差异不显著（P ＞0.05）；粗脂肪、酸性洗涤纤维含量、水溶性碳水化合物含量B 组＞A 组＞C组，粗灰分和中性洗涤纤维含量A 组＞B 组＞C组，各组之间差异不显著（P ＞0.05）。

表5 不同节水灌溉对玉米青贮营养成分的影响 %

3 讨论

3.1 不同节水灌溉对青贮玉米原料特性的影响

3.1.1 不同节水灌溉对青贮玉米的产量和产奶指数的影响 青贮玉米的产量与灌溉水量具有很大关系，在本试验中，节水灌溉区域的青贮玉米鲜重产量和干物质产量均低于完全灌溉的区域，这主要是受干旱胁迫影响，尤其是节水灌溉30% 的区域，其玉米鲜重产量和干物质产量降低尤其明显，这与其他研究结果基本一致（范晓慧，2013）。同时研究发现，节水灌溉15% 时，虽然青贮玉米鲜重产量和干物质产量也降低，但差异不显著，这可能是完全灌溉时有一部分水分被无效蒸腾，没有被青贮玉米完全吸收和利用，从侧面反映了本区域水的利用效率较低，造成水资源浪费。节水15% 的区域虽然水量减少，但可能由于节水15% 时有利于根系下扎，增强了青贮玉米的抗旱能力，水的利用率提高，有利于物质积累（潘菊梅，2012）。通过对不同节水灌溉下青贮玉米产奶指数的计算可知，灌溉可以提高青贮玉米的品质，通过适当的节水灌在一定程度上对青贮玉米的产量和质量影响不大。

青贮玉米在生长期给其提供充足的水分有利于其充分生长，因充分灌溉时株高增长最高，节水灌溉对青贮玉米的株高产生一定的负面影响，尤其是节水30% 时，但节水灌溉15% 时青贮玉米茎粗最大，这主要是由于此灌溉量下有益于青贮玉米在苗期的“蹲苗”，非常有利于青贮玉米的壮苗，进而使后期青贮玉米的茎粗增长较多。穗位和叶片数与灌溉量也息息相关，充足的水分有利于穗位高度和叶片数的生长。

3.1.2 不同节水灌溉对青贮玉米营养成分的影响 不同灌溉处理会影响青贮玉米粗蛋白质、粗脂肪等营养物质的含量，这与其他研究者的结果基本一致（Mahmut，2016）。从试验结果显示，节水灌溉15% 可提高青贮玉米粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、水溶性碳水化合物等营养物质的含量，降低粗纤维、酸性洗涤纤维等的含量，从而提高青贮玉米营养价值，这与其他研究者的结果基本一致（潘菊梅，2012）。而节水灌溉30% 时，青贮玉米的营养价值会降低，这表明该灌溉方式下青贮玉米受干旱胁迫影响发育。

3.2 不同节水灌溉对玉米青贮品质的影响 将玉米的鲜绿全株经过切碎和微生物发酵后制成青贮玉米，其作为饲料具有气味芳香、消化率较高、适口性好等特点，是牛羊等反刍动物特别好的饲料（侯楠楠，2019）。青贮饲料质量可以通过pH，铵态氮、乳酸、乙酸、丙酸和丁酸来判定，本试验中青贮玉米的pH 均低于料临界值（4.2），这表明发酵效果较好（袁仕改，2018）。丁酸含量是反映青贮饲料品质好坏的一个重要指标（王璐娜，2018），本试验中各组并未测得丁酸含量，这也表明青贮品质较好。同时，根据水分、铵态氮、乳酸、水溶性碳水化合物等含量以及青贮饲料的营养成分可知（袁仕改，2019 ；孙志强，2019），青贮玉米的发酵品质未受节水灌溉的影响，这与其他研究者的结果基本一致（许庆方，2019）。

4 结论

通过本试验可知，适当的节水灌溉虽然会对青贮玉米的产量有一定影响，但会提高青贮玉米的品质，但对青贮玉米的发酵品质几乎没有影响，因此，在青贮玉米种植过程中可以根据冀西北实际情况进行节水灌溉，同时，也可借助其他保水方式（秸秆覆盖等）结合节水灌溉来增加青贮玉米产量，保证青贮玉米的产量和品质，最终实现水资源的可持续发展。