青貯及其對(duì)草地管理的意義

周道瑋,王敏玲,陳玉香

(1.中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所,吉林長(zhǎng)春 130001;2.吉林大學(xué)生物工程學(xué)院,吉林長(zhǎng)春 130024)

厭氧發(fā)酵保存在日常生活中有很成功的范例,如北方酸菜的腌制工藝、南方泡菜的制作工藝,這些都是勞動(dòng)人民生活生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的積累和創(chuàng)造;厭氧發(fā)酵在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的較為專業(yè)和規(guī)范,如釀酒業(yè)和食品業(yè);厭氧發(fā)酵同時(shí)也被應(yīng)用于農(nóng)牧業(yè)的飼料保存。20世紀(jì)30年代報(bào)道外國(guó)傳教士將此技術(shù)和工藝傳入中國(guó),但20世紀(jì)50年代中蘇科技合作時(shí)期前蘇聯(lián)科學(xué)家在中國(guó)傳播了青貯技術(shù)則有明確的記載[1]。近10年,在我國(guó)應(yīng)用青貯技術(shù)保存飼草飼料的數(shù)量增加、范圍擴(kuò)大,尤其是在奶牛業(yè)中,利用青貯技術(shù)保存整株玉米飼料的數(shù)量在不斷增加。

成功青貯的關(guān)鍵是以乳酸菌為主的厭氧發(fā)酵。優(yōu)質(zhì)的發(fā)酵需要充足的水溶性碳水化合物含量以產(chǎn)生足夠的乳酸,克服飼草的緩沖能力并使pH值降低到適合鮮濕飼料保存的水平。有效萎蔫可濃縮可利用的水溶性碳水化合物并限制其他微生物活性而利于發(fā)酵,并減少流失損失,萎蔫越快越能更好地避免田間和儲(chǔ)存早期由于旺盛呼吸導(dǎo)致的損失。切碎長(zhǎng)度越短,越有利于提高壓實(shí)度,有利于發(fā)酵物釋放。壓實(shí)和有效密封可創(chuàng)造厭氧環(huán)境,這將使儲(chǔ)存的飼料的數(shù)量和質(zhì)量損失降到最低。一旦青貯窖被打開,青貯暴露于空氣,將開始好氧腐敗,飼喂管理水平是影響好氧腐敗的關(guān)鍵[2]

由于“青貯”的生產(chǎn)實(shí)踐走在科學(xué)研究之前,其基本原理易被理解、工藝不復(fù)雜,因此,對(duì)其推廣宣傳多而系統(tǒng)研究較少,對(duì)其所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量(青貯飼料質(zhì)量)也還有待進(jìn)行評(píng)價(jià)研究。青貯過程的各工藝環(huán)節(jié)要求很嚴(yán)格,并需要有基本參數(shù)約束和細(xì)致的管理,由于我國(guó)對(duì)其缺少系統(tǒng)詳細(xì)的研究,并缺少技術(shù)規(guī)范,各地的理解有差異,應(yīng)用存在諸多問題,甚至有的地方在推行“干草青貯”技術(shù),“青黃貯”等這些問題也需要推敲。

1 青貯的基本原理

青貯(ensile/ensiling)是保存鮮濕飼料的方法。在飼草作物產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)最大時(shí)進(jìn)行收獲,將收獲飼料放置于厭氧環(huán)境下,乳酸菌轉(zhuǎn)化其中的水溶性碳水化合物成為有機(jī)酸(主要為乳酸),發(fā)生固態(tài)(solid-state)乳酸發(fā)酵,結(jié)果是鮮濕飼料的pH值降低,抑制了其他好氧菌活動(dòng),飼料得以保存[3],這一鮮濕飼料保存的工藝過程被稱為青貯,產(chǎn)品被稱之為青貯飼料(silage)。

青貯主要目的是盡最大可能保存飼料的原初營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,并保證在一年之內(nèi)能連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行飼料供應(yīng)[4。在食品行業(yè),有很多保存或保鮮的方法,如冷凍和冷藏、加熱、干燥、鹽堿油浸及加入保鮮劑等,目前飼草料保存只采用干草調(diào)制或青貯。

干草調(diào)制在大田進(jìn)行,限于能快速干燥的飼草作物,并且適應(yīng)于收獲時(shí)無降水或降水很少的地區(qū)[5,6]。青貯所要保存的飼料必須滿足青貯所需要的基本條件:含水量足夠高、水溶性碳水化合物含量適合。最終的pH值依賴于制作青貯時(shí)飼草的干物質(zhì)含量和水溶性碳水化合物,這決定青貯的質(zhì)量。同時(shí),需要判斷是否有必要采用青貯辦法保存飼料,如果曬干損失很大,不適合調(diào)制干草。

飼草的青貯能力,即進(jìn)行良好乳酸發(fā)酵生產(chǎn)青貯飼料的可能性,用其干物質(zhì)含量、水溶性碳水化合物含量和緩沖能力評(píng)價(jià)。高水溶性碳水化合物含量和低緩沖能力,相對(duì)容易青貯成功;低水溶性碳水化合物和高緩沖能力,很難青貯成功。尤其是在干物質(zhì)含量低的情況下,作物需要萎蔫到適當(dāng)?shù)母晌镔|(zhì)含量以獲得在鮮作物中適合的最低水溶性碳水化合物。

根據(jù)青貯過程內(nèi)部生化和微生物特征,青貯過程可分為好氧階段:自填充和封蓋后的1～3 d,空氣仍然存在于所保存的植物材料的顆粒間,植物材料也還在呼吸,蛋白質(zhì)發(fā)生水解,好氧微生物在活動(dòng),此時(shí)pH值為6.0～6.5;發(fā)酵階段:好氧階段后的10 d之內(nèi),植物材料本身所具有的乳酸菌轉(zhuǎn)化水溶性糖成為有機(jī)酸,此時(shí)pH值降到5.0,抑制了其他生物的活性,植物材料得以保存。這一過程中乳酸菌群落是動(dòng)態(tài)變化的,首先是腸球菌(Enterococcus)和Leuconostoc占優(yōu)勢(shì),然后是乳酸菌(Lactobacillus)和 Pediococus增多[8]。pH值的降低程度決定于植物的化學(xué)組成(干物質(zhì)含量和水溶性碳水化合物含量)及其緩沖能力;儲(chǔ)存階段:發(fā)酵階段以后,青貯材料內(nèi)空氣變得很稀少,所保存的植物材料幾乎不再發(fā)生變化,此后,植物材料可以短期或長(zhǎng)期保存;飼喂階段:揭開封蓋開始飼喂以后的階段,此時(shí)青貯飼料又暴露于空氣中,好氧微生物(主要是酵母菌和霉菌)又開始活動(dòng),可能造成飼料腐敗[7]。

縮短好氧階段和發(fā)酵期,加速發(fā)酵,盡可能最小化好氧微生物活動(dòng)是青貯整個(gè)過程所追求的結(jié)果,因此,將目標(biāo)材料切短并壓實(shí)是必要的操作;儲(chǔ)存階段和飼喂階段盡可能最小化地暴露飼料于空氣中。

青貯的基本原理就是厭氧環(huán)境下的乳酸菌固態(tài)發(fā)酵,然后,維持穩(wěn)定的狀態(tài)。排除空氣制造厭氧環(huán)境是保證青貯飼料質(zhì)量的決定要素,填裝窖、保存期、飼喂時(shí)所采取的各種措施都是要盡可能地隔絕空氣。

飼草的化學(xué)組成(主要指干物質(zhì)含量和水溶性碳水化合物含量)和發(fā)酵過程中的優(yōu)勢(shì)菌群決定著所產(chǎn)生的青貯類型,一般廣義地分為5種主要類型[9]。

乳酸青貯:發(fā)酵主要由乳酸菌支配,水溶性碳水化合物基本被轉(zhuǎn)化為乳酸,具有酸甜氣味,清香宜人。除萎蔫過度、發(fā)酵被抑制的青貯外,pH值3.8～4.2,相對(duì)其他有機(jī)酸,乳酸的含量很高。

醋酸青貯:發(fā)酵由大腸桿菌(enterobacteria)支配,當(dāng)未萎蔫或輕度萎蔫、干物質(zhì)含量低的飼草進(jìn)行青貯時(shí),很容易產(chǎn)生醋酸青貯。水溶性碳水化合物基本被轉(zhuǎn)化為醋酸,有酸(醋)的香味。相同干物質(zhì)含量情況下,醋酸青貯pH值比乳酸青貯的pH值高。干物質(zhì)和能量損失顯著。

梭菌青貯:發(fā)酵由梭菌支配,當(dāng)未萎蔫或輕度萎蔫、低干物質(zhì)含量的飼草進(jìn)行青貯時(shí),很容易產(chǎn)生梭菌青貯。水溶性碳水化合物和乳酸被轉(zhuǎn)化為丁酸和醋酸,特征是低乳酸水平和高pH值、蛋白質(zhì)和氨基酸被大量降解、氨態(tài)氮占總氮的比例較高,干物質(zhì)和能量損失很顯著。

萎蔫青貯:發(fā)酵由乳酸菌支配,由于干物質(zhì)含量高(30%),發(fā)酵被抑制。水溶性碳水化合物被轉(zhuǎn)化為乳酸較少,pH值比乳酸青貯高,剩余的未發(fā)酵水溶性碳水化合物含量很高,因萎蔫時(shí)間和萎蔫程度而異。較干的飼草更難壓實(shí),尤其是切碎長(zhǎng)度較長(zhǎng)情況下。由于壓實(shí)程度較差,在青貯壕或青貯捆內(nèi)氧氣含量高,酵母菌和霉菌生長(zhǎng)的風(fēng)險(xiǎn)更高。高的剩余水溶性碳水化合物含量、不良的壓實(shí)程度、酵母菌和霉菌孢子的殘留物使青貯在好氧條件下更不穩(wěn)定。

添加劑青貯:加入添加劑進(jìn)行青貯,特征和發(fā)酵類型隨添加劑不同而異。

上述分類是評(píng)定青貯質(zhì)量的基本框架。根據(jù)青貯結(jié)果所劃定的類別,可以確定所儲(chǔ)存的飼草質(zhì)量,并分析青貯過程,以改善青貯工藝。

2 青貯的工藝步驟

青貯時(shí)需要對(duì)每個(gè)步驟仔細(xì)控制以保證青貯成功并最小化損失。包括收割收獲、萎蔫、運(yùn)輸、切碎、裝窖、壓實(shí)、封蓋、儲(chǔ)存、開蓋飼喂、在切碎或裝窖時(shí)加入添加劑。每個(gè)環(huán)節(jié)都需要順序細(xì)致管理,并有參數(shù)約束,才能獲得最佳的發(fā)酵質(zhì)量和青貯飼料質(zhì)量。青貯所需要的最基本設(shè)施為青貯窖或青貯塔或青貯包或青貯袋,可以根據(jù)實(shí)際情況決定采用哪種辦法,包括體積和數(shù)量。

收獲與萎蔫:不同的作物收獲時(shí)期不同,基本原則是作物產(chǎn)量和質(zhì)量最大時(shí)收獲[10],飼草作物在初花期,乳熟期至臘熟期。還需要考慮作物的干物質(zhì)含量,要求干物質(zhì)含量為30%～40%,即含水量為60%～70%。飼草作物的產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)決定于所處的生長(zhǎng)期,但干物質(zhì)含量同時(shí)受收獲前灌溉或降水及期間的氣候條件影響。

為了保證干物質(zhì)含量適合,濃縮水溶性碳水化合物,以獲得高質(zhì)量發(fā)酵,同時(shí)減少流出物損失及對(duì)環(huán)境的污染,必要時(shí)將割倒的植株放置于田間進(jìn)行萎蔫。萎蔫時(shí),小谷粒作物易造成谷粒脫落損失;苜蓿等豆科牧草萎蔫時(shí)間較長(zhǎng),以降低緩沖力,但易落葉問題造成的損失要考慮;玉米莖稈粗厚,很難萎蔫,不推薦進(jìn)行田間萎蔫。隨著干物質(zhì)含量增加,流失量下降,當(dāng)干物質(zhì)含量達(dá)到約30%時(shí),流失將不會(huì)發(fā)生。流失物包含水溶性碳水化合物、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)及發(fā)酵產(chǎn)物,因此,它代表著營(yíng)養(yǎng)成分的顯著損失。水溶性碳水化合物的損失將減少青貯發(fā)酵時(shí)可利用的數(shù)量。

當(dāng)干物質(zhì)代謝能小于10 MJ/kg或干物質(zhì)粗蛋白含量低于7%,干物質(zhì)消化率低于65%的飼草料沒有青貯保存價(jià)值與必要[1]。收獲時(shí),無論萎蔫與否,避免土壤或其他污染物帶入青貯材料中。

切碎與壓實(shí):萎蔫后,干物質(zhì)含量合適的作物運(yùn)輸?shù)侥康牡睾蠼?jīng)切碎,即裝窖并壓實(shí)。青貯飼草的切碎長(zhǎng)度影響青貯發(fā)酵的速率和程度及儲(chǔ)存和飼喂過程的損失。切碎長(zhǎng)度為1～2 cm。切碎長(zhǎng)度減小,對(duì)植物細(xì)胞壁造成更大的傷害,釋放青貯微生物利用的水溶性碳水化合物更快、使發(fā)酵進(jìn)行更快,pH值下降更迅速、伴隨干物質(zhì)和能量損失減少、蛋白質(zhì)分解更少。切得越細(xì),越易壓實(shí),進(jìn)入青貯窖的氧氣數(shù)量越少,好氧呼吸損失更低,霉菌生長(zhǎng)的風(fēng)險(xiǎn)更低。對(duì)于很難壓實(shí)的青貯材料,如萎蔫過度的飼草及禾草與豆類比較,更細(xì)的切碎益處更大。然而,低干物質(zhì)含量的青貯,較細(xì)的切碎,水分從受傷細(xì)胞釋放得多,導(dǎo)致產(chǎn)生更多的流失物。許多研究表明,切碎較短與較長(zhǎng)相比,家畜對(duì)青貯的攝取量增加,這對(duì)于羊和牛比較、年幼和年老的家畜比較,尤其明顯。在所有情況下,增加自由采食量可改善動(dòng)物的生產(chǎn)。縮短切碎長(zhǎng)度能提高發(fā)酵速率,減少干物質(zhì)和能量的發(fā)酵損失及蛋白質(zhì)降解、增加水溶性碳水化合物含量低的飼草成功發(fā)酵的機(jī)會(huì)、增加萎蔫青貯產(chǎn)生乳酸的數(shù)量、產(chǎn)生更低的青貯pH值、減小收獲時(shí)運(yùn)輸飼草的體積和貯存空間、增加低干物質(zhì)含量青貯的流失。同時(shí),利于在青貯窖內(nèi)更易壓實(shí)。切碎的青貯材料裝入青貯設(shè)施后,采取措施壓實(shí),以更多地排除空氣,有利于獲得優(yōu)質(zhì)發(fā)酵。青貯窖用鏈軌拖拉機(jī)在上面行走壓實(shí),20～40 cm一層一層地邊填充邊壓實(shí);青貯塔采用青貯材料自然壓實(shí),青貯包多通過捆綁壓實(shí),青貯捆自然填充擠緊。對(duì)于干物質(zhì)含量為35%的小麥全株青貯壓實(shí)較好后,干物質(zhì)密度為230 kg/m3[11];大麥與禾草的密度分別可以達(dá)到232～260 kg/m3[12],苜蓿與玉米的密度變化在106～434 kg/m3之間[12]。所貯存的飼草料的干物質(zhì)含量越高,越難壓緊實(shí);壓得不緊實(shí),青貯損失增多[13]。

封蓋與儲(chǔ)存:壓緊實(shí)后,立即進(jìn)行封蓋。采用0.1～0.2 mm厚的聚乙烯塑料布。塑料布需耐紫外線,保存時(shí)間如果很長(zhǎng),需要覆蓋的厚一些[14],可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或塑料布生產(chǎn)廠家提供的技術(shù)參數(shù)判斷。封蓋后,上面用土或廢舊輪胎壓蓋,防止被風(fēng)吹開等,壓得越多越好;如果用土壓蓋,需防止飼喂時(shí)污染青貯飼料。覆蓋塑料布及壓蓋情形對(duì)表層25 cm有很大影響[15]。壓蓋后進(jìn)行全面檢查,排除四周可能對(duì)青貯設(shè)施造成破壞的因素。然后,放置儲(chǔ)存,在儲(chǔ)存過程中,防止鼠類和鳥類破壞塑料布,必要時(shí)采取相應(yīng)措施。

開封飼喂:開封后,青貯飼料曝露于空氣中,再一次發(fā)生好氧氧化,好氧微生物活動(dòng)對(duì)青貯產(chǎn)生破壞作用,造成損失?；疽笫?青貯面曝露的越少越好、越光滑越好、飼喂的速度越快越好。

添加劑:為了獲得良好的發(fā)酵質(zhì)量和青貯飼料質(zhì)量,必要時(shí)可以使用青貯添加劑。青貯添加劑有液態(tài)、粉末狀或懸濁液狀。根據(jù)功能,青貯添加劑分為發(fā)酵促進(jìn)劑、發(fā)酵抑制劑、好氧腐敗抑制劑、營(yíng)養(yǎng)劑和吸附劑[5]。在切碎或裝窖時(shí)將其加入到青貯材料中去,使用量根據(jù)生產(chǎn)說明和切碎或裝窖速度。

3 青貯飼料質(zhì)量

發(fā)酵質(zhì)量及青貯飼料的質(zhì)量依賴于所青貯原料的化學(xué)組成和發(fā)酵中起支配作用的菌種。對(duì)青貯原料組成重要的影響因素是干物質(zhì)含量、水溶性碳水化合物含量和緩沖能力。青貯原料中水溶性碳水化合物含量應(yīng)該大于2.5%(鮮重)。如果水溶性碳水化合物含量低于2.5%,該飼草應(yīng)該首先進(jìn)行萎蔫或使用青貯添加劑以降低不良發(fā)酵的風(fēng)險(xiǎn)。所有的飼草作物都含有稱為緩沖劑的各種化合物,可阻止pH值的變化;飼草的緩沖能力依賴于植物本身的有機(jī)酸及其鹽的含量,蛋白質(zhì)的貢獻(xiàn)量占10%～20%。青貯時(shí),產(chǎn)生青貯酸(即發(fā)酵產(chǎn)物,為有機(jī)酸),緩沖劑中和了一些青貯酸,限制和延遲pH值的下降,為一些不需要的細(xì)菌生長(zhǎng)提供了機(jī)會(huì)。因此,青貯的飼草具有較高緩沖能力,不良發(fā)酵的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增大[16]。

青貯飼料的質(zhì)量取決于其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值(消化率、代謝能、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)含量)和發(fā)酵質(zhì)量[9,17]。發(fā)酵質(zhì)量較差的青貯會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物生產(chǎn)下降,這是因?yàn)榍噘A適口性差及日糧中氮(粗蛋白)的利用較差。

在制作青貯的整個(gè)過程中,與鮮濕飼料相比,青貯飼料都會(huì)發(fā)生質(zhì)量下降,下降的程度決定于:收獲和制作青貯時(shí)飼草的物理和化學(xué)特征、萎蔫條件和萎蔫程度、收獲過程、發(fā)酵過程的效率、貯存中厭氧條件的維持、飼喂中的管理。

青貯過程中,影響青貯好氧穩(wěn)定性(即青貯飼料質(zhì)量維持)的因素具有高含量可發(fā)酵的碳水化合物,包括水溶性碳水化合物,甚至發(fā)酵后仍有剩余(如萎蔫青貯),趨向于更不穩(wěn)定;發(fā)酵質(zhì)量低、揮發(fā)性脂肪酸(醋酸、丙酸和丁酸)含量高的青貯趨于更穩(wěn)定;同型發(fā)酵乳酸菌起支配作用的青貯對(duì)好氧腐敗敏感;多孔性,透氣性增加,青貯穩(wěn)定性下降;青貯對(duì)滲入空氣的敏感性受飼草物理特征、青貯密度和干物質(zhì)含量影響;干物質(zhì)含量,由于剩余水溶性碳水化合物較多,更難壓實(shí),半干青貯對(duì)好氧腐敗敏感,有事實(shí)表明,一旦干物質(zhì)超過50%,對(duì)好氧腐敗的敏感性下降;好氧腐敗微生物群落,在青貯過程開始時(shí),延長(zhǎng)好氧階段,或者是貯藏過程空氣進(jìn)入,導(dǎo)致好氧微生物擴(kuò)散進(jìn)入,其一直處于休眠狀態(tài),直至青貯開封飼喂。飼喂過程中,環(huán)境溫度溫暖的天氣,青貯對(duì)好氧腐敗敏感;飼喂速率 青貯或青貯捆緩慢的飼喂,增加好氧腐敗,這是影響好氧腐敗最重要的因素之一;飼喂表面的管理 在取青貯過程中,對(duì)于表面的過多干擾,增加空氣的滲入,增加腐敗機(jī)率;飼喂之前的攪拌 青貯在飼喂拖車、混合拖車或者切碎機(jī)中的機(jī)械加工等增加通風(fēng)性活動(dòng),增加好氧腐敗的機(jī)率。

無論是青貯飼料還是干草調(diào)制的飼料亦或秸稈等飼料,除采用化學(xué)發(fā)酵參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)外,考慮到動(dòng)物健康狀況,細(xì)菌、霉菌及其代謝產(chǎn)物如各類毒枝菌素(mycotoxins)也應(yīng)納入審視范圍[18]。我國(guó)需要新的青貯飼料技術(shù)規(guī)范以指導(dǎo)青貯規(guī)范發(fā)展。

4 青貯對(duì)草地管理的意義

進(jìn)行干草調(diào)制并儲(chǔ)存是轉(zhuǎn)移生產(chǎn)旺季高質(zhì)量飼草到飼草料短缺期的辦法,以維持全年高質(zhì)量飼草供應(yīng)穩(wěn)定平衡,青貯同樣可以作為一種飼草料保存的選擇方式。

青貯飼料生產(chǎn)可以和放牧管理整合,以便于管理剩余飼草,改善草地利用狀況。通過早期收獲進(jìn)行青貯,然后利用青貯收獲后飼草的再生及牧場(chǎng)其余部分以高的載畜量放牧,而提供高質(zhì)量飼草;通過增加放牧壓,維持草地在較長(zhǎng)階段內(nèi)有更活躍的生長(zhǎng)而增加飼草的生產(chǎn);通過策略性刈割,減少雜草,產(chǎn)生有活力的種子,改善雜草管理;減少牧場(chǎng)枯落覆蓋物,以維持草地質(zhì)量;利用青貯飼料進(jìn)行適時(shí)飼喂,在一年內(nèi)的關(guān)鍵階段關(guān)閉放牧區(qū)或減少放牧壓,以改善理想飼草存活及其生產(chǎn)力。

青貯是一種有價(jià)值的草地管理方式,在牧草生長(zhǎng)高峰期,利用青貯可以保持牧草質(zhì)量、提高草地的利用。有策略的青貯收割使生長(zhǎng)的牧草達(dá)到最大程度利用,實(shí)現(xiàn)高的飼草生產(chǎn)總量(放牧+青貯),使青貯飼料和放牧的草地都維持高質(zhì)量。在溫帶草原,青貯飼料代謝能(ME)為10 MJ/kg DM 才適當(dāng);避免因青貯而過早封育草地,從而可能造成用于放牧的草地臨時(shí)不足;確保青貯收割對(duì)草地的生產(chǎn)力沒有長(zhǎng)期不利影響。當(dāng)因青貯而停止放牧?xí)r,為生產(chǎn)高質(zhì)量的青貯飼料,可以機(jī)動(dòng)地調(diào)整封育日期和封育持續(xù)期(或收割日期)。預(yù)測(cè)牧草生長(zhǎng)速度和牲畜需求量,決定什么時(shí)候及應(yīng)該為青貯留出多大放牧面積草地。在輪牧區(qū),監(jiān)控放牧后牧草剩余量是最簡(jiǎn)單、最實(shí)用的方法,因?yàn)槟敛葸^剩是收割青貯的必要條件。早期青貯收割之后的草地常會(huì)比收割干草之后的草地有更高的再生產(chǎn)量。草地封育越早、封育持續(xù)期越短,獲得的再生干物質(zhì)產(chǎn)量越高。策略性青貯收割的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益是增加豆科牧草和所需禾草的比例并減少雜草的比例。青貯可以作為一種控制雜草的策略。青貯收割時(shí)間和牧草再生管理對(duì)抑制雜草種子產(chǎn)生都很重要。如果生命力強(qiáng)的闊葉雜草入侵或?yàn)榱擞行Э刂齐s草而推遲收獲時(shí)間,那么青貯飼料質(zhì)量可能會(huì)受影響。家畜生產(chǎn)的任何選擇都需要權(quán)衡雜草控制的利益。

擬進(jìn)行調(diào)制青貯的牧場(chǎng),進(jìn)行成功青貯需3條關(guān)鍵原理:經(jīng)濟(jì)決策完善,管理決策要持續(xù)完善,青貯飼料利用決策不能脫離牧場(chǎng)其他活動(dòng)。牧場(chǎng)主需要明白青貯飼料成本和潛在的回報(bào),強(qiáng)化經(jīng)濟(jì)行為。

載畜量及飼草產(chǎn)量和質(zhì)量的季節(jié)性變化是影響農(nóng)牧場(chǎng)儲(chǔ)存飼草數(shù)量的2項(xiàng)主要因素。載畜量增加,多余飼草量減少,可用于青貯的草減少。

我國(guó)北方飼草生長(zhǎng)季短,因此,要儲(chǔ)存飼草以供牲畜冬季需要。但很多時(shí)候是沒有多余的飼草,只能強(qiáng)行留出割草地,供制作干草或青貯儲(chǔ)存飼草,這樣可能犧牲了牲畜在夏季的潛在生長(zhǎng)力。但無論如何,選擇干草調(diào)制進(jìn)行飼草儲(chǔ)存以保證飼草料全年平衡供應(yīng)還是選擇青貯儲(chǔ)存,包括對(duì)秸稈的充分加工處理利用[22-24],其核心是經(jīng)營(yíng)策略和成本預(yù)算。青貯與干草對(duì)牲畜生長(zhǎng)的作用還存在爭(zhēng)議,部分原因是社會(huì)生產(chǎn)力水平?jīng)Q定的成本[25]。

現(xiàn)階段,我國(guó)北方草原區(qū)為了保護(hù)草地、并發(fā)展草地畜牧業(yè),開發(fā)專門種植的飼草作物用于青貯具有廣闊的空間和重要的生態(tài),經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。青貯生產(chǎn)大多是利用多余的飼草或利用專門種植的特定作物。玉米是一種最佳的可選擇作物,近幾年,玉米與蔓生豆類作物混播極好地彌補(bǔ)了玉米單獨(dú)播種青貯的粗蛋白不足問題[26,27]。

5 結(jié)語

發(fā)酵是利用微生物的新陳代謝生產(chǎn)目的產(chǎn)物的工藝過程,分厭氧發(fā)酵和好氧發(fā)酵及固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵。青貯屬于厭氧固態(tài)發(fā)酵,發(fā)酵微生物為乳酸菌,發(fā)酵的目的產(chǎn)物為有機(jī)酸,底物為所要保存飼料中的水溶性碳水化合物。成功的發(fā)酵決定于無氧環(huán)境程度、乳酸菌種類和數(shù)量及水溶性碳水化合物的數(shù)量,包括干物質(zhì)含量及緩沖劑的量。

青貯可以保持或增加飼草料原初的適口性和采食量,但并不能使其適口性和采食量增加。干草的適口性或采食量可能降低,可以調(diào)整改變,也就是說,通過對(duì)干飼草進(jìn)行處理,其適口性和采食量可以恢復(fù)到鮮濕狀態(tài)水平或青貯所維持的水平。

青貯是鮮濕飼料保存方法和技術(shù),目標(biāo)是最大限度地保存飼料原初營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,并減少調(diào)制、保存、飼喂過程中的損失。青貯增加飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的說法有待商榷,與同期收獲的干草相比較,青貯飼料有一些優(yōu)點(diǎn),但其生產(chǎn)成本對(duì)其飼料優(yōu)點(diǎn)的抵消作用不能忽視?，F(xiàn)存的青貯技術(shù)實(shí)際是干秸稈加工處理做飼料的技術(shù),二者不應(yīng)混淆;干秸稈加工生產(chǎn)作為粗飼料有巨大的潛力可挖,也需要深化發(fā)展。

在飼草料的產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最大時(shí),收獲飼草料,此時(shí)若沒有降水或降水很少,選擇青貯還是調(diào)制干草,唯一的標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)濟(jì)收益。幾乎所有飼草及其作物都可以用于青貯,但最常用的是整株玉米、整株高粱、苜蓿等。青貯可以作為草地管理工具,即在飼草生長(zhǎng)旺季儲(chǔ)存多余的飼草,以用于飼草短缺季節(jié);但是,對(duì)于中國(guó)北方草地,不應(yīng)青貯天然飼草,經(jīng)濟(jì)得不償失,也不是一種明智的選擇。北方草地僅適宜立地放牧,飼料不足需要通過其他途徑補(bǔ)給。

青貯作為鮮濕飼料的保存技術(shù),重要意義就是不間斷連續(xù)供應(yīng)給牲畜穩(wěn)定的飼料以飼喂牲畜,保證牲畜的目標(biāo)生長(zhǎng)。我國(guó)北方草地大面積嚴(yán)重退化,首要原因是草畜矛盾,即牲畜多飼草飼料少;同時(shí),由于飼料全年供應(yīng)數(shù)量和質(zhì)量不穩(wěn)定,牲畜生長(zhǎng)率低,無效消耗了大量飼草。北方草地中5%～10%的隱喻生境,如呼倫貝爾的額爾古納河流域、錫林郭勒的錫林河流域以及丘陵間低地,可以用以種植高產(chǎn)飼料作物,如籽粒玉米、青貯玉米。這些飼料作物可以用于干儲(chǔ)或青貯,作為冬春季牲畜飼草料。權(quán)衡措施之一,就是草地只用于放牧,不用于收獲干草,一定程度上可以緩解草畜矛盾。若隱喻生境飼料產(chǎn)量達(dá)到20 t/hm2,那么5%的隱喻生境的飼草料產(chǎn)量就等于甚至多于整個(gè)北方草地天然飼草的飼草料產(chǎn)量。隱喻生境局部開墾破壞與草地大面積受保護(hù)的權(quán)衡存在爭(zhēng)議,沒有結(jié)論之前不必武斷限制另一種途徑。

[1] 宋超.建國(guó)初期中蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)合作研究[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.

[2] 周道瑋,陳玉香,王明玖,等譯.頂級(jí)芻秣:成功的青貯[M].北京:國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)出版社,2008.

[3] M cDonald P,Henderson A R,Heron S J E.The Biochemistry of Silage[M].Aberystwyth:Chalcombe Publications,1991.

[4] Weinberg Z G,Ashbell G,Engineering aspects of ensiling[J].Biochemical Engineering Journal,2003,13:181-188.

[5] Bolsen K K,Baylor J E,McCullough M E.Field Guide for Hay and Silage Management in North America[M].National Feed Ingredients Association,1991(1):33-66.

[6] 張紅香,王立,周道瑋,等.不同刈割時(shí)間收獲后的羊草、蘆葦水分和呼吸的變化[J].2007(6):107-112.

[7] Pitt R E.Silage and Hay Preservation[M].NRAES,Ithaca,New York Northeast Regional Agricultural Engineering Service,1990:53.

[8] Woolford M K.The microbiology of silage in:The Silage Fermentation[M].New York:M arcel Dekker,1984.

[9] Kaser A.Top Fodder,Successful silage[M].Australia:NSWDPI publication,2005.

[10] Bell A.Prograze,profitable sustainable grazing[M].NSW Agriculture,2000:3.

[11] Shefet G Z.Zamir.Silage preparation[C]//Food Technology for Animals.Israeli Field Crop Association,Tel-Aviv,Israel,1987:84-88.

[12] Darby D E,Jofriet J C.Density of silage in horizontal silos[J].Can Agric Eng,1993,35:275-280.

[13] Pitt R E.Dry matter losses due to oxygen infiltration in silos[J].J AgricEng Res,1986,35:193-205.

[14] Pauly T.Proceedings of the 12th International Silage Conference[M].Uppsala Sweden,1999:305-306.

[15] Ashbell G,Weinberg Z G.Top silage losses in horizontal silos[J].Can Agric Eng,1992,34:171-175.

[16] Moran J.Making Quality Silage and Hay in Australia in:Forage Conservation[M].Agmedia Agricultural Victoria,1996:65-112.

[17] 郭旭生,丁武蓉,玉柱.青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)評(píng)定體系及其新進(jìn)展[J].中國(guó)草地學(xué)報(bào),2008,30(4):100-106.

[18] Amigot S L.New Parameters to evaluate forage Quality[J].Postharvest Biology and Technology,2006,41:215-224.

[19] 張新平,李向林,萬里強(qiáng),等.正灸設(shè)計(jì)在苜蓿青貯添加劑試驗(yàn)中的應(yīng)用研究[J].草原與草坪,2006(1):28-32.

[20] 王宏博,李發(fā)弟,郭正里.燕麥-箭答豌豆捆裹青貯飼喂對(duì)綿羊消化代謝的影響[J].草原與草原,2006(3):58-60.

[21] 于遵波,洪紱曾,韓建國(guó).草地生態(tài)資產(chǎn)及功能價(jià)值的能值評(píng)估[J].中國(guó)草地學(xué)報(bào),2006(1):1-6.

[22] 郭庭雙,張智山,楊振海.“秸稈畜牧業(yè)”十問[J].黃牛雜志,1996,22(2):30-32.

[23] 郭庭雙,聶偉.畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與發(fā)展草食家畜[J].飼料廣角,2003(19):2-7.

[24] 郭庭雙,郭軍.中國(guó)糧食安全問題:警鐘已經(jīng)敲響[J].中國(guó)畜牧雜志,2008,44(12):24-27.

[25] Cooper M M.Morris D W.Grass Farming[M].London:Farming Press,1977.

[26] 劉建新,楊振海,葉均安,等.青貯飼料的合理調(diào)制與質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[J].飼料工業(yè),1999,20(3):4-7.

[27] Pitt P E.Silage and hay preservation[M].Bulletin:Cornell University Cooperative Extension,1993:120.