影響玉米青貯產(chǎn)量和品質(zhì)的分析

(貴州省草業(yè)研究所， 貴陽 550006)

青貯(Silage)自問世以來就與玉米分割不開，其所用容器青貯窖(Silo)源于希臘Siors，意指貯藏玉米的坑[1]。1876年Francis Morris進(jìn)行了美國(guó)的首次全株玉米青貯，而且是地窖覆土青貯[2]，1877年法國(guó)農(nóng)學(xué)家Auguste Goffart最早報(bào)道了青貯窖玉米青貯經(jīng)驗(yàn)[3]；1943年王棟、盧得仁進(jìn)行了中國(guó)的首次全株玉米青貯調(diào)制研究[1]。伴隨著青貯調(diào)制于20世紀(jì)60年代以來得到巨大的發(fā)展并成為溫帶地區(qū)飼草保存的主導(dǎo)方法[4]，玉米青貯技術(shù)得到了廣泛的研究與推廣。

玉米青貯是一種主要的能量和纖維來源[5]，日糧中增加玉米青貯比例，能增加干物質(zhì)采食量[6]，能增加纖維的消化率[7]。用玉米青貯代替大麥青貯、紫花苜蓿等其他青貯的研究發(fā)現(xiàn)：隨玉米青貯比例增加，日糧干物質(zhì)的采食量[6]和消化率增加，淀粉的采食量增加[8]，產(chǎn)奶量增加[9-10]，乙酸摩爾比例減少，丙酸摩爾比例增加；隨玉米青貯比例增加，瘤胃氨態(tài)氮、糞氮[9]和尿氮降低及日糧氮用于分泌乳蛋白[10]增加，從而提高氮利用效率[10]，氨和氧化亞氮排放的潛力降低[9]；隨玉米青貯比例增加，腸道甲烷產(chǎn)量減少[8-10]，從而降低甲烷能損失[10]。即使用紫花苜蓿青貯時(shí)玉米青貯也應(yīng)占飼草的1/3到2/3才能達(dá)到利益最大化[11]。玉米青貯系統(tǒng)能補(bǔ)償高粱的低淀粉缺陷，比其有更高的奶產(chǎn)量、更低的甲烷能損失和全球變暖潛力[12]。因此玉米青貯具有巨大的優(yōu)越性。近年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)玉米青貯技術(shù)有著較大的革新，從青貯玉米品種選擇、栽培措施、災(zāi)害環(huán)境等方面進(jìn)行了大量的研究，改善了玉米青貯的產(chǎn)量、質(zhì)量、有氧穩(wěn)定性和動(dòng)物生產(chǎn)性能。

1 品 種

品種顯著影響玉米青貯的產(chǎn)量[13]和品質(zhì)[14]。干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為無分蘗型青貯玉米>普通粒用型玉米>分蘗型玉米[15]。普通粒用型玉米干質(zhì)量積累速率峰值出現(xiàn)在灌漿期，無分蘗型青貯玉米干質(zhì)量積累量及積累速率峰值均出現(xiàn)在灌漿期，分蘗型青貯玉米干質(zhì)量最大積累速率出現(xiàn)在乳熟期[15]。

雜交類型能影響玉米青貯品質(zhì)和發(fā)酵特性。BMR型(Brown Midrib Mutations)減少木質(zhì)素和增加中性洗滌纖維消化率[16]，產(chǎn)量低[17]，而LFY型(leafy)具有更多的穗上葉量[18]和較高的干物質(zhì)體外消化率[19]。LFY型玉米青貯的乙醇含量和pH值顯著高于BMR型的，可溶粗蛋白也有此趨勢(shì)，但其中性洗滌纖的體外消化率顯著低于BMR型的[20]。與BMR型相比，LFY型的淀粉全消化道消化率和體內(nèi)體外消化率更高，但干物質(zhì)消耗低，故飼料轉(zhuǎn)化率沒有雜交類型間的差別[21]。與同基因型正常玉米青貯相比，bm3(BrownMidrib3Mutation)玉米青貯的干物質(zhì)、有機(jī)物、中性洗滌纖和酸性洗滌纖的表觀消化率更大，含有bm3玉米青貯的日糧消化能和代謝能都更大[22]。

雜交類型還影響到動(dòng)物的生產(chǎn)性能。LFY型真實(shí)乳、能量校正乳和固體校正乳的產(chǎn)量低于BMR型，乳脂含量高于BMR型。與LFY型相比，BMR型的奶中尿素氮濃度低，但乳蛋白和乳糖產(chǎn)量高，干物質(zhì)采食量和奶及奶蛋白產(chǎn)量高[21]。與同基因型正常玉米青貯相比，bm3突變體玉米青貯降低淀粉在瘤胃和全消化道的消化率，但增加過瘤胃淀粉的消化率，增加微生物氮流入十二指腸，減少瘤胃氨濃度[23]。與飼喂傳統(tǒng)玉米青貯日糧的奶牛相比，飼喂BMR玉米青貯日糧的奶牛在泌乳高峰期后的干物質(zhì)采食量增加，維持更長(zhǎng)時(shí)間的高產(chǎn)奶量，進(jìn)而提高產(chǎn)奶量和乳蛋白產(chǎn)量[24]。與傳統(tǒng)玉米青貯相比，BMR玉米青貯提高纖維消化率和瘤胃乙酸產(chǎn)量，故增加奶牛奶、乳脂和能量校正乳產(chǎn)量[25]。bm3突變體玉米青貯降低瘤胃pH平均值和最低值，增加總揮發(fā)性脂肪酸[26]，通過增加中性洗滌纖維的瘤胃和過瘤胃消化率來增加全消化道效率[27]。與籽粒型玉米青貯相比，LFY型玉米青貯增加奶牛干物質(zhì)采食量、奶和奶蛋白產(chǎn)量[28]。

雜交類型還影響到動(dòng)物的采食行為。對(duì)初產(chǎn)奶牛，籽實(shí)-多葉型玉米青貯的采食時(shí)間比籽實(shí)型玉米青貯和多葉型玉米青貯多，但雜交類型對(duì)咀嚼時(shí)間沒有影響[19]。

抗玉米螟轉(zhuǎn)基因玉米青貯對(duì)綿羊和奶牛的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值沒有因?yàn)檗D(zhuǎn)基因而改變[29]，因此可以選擇抗性品種。

玉米品種選擇，尤其是雜種選擇是玉米青貯品質(zhì)和產(chǎn)量最重要的決策之一，根據(jù)上述研究，可根據(jù)動(dòng)物生產(chǎn)目的來挑選品種和雜交類型。

2 栽培措施

傳統(tǒng)耕作、最少耕作和免耕對(duì)玉米青貯鮮干產(chǎn)量的影響沒有顯著差異[13]，因此采用免耕以減少成本和耕作誘導(dǎo)的水土流失。玉米大豆間作產(chǎn)量與玉米單作接近，但蛋白含量顯著提高[30]，而玉米和30%的飼料花生混貯能夠提高發(fā)酵和營(yíng)養(yǎng)特征，二者間作提高青貯品質(zhì)[31]。因此，青貯玉米雖然蛋白含量低，但可采用與豆科植物間作以提高青貯品質(zhì)。

種植密度對(duì)玉米產(chǎn)量和青貯營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)均有顯著的影響，適當(dāng)?shù)卦黾臃N植密度可提高玉米的產(chǎn)量和青貯品質(zhì)[14]，能提高籽粒和整株玉米干物質(zhì)的產(chǎn)量[32]，但發(fā)現(xiàn)也有不會(huì)影響單株干物質(zhì)、粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和淀粉含量的情況[5]。玉米青貯干物質(zhì)產(chǎn)量和奶產(chǎn)量在行距38 cm時(shí)均大于在行距76 cm時(shí)，隨氮肥用量增加而二次曲線變化后穩(wěn)定[33]。縮短行距能提供植物更好的空間分布，且不改變形態(tài)組成和干物質(zhì)產(chǎn)量，最小行距分布能增加玉米的木質(zhì)素、中性洗滌纖維和總碳水化合物，縮短行距雖然減少了蛋白質(zhì)含量，但能提高土壤氮的有效性和植物對(duì)氮的利用效率[34]，表明適宜行距存在。因此適當(dāng)?shù)乜s短行距，增加種植密度有利于提高玉米青貯的產(chǎn)量和品質(zhì)。

水肥措施對(duì)玉米青貯產(chǎn)量和發(fā)酵品質(zhì)有顯著影響[35]，中等水平的灌水和氮肥處理的玉米產(chǎn)量和玉米青貯時(shí)的乳酸含量高，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)好。青貯玉米對(duì)鋅敏感，施用礦物態(tài)鋅和有機(jī)態(tài)鋅能夠消除鋅缺乏癥，增加產(chǎn)量[36]。

3 災(zāi)害環(huán)境

颶風(fēng)降低玉米青貯的泌乳凈能和中性洗滌纖維體外消化率，但提高灰分、 鋁、鈷、鐵和錳含量，有提高酵母菌數(shù)量的傾向，青貯發(fā)酵品質(zhì)與正常玉米青貯相似，但飼喂動(dòng)物有健康問題出現(xiàn)[37]。受凍害后的玉米仍然能夠成功青貯，接種微生物添加劑對(duì)奶牛飼喂效果沒有更好作用，反而降低了青貯干物質(zhì)采食量、乳蛋白、乳脂產(chǎn)量、乳脂校正乳和能量校正乳[38]。干旱和提高CO2濃度的玉米青貯沒有對(duì)綿羊的體溫和血液指標(biāo)產(chǎn)生影響[39]。干旱不能改變潛在降解率，但干物質(zhì)降解的動(dòng)力學(xué)效率降低了2%[40]。熱脅迫會(huì)加重干旱脅迫，大幅度降低干物質(zhì)產(chǎn)量和籽實(shí)發(fā)育[41]。高溫下貯藏能夠減少乳酸、正丙醇和乙醇產(chǎn)生量[42]。

災(zāi)害如澇災(zāi)和冰雹等對(duì)玉米青貯產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，國(guó)內(nèi)外研究甚少，因此需要加強(qiáng)此方面的研究以儲(chǔ)備和提高災(zāi)害后玉米青貯技術(shù)。

4 收獲期

收獲期對(duì)玉米青貯產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[18]也有巨大影響。目前，收獲期有5種表示方式：

1) 物候期是國(guó)內(nèi)常用指示收獲期的指標(biāo)，如乳熟期。乳熟前期的原料干物質(zhì)和可溶性碳水化合物含量最高，青貯粗蛋白含量最高，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量最低，且亞硝酸鹽含量最低，說明乳熟前期是適宜的收獲時(shí)期[35]。

2) 物候期+天數(shù)，如授粉后45 d。整株鮮產(chǎn)在授粉20～30 d較高，干產(chǎn)在40～50 d最高[43]。

3) 日期，如晚收期9月29日。有研究根據(jù)日期發(fā)現(xiàn)，晚收獲能提高潛在降解率但降低有效降解率[40]，盡管整株玉米干物質(zhì)產(chǎn)量隨收獲日期的推遲而減少，但整株玉米總消化養(yǎng)分由于籽粒總消化養(yǎng)分濃度增加而增加線性[32]。但日期由于各地氣候和播種日期差異而并不適合適宜收獲期的推廣。

4) 成熟度是國(guó)外常用指示收獲期的指標(biāo)，如半乳線期。青貯和籽粒產(chǎn)量隨成熟度提高而增加(直到42%處于黑層期)，青貯總消化養(yǎng)分隨成熟度提高呈二次曲線增加[44]。隨成熟度提高玉米青貯的產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量增加，中性洗滌纖維二次曲線增加，中性洗滌纖維消化率線性降低[45]。牛奶產(chǎn)量在玉米三分之二乳線期青貯的最高，在早期凹陷期最低，黑層期的玉米青貯干物質(zhì)、有機(jī)物、粗蛋白、酸性洗滌纖維和淀粉的全消化道消化率最低[46]。因此，最適宜時(shí)期在三分之二乳線期波動(dòng)。

5) 干物質(zhì)含量(DM%)，如32%DM表示干物質(zhì)含量為32%。研究發(fā)現(xiàn)，干物質(zhì)產(chǎn)量隨收獲時(shí)DM含量增加而顯著增加[47]，增加DM含量，能增加消化率和減少甲烷產(chǎn)量[48]，從而降低能量損失。雖然需要實(shí)際檢測(cè)，但DM%精確量化了收獲期，適合精準(zhǔn)化收獲。

無論采用何種表示方式，其潛在的原則是確定的適宜收獲期必須同時(shí)兼顧玉米青貯產(chǎn)量和品質(zhì)最好。

5 刈割高度

傳統(tǒng)全株玉米青貯采用齊地面刈割，而高位刈割青貯(High-cut silage)能夠改變青貯的干物質(zhì)、纖維和淀粉含量[49]。刈割高度不影響玉米青貯發(fā)酵特征和體外消化指數(shù)，但高位刈割的玉米青貯中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和灰分低，淀粉含量高[50]。高留茬玉米青貯飼喂肉牛沒有改變?nèi)赵鲋亍⒉墒沉?、胴體參數(shù)、肉品質(zhì)、最長(zhǎng)肌化學(xué)組成和脂肪酸組成，因此高留茬對(duì)飼養(yǎng)肉牛是不需要的[51]。

6 結(jié)論與展望

綜上，青貯玉米種植建議：根據(jù)動(dòng)物生產(chǎn)目的來挑選品種和雜交類型。適當(dāng)增加種植密度，并與豆科植物間作。

玉米青貯是最受歡迎和近年來全國(guó)性大力推廣使用的反芻動(dòng)物飼料來源，而澇災(zāi)、冰雹和沙塵暴等自然災(zāi)害和玉米病蟲害及防治措施對(duì)玉米青貯產(chǎn)量、品質(zhì)和動(dòng)物生產(chǎn)性能及產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，國(guó)內(nèi)外研究甚少，因此需要加強(qiáng)此方面的研究以儲(chǔ)備和提高災(zāi)害后玉米青貯技術(shù)。