黑龍江省規(guī)模化牧場2016—2017年全株玉米青貯質(zhì)量調(diào)查評估

趙雪嬌，劉 鑫，么恩悅，鄭 健，張永根

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150030）

自20世紀(jì)60年代開始，青貯飼料的生產(chǎn)大幅增加，并成為保存青綠飼料最主要的方法。全株玉米青貯是草食動物養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展不可或缺的基礎(chǔ)飼料之一，也是最經(jīng)濟(jì)的飼料[1]。隨著中國種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，以糧食和經(jīng)濟(jì)作物為主的二元結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榧Z食、飼用及經(jīng)濟(jì)作物協(xié)調(diào)發(fā)展的三元結(jié)構(gòu)。青貯玉米作為畜牧業(yè)主要的粗飼料來源將發(fā)揮重要作用。全株玉米青貯營養(yǎng)豐富、適口性好、易消化且保存期長，可提高奶牛產(chǎn)奶量，同時可實(shí)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[2-4]。品質(zhì)評定是對青貯飼料收貯全過程質(zhì)量優(yōu)劣的監(jiān)督，是提高青貯飼料利用效率的重要途徑和方法[5]。黑龍江省是我國奶牛養(yǎng)殖大省，據(jù)統(tǒng)計(jì)黑龍江省牛奶產(chǎn)量約占全國牛奶總產(chǎn)量的15%。因此，在節(jié)本增效的大環(huán)境下，玉米青貯的生產(chǎn)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、營養(yǎng)水平、發(fā)酵品質(zhì)和安全性應(yīng)更加受到重視。本試驗(yàn)通過采集黑龍江省規(guī)?；翀鲈?016—2017年生產(chǎn)的窖貯全株玉米青貯樣品，對其感官、營養(yǎng)價值、發(fā)酵品質(zhì)和瘤胃降解特性等進(jìn)行評定，在選種、種植、收割、貯藏和使用等方面進(jìn)行分析，旨在全面評價黑龍江省規(guī)模化牧場青貯質(zhì)量差異，掌握全株玉米青貯生產(chǎn)的關(guān)鍵控制點(diǎn)，為生產(chǎn)更加優(yōu)質(zhì)和合理利用全株玉米青貯提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)樣品采集 全株玉米青貯采集于2016—2017年黑龍江省規(guī)模化牧場，樣本量分別為25、20，采集地點(diǎn)主要包括哈爾濱市、齊齊哈爾市、大慶市、安達(dá)市、綏化市、尚志市、黑河市、密山市等。全株玉米青貯原料利用青貯收割機(jī)（克拉斯）收割于籽粒乳熟后期至蠟熟前期，即1/3～3/4乳線階段，其水分含量為65%～70%，切割長度為1.5 cm，利用重型鏟車裝窖壓實(shí)。樣品牧場的規(guī)模見表1。青貯樣品采集參照《飼料采樣》（GB/T 14699.1-2005）[6]進(jìn)行，采用九點(diǎn)采樣法在青貯窖取料切面進(jìn)行收集，-20℃保存，用于各項(xiàng)指標(biāo)測定。

1.2 感官評定及籽粒破碎度 根據(jù)德國農(nóng)業(yè)協(xié)會（DLG）評分法對嗅覺、結(jié)構(gòu)、色澤3項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評分，然后再按得分分為優(yōu)良、尚好、中等、下級4個等級[7]。通過無擠壓填裝1 L全株玉米青貯樣品，對其中50%完整度玉米粒進(jìn)行計(jì)數(shù)，不超過5粒為破碎良好。

表1 取樣牧場的養(yǎng)殖規(guī)模

1.3 常規(guī)營養(yǎng)價值評定 青貯樣品干物質(zhì)（DM）、粗蛋白質(zhì)（CP）、粗灰分（Ash）等常規(guī)營養(yǎng)含量按照AOAC方法[8]進(jìn)行分析；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（美國ANKOM Fiber Analyzer）進(jìn)行測定[9]；酸性洗滌不溶蛋白質(zhì)（ADICP）是將測定ADF剩余樣品袋剪碎，無損移入消解管底部，進(jìn)行消化和凱氏定氮（操作步驟同CP的測定）。淀粉含量利用淀粉總量檢測試劑盒（愛爾蘭Megazyme K-TSTA）進(jìn)行測定。

1.4 發(fā)酵指標(biāo)測定 取10 g新鮮樣品，加入90 mL去離子水，充分混勻后于4℃下浸提24 h，通過4層紗布過濾，所得液體一部分采用Sartorius PB-10型酸度計(jì)（賽多利斯科學(xué)儀器北京有限公司）測定pH；另一部分用于氨態(tài)氮（NH3-N）、乙酸（AA）、丙酸（PA）、丁酸（BA）和乳酸（LA）含量測定。NH3-N含量采用苯酚-次氯酸鈉比色法測定[10]，并計(jì)算氨態(tài)氮占總氮百分比（VBN/TN）；AA、PA和BA含量采用氣相色譜法（島津GC-2010）測定[11]；LA采用高效液相色譜法（Waters-600）測定[12]。同時參照青貯飼料質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)對發(fā)酵品質(zhì)進(jìn)行綜合評定，評分等級分為優(yōu)、良、可、差和極差5級[13]。

1.5 瘤胃降解率測定

1.5.1 試驗(yàn)動物及飼養(yǎng)管理 3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。日糧為全混合日糧（TMR），配方按照奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配制[14]，其組成及營養(yǎng)成分見表2。

表2 試驗(yàn)飼糧組成及營養(yǎng)成分（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.5.2 瘤胃降解率測定 稱取5 g粉碎經(jīng)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(diǎn)設(shè)2個平行。晨飼前投入試驗(yàn)動物瘤胃中，體內(nèi)培養(yǎng)30 h后取出，于自來水下細(xì)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、NDF含量，測定方法同常規(guī)營養(yǎng)指標(biāo)，并計(jì)算中性洗滌纖維瘤胃降解率（NDFD）。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件整理，SAS 9.2統(tǒng)計(jì)軟件中的ANOVA過程進(jìn)行單因素方差分析，平均值的多重比較采用Duncan's方法進(jìn)行，P＜0.05為差異顯著，變異幅度為最大值和最小值的差值，變異系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)誤占平均值的百分比。

2 結(jié) 果

2.1 全株玉米青貯感官及籽粒破碎度評定 如圖1所示，全株玉米青貯優(yōu)良、尚好和中等占比在2016年分別為60%、32%和8%，2017年分別為70%、25%和5%，連續(xù)2年未檢測到下級青貯。相比于2016年，2017年青貯質(zhì)量從感官評定方面，質(zhì)量有所上升。從圖2可知，相比于2016年，2017年1 L樣品中完整籽粒在5顆以下的樣品所占比例由72%達(dá)到了80%以上。

圖2 2016、2017年全株玉米青貯籽粒破碎度

2.2 全株玉米青貯常規(guī)營養(yǎng)價值評定 如表3所示，對于DM含量，2016年黑龍江省規(guī)模化牧場最大達(dá)44.2%，最小為23.68%，平均為30.81%，而2017年DM最大為35.98%，最低為21.27%，平均含量降至28.27%，與2016年相比達(dá)到了顯著水平（P＜0.05）。2016年黑龍江省規(guī)?；翀龅钠骄矸酆繛?1.03%，而2017年淀粉平均含量顯著上升（P＜0.05），并且其變異系數(shù)小于2016年，說明2017年黑龍江省不同牧場全株玉米青貯的淀粉含量更為穩(wěn)定。全株玉米青貯中NDF能夠提供大量的能量以及刺激反芻[15-16]。數(shù)據(jù)顯示，2016和2017年黑龍江省規(guī)?；翀鋈暧衩浊噘ANDF含量分別為47.28%和46.61%，含量有所下降（P＞0.05），且變異幅度下降。ADF結(jié)果與NDF相近。

2.3 全株玉米青貯發(fā)酵品質(zhì)評定

2.3.1 全株玉米青貯發(fā)酵指標(biāo)測定 pH和LA含量可直接反映全株玉米青貯發(fā)酵的好壞程度。由表4可知，2016、2017年黑龍江省規(guī)?；翀鋈暧衩浊噘ApH均低于4.0（P＞0.05），達(dá)到了較為優(yōu)質(zhì)的酸度。2016、2017年平均LA含量無顯著差異（P＞0.05），但2年的變異系數(shù)均較高，離散程度大。VBN/TN越高，其蛋白分解量越高，相比于2016年，2017年黑龍江省規(guī)?；翀鋈暧衩浊噘A的VBN/TN的平均值顯著下降（P＜0.05），且有更低的離散程度。此外，2016至2017年均有部分牧場的全株玉米青貯樣品檢測到BA，這對青貯品質(zhì)將產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。

2.3.2 發(fā)酵品質(zhì)的綜合評定 如圖3顯示，2016年優(yōu)、良、可級全株玉米青貯占64%、28%和8%，而2017年3個等級分別占比90%、5%和5%，連續(xù)2年未出現(xiàn)差和極差等青貯?？梢?，2017年青貯發(fā)酵品質(zhì)較2016年有較大提高。

2.4 全株玉米青貯瘤胃降解特性測定 全株玉米青貯DM含量對NDFD有直接影響。如圖4所示，隨著DM增大，NDFD降低，2016年規(guī)?；翀鋈暧衩浊噘ADM含量顯著高于2017年，而2017年樣品獲得了更大的NDFD。

表3 全株玉米青貯的營養(yǎng)成分（風(fēng)干基礎(chǔ)） %

表4 2016、2017年全株玉米青貯的發(fā)酵品質(zhì)

圖3 2016、2017年全株玉米青貯發(fā)酵品質(zhì)的綜合評定

圖4 全株玉米青貯30 h時的NDFD

3 討 論

3.1 全株玉米青貯感官及籽粒破碎度評定 感官評定可在牧場現(xiàn)場進(jìn)行，通過對氣味、質(zhì)地和色澤3方面評估，快速、便捷地對全株玉米青貯進(jìn)行初步品質(zhì)評定。本研究結(jié)果顯示，2017年評價優(yōu)級的全株玉米青貯所占比例高于2016年，分析認(rèn)為2017年黑龍江省規(guī)?；翀錾a(chǎn)的全株玉米青貯整體品質(zhì)更佳。影響籽粒破碎度的主要原因包括青貯收割機(jī)型號、切割長度的設(shè)定值以及切割機(jī)刀片的磨損程度等，籽粒破碎度直接影響奶牛對玉米籽實(shí)的消化率，好的籽粒破碎度可提高奶牛對淀粉的消化率，進(jìn)而提高產(chǎn)奶量。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，2017年黑龍江省規(guī)模化牧場全株玉米青貯的籽粒破碎度較2016年更好，但仍存在20%的牧場全株玉米青貯中完整度在一半以上的玉米顆粒數(shù)超過5粒（包括5粒），因此，在制作青貯過程中，要及時更換磨損的切割機(jī)刀片，嚴(yán)格把控切割長度，不易過長或過短。

3.2 全株玉米青貯營養(yǎng)成分評定 對于量化評定青貯飼料的品質(zhì)以及提高青貯飼料的利用效率，理化評定極為重要。本試驗(yàn)從DM、CP、淀粉、NDF、ADF、ADICP和Ash共7個指標(biāo)對全株玉米青貯的營養(yǎng)成分評定，這些指標(biāo)含量除與玉米青貯品種相關(guān)，還與制作、發(fā)酵工藝密切相關(guān)。其中DM含量直接影響奶牛配方中全株玉米青貯所占比例，進(jìn)而影響奶牛采食。本試驗(yàn)中，2016、2017年黑龍江省規(guī)模化牧場全株玉米青貯DM變異系數(shù)均偏大，且2016年青貯的平均DM含量較2017年更高，并存在部分牧場青貯DM含量偏高的現(xiàn)象，其原因可能是青貯玉米收獲過晚，除此之外，DM與青貯玉米的切割長度、制作時的壓實(shí)度相關(guān)，切割長度越短，DM含量越高，壓實(shí)度越大，DM含量越高[2]。淀粉主要存在于玉米的籽實(shí)當(dāng)中，牧場間全株玉米青貯的淀粉含量差距大，2016、2017年青貯淀粉含量的變異幅度分別為18.71、13.46，2017年較2016年青貯淀粉含量的變異幅度低，其原因有可能是收獲期不同，隨著生育期的推進(jìn)玉米的淀粉含量增加，但淀粉降解率下降，因此，青貯玉米適宜的收獲期在全株玉米抽絲期的第42～47天，其籽實(shí)乳熟程度能達(dá)到50%（1/2乳線期，部分籽實(shí)出現(xiàn)凹坑）[2]。2016、2017年黑龍江省規(guī)模化牧場的全株玉米青貯的平均CP含量相近，但2016、2017年青貯CP含量最大值分別為8.17、7.88，最小值分別為5.65、5.66，每年的最大與最小值相差較大。有研究表明，乳熟期與完熟期相比，其CP含量顯著增加[17]，建議嚴(yán)格控制適宜的收割期，以提高全株玉米青貯的CP含量。NDF、ADF含量同樣與玉米收獲期直接相關(guān)，收獲越晚，木質(zhì)化程度越大，NDF、ADF含量越高[18]。ADICP反映了青貯在發(fā)酵過程中的產(chǎn)熱狀況，發(fā)酵溫度過高時，部分蛋白質(zhì)分子會附著到纖維質(zhì)中，變成不可溶蛋白即中性或酸性洗滌不溶蛋白質(zhì)，對于玉米青貯和谷物青貯而言，ADICP在CP中占比應(yīng)小于12%，整個發(fā)酵過程的酸性洗滌不溶氮數(shù)據(jù)符合要求，表明青貯正常發(fā)酵，無長時間的高溫好氧發(fā)酵，2016、2017年青貯ADICP含量的變異系數(shù)均偏大，分別為27.5、37.55，可能是發(fā)生二次發(fā)酵產(chǎn)生，因此，貯存和取用過程中應(yīng)嚴(yán)格把控避免二次發(fā)酵。

3.3 全株玉米青貯發(fā)酵品質(zhì)評定 pH越低，LA含量越高，表明發(fā)酵效果越好。本試驗(yàn)中，2016、2017年所有青貯樣品的pH均低于4.0，表明青貯發(fā)酵較為充分，達(dá)到了長期保存的效果。LA含量變異系數(shù)較大、離散程度較高，其原因可能與牧場是否使用青貯添加劑、是否壓實(shí)、以及是否有氧發(fā)生非乳酸型發(fā)酵有關(guān)。2016年較2017年青貯VBN/TN的變異系數(shù)大，存在蛋白分解量較高的全株玉米青貯，其原因可能是有氧發(fā)生二次發(fā)酵，因此在貯存過程中要密封嚴(yán)實(shí)，取用過程建議使用取料機(jī)進(jìn)行取料。對于2016、2017年青貯中AA、PA、BA的變異系數(shù)均較大，尤其BA的變異系數(shù)分別達(dá)到了257.89、189.47，并且有牧場的青貯AA、PA、BA含量過高，表明在青貯制作過程中，某些牧場存在青貯制作時太干、堆置太慢或包裝不充分，長時間處于有氧階段的情況。連續(xù)2年樣品中均有部分檢出BA，可能是由于收割時水分含量過高或者缺乏充足的糖分導(dǎo)致，建議完全去除或少量使用此類青貯飼料。

3.4 全株玉米青貯瘤胃降解特性評定 研究表明，當(dāng)全株玉米青貯的籽粒乳熟度達(dá)到50%后，DM含量平均每天增加0.5%，這將直接影響NDF及NDFD水平[2]。當(dāng)飼喂具有較高NDFD的飼料時，飼料在瘤胃中流通率增加，使奶牛DM采食量增加，并提高牛奶量。此外，對于全株玉米青貯30 h時的NDFD可作為其生物評價相關(guān)指標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著DM的增大NDFD降低，并且在相同DM范圍內(nèi)2017年較2016年全株玉米青貯的NDFD高，其原因可能是因?yàn)橛衩椎氖斋@期不同，收獲期越晚，DM、NDF含量以及木質(zhì)化程度越高，NDFD越低[18]。

4 結(jié) 論

黑龍江省規(guī)?；翀?017年窖貯全株玉米青貯的DM含量相比于2016年有所下降，但籽粒破碎度、淀粉含量更高，發(fā)酵品質(zhì)更優(yōu)，且提高了青貯在奶牛瘤胃中的降解率。