灌溉对青贮玉米产量和品质的影响

许庆方， 玉 柱 ， 侯建刚， 郭继承， 王璐娜，赵 娟， 王 沛， 李文麒， 孟令东， 张路遥

（1.山西农业大学动物科技学院，山西太谷 030801；2.中国农业大学动物科学技术学院，北京海淀 100094；3.太谷县昌晟农牧专业合作社，山西太谷030801；4.北京绿京华生态园林股份有限公司，北京昌平 102209）

作为粮改饲的主要饲草作物，青贮玉米（Zea mays L.）在我国的推广面积越来越大，玉米植株高大、富含能量和蛋白质，其生长发育受水分、光照等气候条件的影响。虽然玉米相对耐旱、水分利用效率较高，但是较高的生物积累量决定了需要适宜的水分供应。充足的水分供应不但能够提高青贮玉米的生物量，还可改善其品质。本研究结合晋中盆地目前栽培玉米的灌溉管理实践，通过田间试验和室内分析的方式，取样并青贮原料，分析青贮玉米产量、品质和青贮饲料的品质，为合理的灌溉提供指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料 粮饲兼用品种晋单42号，2015年4月播种于太谷县昌晟农牧专业合作社的田间。大田玉米根据降雨（见图1）和青贮玉米的生育时期，分别设置了零灌溉、拔节期灌溉1次、拔节期+抽雄期灌溉2次、拔节期+抽雄期+灌浆期灌溉3次的4种灌溉措施。每次灌溉均以漫灌的方式进行。

图1 试验期间降雨量分布

1.2 取样与测定 在籽粒腊熟期，于每个灌溉区域分别选择3个5 m×6 m的样方，留茬15 cm手工刈割收获，田间称取鲜重，换算计算单位面积鲜重产量。每个样方中，随机选取10株玉米，切碎混匀。从混匀的玉米中，取一半或者1 kg鲜样，带回实验室测定绝干物质含量（ISO 6496，1999），换算单位面积干物质产量。原料样品凯氏法测定CP（AOAC，2006）， 范氏法测定中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）（Van 等，1991），灼烧法测定粗灰分（Ash）（AOAC，1990），旋光法测定淀粉（Starch） （AOAC，1990）， 索 氏 提 取 法 测 定 EE（AOAC，1990），蒽酮——硫酸比色法测定WSC（Owens等，1999），比色法测定硝酸盐和亚硝酸盐（AOAC，2000），参考两步法测定NDFD和 DMD（Tilly等，1963）。然后利用Wisconsin大学官网的Excel表格，计算MILK 2006奶吨指数和奶亩指数（Shaverr等，2017）。

每个样方中的另一半鲜样或者取1 kg鲜样，密封入青贮袋内，室内贮藏90 d。开封之后取20 g样品制备发酵品质待测液。待测液采用酸度计测定pH，苯酚—次氯酸钠比色法测定氮态氮（AN）（Broderica 等，1980），液相色谱法测定有机酸（乳酸、乙酸、丙酸和丁酸）（许庆方等，2007）。剩余样品如同原料一样测定干物质含量及其他成分，青贮前后DM量的比值计算DM保存率。

1.3 数据处理 采用SAS 9.0的GLM程序，对不同灌溉次数的青贮玉米原料和玉米青贮饲料的产量及成分等进行比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同灌溉次数青贮玉米的原料特性

2.1.1 不同灌溉次数青贮玉米的产量 如图2a、b所示，随着灌溉次数的增加，青贮玉米的鲜重和干重极显著的提高（P＜0.01），与未灌溉相比，灌溉1次产量增加3倍，灌溉2次增加5倍，灌溉3次增加6倍。

图2 a 不同灌溉次数青贮玉米的鲜重产量

2.1.2 不同灌溉次数青贮玉米的养分 如表1所示，灌溉次数影响了青贮玉米的DM、CP、WSC和淀粉含量，灌溉3次青贮玉米的DM含量最低，CP和WSC含量以未灌溉最高，而淀粉含量则以灌溉2次为最高。

2.1.3 不同灌溉次数青贮玉米的产奶指数 如图3a、b所示，灌溉2次和3次青贮玉米的奶吨指数高于灌溉1次，未灌溉青贮玉米的奶吨指数最低，灌溉处理提高了青贮玉米奶吨指数8%～11%。随着灌溉次数的增加，青贮玉米的奶亩指数极显著的提高（P＜0.01），与对照相比，奶亩指数提高了2.4～5.8倍。

表1 不同灌溉次数青贮玉米的养分

图3 a 不同灌溉次数青贮玉米的奶吨指数

图3 b 不同灌溉次数青贮玉米的奶亩指数

2.1.4 不同灌溉次数青贮玉米的硝基化合物 如图4a、b所示，灌溉次数未影响青贮玉米的亚硝酸盐含量，但是随着灌溉次数的增加，硝酸盐含量显著的下降（P ＜ 0.05）。

图4 a 不同灌溉次数青贮玉米的硝酸盐含量

图4 b 不同灌溉次数青贮玉米的亚硝酸盐含量

2.2 不同灌溉次数玉米青贮饲料的品质

2.2.1 不同灌溉次数玉米青贮饲料发酵品质 如表2所示，经过青贮发酵后，不同灌溉次数青贮玉米的pH、氨态氮、乳酸、乙酸和丙酸含量均差异不显著（P＞0.05），均未检测到丁酸的生成。

表2 不同灌溉次数玉米青贮饲料的发酵品质

2.2.2 不同灌溉次数玉米青贮饲料的营养成分如表3所示，只有DM和CP含量因灌溉次数的不同而有差异，其他养分及干物质保存率没有显著差异。

表3 不同灌溉次数玉米青贮的营养成分

2.2.3 不同灌溉次数玉米青贮饲料的硝基化合物如图5a、b所示，不同灌溉次数玉米青贮饲料的硝酸盐含量与原料含量高低趋势一致，在未灌溉的玉米青贮饲料中，硝酸盐含量最高。亚硝酸盐含量在不同灌溉次数的玉米青贮饲料中差异不显著。

3 讨论

图5 a 不同灌溉次数玉米青贮饲料硝酸盐含量

图5 b 不同灌溉次数玉米青贮饲料亚硝酸盐含量

3.1 青贮玉米产量受灌溉管理的影响 晋中盆地玉米整个生育期需要的降雨量约为460 mm（刘化涛等，2015），但是试验年度5～9月降雨量仅为267 mm。由于受干旱胁迫的影响，青贮玉米的产量在未灌溉时极显著的低于灌溉处理，这与许多研究结果具有一致的趋势 （范晓慧，2013）。因此，在条件允许的情况下，遵从“山西省用水定额第1部分：农业用水定额[DB14/T1049.1-2015]”之规定，适当取用地下水，进行田间灌溉管理，以期提高青贮玉米的产量。对于喷灌、滴灌等不同灌溉方式对青贮玉米产量的影响尚需开展进一步的研究与分析。

如表4所示，灌溉在提高产量，具有显著的效应，另外通过简单的分析评价，可以看出，在干旱胁迫时，灌溉管理具有明显的经济效益。

3.2 青贮玉米品质与灌溉管理 灌溉处理，影响了青贮玉米的水分等含量，与其他研究者（Mahmut等，2016）的结果一致。和灌溉处理相比，未灌溉处理青贮玉米的DM、淀粉含量低而CP和WSC含量较高，而且NDF含量稍低，表明干旱胁迫影响到了青贮玉米的发育，从而表现为相对处于营养生长阶段。通过计算产奶指数，既在奶吨指数上体现了灌溉可以改善青贮玉米的品质，进一步在奶亩指数上综合体现了灌溉管理提高青贮玉米产量和质量的优越性。另外需要引起注意的是，由于干旱胁迫，在未灌溉处理青贮玉米植株中积累了相当数量的亚硝酸盐，超过了0.5%的限值。

表4 不同灌溉次数玉米青贮饲料的成本与产值

3.3 玉米青贮饲料的品质与灌溉管理 本试验中，青贮玉米的水分适宜，WSC含量较高，故玉米青贮饲料的发酵品质未受灌溉处理的影响。青贮饲料养分不同也是来源于原料的差异。

通过青贮发酵之后，玉米青贮饲料的硝酸盐含量大大下降。与原料相比，硝酸盐含量下降了44%～49%。表明通过青贮，可以适当减轻由干旱胁迫造成的青贮玉米亚硝酸盐积累的风险。

4 结论

青贮玉米栽培中，可以根据气候和配套设施，适当进行灌溉管理，既提高青贮玉米的产量，还可改善青贮玉米的品质，同时减少硝酸盐积累的风险，具有明显的经济收益。青贮发酵之后，原料的亚硝酸盐含量可以适当降解。