不同覆膜形式对旱地玉米—拉巴豆间作栽培饲料产量及青贮品质的影响

高应平，郑炳辉，梁天柱，柴明杰，申世瑛，朱俊峰，李文彬，郭柏宏，蒋长虹，李巧红

（1.庄浪县农业技术推广中心，甘肃平凉 744600；2.平凉市畜牧渔业站，甘肃平凉 744000）

平凉市庄浪县位于甘肃省东部，属北方春玉米种植区，气候半湿润，其土壤肥沃是甘肃省重要的畜牧业生产县（曹婷婷，2021）。但由于缺乏良好的绿色饲料，无法实现全年草食动物的需求（王爱军，2019）。青贮饲料是世界各地保存草料的主要手段之一（S-Gill M.等，2000）。青贮玉米作为青贮饲料的一种，是中国国情下“粮改饲”大力推广的农作物之一，高营养、易消化是一种优质的反刍动物饲料，同时，拉巴豆的固氮能力可改善田间理化性状，具有牧草产量高、蛋白质含量高、易于繁殖和推广的特点。间作栽培此种模式可以充分利用作物资源，从而达到增产增效的效果（李亚娇等，2019）。通过间作以生态为基础的作物多样化和集约化一直被忽视为可持续集约化的一种手段，但这些往往是农民可以欣然接受的方式（RACHEL-BEZNER KERR等，2007；Bryan Simoneaux等，2022；Ergon Å.等，2017）。研究表明，增加玉米青贮饲料中粗蛋白含量的一种可行办法是在田间种植玉米和豆科植物（E-Contreras-Govea Francisco等，2008），这种间作栽培的产量和养分吸收优势也是由于间作物种之间地上和地下种间相互作用的结果。因此，间作栽培提供了实现可持续农业发展的途径。当前，以更低的环境成本生产更多的食物是全球最关键的挑战之一。鉴于可耕地有限，快速的人口增长对高效和可持续的农业实践构成了重大挑战。为满足日益增长的粮食需求，塑料覆盖已成为一种广泛使用的技术，因为其具有即时经济效益，如提高产量和改善作物质量。塑料覆盖已发展成为提高作物产量的最主要做法之一。塑料覆盖物主要用于通过隔热和防止蒸发来保护幼苗和枝条，从而保持或略微增加土壤温度和湿度。此外，众所周知，应用塑料覆盖物可以减少杂草和害虫的压力。通常报告的好处是最大限度地减少种子和果实的发育时间，增加产量，防止水土流失和杂草生长，从而减少除草剂和化肥的使用。目前，对青贮玉米的研究主要集中在玉米青贮发酵前的营养品质上，而对覆膜形式的研究较少（贾梦杨等，2020），故本试验通过开展旱地玉米—拉巴豆间作栽培模式，研究不同覆膜形式旱地玉米—拉巴豆间作栽培对混贮饲料青贮品质的影响，探讨适合西北旱地地区玉米—拉巴豆间作的最佳覆膜形式，为西北旱地地区青贮玉米优质高产实践中合理栽培提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验地选择 试验地位于甘肃省平凉市庄浪县通化镇韩湾村试验示范基地，所选场地地势平坦，表层土层较深，土壤疏松，有机质含量充足，土壤肥沃，适宜全膜双垄沟播技术种植玉米的田块。在前茬收获后及时深耕灭茬，深耕深度25～30 cm。浅耕耙耱，使土壤绵软疏松，利于秋覆膜和顶凌覆膜。整地前测定土壤基础养分。

具体施肥信息如下。有机肥2000～3000 kg；尿素15～20 kg，中国石油天然气集团宁夏公司生产；普钙50～80 kg，云南禄丰勤攀磷化工有限公司生产；硫酸钾10 kg，青海中信国安科技发展有限公司生产；农用普通地膜由甘肃天宝塑业有限责任公司生产。

1.2 试验品种 选用玉米品种抗病性强、生物产量高的粮饲兼用品种，选用包衣种子，品种选用先玉338，由庄浪县种子公司提供。拉巴豆选择抗病性强、生长势强的品种，拉巴豆品种为润高，由平凉市畜牧渔业站采购。拉巴豆选用新鲜、成熟度一致、饱满的颗粒作种。如有可能，应使用专用根瘤菌进行拌种，拌种应在当天完成，不要与农药混合。

1.3 试验设计 试验采用单因素方差设计，两行玉米间作一行拉巴豆，玉米与拉巴豆同行同向播种，均为穴播种植，玉米种植密度3500～4000株/亩，拉巴豆种植密度3500～4000穴，每穴播种2～3粒，用种量2～3 kg/亩。使用随机区组设计，小区面积26.4 m2，按4.4 m×6 m设计，玉米—拉巴豆间作各种植4垄8行。不同覆膜的旱地玉米—拉巴豆间作栽培试验，设4组，分别为T0露地（对照组）、T1降解膜、T2半膜、T3全膜，每组3个重复，共12个小区，如表1。其他管理措施同大田，试验过程中及时进行查苗补苗，根据植株长势合理浇水，耕除草，生长过程中及时进行病虫害防治。

表1 试验设计

1.4 检测指标及方法

1.4.1 采样 青贮玉米在苞叶变黄、籽粒乳线消失时进行收获，即玉米灌浆达到乳线2/3时与拉巴豆一起收获。青贮应在玉米籽粒乳熟期及时进行，收获不应过晚，否则很容易遇到霜冻，导致枝叶干燥和养分流失。从每个小区取10穴全株玉米及拉巴豆进行取样和保存，收获后将玉米秸秆与拉巴豆按照青贮的要求混合粉碎，青贮时间为45 d。

1.4.2 测定指标及方法 采集青贮中段样品（表层下2～3 cm的样品）送至内蒙古乌兰察布市易马农牧科技有限公司，丹麦福斯FOSS 2500近红外扫描仪检测青贮品质指标，对比使用美国Dairy One的数据库测定指标包括干物质（DM）、粗蛋白质（CP）、氨、酸性洗涤纤维（ADF）、中性洗涤纤维（NDF）、木质素（ADL）、非纤维性碳水化合物（NFC）含量等营养指标，pH和乳酸、乙酸、丁酸含量等发酵指标，共计14项评价指标。对每个小区青贮玉米及拉巴豆进行测产，分别称量青贮玉米及拉巴豆重量，做好相关产量纪录，以便后续进行产量分析。

1.5 数据统计分析 所有收集的试验数据先用Excel 2019软件进行初步汇总整理，然后采用SPSS 23.0软件进行描述性单因子方差分析（oneway ANOVA，LSD），分析指标以重复为单位，采用Duncan’s法进行多重比较，试验数据用“平均值±标准差”表示，P＜0.05表示组间差异显著。

2 结果

2.1 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆间作栽培对混贮饲料产量的影响 由表2可知，不同覆膜形式对小区产量均有显著影响（P＞0.05）。各试验组产量均显著高于对照组（P＜0.05），且T3组产量显著高于对照组和T1、T2组（P＜0.05）。与对照组相比，T3组增产874.63 kg，增幅达到17.56%，产量位次第一，T1、T2组比对照组增产 分 别 为239.178、486.55 kg，增 幅 为5.05%、10.26%。各处理组亩产产量中，T3组在CP的产量高于其他各组，为748.52 kg，T2组在ADF的产量高于其他各组，为1496.55 kg，氨产量T1组最低，乳酸产量T3组最高。

表2 不同覆膜形式对旱地玉米—拉巴豆间作栽培混贮饲料产量的影响

2.2 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆间作栽培对混贮饲料青贮后营养品质的影响 由表3可知，不同覆膜形式对青贮玉米的干物质、中性洗涤纤维、30 h无灰分未消化中性洗涤纤维、120 h无灰分未消化中性洗涤纤维、木质素、淀粉、非纤维性碳水化合物的含量无显著影响（P＞0.05）。T1组粗蛋白质含量显著低于对照组和T3组（P＜0.05），T3组粗蛋白质含量与对照组无显著差异（P＞0.05）。T1组酸性洗涤纤维含量显著低于T2组（P＜0.05），但与对照组和T3组无显著差异（P＞0.05）。

表3 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆间作栽培对混贮饲料青贮后营养品质的影响 %

2.3 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆间作栽培对混贮饲料青贮后发酵品质的影响 由表4可

表4 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆间作栽培对混贮饲料青贮后发酵品质的影响

知，不同覆膜形式对青贮玉米的pH、乙酸浓度、丁酸浓度的含量无显著影响（P＞0.05）。T3组氨含量显著高于对照组和T1组（P＜0.05）。T3组乳酸含量显著高于T1组（P＜0.05），但与T2组差异不显著（P＞0.05），T2组与对照组乳酸浓度差异不显著（P＞0.05）。

3 讨论

3.1 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆间作栽培对混贮饲料青贮后营养品质的影响 青贮饲料是世界各地保存草料的主要手段之一（S-Gill M.等，2000），是一种新鲜的青饲料，青贮发酵的原理是通过产乳酸菌对植物水溶性碳水化合物进行厌氧发酵来保存草料的营养价值，是一种多汁、耐贮、可全年使用的饲料（程竟竟，2016），青贮饲料中具有优秀的酸性环境（兰宏亮等，2017），可提高饲料的青贮品质。阎旭东等（2018）研究指出，地膜覆盖可以提高土壤温度、含水量，改善土壤水热条件，对促进玉米养分积累起到积极作用。在本试验中，不同覆膜形式对青贮玉米及拉巴豆间作栽培混贮后试验组的各营养指标均优于对照组，与其相似。青贮饲料的饲用价值不仅要以饲料所含的营养成分为依据，还要以饲料的消化程度为指标进行综合评价（曲艳，2017）。体外干物质消化率取决于青贮饲料的营养组成，在一定范围内，NDF含量与动物的采食率成反比关系；ADF含量与饲料的消化率也呈现反比关系（张敏等，2021）。粗蛋白含量增加也有助于提高饲草体外干物质消化率（苟文龙等，2019）。国外也有类似研究，其结果表明覆膜可以显著改善农田土壤水分和温度条件，改变农业生态系统中的生态水文过程，提高营养物质积累（Feng Yu等，2019）。本试验中，全膜试验组的体外干物质消化率高于对照处理。水溶性碳水化合物是青贮发酵的发酵底物，可促进乳酸菌的繁殖，并产生乳酸，其含量是衡量青贮饲料能否达到最佳发酵状态的指标（马春晖等，2010）。可溶性碳水化合物含量低限制了青贮饲料中乳酸菌的繁殖潜力，影响了青贮饲料的质量。各处理组NFC值变化均无明显规律。

3.2 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆间作栽培对混贮饲料青贮后发酵品质的影响 pH反映了青贮饲料被腐败菌分解的程度，青贮发酵原理是通过产乳酸菌对植物水溶性碳水化合物进行厌氧发酵来保存草料的营养价值，品质优良的青贮饲料pH为3.8～4.5（程银华等，2014）。我国青贮饲料标准中规定的pH低于4.2时可以认为青贮成功。如果pH值过高，腐败细菌的活性很容易大量繁殖。发霉腐烂的青绿饲料会导致营养物质损失。低pH可以维持乳酸菌对发酵基质的正常分解，抑制腐败菌，从而达到青绿饲料长期保存的目的。本研究各处理组的pH均在4.2以下，青贮品质优良，但各处理组玉米青贮的pH并没有显著影响。在青贮饲料中，青贮饲料原料的含水量越高，饲料蛋白质在贮存期间分解的氨量就越大。氨含量越高，蛋白质分解程度越大。饲料中营养素的损失将降低青贮饲料的质量（闻爱友等，2011）。本研究的各处理组氨含量均无显著差异。分析原因可能是各试验组不同覆膜形式导致水分含量及水分利用率不同。有机酸的总量和组成可以反映青贮饲料发酵过程和青贮饲料的质量。其中，乳酸、乙酸、丙酸和丁酸最重要的。乳酸比例越高，效果越好（刘建新等，2011）；以乳酸占68%～70%、乙酸占0～20%、丙酸和丁酸少的青贮饲料品质为好。此外，由于豆类的较高缓冲能力延长了发酵期，导致乳酸和乙酸浓度更高。Titterton等（1997）还报告了豆类与玉米混合时提高了pH、乳酸和氨含量。本试验结果与Dwo等（2007）研究结果一致。在本试验中，不管是对照组还是试验组，都能提高玉米青贮中乳酸的含量，其中T3组乳酸浓度相比其他处理组显著提高，该结果和文亦芾等（2006）的研究结果相同。

3.3 不同覆膜形式的旱地玉米—拉巴豆间作栽培对混贮饲料产量的影响 传统耕作是投入密集型产业，对能源使用量大，导致经济效益低、环境质量差、生态效益少，因此，迫切需要用更有效的耕地管理措施来取代传统的能源消耗（Ince Ender等，2020）。国外在塑料地膜对增加土壤水分和温度、产量和水分利用效率的积极影响上已有了充分报道（Ge-Dong Qin等，2020；Yang Jian等，2018）。国内也有学者如王耀林等（2007）和谢永春（2015）研究均表明，地膜覆盖种植玉米可以明显促进玉米产量，可获得较高的经济效益。刘青松等（2021）也同样研究表明，用起垄覆膜侧播种植模式可以显著提高青贮玉米产量和品质。总之，不同覆膜形式可以显著提高累积表土温度和土壤水分，从而提高增温保水和辐射采光，加快植物生长（Bu Ling-duo等，2013）。本试验研究结果与上述结果相似。在数据方面，本试验不同覆膜形式提高了混贮饲料的青贮品质，且T3组的青贮品质数据表现最优，产量数据分析后，T1组产量不及T3组，但与T2、T3组差异显著，因此，对T2、T3组有显著性指标进行各处理组亩产产量横向计算比较发现，在CP产量T3组产量最高，T2组ADF产量最高，乳酸产量T3组最高。

在本试验中，全膜覆膜形式对混贮饲料青贮后饲料产量提升最高，降解膜的覆膜形式在青贮品质上提升最显著，但综合考虑，与对照组相比，两个试验组品质、产量均有显著提升，但在实际生产中不能一昧的追求青贮品质，也应着重考虑经济效益，况且全膜是在当地省份通用的模式，技术最完善，但如果降解膜与全膜相比各项指标差异不显著，可选用降解膜，我们要利用降解膜逐步替代普通地膜，这是今后一种趋势，为今后大面积推广提供依据。现在机械覆膜施肥—播种—收获全部采用机械作业，地膜不回收，用普通地膜收获时地膜没有办法拣出，在大规模推广种植时还要考虑从田间收集塑料地膜、人工捡膜的成本，其处置是一项既费力又昂贵的任务。在本试验条件下，结合西北旱地农业的实际，综合考虑推荐全膜作为最佳覆膜形式，这对西北地区旱地农业的可持续管理具有重要意义。

4 结论

（1）本试验结果表明，不同覆膜对旱地玉米—拉巴豆间作栽培的混贮饲料青贮后营养指标、发酵指标、产量具有不同程度的影响。

（2）试验组T3在营养指标（粗蛋白质、酸性洗涤纤维）和发酵指标（乳酸浓度）方面均与对照组有显著差异，在产量方面，T3组全膜对青贮产量提升最高，综合考虑，在本试验条件下推荐全膜作为最佳覆膜形式。