杂交构树半干青贮加工工艺参数研究
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牧草对于草食畜牧业的发展至关重要，加快牧草产业的发展，能够有效减轻饲料对粮食安全的压力[1]。我国通过实施“粮改饲”和“农业供给侧结构性改革”等政策，种植业由“粮－经－饲”的三元种植结构逐步向“粮－经－饲－草”的四元种植结构转变，使我国草牧业得以迅速发展[2]。但用于种植饲草的可利用土地十分有限，因此发展高效、优质的饲草种植模式是促进畜牧业现代化发展的重要保障[3]。间作是通过不同作物搭配，充分利用光、温、水、热等自然资源，从而在有限土地上增加植物产量和土地利用效率的种植模式，符合可持续农业发展的要求[4]。
籽粒苋(Amaranthus hypochondriacus)是苋科苋属一年生植物，生长快、产量高[5]，可粮饲兼用，原产于热带、亚热带及中美洲地区，我国也是原产地之一[6]。籽粒苋粗蛋白含量高，钙、磷等微量元素丰富[7]，可用于牛、羊、猪等饲喂以及家禽和水产养殖等[8]。由于云南独特的自然条件，海拔高差悬殊，气候多样，经过长期的自然选择和人工选择，形成了丰富独特的籽粒苋种质资源[9]。籽粒苋在云南的传统利用方式主要是食用其茎叶，在反刍动物上的利用很少。有研究发现，用籽粒苋青贮饲喂奶牛、肉牛或家禽可提高奶牛乳品质[10]、改善牛肉品质[11]，促进家禽增重[12]。这表明，籽粒苋作为反刍牲畜的饲草具有较大的利用潜力。玉米(Zea mays)是公认的“饲料之王” [13]，因其营养丰富，种植区域广，对于畜牧业发展至关重要。前人通过青贮玉米和籽粒苋套作试验发现，玉米地中采取宽窄行种植籽粒苋，对于改善玉米和籽粒苋品质具有较好的效果[14]。在辽宁地区开展的玉米和籽粒苋栽培试验发现，这两种作物复合种植在产量方面表现出较大的潜力[15]。玉米和和籽粒苋间作可充分利用CO2和光能，提高单位面积产量，实现一季双收[16]。玉米和籽粒苋均属于高产作物，玉米含70%高碳水化合物含量和7.84%～8.45%低蛋白含量[17]，而全株籽粒苋含16.70%粗蛋白含量和5.2%低碳水化合物含量[18]。因此，将二者进行合理的复合种植，对提高单位面积饲草产量和品质具有较大潜力。
肉牛产业是云南省主导的八大产业之一，目前云南省肉牛存栏810.4万头、出栏335.9万头，分别居全国第1位、第4位[19]。云南省主要饲草有青贮玉米、鸭茅(Dactylis glomerata)、多年生黑麦草(Lolium perenne)、燕麦(Avena sativa)等[20]。据统计，云南省饲料企业年消耗玉米 400 万t，但本地生产玉米仅占全部使用量的 30% [19]，饲草料存在很大的缺口。2021年，国家发布了18亿亩(1.2亿hm2)的“耕地红线” [21]，而云南全省耕地面积为607.21万hm2 [22]，其中可用于种植饲草的面积更是少之又少。同时，云南存在山多、地形复杂、气候多样等畜牧业发展的制约因素[23]。云南省畜牧业发展，亟需优质且高蛋白的饲草供应，因此如何在有限的土地上生产出更多的优质饲草，是云南亚热带区畜牧业发展的根本保障[24]。目前针对青贮玉米种植及青贮方面的研究多集中于与其他豆科植物间作[25]，而对于籽粒苋的研究多集中于土壤生态修复[26]及保健食品开发[27]等方面。在云南亚热带地区，关于籽粒苋研究甚少，对于青贮玉米和籽粒苋复合种植对饲草产量和品质的影响的相关研究未见报道。本研究根据玉米和籽粒苋的生长特性，考虑收获宜机化，将玉米与籽粒苋间作行数作为一个重要的考虑因素，开展间作研究，以农艺性状、饲草产量和青贮品质为研究指标，以期得到玉米与籽粒苋的最佳间作比例，从而为云南亚热带区玉米与籽粒苋间作种植推广应用提供理论依据。
1. 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于云南省曲靖市马龙区马鸣乡(103°21′ E，25°18′ N，海拔2 038 m)，属亚热带低纬高原季风型气候，冬春干旱，夏秋湿润，季节干湿分明，雨量充沛，夏无酷暑，冬无严寒。年均气温13.7 ℃，年均日照时数 2 158 h，可满足多种作物生长发展的需要。年均降水量 800～1 100 mm，无霜期 247 d。试验地0－30 cm土层中，pH为5.77，有效磷含量为9.03 mg·kg−1速效钾含量为48.14 mg·kg−1，水解性氮含量为77.96 mg·kg−1，全氮含量为0.65 g·kg−1，有机质含量为14.2 g·kg−1，全磷含量为0.34 g·kg−1，全钾含量为10.70 g·kg−1。
1.2 试验材料
青贮玉米‘曲辰9号’由云南省曲靖市曲辰种业有限公司提供，籽粒苋是曲靖当地品种。
1.3 试验设计
本研究采用单因素完全随机区组设计，青贮玉米与籽粒苋行数比设置3种间作处理[T1 (3 ꞉ 1)、T2 (3 ꞉ 2)、T3 (4 ꞉ 2)]，并以玉米单作(CK1)和籽粒苋单作(CK2)为对照，共设5个处理，3次重复，共计15个小区，小区面积为35 m2 (3.5 m × 10 m)，小区间隔0.8 m，随机排列。玉米和籽粒苋行距均为50 cm，株距均为25 cm，每个小区280株，种植密度为80 000株·hm−2。试验于2021年6月4日播种，2021年9月26日收获。种植期间进行两次追肥，第1次为玉米拔节期，第2次为玉米孕穗期(与第1次追肥间隔30 d)，追施肥料为尿素(N 46%)，追肥量为225 kg·hm−2。
产量等农艺性状测定之后，进行混合青贮试验，取样按照不同的间作试验小区，避开边际区域，小区内按照同样的方向随机固定1.5 m × 4.5 m的面积进行收割混贮。
1.4 测定指标及方法
1.4.1 农艺性状测定
下列指标取样时，均是避开小区两边的边行，以消除边际效应，随机选取玉米和籽粒苋植株样品。
株高：收获期，随机选取10株籽粒苋和10株青贮玉米，测量从地面到植株最高部位的自然高度(cm)。茎粗：收获期，各小区随机选取10株籽粒苋，用游标卡尺测量主茎粗度(cm)，测定位置为距离地面50 cm处的主茎部分。茎秆含糖量：收获期，利用便携式测糖仪WZ-103便携各小区分别随机选取10株籽粒苋，并选取第3茎秆(从上往下数)部分进行含糖量测定。有效分枝数：收获期测定主茎上的分枝数。叶片数：收获期观测记录全株叶片数，包括青绿叶片和枯黄叶片(基部极少数叶片部分枯黄)。茎叶比： 收获期，各小区随机选取10株籽粒苋，将每株的茎和叶分离开，分别称取茎秆鲜重和叶片鲜重，于65 ℃烘箱恒温烘干，记录各自干重，进而计算茎叶比。
1.4.2 产量测定
不同间作处理小区取样面积1.5 m × 2 m，按照试验小区面积换算单位面积产量(t·hm−2)。每个取样面积的鲜草产量称重后，取样1 000 g，及时带回实验室烘干，杀青30 min，之后65 ℃烘72～96 h (其中：籽粒苋茎秆需要烘96 h，其余部分72 h可烘干)，记录干鲜比，根据干鲜比换算单位面积干重产量。
根据各处理饲草产量计算土地当量比(LER)，计算公式如下：
$$ L E R=L E R _{\mathrm{a}} + L E R_{\mathrm{ m}}=\dfrac{Y i _{\mathrm{a}}}{Y s_ {\mathrm{a}}} + \dfrac{Y i_ {\mathrm{m}}}{Y s_{\mathrm{ m}}} 。$$ 式中：LERa和LERm分别代表籽粒苋和玉米的偏土地当量比。Yia和 Ysa分别为间作籽粒苋和单作籽粒苋的产量，Yim和 Ysm分别为间作玉米和单作玉米的产量。
1.4.3 青贮品质测定
每个小区将青贮玉米和籽粒苋两种饲草按照种植模式中的间作行数比固定一定的面积(1.5 m × 4.5 m)，避开两边的边行，刈割饲草(留茬高度3～5 cm)，将两种饲草混合铡短成约2 cm的小段，混合均匀后装入青贮袋中，用抽真空机排尽空气并及时密封，每袋2 kg，每个小区3袋，每个处理9个重复，放置在室温下自然发酵，60 d后取样进行青贮营养品质的测定。粗蛋白含量测定采用阿尔瓦KN520自动凯式定氮仪测定；粗脂肪含量采用索式提取器法测定；粗灰分含量的测定参照GB/T 6438－2007标准；酸性洗涤纤维含量及酸性洗涤纤维含量采用Van Soest法测定；钙含量参照GB/T 6436－2002标准，采用EDTA法测定；磷含量参照GB/T 6437－2002标准，采用分光光度法测定；可溶性糖含量采用蒽酮法测定。用pH计(梅特勒 FE28pH计)测定青贮滤液pH；用FOSS凯氏定氮仪测定氨态氮；用高效液相色谱法测定乳酸等有机酸含量[28]。
1.5 数据处理与统计分析
利用SPSS 2000 软件对试验数据进行单因素方差分析，数据为平均值 ± 标准误，显著性为0.05和0.01水平，采用Duncan’s法进行多重比较。利用Sigmaplot 10.0作图。
2. 结果与分析
2.1 不同间作方式对青贮玉米和籽粒苋农艺性状的影响
表 1 不同间作处理下籽粒苋的农艺性状Table 1. Agronomic traits of amaranth under different intercropping treatments处理
Treatment株高
Plant height/cm茎粗
Stem diameter/cm茎秆含糖量
Stem sugar content/%有效分枝数
Effective branch number茎叶比
Stem to leaf ratioT1 219.70 ± 2.22a 1.67 ± 0.04b 2.87 ± 0.41a 35.00 ± 1.73a 2.39 ± 0.36a T2 220.73 ± 0.93a 2.21 ± 0.02a 3.13 ± 0.30a 41.00 ± 1.15a 2.42 ± 0.22a T3 233.90 ± 8.77a 2.53 ± 0.08a 3.90 ± 0.78a 42.33 ± 3.48a 2.38 ± 0.41a CK2 229.93 ± 8.42a 2.25 ± 0.28a 3.47 ± 0.29a 42.67 ± 2.33a 2.77 ± 0.42a T1、T2和T3处理分别表示青贮玉米与籽粒苋以行数比3 ꞉ 1、3 ꞉ 2、4 ꞉ 2方式进行种植及混贮；CK1为青贮玉米单作；CK2为籽粒苋单作；下同。同列不同小写字母表示处理间差异显著(P < 0.05)。
T1, T2, and T3 treatments were planted and mixed with silage maize and amaranth in a row ratio of 3 ꞉ 1, 3 ꞉ 2, 4 ꞉ 2, respectively. CK1 is a silage maize monoculture, and CK2 is an amaranth monoculture; This is also applicable for the following figures and tables as well. Different lowercase letters with in the same column indicate significant differences between different treatments at the 0.05 level.青贮玉米与籽粒苋按照不同间作方式种植后籽粒苋茎粗差异明显，其中，T3处理茎粗为最高，为2.53 cm，显著高于T1处理(P < 0.05)，但与T2和CK2处理差异不显著(P > 0.05) (表1)。青贮玉米和籽粒苋不同间作方式对于籽粒苋株高、茎秆含糖量、有效分枝数、茎叶比指标差异不显著(P > 0.05)。
表 2 不同间作处理下青贮玉米的农艺性状Table 2. Agronomic characters of silage maize under different intercropping treatments处理
Treatment株高
Plant height/cm茎粗
Stem diameter/cm叶片数
Number of leavesT1 250.07 ± 0.87ab 3.47 ± 0.03a 13.33 ± 0.33a T2 244.80 ± 4.64b 3.63 ± 0.19a 13.00 ± 0.01a T3 253.57 ± 8.81ab 3.50 ± 0.17a 13.33 ± 0.33a CK1 263.47 ± 1.34a 3.10 ± 0.21a 13.67 ± 0.33a 不同间作方式种植下的玉米株高差异明显(表2)，其中，青贮玉米单作(CK1)处理的株高最高，为263.47 cm，显著高于T2间作处理(P < 0.05)，与其他间作处理差异不显著(P > 0.05)；不同间作种植方式下玉米茎粗、叶片数均差异不显著(P > 0.05)。
2.2 不同间作方式下的饲草产量及土地当量比
不同间作处理下的青贮玉米和籽粒苋产量均存在一定的差异(表3)。其中， CK1的玉米鲜草产量和干草产量最高，分别为106.40和24.57 t·hm−2，极显著高于其他处理(P < 0.01)，其中T1和T2处理差异不显著(P > 0.05)。CK2处理的籽粒苋鲜草产量和干草产量均为最高，分别为133.00、22.21 t·hm−2，极显著高于其他处理(P < 0.01)。
不同处理的总饲草产量存在一定的差异(图1)，其中， CK2处理总鲜草产量最高，为133.00 t·hm−2，极显著高于T1和CK1处理(P < 0.01)； 与CK1相比，玉米与籽粒苋间作T2和T3处理下的总鲜草产量分别提高6.84%和11.33%，且二者的总鲜草产量差异不显著(P > 0.05)。T1处理下的总干草产量显著低于CK1 (P < 0.05)。综合单位面积总鲜草和总干草产量，玉米与籽粒苋间作行数比为3 ꞉ 2和4 ꞉ 2是较为适宜的间作方式。
表 3 不同间作处理下青贮玉米和籽粒苋的饲草产量Table 3. Fresh weight and dry weight of silage maize and grain amaranth intercroppingt·hm−2 处理
Treatment青贮玉米 Silage maize 籽粒苋 Grain amaranth 鲜草产量
Fresh weight干草产量
Dry weight鲜草产量
Fresh weight干草产量
Dry weightT1 68.80 ± 4.18Bb 15.97 ± 0.97Bb 31.95 ± 1.55Cc 5.02 ± 0.24Cc T2 67.36 ± 1.89Bb 15.31 ± 0.43BCb 46.32 ± 0.67BCc 7.27 ± 0.1BCbc T3 52.22 ± 0.98Cc 12.70 ± 0.24Cc 66.24 ± 2.47Bb 9.54 ± 0.36Bb CK1 106.40 ± 2.23Aa 24.57 ± 0.51Aa − − CK2 − − 133.00 ± 10.08Aa 22.21 ± 1.68Aa 玉米为乳熟期，籽粒苋为结实期，除T2处理之外，其余处理籽粒苋有籽粒脱落现象。不同大写字母表示处理间差异极显著(P < 0.01)，不同小写字母表示处理间差异显著(P < 0.05)。下同。
Silage maize is in the milk-ripening stage, and grain amaranth is in the fruiting stage. Except for the T2 treatment, in the other treatments, amaranth grains emerged and part of the seeds fell off the ground. Different capital letters indicate significant difference at the 0.01 level, different lowercase letters indicate significant differences at the 0.05 level. This is applicable for the following figures and tables as well.![]()
图 1 不同间作处理对饲草产量的影响Figure 1. Effects on total weight of different intercropping treatments3种间作处理中，T2和T3在LER上表现良好，分别为0.950和0.947，T1的LER为0.876，所有间作处理LER均小于1。综合分析原因可能是：1)本试验青贮玉米和籽粒苋均为等行距等株距种植，每公顷株数均为80 000株；2)籽粒苋是高水分作物，其含水量在85%以上，所有处理中，CK2处理单位面积鲜草产量最高，为133.00 t∙hm−2，CK1处理单位面积干草产量最高，为24.57 t∙hm−2，故在间作处理中，LER略小于1但接近1，综合考虑单位面积饲草产量以及土地当量比LER，T2处理在所有间作处理中表现更优。
2.3 间作方式对青贮玉米和籽粒苋青贮品质的影响
2.3.1 青贮营养品质
不同间作处理下玉米与籽粒苋混合青贮的营养品质存在一定差异(表4和图2、图3)。除粗脂肪差异不显著(P > 0.05)之外，其余指标均存在显著差异(P < 0.05)。其中，T3处理的干物质含量为24.31%，极显著高于T1和T2处理(P < 0.01)；T2处理的粗蛋白含量最高，极显著高于T1、T3间作处理和对照处理(P < 0.01)；CK1处理的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量最高，分别为50.99%和30.13%，其他处理间的中性洗涤纤维差异不显著(P > 0.05)；T1、T2和T3处理间的酸性洗涤纤维差异不显著(P > 0.05)；CK2处理的木质素含量最高，为5.01%， 极显著高于其他处理(P < 0.01)；CK1处理的粗纤维含量最高，为26.38%，极显著高于T2处理(P < 0.01)，但与其他处理差异不显著(P > 0.05)；CK2处理的粗灰分含量最高，为12.34%，极显著高于其他处理(P < 0.01)；CK2处理的Ca和P含量最高，分别为1.16%和0.24%，极显著高于其他处理(P < 0.01)。
表 4 不同间作方式对青贮营养品质的影响Table 4. Effects on nutrient quality of silage under different intercropping treatments% 处理
Treatment木质素
Lignin粗灰分
Ash粗脂肪
Ether extract钙
Ca磷
PT1 0.87 ± 0.11Cc 6.70 ± 0.04De 1.75 ± 0.22a 0.62 ± 0.02Cc 0.18 ± 0.00Dd T2 1.85 ± 0.14Bb 9.02 ± 0.02Bb 2.26 ± 0.29a 0.72 ± 0.02BCc 0.19 ± 0.00Cc T3 0.98 ± 0.03Cc 7.84 ± 0.01Cc 2.18 ± 0.26a 0.71 ± 0.02BCc 0.20 ± 0.00Bb CK1 2.21 ± 0.12Bb 7.70 ± 0.02Cd 2.24 ± 0.13a 0.87 ± 0.03Bb 0.19 ± 0.00Cc CK2 5.01 ± 0.21Aa 12.34 ± 0.06Aa 2.42 ± 0.26a 1.61 ± 0.08Aa 0.24 ± 0.00Aa 籽粒苋结实后期，部分种子脱落在地。
In the late stage of seedpod growth, some of the seeds fell off the ground.![]()
图 2 不同间作处理混合青贮对饲草粗蛋白和干物质含量的影响Figure 2. Effect on crude (CP) and dry matter (DM) conent of mixture silage under different intercropping treatments![]()
图 3 不同间作处理混合青贮对饲草酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维和粗纤维含量的影响Figure 3. Effect on acid detergent fiber (ADF), neutral detergent fiber (NDF) and crude fiber (CF) concent of mixture silage under different intercropping treatments2.3.2 青贮发酵品质
不同间作处理青贮玉米与籽粒苋混贮的pH、有机酸含量等存在一定的差异(表5)。其中，CK2处理pH显著高于其他处理(P < 0.05)，表明籽粒苋单作单贮酸度不易降低，青贮容易失败。T1、T2、T3处理下的乳酸含量分别为2.90%、4.83%、4.35%，较CK2分别提高了27.8%、112.8%和91.6% (P < 0.05)。T1处理下的乳酸含量低于CK1，T2和T3处理的乳酸含量高于CK1，其中T2处理下的乳酸含量显著增加(P < 0.05)。CK2的乙酸含量最高，显著高于其他处理(P < 0.05)。T1处理的乙酸含量与CK1差异不显著(P > 0.05)，T2和T3处理的乙酸含量显著低于CK1 (P < 0.05)。上述表明，合理间作混贮，更利于促进乳酸菌同型发酵，产生更多的乳酸。除了CK2的丙酸含量为0.08%，其他处理均未检出丙酸。所有处理均未检测出丁酸。CK2的氨态氮含量最高，极显著高于其他处理(P < 0.05)。CK1的氨态氮含量显著低于T1、T3和CK2处理(P < 0.05)；CK1与T2处理差异不显著(P > 0.05)。表明籽粒苋单贮品质不佳，与玉米合理间作混贮可显著改善其青贮发酵品质，其中行数比为3 ꞉ 2时青贮品质最佳。
表 5 间作条件下混合青贮对饲草青贮pH和有机酸含量的影响Table 5. Effects on pH and organic contents of mixed silage under different intercropping treatment处理
TreatmentpH 乳酸
Lactic acid/%乙酸
Acetate acid/%丙酸
Propionate acid/%丁酸
Butyrate acid/%氨态氮
N-NH3/(mg·g−1)T1 3.68 ± 0.03b 2.90 ± 0.07c 0.42 ± 0.04b − − 0.273 ± 0.009Bb T2 3.75 ± 0.02b 4.83 ± 0.21a 0.16 ± 0.02d − − 0.185 ± 0.003Ccd T3 3.69 ± 0.03b 4.35 ± 0.06ab 0.25 ± 0.03c − − 0.204 ± 0.010Cc CK1 3.75 ± 0.04b 3.96 ± 0.27b 0.36 ± 0.01b − − 0.170 ± 0.011Cd CK2 4.39 ± 0.04a 2.27 ± 0.19d 0.50 ± 0.02a 0.08 − 0.448 ± 0.015Aa −表示未检出。
− indicated no detection.3. 讨论
3.1 间作对青贮玉米和籽粒苋产量的影响
间作对农作物和牧草农艺性状的影响通常是有利的，董志晓等[29]在成都平原地区海拔高度509 m、年均温16.1 ℃试验地开展的玉米与拉巴豆(Dolichos lablab)间作研究发现，随着拉巴豆播量的增加，玉米的株高、茎粗、茎叶比等指标较玉米单播处理有所降低。本研究得出，籽粒苋与青贮玉米间作(行数比3 ꞉ 2和4 ꞉ 2)，其株高、有效分枝数等指标不会受到玉米的影响。这可能与研究区气候条件，特别是海拔高度(本研究区海拔2 038 m)不同有关。郭楠等[30]在辽宁沈阳市西南部农田进行玉米和籽粒苋不同间作模式种植，发现玉米和籽粒苋的产量相较于单作，均成上升趋势。本研究也得到了类似的结论，相较于青贮玉米单作，青贮玉米和籽粒苋间作可显著提高单位面积的鲜草产量，但间作的鲜草产量低于籽粒苋单作产量，这可能与籽粒苋鲜草含水量较高有关。玉米和大豆(Glycine max)间作能在一定程度上提高单位面积上的作物产量[25]。李含婷等[31]在河西绿洲灌区发现玉米地间作油菜(Brassica napus)、箭筈豌豆(Vicia sativa)等绿肥可以抵消减施氮肥25%带来的玉米产量的损失，最终保证减氮条件下玉米产量的稳定。由此可见，玉米与绝大多数豆科植物间作，对于产量的改变均表现出正向的增产效应，本研究中青贮玉米与苋科植物籽粒苋间作也发现间作对于作物增产具有一定的优势。周飞等[32]在水稻(Oryza sativa)和不同品种苋菜间作的研究中发现，二者间作条件下水稻单位面积产量降低，但根区土壤速效养分含量和有机质含量显著提高。吴凯等[33]通过籽粒苋和烟草(Nicotiana tabacum)间作还田试验发现，二者间作后可以提高烟草叶片钾含量和土壤速效钾含量。赵颖等[34]将籽粒苋和苜蓿(Medicago sativa)等分别与玉米进行间作，发现玉米和苜蓿间作可显著提高玉米对Cd、As的吸收和累积量。刘静等[35]也发现将籽粒苋与玉米间作对于玉米的镉(Cd)含量有明显的抑制作用。在籽粒苋间作研究中，就饲草产量而言，郜玉田和韩臣[36]认为青贮玉米与籽粒苋建植较优的间作行数比为2 ꞉ 2或4 ꞉ 4，播种密度为45 000～75 000株·hm−2。本研究通过饲草产量和蛋白含量等综合考虑，得出青贮玉米和籽粒苋以3 ꞉ 2的间作行数比种植，播种密度为80 000株·hm−2，可显著提高单位面积饲草产量和粗蛋白含量。籽粒苋虽然是高产作物，但含水量较高，不易青贮成功，青贮玉米是“粮改饲”政策的主推作物，营养均衡，青贮品质好，故本研究从“混种混收混贮”角度出发，将二者进行复合种植及混贮青贮。本研究在种植模式中仅设计了种植行数比这一因素，今后的相关间作研究可从不同种植密度等角度进行考虑，以期构建出更优的种植模式，提高单位面积产量和饲草品质。
3.2 混贮方式对青贮玉米和籽粒苋青贮营养品质的影响
pH是评价饲草青贮是否成功的关键指标之一，根据德国农业协会的青贮料感官评定标准，pH在 3.4～3.8 为优质青贮料。本研究中，籽粒苋单贮的pH为4.39，氨态氮含量显著高于其他处理，青贮品质一般；间作混贮处理、玉米单贮的pH在3.4～3.8，表明青贮品质较佳。随着畜禽养殖业的发展，常规饲料不足和饲料品质不佳成为主要的制约因素[37]，而青贮技术的发展为解决这些问题提供了技术支持，混合青贮既经济又实用[38]，用优势草种与劣势牧草进行混贮，两者优劣互补，而且成本低，可以大量应用于实际生产。目前混合青贮以豆科和禾本科的混合青贮最为普遍，豆科牧草粗蛋白含量偏高，但含糖量较低，与禾本科混合青贮效果较好[39]。李新媛等[40]通过进行不同比例玉米秸杆、燕麦、苜蓿和红豆草(Onobrychis viciifolia)的禾豆混合青贮试验，对混合青贮品质进行分析，结果表明：添加豆科牧草提高了青贮的蛋白和Ca的含量，但本研究混贮饲料中粗蛋白含量明显提高，但Ca、P含量却呈现下降趋势。干物质含量是衡量植物有机物积累，及营养多寡的重要指标，它决定青贮能否成功[41]，研究证实青贮饲料中干物质含量过低容易引起梭菌发酵，产生大量丁酸，导致青贮失败[42]，而本研究中所有间作处理均未检测出丁酸，也侧面说明了青贮玉米和籽粒苋混贮取得了较好的效果。任海伟等[43]将白菜(Brassica pekinensis)与玉米秸杆按19 ꞉ 29、21 ꞉ 27、23 ꞉ 25等不同混合比例进行混贮90 d，结果表明，随着白菜比例的增加，pH降低显著，乳酸含量增加明显，混贮27 ꞉ 21的混合比例，效果最好，本研究中随着青贮玉米比例的增加，pH和乙酸下降显著，但乳酸却明显增加。邓蓉等[44]在青贮玉米中加入金荞麦(Fagopyrum dibotrys)进行混合青贮，结果发现金荞麦的添加使青贮饲料pH显著升高，Ca、P显著降低，本研究得出相似的结论。柳茜等[45]研究高粱(Sorghum bicolor)与全株玉米按不同比例混合的青贮品质的质量情况，发现高粱与玉米按照3 ꞉ 7的比例混贮效果最佳。黄晓辉等[46]将苦豆子(Sophora alopecuroides)和玉米秸秆经过不同混合比例青贮，在青贮不同天数后对其营养和化学成分进行测定，发现混合青贮以2 ꞉ 8的比例混合时，青贮1个月可明显改善青贮发酵品质，青贮45 d以上，青贮品质保持在一个稳定的水平。综上所述，青贮玉米在与其他作物进行混合青贮时，所占比例越大，青贮效果越好，本研究也发现了相似的结论，也有研究得出这一结论，陶雅等[47]通过相关试验发现青贮玉米和籽粒苋混合青贮时，青贮玉米占比超过60%，青贮品质优良。李文麒等[48]将青贮玉米、籽粒苋和稻草进行混合青贮，结果表明在稻草量保持不变的情况下，青贮玉米占比越高，青贮发酵品质越好。究其原因，可能是因为籽粒苋具有86.11%～92%的高含水量[49]，青贮玉米大比例的添加能调节混贮饲料中的含水量和含糖量，以达到较好的青贮效果。国内外的混合青贮主要集中于豆科植物与禾本科植物以及禾本科植物之间，对于禾本科和苋科植物青贮报道较少，青贮玉米和籽粒苋在云南的混合青贮更是未见报道。目前国内外针对作物的混合青贮主要是针对具体的重量比，但本研究结合实际的种植模式，在重量比的基础上，考虑适合机械作业的间作行数来进行现收现贮，积极响应《“十四五”全国饲草产业发展规划》中“有条件的地方探索饲草混播混收混贮模式”的相关要求[50]，对于实际的生产实践具有一定的参考意义以及创新性。
4. 结论
青贮玉米和籽粒苋不同间作方式对青贮玉米和籽粒苋的农艺性状、饲草产量以及混贮品质具有不同程度的影响。在农艺性状方面，主要是对青贮玉米的株高和籽粒苋的茎粗产生影响。在饲草产量方面，玉米与籽粒苋3 ꞉ 2、4 ꞉ 2间作处理表现较好，鲜草产量分别为113.68和118.46 t·hm−2，与玉米单作处理相比分别提高6.84%和11.33%，干草产量分别为22.59和22.24 t·hm−2。在青贮品质方面，将青贮玉米和籽粒苋间作混收混贮， 3 ꞉ 2处理的粗蛋白含量较高，达12.1%，且该处理下乳酸含量显著提高，氨态氮含量显著降低，青贮品质明显改善。综上所述，在滇中地区开展青贮玉米与籽粒苋间作可有效提高单位面积的土地产出，青贮玉米和籽粒苋以3 ꞉ 2的间作方式种植，可获得较高的单位饲草产量和较优的青贮品质。
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表 1 构树半干青贮正交试验设计
Table 1 Orthogonal test of Broussonetia papyrifera semi-dry silage
因素水平
Factor level因素 Factor A/% B C/% D/(U·kg−1) E/d 1 60 0 ꞉ 0 ꞉ 0 0 0 15 2 55 1 ꞉ 1 ꞉ 1 10 3 × 103 30 3 50 2 ꞉ 1 ꞉ 1 20 6 × 103 45 4 45 4 ꞉ 1 ꞉ 1 30 9 × 103 60 A为水分含量，B为菌种添加比例，C为糖蜜添加量，D为纤维素酶添加量，E为青贮时间。下同。
A: moisture content; B: strain addition ratio; C: molasses addition; D: cellulase addition; E: silage time. This is applicable for the following figures and tables as well.
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表 2 半干构树青贮感官评定正交分析结果
Table 2 Orthogonal analysis for sensory evaluation of semi-dry Broussonetia papyrifera silage
类项
Items代号
No.因素水平 Factor level pH pH得分
pH
score水分得分
Moisture
score气味得分
Smell
score色泽得分
Color and
luster score质地得分
Quality
score总得分
Total
scoresA B C D E 处理组
Treatment
group1 1 1 1 1 1 5.91 ± 0.17a 0.00 20.00 18.67 15.33 7.67 61.67 2 1 2 2 2 2 4.72 ± 0.08bc 5.33 20.00 19.67 16.67 9.00 70.67 3 1 3 3 3 3 4.43 ± 0.14cd 8.00 20.00 18.00 15.00 7.67 68.67 4 1 4 4 4 4 4.20 ± 0.04d 15.67 20.00 20.33 16.00 8.67 80.67 5 2 1 2 3 4 4.35 ± 0.08d 9.33 20.00 20.33 15.00 7.33 72.00 6 2 2 1 4 3 4.68 ± 0.03bc 5.67 20.00 19.67 16.33 7.67 69.33 7 2 3 4 1 2 4.69 ± 0.04bc 5.67 20.00 19.00 16.67 8.33 69.67 8 2 4 3 2 1 4.19 ± 0.07d 14.33 20.00 19.33 14.67 8.00 76.33 9 3 1 3 4 2 4.56 ± 0.09c 7.00 20.00 19.00 15.00 7.33 68.33 10 3 2 4 3 1 4.28 ± 0.03d 11.00 20.00 20.00 14.67 7.00 72.67 11 3 3 1 2 4 4.54 ± 0.13cd 7.33 20.00 19.33 14.00 6.67 67.33 12 3 4 2 1 3 4.53 ± 0.09cd 7.00 20.00 21.67 15.33 8.33 72.33 13 4 1 4 2 3 4.49 ± 0.07cd 7.67 20.00 18.67 15.00 9.00 70.33 14 4 2 3 1 4 4.56 ± 0.22c 6.33 20.00 22.33 16.00 7.33 72.00 15 4 3 2 4 1 4.54 ± 0.17c 7.00 20.00 21.33 15.00 7.33 70.67 16 4 4 1 3 2 4.80 ± 0.09b 3.00 20.00 18.67 16.67 8.67 67.00 平均值
MeanK1 70.42 68.08 66.33 68.92 70.34 最优组合
Optimal combinationA2B4C4D4E4 K2 71.83 71.17 71.42 71.17 68.92 K3 70.17 69.06 71.33 70.09 70.17 K4 70.00 74.08 73.34 72.25 73.00 R2 1.83 6.00 7.01 3.33 4.08
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表 3 半干构树青贮化学评定正交分析结果
Table 3 Orthogonal analysis for laboratory evaluation of semi-dry Broussonetia papyrifera silage
类项
Items代号
No.因素水平 Factor level NH3-N/
TN/%得分
Score乳酸
Lactic
acid/%得分
Score乙酸
Acetic
acid/%得分
Score丁酸
Butyric
acid/%得分
Score总得分
Total
scoresA B C D E 处理组
Treatment
group1 1 1 1 1 1 6.14 ± 0.22c 46.00 52.95 ± 2.41d 17.00 34.45 ± 1.76a 17.33 12.61 ± 1.00a 26.67 76.50 2 1 2 2 2 2 6.47 ± 0.47c 46.67 66.87 ± 0.88c 23.67 26.46 ± 0.80bc 21.67 6.67 ± 0.16bc 33.00 85.83 3 1 3 3 3 3 6.36 ± 0.67c 46.00 73.40 ± 2.04bc 25.00 22.26 ± 1.87c 23.33 4.34 ± 0.52c 35.67 88.00 4 1 4 4 4 4 4.52 ± 0.42d 49.33 81.39 ± 0.19a 25.00 14.24 ± 0.23d 25.00 4.37 ± 0.38c 35.67 92.17 5 2 1 2 3 4 6.42 ± 0.85c 44.67 80.14 ± 2.26ab 25.00 14.83 ± 1.83d 25.00 5.02 ± 0.48c 34.33 86.84 6 2 2 1 4 3 8.14 ± 1.05bc 42.67 63.71 ± 1.02c 22.33 28.86 ± 0.85b 20.33 7.43 ± 0.30bc 32.00 80.00 7 2 3 4 1 2 5.95 ± 0.59cd 46.67 74.86 ± 1.69b 25.00 20.66 ± 0.93c 24.33 4.48 ± 1.60c 35.00 88.84 8 2 4 3 2 1 5.41 ± 1.03cd 48.00 69.86 ± 0.68bc 25.00 22.20 ± 0.85c 23.67 7.94 ± 0.22b 31.67 88.17 9 3 1 3 4 2 9.41 ± 0.80b 39.67 63.61 ± 2.22cd 22.33 30.60 ± 2.33ab 19.33 5.78 ± 0.11bc 34.00 77.50 10 3 2 4 3 1 5.16 ± 0.32cd 48.67 74.82 ± 3.17b 25.00 20.76 ± 0.70c 24.00 6.22 ± 0.10bc 33.00 89.67 11 3 3 1 2 4 8.43 ± 2.06bc 42.33 69.88 ± 8.88bc 23.33 23.61 ± 7.68bc 22.67 6.51 ± 1.20bc 33.33 82.00 12 3 4 2 1 3 8.45 ± 0.34bc 42.00 76.65 ± 2.92ab 25.00 18.79 ± 1.51cd 24.67 4.55 ± 1.97c 35.33 84.50 13 4 1 4 2 3 11.55 ± 1.95a 34.00 70.97 ± 2.97bc 24.67 24.70 ± 2.91bc 22.00 4.33 ± 1.00c 35.33 75.00 14 4 2 3 1 4 8.78 ± 2.04b 40.00 73.14 ± 9.70bc 23.67 20.82 ± 8.92c 23.00 6.04 ± 0.79bc 33.67 80.17 15 4 3 2 4 1 6.74 ± 0.54c 45.33 67.41 ± 2.98c 24.00 29.85 ± 1.61ab 19.67 4.90 ± 4.25c 38.00 86.17 16 4 4 1 3 2 10.36 ± 0.15ab 37.00 57.20 ± 2.12d 18.67 34.77 ± 1.06a 17.33 8.03 ± 2.47b 31.00 70.50 平均值
MeanK1 85.63 78.96 77.25 82.50 85.13 最优组合
Optimal combinationA2B3C4D4E4 K2 85.96 83.92 85.84 82.75 80.67 K3 83.42 86.25 83.46 83.75 81.88 K4 77.96 83.84 86.42 83.96 85.30 R2 8.00 7.29 9.17 1.46 4.63 A: moisture content; B: strain combination; C: molasses addition; D: cellulase addition; E: silage time.
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表 4 半干构树青贮有氧稳定性评定正交分析结果
Table 4 Orthogonal analysis for aerobic stability evaluation of semi-dry Broussonetia papyrifera silage
类项
Items代号
No.因素水平 Factor level 有氧稳定性
Aerobic stability/hA B C D E 处理组
Treatment group1 1 1 1 1 1 123.33 ± 2.31i 2 1 2 2 2 2 201.33 ± 3.06h 3 1 3 3 3 3 216.00 ± 2.00g 4 1 4 4 4 4 226.00 ± 2.00f 5 2 1 2 3 4 236.67 ± 6.11de 6 2 2 1 4 3 240.67 ± 3.06cd 7 2 3 4 1 2 246.00 ± 6.00c 8 2 4 3 2 1 259.33 ± 6.43b 9 3 1 3 4 2 240.00 ± 2.00d 10 3 2 4 3 1 266.67 ± 1.15a 11 3 3 1 2 4 221.33 ± 3.06fg 12 3 4 2 1 3 230.67 ± 3.06ef 13 4 1 4 2 3 227.33 ± 3.06ef 14 4 2 3 1 4 232.00 ± 2.00e 15 4 3 2 4 1 222.00 ± 2.00f 16 4 4 1 3 2 212.00 ± 2.00g 平均值
MeanK1 191.67 206.83 199.33 208.00 217.83 最优组合
Optimal combinationK2 245.67 235.17 222.67 227.33 224.83 K3 239.67 226.33 236.83 232.84 228.67 A2B2C4D3E4 K4 223.33 232.00 241.50 232.17 229.00 R2 54.00 28.34 42.17 24.84 4.17
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表 5 半干构树青贮营养成分评定正交分析结果
Table 5 Orthogonal analysis for nutrient composition evaluation of semi-dry Broussonetia papyrifera silage
类项
Items代号
No.因素水平 Factor level 粗蛋白(CP)
Crude
protein/%酸性洗涤纤维(ADF)
Acid detergent
fibers/%中性洗涤纤维(NDF)
Neutral detergent
fibers/%A B C D E 处理组
Treatment
group1 1 1 1 1 1 14.34 ± 1.21c 33.43 ± 1.27ab 47.97 ± 1.40a 2 1 2 2 2 2 15.90 ± 0.73b 32.57 ± 1.11ab 46.56 ± 0.83b 3 1 3 3 3 3 16.66 ± 040ab 31.27 ± 2.77b 43.33 ± 1.14c 4 1 4 4 4 4 17.07 ± 0.49a 30.08 ± 2.69b 41.15 ± 1.09d 5 2 1 2 3 4 16.26 ± 0.62ab 32.74 ± 1.12ab 45.77 ± 0.47b 6 2 2 1 4 3 16.34 ± 0.25ab 32.44 ± 0.74ab 46.05 ± 0.66b 7 2 3 4 1 2 16.68 ± 0.20ab 31.81 ± 0.51b 43.75 ± 0.47c 8 2 4 3 2 1 16.82 ± 0.80ab 32.01 ± 2.05b 43.68 ± 0.80c 9 3 1 3 4 2 15.93 ± 0.53b 33.13 ± 0.47ab 46.19 ± 0.64b 10 3 2 4 3 1 16.47 ± 0.66ab 32.90 ± 0.43ab 45.04 ± 0.51bc 11 3 3 1 2 4 16.04 ± 0.60ab 33.42 ± 0.32ab 46.07 ± 0.67b 12 3 4 2 1 3 16.43 ± 0.45ab 33.60 ± 1.40ab 44.82 ± 2.33bc 13 4 1 4 2 3 16.26 ± 0.13ab 34.79 ± 0.44a 46.74 ± 0.88ab 14 4 2 3 1 4 16.36 ± 0.26ab 34.08 ± 0.39ab 45.54 ± 0.66b 15 4 3 2 4 1 16.23 ± 0.91ab 33.94 ± 1.34ab 45.67 ± 0.60b 16 4 4 1 3 2 16.11 ± 0.83ab 34.37 ± 1.85a 46.37 ± 0.88ab 粗蛋白(CP)
Crude proteinK1 15.99 15.70 15.71 15.95 15.97 最优组合
Optimal combinationA2B4C4D4E4 K2 16.53 16.27 16.21 16.26 16.16 K3 16.22 16.40 16.44 16.38 16.42 K4 16.24 16.61 16.62 16.39 16.43 R2 0.54 0.91 0.91 0.44 0.46 酸性洗涤纤维(ADF)
Acid detergent
fibersK1 31.84 33.52 33.42 33.23 33.07 最优组合
Optimal combinationA1B4C4D4E4 K2 32.25 33.00 33.21 33.20 32.97 K3 33.26 32.61 32.62 32.82 33.03 K4 34.30 32.52 32.40 32.40 32.58 R2 2.46 1.00 1.02 0.83 0.49 中性洗涤纤维(NDF)
Neutral detergent
firesK1 44.50 46.67 46.62 45.52 45.59 最优组合
Optimal combinationA1B4C4D4E4 K2 44.81 45.55 45.46 45.51 45.47 K3 45.53 44.71 44.69 45.13 45.24 K4 46.08 44.01 44.17 44.77 44.63 R2 1.58 2.66 2.45 0.75 0.96
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表 6 半干构树青贮正交试验综合平衡法分析结果
Table 6 Analysis of comprehensive balance method in orthogonal experiment of semi-dry Broussonetia papyrifera silage
指标
Index因素 Factor A B C D E 水平
LevelR2 水平
LevelR2 水平
LevelR2 水平
LevelR2 水平
LevelR2 感官评定 Sensory evaluation 2 1.83 4 6.00 4 7.01 4 3.33 4 4.08 化学评定 Chemical evaluation 2 8.00 3 7.29 4 9.17 4 1.46 4 4.63 有氧稳定性 Aerobic stability 2 54.00 2 28.34 4 42.17 3 24.84 4 4.17 粗蛋白(CP) Crude protein 2 0.54 4 0.91 4 0.91 4 0.44 4 0.46 酸性洗涤纤维(ADF) Acid detergent fibers 1 2.46 4 1.00 4 1.02 4 0.83 4 0.49 中性洗涤纤维(NDF) Neutral detergent fibers 1 1.58 4 2.66 4 2.45 4 0.75 4 0.96
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