收割和青貯時間對全株玉米青貯營養(yǎng)成分的影響

賈 森，于明珠，褚宏彬，趙 磊，尹天嬌，朱連欣

（綏化學(xué)院 農(nóng)業(yè)與水利工程學(xué)院，黑龍江綏化 152061）

玉米是集糧經(jīng)飼為一體的多元化、多用途作物。近幾年來，隨著畜牧業(yè)尤其是奶牛養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，青貯玉米種植面積逐年擴大，青貯玉米正逐步成為黑龍江省重要飼料作物之一。青貯玉米是反芻動物養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的主要粗飼料來源，其品質(zhì)的優(yōu)劣對畜產(chǎn)品質(zhì)量有直接影響（馬延華，2011）。青貯是一種常用的濕性作物保藏方法，乳酸菌在厭氧條件下將水溶性碳水化合物轉(zhuǎn)化為有機酸，主要是乳酸，pH 降低，可以避免作物腐敗進而被長期保存。成熟期是決定玉米青貯飼料營養(yǎng)價值的重要因素。玉米營養(yǎng)成分的變化主要發(fā)生在成熟期早期。在凹陷早期干物質(zhì)含量低，水溶性碳水化合物含量高，但消化率沒有降低。乳線消失期干物質(zhì)含量最高，但由于淀粉積累，水溶性碳水化合物含量急劇下降，影響玉米的青貯品質(zhì)（許慶方等，2009）。有研究報道，全株玉米青貯飼料中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的濃度隨成熟度從凹陷期階段降低到2/3 乳線階段，但從2/3 乳線階段到乳線消失階段無顯著變化（Johnson 等，2001）。Russell 等（1992）報道了玉米青貯飼料干物質(zhì)體外降解性隨成熟度的提高而降低，且與中性洗滌纖維和木質(zhì)素含量高度相關(guān)。近年來對全株玉米的研究表明，隨著成熟度的提高，水溶性碳水化合物、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維和粗蛋白質(zhì)的含量呈下降趨勢，干物質(zhì)和淀粉含量呈上升趨勢（閆貴龍等，2010）。但玉米青貯飼料成熟度與日糧攝入量、產(chǎn)奶量、乳成分產(chǎn)量、營養(yǎng)物質(zhì)消化率之間的關(guān)系并不一致。因此，本研究旨在評價不同成熟度和青貯時間對實驗室條件下全株玉米青貯飼料營養(yǎng)價值和好氧穩(wěn)定性的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計 本試驗選擇4 個成熟期的玉米作為試驗材料，即凹陷期（籽粒頂部凹陷）、1/3 乳線期、2/3 乳線期和乳線消失期。整株玉米切碎后裝入1.5 L 的厭氧罐中發(fā)酵2、4、8、15 和90 d，每個處理有3 個發(fā)酵罐，發(fā)酵罐存放在溫度為25 ～28℃的室內(nèi)。

1.2 化學(xué)分析 試驗結(jié)束后，分析新鮮和不同青貯時間青貯玉米的化學(xué)成分。采用平板計數(shù)法測定青貯玉米的微生物含量。青貯90 d 后對青貯玉米進行為期5 d 的好氧穩(wěn)定性試驗（Ashbell 等，1991）。

1.3 數(shù)據(jù)分析 試驗結(jié)果采用SAS 軟件進行單因素方差分析，采用Ducan’s 法進行多重比較，結(jié)果以均值表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同收割時期玉米的特點 由表1 可知，玉米的成熟時間對干物質(zhì)含量和產(chǎn)量具有顯著影響（P ＜0.05），其中乳線消失期最高。

表1 不同收割時期玉米的特點

2.2 新鮮和青貯玉米化學(xué)成分分析 由表2 可知，乳線消失期玉米的pH 最高，而凹陷期玉米可溶性糖含量最高，之后隨著成熟度的增加而降低。玉米發(fā)酵后可溶性糖含量降低，同時也伴隨著pH的改變。可溶性糖的利用和乳酸的產(chǎn)生與玉米青貯飼料pH 的變化相對應(yīng)。與凹陷期、1/3 乳線期和2/3 乳線期相比，乳線消失期玉米青貯飼料pH下降較慢。1/3 乳線期、2/3 乳線期和乳線消失期青貯飼料的pH 仍然較低，即使在有氧處理的5d內(nèi)也是如此。由表2 可以看出，乳酸是4 種青貯玉米中主要的有機發(fā)酵產(chǎn)物，其他發(fā)酵產(chǎn)物為乙酸、丙酸、丁酸和乙醇。凹陷期青貯玉米中乙酸含量最低，乳酸最高，而1/3 乳線期、2/3 乳線期和乳線消失期青貯飼料中乙酸含量最低，乳酸最高（P＜0.05），丙酸、丁酸含量均較低。凹陷期青貯玉米的乙醇含量和失重率均高于1/3 乳線期、2/3 乳線期和乳線消失期青貯玉米（P ＜0.05）。

表2 新鮮和青貯玉米化學(xué)成分分析 g/kg

2.3 新鮮和青貯玉米微生物分析 由表3 可知，在新鮮玉米的4 個成熟期，乳酸桿菌、酵母菌和霉菌數(shù)量都很低。新鮮玉米的乳酸桿菌數(shù)量很低，但隨著青貯時間的增加逐漸增高。在青貯15、90 d 時，與1/3 乳線期、2/3 乳線期和乳線消失期青貯玉米相比，凹陷期玉米青貯的酵母和霉菌數(shù)量更高。

表3 新鮮和青貯玉米微生物分析 log cfu/g

2.4 青貯玉米好氧穩(wěn)定性分析 由表4 可知，好氧條件下1/3 乳線期、2/3 乳線期和乳線消失期青貯玉米好氧穩(wěn)定性指標穩(wěn)定，而凹陷期青貯玉米的pH 和CO2產(chǎn)量均高于其他青貯玉米（P＜0.05）。因此，與其他青貯飼料相比，凹陷期青貯玉米在有氧條件下的變質(zhì)速度更快。

表4 青貯玉米好氧穩(wěn)定性分析

2.5 新鮮玉米和青貯90 d 后養(yǎng)分分析 由表5可知，新鮮和青貯玉米的中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、半纖維素和纖維素在乳線消失期最低，在凹陷期最高，而酸性洗滌木質(zhì)素含量在乳線消失期最高，凹陷期最低。青貯玉米的粗蛋白質(zhì)和灰分含量隨成熟度的增加而降低。

2.6 體外瘤胃對青貯90 d 后玉米降解的影響 由表6 可知，青貯玉米的干物質(zhì)、有機物降解性和可降解產(chǎn)量隨成熟度的增加而增加，由凹陷期增加到2/3 乳線期，之后在乳線消失期下降，其中干物質(zhì)、有機物降解性和可降解產(chǎn)量最高的是2/3乳線期。青貯玉米中性洗滌纖維降解性隨成熟度的增加而降低。中性洗滌纖維可降解性和可降解量在乳線消失期最低。

表5 新鮮玉米和青貯90 d 后養(yǎng)分分析 g/kg

表6 體外瘤胃對青貯90 d 后玉米降解的影響

3 討論

全株玉米是一種很好的牧草，但其青貯品質(zhì)取決于收獲時的成熟階段（Johnson 等，2001）。在本研究中，玉米從凹陷期到乳線消失期的干物質(zhì)和營養(yǎng)成分含量發(fā)生變化。由于水溶性碳水化合物濃度較高，發(fā)酵范圍較廣，高水分青貯玉米的pH 較低，凹陷期玉米青貯料的發(fā)酵導(dǎo)致發(fā)酵損失較大。結(jié)果表明，與1/3、2/3 乳線期和乳線消失期青貯玉米相比，凹陷期青貯玉米在90 d 青貯期結(jié)束時乙醇濃度和失重均有所增加。凹陷期青貯玉米的乳酸濃度高于1/3 和2/3 乳線期和乳線消失期青貯玉米，反映了青貯玉米pH 的差異，這是由于水溶性碳水化合物濃度較高所致。1/3、2/3 乳線期、凹陷期和乳線消失期青貯玉米的化學(xué)和微生物組成與Johnson 等（2001）、Bal 等（1997）的研究一致。所有青貯玉米在1/3、2/3 乳線期、凹陷期和黑線成熟期均具有良好的青貯性能。

1/3、2/3 乳線期凹陷和乳線消失期青貯玉米表現(xiàn)出良好的好氧穩(wěn)定性，比凹陷期青貯玉米產(chǎn)生更多的乙酸。劉秦華等（2009）發(fā)現(xiàn)，乙酸、丙酸和丁酸等揮發(fā)性脂肪酸抑制青貯飼料中需氧酵母和霉菌的生長，這與本試驗結(jié)果一致。凹陷期青貯玉米產(chǎn)生的二氧化碳較多，不利于好氧穩(wěn)定性，且在好氧條件下變質(zhì)較快，從本試驗得到的二氧化碳和酵母含量中可以明顯看出。全株玉米中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的濃度通過青貯后有所降低，全株玉米中性洗滌纖維的營養(yǎng)價值隨成熟度的增加而降低，這主要表現(xiàn)在酸性洗滌木質(zhì)素的增加和粗蛋白質(zhì)含量的降低。凹陷乳線消失期玉米成熟期越長，青貯后養(yǎng)分含量越高，中性洗滌纖維含量越低。

2/3 乳線期青貯玉米干物質(zhì)和有機物的可降解性最高，且可降解產(chǎn)量也表現(xiàn)為最高。Johnson等（1999）報道了青貯玉米中中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的濃度隨成熟度從乳線期到乳線消失期的降低而降低。在本研究中，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量的降低導(dǎo)致了2/3 乳線成熟期青貯玉米的干物質(zhì)和有機物降解性較高，F(xiàn)ilya（2001）報道了中性洗滌纖維含量的降低導(dǎo)致了青貯玉米中干物質(zhì)和有機物降解性較高。中性洗滌纖維在凹陷期、1/3 和2/3 乳線期3 個階段的降解性相似，且高于乳線消失期。由于中性洗滌纖維含量在凹陷期、1/3 和2/3 乳線期階段較高，尤其是可降解中性洗滌纖維隨成熟度的增加呈下降趨勢，乳線消失期階段最低，這與Bal 等（1997）的研究結(jié)果類似。

4 結(jié)論

全株玉米具有良好的青貯特性，特別是在1/3和2/3 乳線期兩個階段，其中干物質(zhì)和有機物的可降解性最高，可降解干物質(zhì)和有機物的產(chǎn)量在2/3 乳線期最高。中性洗滌纖維的降解性在凹陷期階段最高，但在2/3 乳線期階段的中性洗滌纖維降解率最高。玉米的最佳收割時間是在2/3 乳線期，其可以提高玉米青貯的養(yǎng)分產(chǎn)量。