冀西北壩上青貯玉米生產中存在問題及對策

賈夢楊 王激清 王 璐 李長青 劉貴河 楊俊剛

（1 河北北方學院農林科技學院，張家口 075000；2 河北北方學院草地研究所，張家口 075000；3 北京市農林科學院植物營養與資源研究所，北京 100097）

冀西北壩上地區在河北省西北部，位于京津冀的上水上風地帶，該地區氣候獨特，土地資源豐富，是京津冀地區重要的生態屏障和水源涵養功能區，對京津冀地區的生態環境起到重要的生態支撐作用。然而當地農民在生產過程中過度放牧，再加上對地下水的過度開采，導致濕地萎縮加劇，嚴重破壞了該地區的生態平衡，危害到了京津冀地區的生態安全。為減輕區域環境壓力，增強水源涵養功能，國家開始實施“一退雙還”退耕還林還草工程和全面禁牧政策，積極引導該地區農民進行人工草地和林地的種植，使得畜牧養殖的方式從傳統散養轉變為現代化的圈養。在這種情況下，飼草的供給不能夠滿足草食家畜的生產需要，草畜不平衡現象十分嚴重，至2014 年，壩上地區飼草總差額達到了94.9 萬t[1]，因此，尋找高產優質的飼草類型與品種，選擇合適的技術進行高產優質的飼草料生產，成為冀西北壩上地區畜牧業可持續健康發展的最佳選擇。

青貯玉米植株高大，株型緊湊，生物產量高，可達16～28t/hm2，遠遠高于豆科、麥類和天然草地等飼草作物[2]。青貯玉米具有較高的營養價值，蛋白質含量高，木質素和纖維素含量低，適口性好，便于草食家畜消化與吸收，另外，玉米籽粒可以用來替代部分日糧精料，發揮精料的作用，減少了飼料成本投入。研究表明，與其他粗飼料相比，用青貯玉米飼喂草食家畜，可以增加草食家畜的能量攝入，有效地提高家畜的生長速率和副產品的產量和品質[3-5]。青貯玉米在制作飼料方面也有很大的優勢，玉米青貯流程較為簡單，投入的勞動力較少，成本較低，并且玉米青貯后所占空間較小，可長期保存，一年四季可均衡供應，因而種植青貯玉米成了冀西北地區保護生態環境、解決畜牧業飼料短缺問題最佳選擇。但是，壩上地區青貯玉米的生產中存在許多問題，需要進行研究并解決。

1 青貯玉米生產中存在的問題

1.1 種植品種落后，種植密度不合理冀西北壩上地區位于高寒半干旱區農牧交錯帶，是農業、牧業和林業的過渡帶，生態環境脆弱，氣候環境惡劣，全年干旱寒冷，無霜期短，土層薄，土壤營養不足，土地開發存在很大的困難。惡劣的氣候條件對青貯玉米的生產提出了更高的要求，需要抗旱抗寒、生育期短、緊湊耐密的優良青貯玉米品種。但是，目前該地區的種植業仍通過密植糧用型玉米品種或沿用多年前的青貯玉米品種生產青貯飼料，極大地降低了青貯玉米的產量和品質[6]。種植密度是決定青貯玉米產量的主要因素之一，通過改變植株的營養吸收、光照、溫濕度等指標，影響青貯玉米的產量和品質[7-8]。因此，提高冀西北壩上地區青貯玉米的產量和品質，就需要確定適宜該地區環境的青貯玉米品種和種植密度。

1.2 施肥措施不當青貯玉米是一種高產量作物，在整個生育期內需要吸收大量的營養元素以保證其正常的生長發育，而冀西北壩上地區的土壤較為貧瘠，需要通過施肥措施對土壤養分進行補充。在眾多肥料中，青貯玉米對氮肥比較敏感，增施氮肥可以明顯提高產量。在這種情況下，當地的農民因缺乏相關的專業知識，為了追求更高的產量，在實際生產過程中普遍存在過量施肥、氮磷鉀比例不合理、施肥方法不當的現象[9]。據調查，該地區的土壤多為栗鈣土、草甸土和風砂土，土壤通風透氣性較好，且土層較薄，保肥保水能力較差。當過量的磷鉀肥施入土壤后，易被土壤固定，從而降低了肥料利用率；而大量的氮肥進入土壤，會在硝化細菌的作用下轉化為硝態氮，植株大量吸收后會使青貯玉米的硝酸鹽含量升高，從而降低品質，并且硝態氮較為活躍，易溶于水，易隨灌溉和降雨淋失，進入地表徑流或地下水中，污染水資源和自然環境。相關研究數據表明，冀西北地區的地下水硝酸鹽含量為20～30mg/L，是美國飲用水標準含量的2～3 倍[10]。因此，對青貯玉米氮磷鉀肥的用量和施用方式進行優化迫在眉睫。

1.3 勞動力短缺和人口老齡化青貯玉米的種植是一種勞動強度較高的農業生產活動，在完成了基肥的施用后，還需要在大喇叭口期進行追肥，這是由于速效氮肥進入土壤后，養分釋放較快，作物無法在短時間內吸收，多余的養分會通過揮發、淋失和固定等形式流失或者無法直接利用，使其無法滿足植株生長后期對肥料的需求，而青貯玉米在大喇叭口期生長較為迅速，在這個時期進行追肥，既可以促進其生長發育也可以保證生長后期的養分供應，但是這種施肥方式較為復雜，需要大量的人力物力。近年來，冀西北壩上地區的年輕人都選擇到城市去工作，很少有人愿意去從事高勞動強度的農業生產活動，導致農村勞動力減少和勞動力嚴重老齡化。根據張家口統計局統計，壩上地區的常住人口在1990 年是100 萬人，到了2017 年僅為85.9 萬人，而65 歲老年人口的比例從7.84%漲到了16.06%。勞動力的減少和老齡化使得傳統的施肥方式已經不再適合壩上地區青貯玉米實際的生產情況，需要尋求更加輕簡化的施肥方式。

2 青貯玉米高產優質生產發展對策

2.1 優良的種植品種是青貯玉米高產優質的基礎品種是產量和營養品質的基礎，選擇優良的青貯玉米品種是提高產量和品質最有效、最直接的途徑。我國將青貯玉米劃分為青貯專用型玉米、糧飼通用型玉米和糧飼兼用型玉米，青貯專用型玉米是指將整株進行青貯發酵，用作草食家畜飼料的玉米類型，這種玉米一般植株較為高大，持綠性好，果穗發育良好，既能夠滿足草食家畜對飼料品質的需求，又具有較高生物產量。糧飼通用型玉米是指既可作為普通玉米品種進行籽粒收獲，也可作為青貯玉米品種，將其進行全株青貯，用作青貯飼料。糧飼兼用型玉米是指在收獲完籽粒后，秸稈仍然具有較好的持綠性，可以用作青貯飼料的玉米類型，這種青貯玉米的優點在于對玉米的利用率高，經濟和生態效益高，缺點在于其纖維化程度高、品質較差。近年來，各地均已篩選出一些適宜當地種植的優良青貯玉米品種，如閆慧穎等[11]通過對金凱3 號、金穗3號和豫玉22 號這3 個青貯玉米品種生產性能及品質的比較，發現豫玉22 號生產性能及品質最好，適合青海旱地推廣種植。蘭宏亮等[12]通過對8 個青貯玉米品種的農藝性狀和產量進行對比，發現農大108、北農2275 和青貯1 號3 個品種的生物產量超過75t/hm2，農藝性狀較好，適合在北京地區進行推廣。常亮[13]通過對文獻資料進行統計分析，發現高油115、中北410 以及陽光1 號等14 個品種適宜在東北地區進行種植；石玉6 號、中北410 和新沃1 號等23個品種適宜在黃淮海地區進行種植；瑞德1號、瑞德2 號和青貯67 等17 個品種適合在西北地區進行種植。因此研究篩選適合冀西北壩上地區優良的種植品種是青貯玉米高產優質的基礎。

2.2 合理的種植密度是青貯玉米高產優質的前提種植密度是決定青貯玉米產量的主要因素之一，是人為控制產量與品質的重要手段[14]。目前，對青貯玉米適宜種植密度的研究較多，普遍認為青貯玉米的產量會隨著種植密度的增加呈現先升后降的變化趨勢，低密度可以保證玉米個體生長良好，增加單株產量，但群體效益偏低；高密度種植會加劇玉米群體矛盾，增加倒伏的風險，降低青貯玉米的產量和品質[15]。底姝霞等[16]以農大108 為研究對象，探究其在4 個密度下產量和營養品質的變化，結果表明隨著種植密度的增加，農大108 的鮮物質、干物質產量和粗脂肪含量逐漸增加，粗蛋白含量逐漸降低；種植密度對中性洗滌纖維含量的影響大于酸性洗滌纖維，在種植密度為6.35 萬株/hm2時，農藝性狀、產量及營養指標的含量較為合適。Cox 等[17]通過比較8 個品種在不同密度下產量和品質的變化，發現青貯玉米的飼料產量和種植密度呈正相關，并且適當地增加密度可以改變青貯玉米的品質，降低中性洗滌纖維含量和粗蛋白含量，增加消化率。路海東等[18]以青貯型玉米科多8 號和糧飼兼用型玉米陜單8806 為研究對象，分析其在5 個種植密度下產量和品質的變化，發現青貯玉米干物質產量、籽粒產量和獲得最佳品質的密度不同，干物質產量最大時種植密度最高，其次為獲得最佳品質時的種植密度，獲得最高籽粒產量的種植密度最小；并且不同類型青貯玉米的最佳適宜密度也不相同，科多8 號的最佳適宜密度為8.86 萬株/hm2，陜單8806 的最佳種植密度為7.77 萬株/hm2。因此，合理的種植密度是青貯玉米高產優質的前提。

2.3 科學的施肥措施是青貯玉米高產優質的重要保證肥料是影響作物產量的主要因素，合理施肥是保證作物高產、穩產的重要措施，對以生物產量為主的青貯玉米來說，施肥對其影響更為敏感，肥料的種類、用量和運籌方式等對青貯玉米的產量、品質和土壤性狀均有極大的影響。青貯玉米對不同肥料的吸收量也不盡相同，一般來說青貯玉米對氮肥的需求量最高，其次是鉀肥，最低的是磷肥[19]。胡玉敏等[20]研究發現，對青貯玉米增產作用的影響從小到大依次為鉀肥、磷肥和氮肥，增產幅度分別為9.6%～30.0%、16.2%～35.4% 和20.5%～41.0%。陳遠學等[21]研究表明在一定范圍內，增施氮肥可以有效地增加葉片葉綠素的含量，從而提高光合速率，極大地提高青貯玉米的生物產量；增施氮肥還可以提高青貯玉米粗蛋白含量，降低中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量，提高青貯玉米的品質，但是過量的施用氮肥會顯著增加青貯玉米的硝酸鹽含量。Junior等[22]認為增施磷肥可以通過提高莖葉的產量來提高青貯玉米產量。湯曉昀等[23]發現增施鉀肥可以使青貯玉米莖稈粗壯，增強抗倒伏能力，同時增加產量。

合理的肥料運籌是提高青貯玉米產量及品質的重要栽培技術，近年來，對青貯玉米氮肥施用的研究較多，磷鉀肥的研究較少，但總的來說不同青貯玉米種植區域的適宜肥料施用量和施用方式也不相同，要根據當地的具體情況和種植品種采用合理的施肥管理措施。馮尚宗等[24]認為在青貯玉米拔節期、大喇叭口期和抽雄期進行氮肥追施，有利于構建合理的群體結構，改善群體質量，增加生物產量和粗蛋白含量，降低植株中性和酸性洗滌纖維含量，提高青貯玉米的營養品質，在施氮總量為360kg/hm2時，最優的追施比例為3∶6∶1。趙杰等[25]通過研究不同控氮比摻混肥和施肥方式對玉米產量、土壤硝態氮含量和肥料利用率的影響，發現控氮比為52.5%的摻混肥在種植前做基肥一次性施用的情況下，產量最高，與其他施肥方式相比可以增產6.45%～19.70%，最高可提高氮素利用率65.38%。

緩控釋肥在作物的生長過程中起到重要的作用，合理施用可以增加土壤酶活性，改善根際微環境，提高微生物數量，從而促進植株根系的生長，并且緩控釋肥還可以增加葉片葉綠素的含量，提高光合速率，加快作物對養分的吸收和物質積累，在生產中可以獲得較高的產量和品質[26]。趙歡等[27]發現一次性施入緩控釋肥和傳統多次追肥方式相比，能顯著提高玉米地上部分干物質積累總量，更加省時省工。馬磊等[28]通過研究肥料種類對不同生育期青貯玉米產量和品質的影響，發現緩控釋肥較普通速效氮肥，可以提高青貯玉米的葉綠素和粗蛋白含量，增加青貯玉米產量。王寅等[29]發現緩控釋肥與尿素相比，表層土壤（0～30cm）無機氮含量較高，深層土壤（30～90cm）含量較低，緩控釋肥的氮素淋溶趨勢較小，可以較好地保持土壤中氮素的含量。劉敏等[30]研究表明樹脂緩控釋肥與尿素相比，有效降低了玉米整個生育期土壤殘留的無機氮量、氮素表觀損失量和盈余量，提高氮素利用率12.3%～20.8%。鄭利芳等[31]研究表明在同等施氮量的情況下，施用緩控釋肥提高了玉米的產量和水分利用效率，并且，緩控釋肥滿足了青貯玉米整個生育期對養分的需要，在整個生產過程中無需再追施肥料，從而簡化了施肥技術，減少了勞動力的投入，提高了勞動效率，增加了經濟收入。王宜倫等[32]在夏玉米專用緩控釋肥的研究中發現施用緩控釋肥可以提高玉米千粒重和穗粒數，較傳統施肥方式最大可增產9.64%，提高單位面積收入1430 元/hm2。梁鋼等[33]研究結果顯示緩控釋肥與常規施肥相比，在減量的基礎上，沒有造成玉米的減產，但是減少了勞動力的投入，從整體上增加了經濟效益。因此，施用緩控釋肥是一種能夠提高青貯玉米的經濟效益、社會效益和環境效益的措施。

3 結論與展望

總之，青貯玉米的產量和品質主要由玉米品種、種植環境和種植密度三者之間相互作用共同影響，要想獲得最為優質高產的青貯玉米，就需要根據種植地區的氣候條件選擇合適的青貯玉米品種、種植密度和肥料管理措施。在冀西北壩上地區生產優質高產的青貯玉米，應加強適宜種植品種育種和篩選，并根據品種的特性篩選適宜的種植密度和施肥措施；加大對新型緩釋氮肥的研究，降低其成本，提高其肥效利用率，進一步研究不同緩釋氮肥種類與速效肥配施對土壤硝態氮淋溶的影響，為進行環境友好型和輕簡化生產提供理論依據。