間作行寬對玉米、高丹草青貯品質的影響

王雪萍，祁娟，祁希明，王曉娟，李曉，艾雙紅，沈吉順

（甘肅農業大學草業學院，草業生態系統教育部重點實驗室，甘肅省草業工程實驗室，中-美草地畜牧業可持續展研究中心，甘肅 蘭州 730070）

隨著我國畜牧業規模的不斷擴大，青貯技術已經成為現代畜牧業不可或缺的一部分，同時也是解決北方冷季飼草短缺的有效方法［1］。一般的飼料只能調制成干草儲存飼喂，受儲存環境、時間的限制，飼料質量偏低。而青貯飼料具有很多的優點，良好的青貯飼料保存時間可長達十年以上，仍質優味美。其飼料中粗纖維等不易消化的物質含量較低，并具有一定的酸香氣味，可增加飼料的適口性［2］。

已有研究表明，選擇適宜青貯玉米品種以及合理密植是實現青貯玉米優質高產的關鍵技術之一［3］。杜保軍等［4］對蘇丹草的特性及高產栽培技術進行研究，結果表明適當的播種行距可提高蘇丹草的種子產量和飼草品質；薛祝林等［5］對高丹草與苜蓿的混貯進行研究，結果表明最佳的混貯比例能有效提高青貯飼料營養價值；劉惠青［6］研究了不同種植密度的青貯玉米品種青貯品質的變化規律，隨種植密度的增大，粗蛋白和淀粉含量下降，中性洗滌纖維及酸性洗滌纖維含量均呈上升趨勢?；旌锨噘A比單一青貯更具有優勢，與添加劑青貯相比又能減少額外的費用。

飼草間作在飼草種植方面優勢明顯。其中，Lithourgidis等［7］提出間作相比單作對資源的利用率顯著提高。黃田田［8］以間作模式下的飼用油菜和高丹草為研究對象，結果表明飼草中粗脂肪含量和粗蛋白含量提高，酸性和中性洗滌纖維含量降低。黃宗昌等［9］通過間作模式下玉米和高丹草的地上生物量及競爭力的研究得出中行模式在間作中產量最高。但玉米與高丹草間作后進行青貯的研究鮮見報道。

基于此，本研究通過測定不同間作行寬下玉米、高丹草青貯飼料營養指標和發酵指標的變化，研究不同間作行寬對玉米、高丹草青貯品質的影響，為青貯飼料的推廣和應用及獲得高產、高質量青貯飼料提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料及試驗地概況

1.1.1試驗材料試驗玉米（Zea mays）品種為正大12，高 丹 草（Sorghum bicolor×S.sudanese）品 種 為F10，均購買于北京正道生態科技有限公司。

1.1.2試驗地概況試驗在寧夏回族自治區固原市原州區頭營鎮徐河村進行，中心地理坐標為N 36°09′，E 106°14′。寧夏位于我國西北東部，地處黃土高原、內蒙古高原和青藏高原交匯地帶，屬溫帶大陸性半干旱氣候，干旱少雨，日照充足。試驗地年均日照時數2 518 h，無霜期150 d，年平均氣溫7.8 ℃，平均海拔1 550 m，太陽輻射強，晝夜溫差大，年平均降水量350 mm，雨季多集中在7-9月，年均蒸發量在1 336 mm以上。

1.2 試驗設計

試驗于2019年4-10月進行，采用隨機區組設計，每個間作組合設置寬行、中行和窄行3種處理，帶幅寬度分別為460、300和140 cm。在3種帶型配置模式下，玉米和高丹草的行比分別為6∶12、4∶8和2∶4，間作小區面積為18 m2。以玉米和高丹草的單播為對照，小區面積為84 m2，每個處理設置3次重復，共15個小區。玉米行距為40 cm，種植密度為12.5萬株/hm2，高丹草的行距為20 cm，播種量為22.5 kg/hm2。間作作物的種植密度、行距設置與對應單作相同，南北行向種植。開春耕種前，基施洋豐復合肥675 kg/hm2（總養分≥43%，N∶P2O5∶K2O=30∶6∶7），作物生長期間不施肥，在適當時期進行中耕和人工除草，且不施用任何殺菌劑及殺蟲劑。

在玉米蠟熟期齊地進行刈割，采用實驗室青貯桶進行桶裝真空青貯，青貯桶為容積20 L的塑料容器。利用粉碎機將刈割的玉米和高丹草鍘碎，緊實地裝填入桶中，邊裝填邊壓實，裝滿后進行嚴格密封，防止空氣進入。每桶重量約13 kg，經過60 d發酵后采樣，帶回實驗室，放入60～70 ℃烘箱中烘干后用于測定各項指標。

1.3 測定指標

常規營養成分分析法測定干物質（DM）、粗蛋白（CP）、酸性洗滌纖維（ADF）、中性洗滌纖維（NDF）含量，參照《飼料中營養成分測定》中的方法［10］。用梅特勒托利多DELTA 320 pH計測定pH值，可溶性糖（SS）含量采用蒽酮－濃硫酸比色法測定［11］。

乙酸（CA）、乳酸（LA）、丁酸（BA）含量、泌乳凈能（NEL）等采用近紅外光譜分析儀進行測定。

1.4 灰色關聯度綜合評價

采用灰色關聯度綜合分析方法［12］，將每一個指標的最優值設置為參考數據列（X0），每一個處理下的各個指標設置為比較列Xi（ki）。用比較數據列除以參考數據列將原始值標準化，使0≤Xi≤1。

關聯系數

|Χ0(k)-Χi(k)|為絕對差值，記作Δi(k)，Δi(k) =|Χ0(k)-Χi(k)|，ρ=0.5

根據灰色關聯度公式求得不同處理的關聯系數值，計算平均值，得出各指標關聯度值進行排序。

1.5 試驗數據處理

試驗數據采用SPPS 19.0統計軟件對所測數據進行統計分析，采用Excel 2010進行制圖。

2 結果與分析

2.1 不同間作行寬對玉米、高丹草產量和青貯前營養品質的影響

玉米在寬、中、窄行處理下產量較單播差異顯著（P＜0.05），較 對 照 分 別 降 低 了19.7%、33.3%、47.0%；青貯前玉米在寬、中、窄行處理下干物質含量較對照差異不顯著；粗蛋白含量在寬、中、窄行處理下較對照差異顯著（P＜0.05），寬、中、窄行分別較對照降低了25.4%、5.5%、12.3%；酸性洗滌纖維含量在寬、中、窄行處理下較對照差異顯著（P＜0.05），在寬行處理下較對照增加了5.5%、而在中行和窄行處理下較對照降低了14.4%和14.8%；中性洗滌纖維含量在寬行處理下較對照差異不顯著，而在中行和窄行下較對照差異顯著，分別較對照降低了12.7和12.7%；可溶性糖含量在寬、中、窄行處理下較對照差異顯著（P＜0.05），在寬行處理下較對照增加了4%，在中行和窄行處理下較對照分別降低了29.7%和18.0%（表1）。

表1 間作行寬下玉米、高丹草青貯前的營養品質含量Table 1 The effect of intercropping row widths on the nutritional quality of maize and sorghum Hybrid Sudan Grass before silage

高丹草在寬、中、窄行處理下產量較對照差異顯著，較對照分別降低了84.6%、75.6%、59.2%；青貯前高丹草在寬、中、窄行處理下干物質含量較對照差異不顯著；粗蛋白含量在寬行處理下較對照差異不顯著，但在中行和窄行處理下較對照差異顯著（P＜0.05），分別較對照增加了23.9%、21.2%；酸性洗滌纖維含量在寬、中、窄行處理下較對照差異顯著（P＜0.05），在寬行處理下較對照增加了2.15%，而在中行和窄行處理下較對照降低了2.8%和0.9%；中性洗滌纖維在寬、中、窄行處理下較對照差異顯著（P＜0.05），分別較對照增加了5.9%、1.9%、2.4%；可溶性糖含量在寬行和窄行處理下較對照差異顯著（P＜0.05），在中行處理下較對照差異不顯著，在寬行處理下較對照增加了17.9%，而在窄行處理下較對照降低了7.8%。

2.2 不同間作行寬對玉米、高丹草青貯營養品質的影響

2.2.1干物質寬、中、窄行處理玉米青貯物干物質含量較對照差異不顯著（P＞0.05）；高丹草青貯干物質含量對照為89.99%，而在寬行和窄行的處理下分別為88.16%、89.08%，均較對照差異顯著（P＜0.05），分別較對照降低了2%和1%，而在中行處理下較對照差異性不顯著（P＞0.05）。玉米青貯在中行處理下干物質含量較對照提高了0.4%，而高丹草青貯在中行處理下較對照降低了0.4%（圖1）。

圖1 不同間作行寬下玉米、高丹草青貯物和干物質含量Fig.1 Effects of intercropping row widths on the dry matter content of maize and sorghum hybrid sudangrass

2.2.2粗蛋白玉米青貯物在對照粗蛋白含量為8.30%，而寬、中、窄行處理分別為7.14%、6.79%、7.06%，較對照均差異顯著（P＜0.05），分別較對照降低了14.0%、18.2%和14.9%；高丹草青貯物對照粗蛋白含量為6.55%，寬，中，窄行處理分別為7.4%、7.0%、6.5%，寬行和中行處理較對照差異顯著（P＜0.05），窄行處理較對照差異不顯著（圖2）。

圖2 不同間作行寬下玉米、高丹草青貯物的粗蛋白含量Fig.2 Effects of intercropping row widths on crude protein content of maize and Sorghum Hybrid Sudan grass

2.2.3酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維玉米青貯物對照酸性洗滌纖維含量為26.06%，寬、中、窄行處理分別為25.99%、28.52%、27.79%，中行和窄行處理酸性洗滌纖維含量較對照差異顯著（P＜0.05），而寬行處理較對照差異不顯著；高丹草青貯物寬行處理酸性洗滌纖維含量較對照差異顯著（P＜0.05），而中行和窄行處理較對照差異不顯著（圖3-A）。玉米和高丹草青貯物在寬行處理下中性洗滌纖維含量較各自對照差異顯著（P＜0.05），而在中行和窄行處理下較各自對照差異不顯著（圖3-B）。玉米青貯物在寬行處理下中性洗滌纖維含量較對照降低了5.4%，而高丹草青貯物在寬行處理下較對照提高了6.1%，并且在寬、中、窄行種植模式下高丹草青貯物的中性洗滌纖維含量較對照都有所提高。同一間作行寬下，玉米青貯物的中性洗滌纖維含量均顯著低于高丹草青貯物。

圖3 不同間作行寬下玉米、高丹草青貯物ADF和NDF的含量Fig.3 Effects of intercropping row widths on the content of acid detergent fiber in silage of maize and Sorghum hybrid Sudan grass

2.2.6可溶性糖玉米青貯物在對照下可溶性糖含量為8.18%，而在寬、中、窄行處理下可溶性糖的含量分別為7.77%、9.08%、10.44%，在中行和窄行處理下可溶性糖含量較對照差異顯著，且在窄行處理下較對照提高了27.6%；而在寬行處理下較對照降低了5.0%，但差異不顯著（P＞0.05），；高丹草青貯物在對照下可溶性糖含量為13.55%，在寬、中、窄行處理下可溶性糖含量分別為12.06%、14.08%、14.09%，較對照均差異顯著（P＜0.05），窄行處理下較對照提高了4.0%，寬行處理下較對照降低了11.0%（圖4）。

圖4 不同間作行寬下玉米、高丹草青貯物的可溶性糖含量Fig.4 Effects of intercropping row widths on soluble sugar content of maize and sorghum hybrid Sudan grass

2.3 不同間作行寬對玉米、高丹草發酵品質的影響

2.3.1pH玉米青貯物的pH值對照為3.39，而在寬、中、窄行處理下分別為4.30、4.26、4.06，寬行和中行處理下的pH值較對照均差異顯著（P＜0.05），在寬行處理下的pH值最大，較對照增高了26.8%，而在窄行處理下的較對照差異性不顯著；高丹草青貯物的pH值在寬、中、窄行處理較對照均差異不顯著（圖5）。

圖5 不同間作行寬下玉米、高丹草青貯物的pH值Fig.5 Effects of intercropping row widths on pH of maize and sorghum hybrid Sudan grass

2.3.2乳酸玉米和高丹草青貯物在寬、中、窄行處理下乳酸含量較各自的對照均差異顯著（P＜0.05）（圖7-A）。玉米青貯物在窄行處理下的乳酸含量最低，較對照降低了49.2%，而高丹草青貯在窄行處理下的乳酸含量最高，較對照提高了25.9%，在中行處理下乳酸含量最低，較對照降低了27.7%。

2.3.3乙酸玉米青貯物在窄行處理下乙酸含量較對照差異顯著（P＜0.05），而在寬行和窄行處理下乙酸含量較對照差異不顯著；高丹草青貯物在寬、中、窄行處理下乙酸含量較對照均差異顯著（P＜0.05）（圖7-B）。玉米和高丹草青貯物在寬行處理下乙酸含量均較高，較各自的對照分別提高了11.4%和480%。

圖6 不同間作行寬下青貯玉米、高丹草的乳酸、乙酸、丁酸含量和泌乳凈能Fig.6 The content of lactic acid， acetic acid，butyric acid and net lactation energy of silage maize and sorghum hybrid Sudan grass

2.3.4丁酸玉米青貯物在中行和窄行處理下丁酸含量較對照差異均顯著（P＜0.05）（圖7-C），而在寬行處理下較對照差異不顯著；高丹草青貯物在在寬、中、窄行處理下丁酸含量較對照均差異顯著（P＜0.05）。玉米青貯物在寬行處理下丁酸含量最低，而高丹草青貯物在窄行處理下丁酸含量最低。玉米青貯物在窄行處理下丁酸含量最高，較對照提高了30%；高丹草青貯物在寬行處理下丁酸含量最高，較對照提高了33.3%。

2.3.5泌乳凈能玉米和高丹草青貯物在寬行處理下泌乳凈能較對照差異顯著（P＜0.05）（圖7-D），而在寬行和窄行處理下泌乳凈能含量較對照差異均不顯著。玉米青貯物在寬行處理下泌乳凈能最高，較對照提高了2.6%；在中行處理下泌乳凈能最低，較對照降低了1.9%。而高丹草青貯物在窄行處理下泌乳凈能最高，較對照提高了0.8%；在寬行處理下泌乳凈能最低，較對照降低了3.8%。

2.4 灰色關聯度綜合分析

不同間作行寬下玉米青貯品質的綜合關聯度值為：窄行（0.230）＞中行（0.221）＞寬行（0.210）＞CK（0.204）（表2）。由此表明，在窄行種植模式下，玉米青貯物的品質最好；高丹草青貯在不同種植模式下的綜合關聯度值為：中行（0.365）＞寬行（0.359）＞CK（0.348）＞窄行（0.339），表明在中行種植模式下，高丹草青貯物的品質最好（表2）。

表2 灰色關聯度綜合分析Table 2 Comprehensive analysis of grey relational degree

3 討論

3.1 不同間作模式對玉米、高丹草青貯前營養品質的影響

王廣福在［13］研究播期和密度對不同玉米品種生長發育及產量和品質的影響中發現：在種植密度增加時，玉米的粗蛋白含量會隨之降低，而中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維會隨之增加。本研究中，玉米的粗蛋白含量在寬行、中行、窄行處理下均降低；在寬行處理下玉米的酸性洗滌纖維增加，在中行處理下玉米的中性洗滌纖維增加，這與上述研究結果類似，而高丹草在寬行、中行、窄行處理下粗蛋白含量均在增加。在所以在此種植模式下，玉米和高丹草之間的養分爭奪，對玉米的營養品質的影響比高丹草的大。

3.2 不同間作行寬對玉米、高丹草青貯物營養品質的影響

干物質產量是衡量牧草生產力的主要指標，干物質產量越高，牧草可利用的營養物質相對較高，對牧草經濟效益有十分重要的影響［14］。由于玉米飼料的干物質（DM）含量較高，長期以來認為，更高的干物質含量會賦予青貯飼料更好的品質［15］。然而，在間作種植模式下，不同品類植物植株中隨著干物質積累量的變化，其產量和青貯品質也會發生變化。本研究中，在玉米和高丹草行比為4∶8的種植模式下，青貯玉米的干物質含量最高，青貯品質最好，但高丹草青貯物的干物質含量較對照均有所降低，這可能與高丹草本身水分含量高有關。

粗蛋白是飼料品質鑒定的重要指標，其含量高說明青貯物營養品質好。李川東［16］研究表明間作種植一年生野生大豆和飼用高粱收獲后直接混合青貯能使青貯飼料的粗蛋白明顯提高，Strydhorst［17］等把小麥分別與三種豆科間作發現，隨著豆科種植密度的增加，蛋白質含量逐漸增加。在本試驗中，在間作種植下，玉米和高丹草行比為6∶12時使高丹草青貯物的粗蛋白含量顯著提高，說明在寬行種植模式下，高丹草的青貯品質最好，而在不同的種植模式下，青貯玉米的粗蛋白含量相對于單播都有所降低，為此，謝永利［18］的研究也說明，在間作條件下，由于作物的資源利用率，競爭以及協作等程度的不同，其產量和品質也會有很大的差異，所以找到最佳的種植模式，可使其間作的優勢最大化。

酸、中性洗滌纖維含量是干物質消化率的有效度量指標，其含量越低，干物質消化率越好，適口性越佳，青貯品質越優［19］。本研究中，玉米和高丹草在行比為6∶12時玉米酸、中性洗滌纖維含量較對照降低，這與姬承東［20］等研究發現玉米與拉巴豆混播后青貯可以降低酸、中性洗滌纖維的結果類似，張建強［21］研究了添加劑對玉米和豆科在混播模式下青貯品質的影響，添加劑處理下也可以降低酸、中性洗滌纖維含量，這與本研究結果類似，但本研究相對于添加劑又省了額外費用，降低成本，具有一定的參考價值。

可溶性糖含量是乳酸菌發酵的物質基礎，一般可溶性糖的含量高，產生的乳酸就多，乙酸和丁酸就少。本研究中，在中、窄行種植模式下玉米、高丹草青貯物可溶性糖含量均較對照均有所提高，這與蘭宏亮［22］等研究混播種植對夏播青貯玉米產量的影響中得出的結論不一致，這可能與播種及刈割時期不同等因素有關［23］。因此，合理的種植密度及種植模式才可能獲得較高的飼用物質產量，才可能提高玉米、高丹草青貯的飼用營養價值。

3.3 不同間作行寬對玉米、高丹草青貯物發酵品質的影響

pH值、有機酸含量等都是衡量青貯發酵品質的重要指標，pH值越低表明青貯品質越佳，一般青貯飼料pH值在4.2以下為優質青貯飼料［24］；有機酸中乳酸起到了舉足輕重的作用，其含量越高代表青貯品質越好，青貯的本質是在厭氧的條件下乳酸菌繁殖分解糖類，產生大量的乳酸，降低pH值，使有害微生物得到很好的抑制，從而使青貯飼料保存很長時間［25］。本研究在窄行種植模式下玉米青貯物的pH值低于4.2，在寬行處理下高丹草青貯物的pH值低于4.2，但玉米相對于對照均顯著提高，高丹草較對照差異不顯著；在不同的種植模式下玉米青貯物的乳酸含量較對照均降低，高丹草青貯物的乳酸含量在寬、中行種植模式下也較對照顯著減低，青貯品質下降，但高丹草在窄行種植模式下的乳酸含量顯著提高，這可能是高丹草本身含糖量較高，有利用乳酸菌分解轉化成乳酸。這與張建強［19］通過玉米與熊貓豆混播后青貯，對青貯飼料的發酵品質進行研究發現，試驗組青貯飼料中乳酸含量均低于對照組的結果類似。乙酸和丁酸含量也是青貯發酵的重指標，乙酸含量過高，影響適口性，使青貯品質降低，丁酸含量應低于1%［26］。本試驗中，玉米、高丹草在不同種植模式下丁酸含量均低于1%，表明各處理下玉米、高丹草均為優質青貯飼料，這與肖銀寶［27］等的研究結果相似?？偪上B分、能量是衡量全株玉米青貯品質的重要指標。NEL是根據可消化養分總量（TDN）含量回歸計算得出，因此其變化趨勢與TDN一致［28］。玉米青貯在寬行處理下NEL顯著較高，高丹草青貯在窄行處理下NEL顯著較高，所以在該處理下玉米、高丹草青貯的TDN含量較高，因此其營養品質較好。

4 結論

（1） 玉米和高丹草在（6∶12）間作模式下，高丹草青貯物粗蛋白含量高于高丹草的單播及其他間作模式，中性洗滌纖維含量低于玉米的單播和其他間作模式，乙酸含量較對照提高了480%，青貯效果優。

2經灰色關聯度綜合分析，玉米和高丹草在（2∶4）間作模式下，玉米青貯品質較好；在玉米和高丹草在（4∶8）間作模式下，高丹草青貯品質較好。