再生水、雨水混合灌溉及抗蒸騰劑對青貯玉米產草量、營養品質的影響

于 輝， 薩日娜， 靳玉榮， 烏仁花爾， 劉惠青

（1．鄂爾多斯生態環境職業學院，內蒙古鄂爾多斯017010；2.鄂爾多斯市草原工作站，內蒙古鄂爾多斯017010；3．鄂爾多斯市林業和草原局，內蒙古鄂爾多斯017010）

青貯玉米（Zea mays L.）是現代畜牧業發展的重要優質飼料來源， 也是目前最常用的青貯原材料。 青貯玉米具有色澤新鮮、適口性強、易消化、營養價值和飼料報酬高等特點，且含糖量高，青貯成功率及青貯品質較高。 青貯玉米生長的需水量很大，但在鄂爾多斯地區種植青貯玉米卻無法保障充足的灌溉水源。 鄂爾多斯市春季干旱比較嚴重，水資源相對匱乏，需要探索水循環再利用及植物節水栽培等方面的新方式方法。再生水是指污水經適當再生工藝處理后，達到一定水質要求，滿足某種使用功能要求，可以進行有益使用的水。 而雨水用于農業灌溉是以傳統旱作農業技術體系的經驗為基礎的繼承和發揚，在作物最需要水分的關鍵生長階段利用雨季收集貯存的雨水灌溉。 目前，回用再生水和收集雨水在牧草、飼料作物灌溉方面卻報道較少，在再生水、雨水混合利用方面的報道更少。抗蒸騰劑是指噴施于植物葉面后形成一種薄膜，能夠降低植物的蒸騰速率，減少水分散失的一類高分子化合物。利用抗蒸騰劑可以在對植物的光合作用和呼吸作用沒有明顯不利影響的情況下大幅減小植物的蒸騰作用，增強植物抗旱能力。

本試驗于2018 年在鄂爾多斯地區對青貯玉米進行回用再生水和收集雨水的灌溉， 分析再生水和雨水混合灌溉的適宜比例， 同時研究在虧水灌溉條件下施用抗蒸騰劑的節水效果， 以期找到青貯玉米節水灌溉的新模式。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗在鄂爾多斯市伊金霍洛旗納林希里進行，地理位置為E108°58′、N39°16′，海拔1300 m；當地屬溫帶大陸季風氣候，年降雨量320 mm； 年平均氣溫6.2 ℃，≥10 ℃年積溫2900 ℃；年日照時數3000 h；土壤類型栗鈣土，pH 7.3，有機質含量0.65%，全氮含量0.09%，有效磷含量5.22 mg/kg，速效鉀含量129.43 mg/kg。

1.2 試驗材料

1.2.1 試驗植物 試驗用青貯玉米品種為中原單32，種子來自市草原監理局。

1.2.2 試驗用水 試驗用水來自市政系統， 主要水質指標數據通過實驗室自測（表1）。

1.2.3 試驗藥劑 植物抗蒸騰劑（FA）：黃腐酸含量≥30%，由新疆匯通旱地龍腐植酸公司生產。

表1 試驗用水的水質指標

1.3 試驗設計 試驗采用二因素隨機區組設計，共32 個處理，重復3 次。因素一是混合比例（再生水：雨水）處理，分別為1:0、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、0:1，以自來水為對照（CK）。因素二是灌水量及抗蒸騰劑處理，分別為灌水量100%、虧水20%（+抗蒸騰劑）、虧水20%和虧水40%（+抗蒸騰劑）。 正常灌水量設為120 mm，田間土壤含水量達到80%，灌水時間定為9 點左右，共灌溉3 次，日期分別是5 月16 日、6 月15 日、7 月14 日。 抗蒸騰劑在晴朗無風的18 時左右噴灑，共噴施3 次，日期分別是4月7 日、4 月22 日、5 月7 日，噴施劑量為1 kg/hm2，需兌水750 kg，葉片正背面均勻噴灑，使藥液附滿葉片不滴。

每個試驗小區面積10 m×6 m， 小區之間用1 m 深度的PVC 板隔開，防止水分互相滲透。 青貯玉米播種方式采用條播，種植行距60 cm，保苗6.75 萬株/hm2， 播種時間為2018 年5 月5 日，同年進行灌溉試驗。 青貯玉米采用正常田間管理，各處理在7 月22 日（玉米乳熟末期）刈割，測定各項指標。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 產草量測定 田間各處理每個重復分別選擇3 個3 m×2 m 樣方，每個點取樣1.0 m2，留茬8 cm，刈割整株玉米，稱量鮮草重量，取平均值。 之后將鮮草切碎，放入干燥箱在85 ℃條件下烘干至恒重，稱量干草重量，取平均值。計算單位面積鮮、干草產量。

1.4.2 營養品質測定 使用凱氏定氮法測定粗蛋白質（CP）含量，范氏洗滌法測定中性洗滌纖維（NDF）含量和酸性洗滌纖維（ADF）含量，蒽酮比色法測定可溶性糖（SS）含量。

1.5 統計分析 試驗數據使用Excel 整理后，使用DPS 分析數據。

2 結果與分析

2.1 產草量

2.1.1 鮮草產量 由表2 可知， 在不同灌溉量和抗蒸騰劑處理條件下， 隨著雨水所占灌溉比例逐漸升高， 青貯玉米整株鮮草產量呈現先升高后降低趨勢， 均表現為再生水和雨水1：2 混合灌溉處理的鮮草產量最高，自來水對照（CK）處理的產量最低， 再生水和雨水1：2 混合灌溉處理比CK 分別 高167.6% 、146.18% 、157.64% 、152.6% （P ＜0.05）。灌水量100%和虧水20%+抗蒸騰劑處理的青貯玉米鮮草產量顯著高于虧水20%和虧水40%+抗蒸騰劑處理（P ＜0.05），灌水量100%和虧水20%+抗蒸騰劑處理的青貯玉米鮮草產量差異不顯著（P ＞0.05）。

表2 青貯玉米鮮草產量的比較t/hm2

2.1.2 干草產量 由表3 可知， 各處理干草產量表現與鮮草產量基本一致， 再生水和雨水1：2 混合灌溉處理的青貯玉米干草產量均顯著高于自來水對照（CK）處理。虧水20%和虧水40%（+抗蒸騰劑） 處理的青貯玉米整株干草產量均顯著低于灌水量100%和虧水20%（+抗蒸騰劑） 處理 （P ＜0.05）。 再生水和雨水1：2 混合灌溉處理下，虧水20%（+抗蒸騰劑） 處理的青貯玉米干草產量分別比虧水20%和虧水40%（+抗蒸騰劑） 處理高28.02%、115.86%（P ＜0.05）。

表3 青貯玉米干草產量的比較t/hm2

2.2 營養品質

2.2.1 粗蛋白質含量 由表4 可知， 不同灌溉量和抗蒸騰劑處理條件下， 隨著雨水所占灌溉比例逐漸升高， 青貯玉米粗蛋白質含量均呈現先升高后降低趨勢， 再生水和雨水1：1 混合灌溉處理的粗蛋白質含量高于其他處理，自來水對照（CK）處理的粗蛋白質含量最低， 再生水和雨水1：1 混合灌溉處理比CK 處理分別高10.00%、8.57%、22.16%、26.68%（P ＞0.05）。 灌水量100%處理的粗蛋白質含量比虧水20%（+抗蒸騰劑） 處理的高，但兩者差異不顯著（P ＞0.05），兩者粗蛋白質含量均顯著高于虧水20%和虧水40%（+抗蒸騰劑）的處理（P ＜0.05）。

表4 青貯玉米粗蛋白質含量的比較 %

2.2.2 中性洗滌纖維、 酸性洗滌纖維含量 由表5 可知，不同灌溉量和抗蒸騰劑處理條件下，再生水、 雨水及混合灌溉處理的青貯玉米中性洗滌纖維含量低于自來水對照（CK）處理，其中再生水和雨水1：1 混合灌溉處理的中性洗滌纖維含量最低。 虧水20%和虧水40%（+抗蒸騰劑）處理的中性洗滌纖維含量均顯著高于灌水量100%和虧水20%（+抗蒸騰劑）處理（P ＜0.05）。 再生水和雨水1：1 混合灌溉處理下，虧水20%（+抗蒸騰劑）處理青貯玉米的中性洗滌纖維含量分別低于虧水20%和虧水40%（+抗蒸騰劑）處理30.1%、31.55%（P ＜0.05）。 由表6 可知，各處理酸性洗滌纖維含量表現趨勢與中性洗滌纖維含量基本相同。

表5 青貯玉米中性洗滌纖維含量的比較%

表6 青貯玉米酸性洗滌纖維含量的比較%

2.2.3 可溶性糖含量 由表7 可知， 在不同灌溉量和抗蒸騰劑處理條件下，再生水、雨水及混合灌溉的青貯玉米可溶性糖含量都高于自來水對照（CK）處理，其中再生水和雨水1：2 混合灌溉處理的可溶性糖含量最高。 灌水量100%和虧水20%（+抗蒸騰劑）處理的可溶性糖含量均顯著高于虧水20%和虧水40%（+抗蒸騰劑）處理（P ＜0.05）。再生水和雨水1：2 混合灌溉處理下，虧水20%（+抗蒸騰劑） 處理的青貯玉米可溶性糖含量分別比虧水20%和虧水40%（+抗蒸騰劑） 處理高87.43%、200%（P ＜0.05）。

3 討論

加大再生水、 雨水的利用對旱區節水農業意義非常大， 污水的循環處理再利用及雨水的蓄集利用可以大量節約自來水，目前再生水、雨水單獨灌溉的研究較多， 但兩者混合灌溉方面的研究不多。 何婷婷等（2015）對雨水和城市再生水用于農業灌溉的若干問題進行了研究探討， 認為雨水和再生水利用在一定程度上緩解了水資源不足的矛盾。王志超等（2016）研究也發現，再生水灌溉玉米能顯著增加玉米干物質、株高、葉面積及產量。 這些研究與本試驗結果類似。 可能原因是通過灌溉水質變化，為青貯玉米生長提供一定的營養成分，促進青貯玉米產量增加、品質提升，主要是青貯玉米鮮、干草產量及可溶性糖含量顯著增加，說明再生水、 雨水混合灌溉可以取代自來水灌溉飼料作物，起到增產和節約水源的作用，但試驗中青貯玉米粗蛋白質含量及中性洗滌纖維、 酸性洗滌纖維含量變化不顯著， 說明這種灌溉方式對青貯玉米營養品質提升有一定限度。此外，試驗中再生水的混合比例過高可能會增加水中鹽分含量， 對植物生長產生抑制作用， 所以利用時應注意再生水的比例不能超過一定范圍。

表7 青貯玉米可溶性糖含量的比較 %

抗蒸騰劑的施用在干旱地區可以起到節約用水的作用，可促進旱作農業生產的發展，在糧食玉米方面應用較多， 但在青貯玉米方面的使用較少。馬龍等（2016）研究了涇惠渠灌區抗蒸騰劑條件下夏玉米節水灌溉制度，發現抗蒸騰劑方式可以顯著提高產量和水分利用效率，并促進作物農藝性狀生長。 樸春紅等（2017）通過研究認為，在玉米上噴施抗蒸騰劑可以提高玉米葉片中光合速率、水分利用效率、游離脯氨酸含量、葉片含水量、可溶性糖含量，降低蒸騰速率，使氣孔度下降。本試驗發現抗蒸騰劑在一定程度上可以起到降低青貯玉米蒸騰的作用，增強玉米植物體的持水能力，促進玉米地上部的生長。但試驗也發現抗蒸騰劑的作用發揮有一定范圍，虧水40%（+抗蒸騰劑）的處理由于供水嚴重不足，虧水嚴重，即使施用抗蒸騰劑也發揮不出應有的作用，仍然造成青貯玉米營養生長發育受到明顯抑制，產草量、營養品質均受到很大負面影響。

4 結論

4.1 回用再生水、 收集雨水灌溉處理的整株青貯玉米產草量、 營養品質均優于自來水灌溉處理，都能代替自來水灌溉。 再生水和雨水1:2 混合灌溉處理的青貯玉米產草量及可溶性糖含量均最高；再生水和雨水1:1 混合灌溉處理的青貯玉米粗蛋白質含量最高，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量最低。

4.2 虧水20%（+抗蒸騰劑）處理的整株青貯玉米產草量、 營養品質均顯著優于虧水20%和虧水40%（+抗蒸騰劑）處理，可以代替100%灌水量處理進行灌溉，能節約20%的灌水量。