留茬高度對不同品種全株玉米青貯品質(zhì)的影響

趙雪嬌 張立陽 劉 帥 阿曉輝 岳奎忠 張永根*

(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱 150030；2.黑龍江奶業(yè)協(xié)會，哈爾濱 150030；3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，哈爾濱 150030)

自20世紀(jì)60年代開始，青貯飼料的生產(chǎn)大幅增加，并且成為一種保存青綠飼料最主要的方法，尤其是全株玉米青貯。據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2015年我國玉米播種面積高達3 811.931萬hm2，而青飼料播種面積不足其5%，人畜爭糧矛盾日益突出，因而全株玉米青貯對草食性家畜作為節(jié)糧型畜種的重要性更加明顯。全株玉米青貯營養(yǎng)豐富、適口性好、易消化且保存期長，可提高牛奶產(chǎn)量，同時可實現(xiàn)一年四季均衡供應(yīng)，保障奶業(yè)健康快速可持續(xù)發(fā)展[1-2]。黑龍江省是我國奶牛養(yǎng)殖大省，據(jù)統(tǒng)計2014年、2015年黑龍江省牛奶產(chǎn)量約占全國牛奶總產(chǎn)量的15%，而陽光1號、中原單32和龍福208是黑龍江地區(qū)最主要的玉米青貯品種[3-5]。其中，陽光1號淀粉含量較高，纖維含量較低，中原單32蛋白質(zhì)含量較高，而龍福208有較高的生物產(chǎn)量，三者均表現(xiàn)出較高的飼用價值[5-6]。研究表明，全株玉米的青貯品質(zhì)及生物產(chǎn)量與品種特性直接相關(guān)外，與其收獲時期和留茬高度也密切相關(guān)，玉米青貯由高淀粉的穗和高纖維的秸稈等部分組成，留茬高度越高其營養(yǎng)價值越高，但不同品種其留茬高度不同也會顯著影響青貯后的營養(yǎng)品質(zhì)[7-9]。生產(chǎn)中一般將留茬高度控制在15～45 cm為好[10]。本試驗選取黑龍江省廣泛種植的3個玉米品種為試驗材料，研究其在19、49 cm 2個留茬高度下，青貯前后的營養(yǎng)成分、發(fā)酵品質(zhì)和瘤胃降解特性，旨在研究留茬高度對全株玉米青貯品質(zhì)的影響，并探究對于不同特性的玉米品種應(yīng)如何選擇留茬高度，為合理生產(chǎn)和利用全株玉米青貯提供理論支持和實踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

全株玉米青貯原料來自黑龍江省齊齊哈爾市，玉米品種分別為陽光1號、中原單32和龍福208。

1.2 試驗設(shè)計及青貯制作

本試驗采用單因素試驗設(shè)計，3個品種的玉米分別以常見高度19 cm、較高高度49 cm留茬，共計6個處理，每個處理3個重復(fù)。全株玉米原料由青貯收割機采集，切割長度為1.5 cm，按照試驗設(shè)計混合均勻，裝入聚乙烯袋(35 cm×45 cm)，每袋約2 kg，壓實后用真空包裝機抽真空封口，室溫(25 ℃左右)貯藏45 d后開封進行樣品采集，用于后續(xù)指標(biāo)測定。發(fā)酵前后樣品采集參照GB/T 14699.1—2005《飼料采樣》[11]進行。

1.3 營養(yǎng)成分測定

發(fā)酵前后樣品干物質(zhì)(DM)、粗蛋白質(zhì)(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分含量按照AOAC(2005)[12]中的方法進行測定；中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)含量依照Van Soest分析體系中提供的方法采用纖維分析儀(ANKOM Fiber Analyzer，美國)進行測定[13]；淀粉含量利用淀粉總量檢測試劑盒(Megazyme K-TSTA，愛爾蘭)進行測定。1.4發(fā)酵品質(zhì)測定

pH采用Sartorius PB-10型酸度計[賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司]測定；氨態(tài)氮(NH3-N)含量采用苯酚-次氯酸鈉比色法測定[14]；乙酸(AA)、丙酸(PA)和丁酸(BA)含量采用氣相色譜法(GC-2010，日本島津)測定[15]；乳酸(LA)含量采用高效液相色譜法(Waters-600，美國)測定[16]。

1.5 瘤胃降解率測定

1.5.1 試驗動物及飼養(yǎng)管理

選取2頭安裝永久性瘤胃瘺管的荷斯坦奶牛，體重(600±20) kg，每日飼喂2次(07:00和18:00)，自由飲水。飼糧為全混合日糧(TMR)，按照《奶牛營養(yǎng)需要》[17]配制，其組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the diet (air-dry basis) %

1)每千克預(yù)混料中含有 Contained the following per kg of the premix:VA 8 000 000 IU，VD 700 000 IU，VE 10 000 IU，F(xiàn)e 1 600 mg，Cu 1 500 mg，Zn 10 000 mg，Mn 3 500 mg，Se 80 mg，I 120 mg，Co 50 mg。
2)泌乳凈能為計算值，其余為實測值。NELwas a calculated value, while other nutrient levels were measured values.

1.5.2 瘤胃降解率測定

稱取5 g粉碎后過1 mm篩的全株玉米青貯風(fēng)干樣品，放入孔徑為50 μm，長×寬為12 cm×8 cm的尼龍袋內(nèi)，袋口用尼龍繩綁好。每4個袋夾在1根半軟塑料管上，并用尼龍繩扎好。每頭牛每個時間點設(shè)2個平行。晨飼前投入試驗動物瘤胃中，分別于體內(nèi)培養(yǎng)24、30和48 h后取出，于自來水下細流沖洗，直至尼龍袋中流出的水清澈明亮、無味為止。65 ℃烘干至恒重分別測定DM、CP和NDF含量，方法同1.3，計算瘤胃降解率。

1.6相對飼喂價值(RFV)的計算

RFV是指相對特定標(biāo)準(zhǔn)的粗飼料(將盛花期苜蓿RFV定為100)，某種粗飼料可消化干物質(zhì)的采食量。其計算公式為：

DMI(%BW)=120/NDF(%DM)；DDM(%BW)=88.9-0.779ADF(%DM)；RFV=DMI×DDM/1.29。

式中：DMI為粗飼料干物質(zhì)隨意采食量(%BW)，DDM為可消化干物質(zhì)(%BW)。

1.7 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用SAS 9.2統(tǒng)計軟件中的ANOVA過程進行單因素方差分析，平均值的多重比較采用Duncan氏法進行，P<0.05為差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 發(fā)酵前全株玉米的營養(yǎng)成分含量

發(fā)酵前全株玉米的營養(yǎng)成分含量見表2。在同一留茬高度下，陽光1號的淀粉含量最高，且相比于中原單32和龍福208差異顯著(P<0.05)，而NDF、ADF含量則相反；對于CP含量，中原單32在3個玉米品種中最高，相同留茬高度下與陽光1號差異不顯著(P>0.05)，但顯著高于龍福208(P<0.05)。隨著留茬高度的增加，3個玉米品種的各營養(yǎng)成分含量呈現(xiàn)相同的變化趨勢，其中CP、淀粉含量顯著增加(除了龍福208)(P<0.05)，NDF、ADF含量均顯著降低(P<0.05)，各品種2個留茬高度的EE含量差異不顯著(P>0.05)。

表2 青貯前全株玉米的營養(yǎng)成分含量(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 2 Nutrient contents of whole plant maize before silage (air-dry basis) %

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，相同或無字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。
In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2 全株玉米青貯的營養(yǎng)成分含量

全株玉米青貯的營養(yǎng)成分含量見表3。在同一留茬高度下，陽光1號DM、淀粉含量最高，顯著高于其他2個品種(除了19 cm的留茬高度下與中原單32相比)(P<0.05)；中原單32的CP含量最高，但同一留茬高度下各品種間差異不顯著(P>0.05)。隨著留茬高度的增加，3個品種的CP、淀粉含量顯著提高(P<0.05)，NDF、ADF含量顯著降低(P<0.05)，陽光1號、龍福208 DM和粗灰分含量顯著提高(P<0.05)。

表3 全株玉米青貯的營養(yǎng)成分含量(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 3 Nutrient contents of whole plant corn silage (air-dry basis) %

續(xù)表3項目Items陽光1號 Yangguang No.119 cm49 cm中原單32 Zhongyuandan 3219 cm49 cm龍福208 Longfu 20819 cm49 cmSEMP值 P-value中性洗滌纖維 NDF48.71c44.08d55.04a50.18bc52.21b49.63c0.332<0.001酸性洗滌纖維 ADF28.59bc24.49d29.63ab28.30c30.56a27.62c0.152<0.001淀粉 Starch32.90b36.77a26.85c31.54b23.35d28.14c0.327<0.001粗脂肪 EE2.51b3.40a2.55b3.40a2.72b2.98ab0.063<0.001粗灰分 Ash3.73c3.41d4.17b3.95bc4.57a3.90bc0.040<0.001

2.3 全株玉米青貯的發(fā)酵品質(zhì)

全株玉米青貯的發(fā)酵品質(zhì)見表4、表5。所有處理的pH差異均不顯著(P>0.05)。在同一留茬高度下，中原單32的LA含量最高，且與陽光1號差異達到了顯著水平(P<0.05)；龍福208的AA含量顯著高于陽光1號和中原單32(P<0.05)，但陽光1號與中原單32間差異不顯著(P>0.05)；對于LA/AA，中原單32在49 cm留茬高度下達到最大，與陽光1號差異不顯著(P>0.05)，但顯著高于龍福208(P<0.05)。隨著留茬高度的增加，龍福208的LA含量顯著提高(P<0.05)；3個玉米品種的氨態(tài)氮/總氮(NH3-N/TN)顯著下降(P<0.05)；各處理均未檢測到PA和BA。

表4 全株玉米青貯的pH和氨態(tài)氮/總氮Table 4 pH and NH3-N/TN of whole plant corn silage

表5 全株玉米青貯的有機酸含量(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 5 Organic acid contents of whole plant corn silage (DM basis) %

“—”表示未測出?！啊?indicated non-detected.

2.4 全株玉米青貯RFV

由青貯后NDF、ADF含量計算各處理發(fā)酵后RFV，結(jié)果見圖1。提高留茬高度會顯著增加全株玉米青貯的RFV(P<0.05)，且不同品種在同一留茬高度下差異顯著(P<0.05)。其中陽光1號在49 cm留茬高度下RFV最高。且當(dāng)留茬高度為19 cm時陽光1號的RFV與留茬高度為49 cm的中原單32、龍福208的RFV相近，差異不顯著(P>0.05)。

2.5 全株玉米青貯的瘤胃降解率

全株玉米青貯的瘤胃降解率見表6。在同一留茬高度下，陽光1號的各時間點瘤胃DMD和粗蛋白質(zhì)降解率(CPD)最高，與其他2個品種的差異在48 h達到顯著水平(P<0.05)；而3個品種的瘤胃中性洗滌纖維降解率(NDFD)在不同時間點則表現(xiàn)不一。隨著留茬高度的增加，同一時間點、同一品種瘤胃DMD增加，且在48 h中原單32和龍福208變化達到顯著水平(P<0.05)，但陽光1號變化不顯著(P>0.05)。隨著降解時間的延長，留茬高度為49 cm的陽光1號的瘤胃DMD達到最大，與19 cm留茬高度下差異不顯著(P>0.05)。隨著留茬高度的增加，同一品種瘤胃NDFD呈下降趨勢，48 h時陽光1號與中原單32變化達到了顯著水平(P<0.05)，在不同品種間，留茬高度為49 cm的陽光1號的瘤胃NDFD與留茬高度19 cm的中原單32相近，差異不顯著(P>0.05)。

3 討 論

3.1 全株玉米的營養(yǎng)成分含量

陽光1號、中原單32和龍福208是我國東北地區(qū)廣泛種植的玉米青貯品種，不同品種間營養(yǎng)特性差異顯著。其中陽光1號淀粉含量較高，NDF和ADF含量較低；中原單32 CP含量較高；龍福208除CP含量最低外，其他營養(yǎng)成分含量介于二者之間，但該品種具有較高的生物產(chǎn)量。本試驗對3個品種全株玉米營養(yǎng)成分含量測定結(jié)果與戚長秋等[5]、武金革等[6]對東北地區(qū)多個常見玉米青貯品種的研究結(jié)果一致。

數(shù)據(jù)柱形標(biāo)注不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。
Data columns with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05).
圖1全株玉米青貯的相對飼喂價值
Fig.1 RFV of whole plant corn silage

表6 全株玉米青貯的瘤胃降解率(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 6 Ruminal degradation rate of whole plant corn silage (air-dry basis) %

研究顯示，全株玉米的青貯品質(zhì)及生物產(chǎn)量和品種特性直接相關(guān)外，與其留茬高度的控制也密切相關(guān)，且不同品種其留茬高度不同也會顯著影響青貯后的營養(yǎng)品質(zhì)。丁雪等[18]研究表明，玉米秸稈的葉片CP含量最高，莖皮的ADF含量最高，不同部位營養(yǎng)特性具有較大差異，留茬高度的不同會影響全株玉米中秸稈、葉片、穗等部位所占的比例，進而影響全株玉米青貯的營養(yǎng)價值。但Neylon等[7]以及Lynch等[9]研究認為，由于提高留茬高度可能會降低全株玉米青貯過程中的緩沖能力，從而導(dǎo)致發(fā)酵指標(biāo)差異不顯著。因而本試驗認為對于不同特性玉米品種而言，并非提高留茬高度會顯著改善發(fā)酵后品質(zhì)，而應(yīng)根據(jù)其自身營養(yǎng)特性，選擇合適的留茬高度取向。

3.2 全株玉米青貯營養(yǎng)成分含量

發(fā)酵完成后對營養(yǎng)成分及淀粉含量進行檢測，比較DM含量可知，全株玉米青貯的DM含量較青貯前降低，且提高留茬高度減少了DM損失。本試驗中，在6個處理中陽光1號在49 cm留茬高度下DM含量最高，在同一留茬高度下，顯著高于其他品種，但與品種中原單32在19 cm留茬高度下的DM含量差異不顯著，說明由品種間不同營養(yǎng)特性導(dǎo)致的發(fā)酵后品質(zhì)差異是十分明顯的。NDF、ADF以及CP含量相比于青貯前呈現(xiàn)輕微增加的趨勢，但幅度較小，可能是由于青貯后DM損失導(dǎo)致其相對含量發(fā)生變化。3個品種在2個不同留茬高度處理下發(fā)酵后pH差異不顯著，同Lynch等[9]的結(jié)果一致，可能是由于增加留茬高度降低了發(fā)酵的緩沖能力，且發(fā)酵時間充足，pH近于穩(wěn)定。數(shù)據(jù)顯示，提高留茬高度顯著降低了NH3-N/TN，但對于CP含量較高的玉米品種中原單32，其在49 cm留茬高度下的NH3-N/TN仍顯著高于19 cm留茬高度下陽光1號的NH3-N/TN，具有較高的蛋白質(zhì)分解量。而對于淀粉含量較高、NDF含量較低的品種陽光1號，其NH3-N/TN在2個留茬高度下均較低，發(fā)酵效果更好。因而本試驗認為，對于淀粉含量較高且NDF含量偏低的如陽光1號，其在普通留茬高度以及較高留茬高度下發(fā)酵均能達到較好狀態(tài)。

據(jù)本試驗中RFV結(jié)果，提高留茬高度會顯著增加全株玉米青貯的RFV，其中陽光1號在2個留茬高度下均較高，且當(dāng)留茬高度為19 cm時陽光1號的RFV與留茬高度為49 cm的中原單32、龍福208的RFV差異不顯著，說明對于高淀粉低纖維品種如陽光1號，其在較低留茬高度下，仍有較高的RFV。

3.3 全株玉米青貯的瘤胃降解率

本試驗中，隨著留茬高度的增加，各品種全株玉米青貯的瘤胃DMD和CPD增加，該結(jié)果與Lynch等[9]研究一致。在6個處理中，各品種在不同時間點的瘤胃DMD表現(xiàn)不同，可能是由于品種間營養(yǎng)特性的差異，而使快速降解部分、慢速降解部分含量以及降解速率不同所致；但在48 h時49 cm留茬高度的陽光1號的瘤胃DMD達到最大，與19 cm留茬高度處理差異不顯著，但顯著高于其他2個品種在該時間點的瘤胃DMD。研究認為，對于全株玉米青貯24、30和48 h的瘤胃NDFD可作為其生物評價相關(guān)指標(biāo)，因而在本試驗中測定了上述3個關(guān)鍵時間點瘤胃NDFD[7,9,19]，其中在24 h降解率較低，隨后快速增加，陽光1號19 cm留茬高度處理在48 h瘤胃NDFD達到最大；本試驗中隨著留茬高度的升高，瘤胃NDFD呈降低趨勢，與Lynch等[9]研究結(jié)果一致，與Neylon等[7]和Caetano等[8]研究結(jié)果相反，但隨著降解時間的延長，此降低趨勢的幅度逐漸減小，可能是由于全株玉米青貯中NDF含量較高，可達50%左右，在瘤胃中降解速率較慢，在24、30、48 h這3個時間點NDF降解不完全，且在2種留茬高度下快速降解部分、慢速降解部分含量差異較大，導(dǎo)致在低留茬高度下瘤胃NDFD較高。因而，本試驗認為，保證全株玉米青貯瘤胃DMD及NDFD的同時，增加單位土地面積的青貯產(chǎn)量，對于高淀粉低纖維品種如陽光1號可降低留茬高度，以獲得更高的產(chǎn)量和良好的青貯發(fā)酵品質(zhì)，而對于高蛋白質(zhì)或高纖維含量的品種可提高留茬高度，以增加瘤胃降解率。

4 結(jié) 論

① 增加留茬高度可提高全株玉米青貯的DM、CP、淀粉含量，降低NDF含量，以及減弱發(fā)酵過程的緩沖性，從而對發(fā)酵品質(zhì)影響較小。

② 對于高淀粉低纖維類玉米品種如陽光1號，可選擇較低留茬高度，以獲得品質(zhì)、產(chǎn)量最大化。

③ 高蛋白質(zhì)或高產(chǎn)量玉米品種如中原單32、龍福208，可適當(dāng)提高留茬高度，改善青貯品質(zhì)。