种植密度对青贮玉米生物产量与品质的影响研究

2021-12-18周长华赵延成陈红丹

农村科学实验 2021年31期

周长华赵延成陈红丹郭娜

（梨树县农业综合行政执法大队，吉林梨树 136500）

青贮玉米不仅具有良好的适口性，而且产量较高，在加工过程当中，其营养损失少，所以营养成分也更加充足。可以较为完整地保存玉米中的矿物质营养、维生素和蛋白质，是一种非常理想的粗饲料，在畜牧业领域中，尤其是奶牛的养殖中应用广泛。为了进一步提高、改进和优化青贮玉米的生产，有研究从各个方面观察了各种因素对青贮玉米种植生产的影响，本研究主要将种植密度作为影响因素，旨在观察不同种植密度对青贮玉米生物产量与品质的影响。研究进行了科学的实验设计，以先玉696玉米品种作为研究材料，设定了高、中、低三种不同的种植密度，证明了不同种植密度对青贮玉米生物产量与品质的影响是明显存在的，为了提高青贮玉米种植生产的综合效益，中种植密度最适宜推广。

1.材料与方法

1.1 试验地

试验地位于吉林省梨树县东南部北老壕村，该地雨热同季，光照、降水充足，四季分明。冬季寒冷期较长，秋季凉爽、温和，夏季多雨、温热，春季多风、干燥。年平均气温在5.8℃左右，年均降水量583.2mm左右，降水时间较为集中，多集中在5月到9月。试验地土壤测定显示，氢离子浓度指数为5.1，速效钾含量为134mg/kg，有效磷含量为38.2mg/kg，碱解氮含量为12.6mg/kg，全钾占比2.25%，全磷0.07%，全氮0.165%，有机质2.5%。

1.2 研究设计

研究材料选择先玉696，这是国家2006年审定的玉米品种，适合吉林、内蒙古赤峰、河北、山西、陕西等多地种植。设定高、中、低三种不同的种植密度，高种植密度为14.1万株/hm²，中种植密度为10.4万株/hm²，低种植密度为7.2万株/hm²。田间按随机区组排列，3次重复，小区面积均为5m×6m，重复间走道及四周走道宽度0.5m，四周保护行2m。人工点穴播种，每穴播3-4粒种子。基肥为N－P－K(15－15－15)复合肥，进入玉米生长的拔节期之后，追施尿素，施肥量120kg/hm2，所有管理、养护、加工措施完全相同。

1.3 青贮调制

各种植密度玉米进入蜡熟初期之后，将青贮玉米进行加工，长度切至2cm，并进行均匀的混合。包装材料选用聚乙烯袋，从青贮原料中称取300g，装入袋中，将空气抽尽后密封。在室温条件下，对青贮原料进行发酵处理，发酵时间60天，发酵完成后进行品质测定。

1.4 观察研究指标

1.4.1 性状观察

从每个试验田小区中，随机抽取单株10 个，测量全株和各部分鲜重，以及茎粗、株绿叶数、株叶片数、测量株高。

1.4.2 产量观察

从每个试验田小区中，选择进入蜡熟初期、生长正常的4 行作为代表，从茎基部5cm的部位割下，对其生物产量进行称量测定，并取1kg鲜草杀青，杀青温度105℃，杀青时间30分钟。最后在65℃的环境下烘干，直到恒重，并称量干草产量。

粗蛋白产量的计算方法为粗蛋白含量乘以干草产量。

1.4.3 营养成分分析

对干物质含量的测定，采用105℃烘干法。粗蛋白质含量的测定，采用凯氏定氮法。中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的测定，采用范氏洗涤纤维法。可溶性碳水化合物(WSC)含量的测定，采用蒽酮－硫酸比色法。

1.4.4 发酵品质分析

开袋之前，首先准备好去离子水180ml，然后取开袋的青贮料湿样20g，置入去离子水。再放入冰箱，温度4℃，时间24小时。浸提液用四层纱布、滤纸过滤到烧杯中，用雷磁pHS－3C测定浸提液的pH值。将1.5ml滤液放入离心管，采用苯酚—次氯酸钠比色法测定氨态氮含量。再另一份滤液，0.45um滤膜过滤于5ml的离心管中以离子色谱法测定青贮稀释液中乳酸含量，以2－乙基丁酸为内标，采用气相色谱法测定样品中的挥发性酸。

1.5 数据分析方法

对所有观察、测定的数据，都采用excel进行记录。统计学分析使用专门的软件工具SPSS 21.0，P＜0.05表示差异具有统计学意义；P＞0.05差异不具有统计学意义。

2.结果

2.1 不同种植密度下的植株性状

在不同的种植密度下，植株性状确实出现了明显的差异，随着种植密度的升高，各项性状指标都呈下降趋势。在株高方面，低密度、中密度、高密度分别为312.86cm、308.41cm、296.74cm；在株重方面，低密度、中密度、高密度分别为957.63g、867.53g、675.85g；在株叶片数方面，低密度、中密度、高密度分别为11.67片、11.56片、11.43片；在株绿叶数方面，低密度、中密度、高密度分别为10.24片、10.06片、9.58片；在株叶重方面，低密度、中密度、高密度分别为129.53g、125.41g、124.85g；在茎粗方面，低密度、中密度、高密度分别为19.52mm、17.42mm、15.14mm；在株茎重方面，低密度、中密度、高密度分别为416.85g、365.41g、268.41g；在株穗重方面，低密度、中密度、高密度分别为410.53g、382.41g、302.57g。株高、株重、茎粗、株茎重、株穗重方面，高密度种植均显著的低于低密度、中密度，差异具有统计学意义参表1。

2.2 不同种植密度下的玉米产量

在三种不同的种植密度中，中密度种植的鲜草产量、干草产量、粗蛋白产量最高，分别达到了81374.15kg/hm2、31214.53kg/hm2、2387.52kg/hm2。高密度种植鲜草产量、干草产量、粗蛋白产量相对较低，分别为79831.47kg/hm2、28172.52kg/hm2、2022.41kg/hm2。低种植密度的鲜草产量、干草产量、粗蛋白产量最低，分别为65142.96kg/hm2、24852.41kg/hm2、1908.52kg/hm2，与中密度种植的产量相比，差异具有统计学意义（参表2）。

2.3 不同种植密度下的营养成分

营养成分方面低密度种植干物质、粗蛋白、可溶性碳水化合物、中性洗涤纤维以及酸性洗涤纤维含量分别为38.42%、7.62%、5.18%、47.68%、21.32%。中密度种植的上述营养成分分别为35.41%、7.58%、4.68%、46.52%、23.85%。高种植密度上述营养成分分别为31.47%、7.13%、4.33%、47.25%、25.96%。其中，粗蛋白含量、可溶性碳水化合物含量，会成正比的下降，即密度越高含量越低，但酸性洗涤纤维含量却会越高，而种植密度的变化，对于中性洗涤纤维含量的影响却并不明显。差异具有统计学意义的项是低密度种植的干物质含量显著高于另两者，酸性洗涤纤维显著高于另两者（参表3）。

表3 不同种植密度营养成分对比

2.4 不同种植密度下的发酵品质

三种种植密度下，发酵均未产生丁酸，pH值、乳酸、乙酸、丙酸等也基本保持一致，仅中密度种植的氨态氮占总氮要显著高于低密度种植、高密度种植，差异具有统计学意义（参表4）。

表4 不同种植密度发酵品质对比

3.讨论

3.1 种植密度对产量的影响

在玉米的种植过程中，其光合面积、水肥供应等，都会受到种植密度的影响，从而造成产量与品质方面的差异。在一定的区间内，合理地提高种植密度，确实能够提高产量。但如果突破了一定的限度，其产量和品质反而会因此下降，因为过高的种植密度会破坏群体与个体发育的平衡关系。在种植密度较低的情况下，玉米的单株产量确实会明显升高，但是按单位面积来看，却会造成整体产量的降低，而且粗蛋白产量也会受到明显限制。相反，如果种植密度过高的话，也会致使玉米的营养品质下降，并对各项产量指标造成明显影响。

3.2 种植密度对营养的影响

在生长环境、条件相同的情况下，种植密度越高，玉米在生长过程中所吸收到的有效养分就会越少，单位玉米的粗蛋白含量会因此下降。酸性洗涤纤维是指示饲草能量的关键，与动物消化率呈负相关，其含量越低，饲草的消化率越高，饲用价值越大，全株玉米较低的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维可以改善奶牛的采食率和适口性。酸性洗涤纤维含量随着密度增加而增加，中性洗涤纤维含量变化不大，这可能是高密度造成玉米茎叶细胞体积扩大不充分，细胞内容物少，细胞壁比率高，茎的表皮所占的比率高，因而纤维含量高。而低密度玉米茎叶细胞体积扩大充分，细胞充实的内容物多，茎的表皮所占的比率低的结果。虽然不同的种植密度也导致了一定的可溶性碳水化合物含量差异，但是差异微小，并不具有统计学意义。

3.3 种植密度对青贮品质的影响

青贮品质的评价，以氨态氮占总氮的比值为主要的标准之一，比值越大，说明氨基酸和蛋白质分解越多，青贮质量越差。本研究中，中密度种植青贮氨态氮占总氮含量最高，且显著高于高种植密度和低种植密度，差异具有统计学意义。青贮中乳酸的比例越高越好，丁酸是由腐败菌和酪酸菌分别分解蛋白质、葡萄糖和乳酸而生成的产物，其含量的高低反映青贮饲料品质的优劣，丁酸含量越多，青贮品质越差。本研究中，均未有丁酸产生。其他各项指标也基本保持一致，无明显差异。