不同品種和青貯方式對玉米青貯品質(zhì)影響的研究進(jìn)展

鄭 美，李 娟，孫峰成，李 福，張德健，王金玲

（1.內(nèi)蒙古大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070；2.牧草與特色作物生物技術(shù)教育部重點實驗室，內(nèi)蒙古 呼和浩特010070；3.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；4.內(nèi)蒙古種星種業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

近年來經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得人們對食品的質(zhì)量需求有了很大的提升，優(yōu)質(zhì)的肉類以及奶制品逐步受到民眾的青睞。內(nèi)蒙古是我國畜牧業(yè)主要發(fā)展地區(qū)之一，畜牧業(yè)發(fā)達(dá)，且以奶制品為主的生產(chǎn)企業(yè)較多。玉米作為畜牧業(yè)生產(chǎn)的主要飼料來源，需求量較大，優(yōu)質(zhì)的飼草料對該地區(qū)的畜牧業(yè)發(fā)展尤為重要。另外，該地區(qū)還是種植玉米的優(yōu)勢地區(qū)之一[1]，玉米產(chǎn)量較高，但利用情況不容樂觀?？v觀整個農(nóng)牧業(yè)發(fā)展歷程，青貯是一項提高玉米秸稈利用率并可高效解決牲畜冬季食物匱乏問題的重要技術(shù)。青貯主要通過微生物（乳酸菌）的活動，將動物難以消化的纖維素進(jìn)行一定程度的分解轉(zhuǎn)化，使玉米秸稈變得柔軟多汁，增強(qiáng)了適口性[2]，且青貯后中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量降低[3]。筆者對以玉米為原材料制備青貯料的品種選擇、青貯技術(shù)等進(jìn)行了綜述，以期為內(nèi)蒙古地區(qū)的青貯飼料制備提供參考。

1 青貯玉米品種及栽培

1.1 青貯玉米品種

玉米品種主要為普通型玉米和專用型玉米（青貯專用型、甜糯型、爆裂型等）。青貯玉米包括專用型青貯玉米、糧飼兼用型青貯玉米、糧飼通用型青貯玉米[4]。專用型青貯玉米相對普通玉米來說植株高大、莖稈粗壯[5]；糧飼兼用型玉米在籽粒成熟后莖稈依然保持鮮綠且產(chǎn)量高于普通玉米[6]；糧飼通用型玉米完全成熟時收獲籽?？勺黾Z食和飼料，在2/3～3/4 乳腺期時收獲植株鮮綠可作青貯飼料。2019年內(nèi)蒙古87個玉米品種通過審定，2020年國家審定玉米品種43個，內(nèi)蒙古備案引種玉米品種93個，常栽玉米品種為先玉335、金創(chuàng)998、種星七號、鄭單958、德美亞1號、隆平702 等。由于內(nèi)蒙古東西地域跨度大，氣候相差較大，學(xué)者對最適青貯玉米品種的選擇觀點不同。李凱等[7]研究表明，東科301、種星青飼1號、京科青貯205為內(nèi)蒙古包頭地區(qū)最適種植青貯玉米品種。郝林風(fēng)等[8]綜合內(nèi)蒙古巴彥淖爾地區(qū)15個青貯玉米品種的種植和生長狀況，篩選出了4個適宜在水肥條件較好地區(qū)種植的青貯玉米品種。逯海林等[9]研究表明，沁單712、秦龍9號適宜在內(nèi)蒙古烏蘭察布市種植。楊曉松等[10]篩選出的京科青貯516、金陵青貯17號、桂青貯1號、華亦1204 適宜在內(nèi)蒙古通遼地區(qū)種植?？陆ㄎ涞萚11]研究認(rèn)為，金陵青貯377 適宜在內(nèi)蒙古通遼北部地區(qū)種植。高麗輝等[12]研究認(rèn)為，北農(nóng)青貯368、京科968、北農(nóng)青貯208、京科青貯516、大京九26 適宜在內(nèi)蒙古通遼地區(qū)種植。劉文景等[13]以先玉335為對照，篩選出適宜內(nèi)蒙古呼倫貝爾市阿榮旗種植的玉米品種北農(nóng)青貯3740。羅繼宇等[14]研究了34個玉米品種在赤峰市的生長狀況，結(jié)果表明，沈玉33號、利禾1、京科青貯205 適宜在該地區(qū)種植。趙牧其爾等[15]研究了適宜內(nèi)蒙古赤峰地區(qū)種植的青貯玉米品種，結(jié)果表明，青貯1號青貯后品質(zhì)最佳，適宜在內(nèi)蒙古赤峰地區(qū)推廣種植，可作為青貯飼料制備的原料。張小娟等[16]研究認(rèn)為，先玉508、雅玉青貯26、錦玉青貯28適宜在山西北部地區(qū)種植。李國平等[17]篩選了適宜云南地區(qū)種植的青貯玉米品種，試驗表明，專用型青貯玉米的農(nóng)藝性狀優(yōu)于普通玉米。楊浩哲等[18]研究表明，雅玉青貯8號在營養(yǎng)成分上和普通國審玉米品種幾乎無差異，但其生物產(chǎn)量顯著高于其他玉米品種且綠葉保持時間較長、持水性好，適合作為青貯原材料。帖翠梅等[19]對20個不同玉米品種的桶裝全株青貯品質(zhì)進(jìn)行了評價，其中5個品種的產(chǎn)量達(dá)到400 kg/hm2以上，同時青貯品質(zhì)良好，適宜推廣。李劍楠等[20]則與以上學(xué)者觀點不同，認(rèn)為糧飼兼用型玉米更適合作為青貯材料。馮長松等[21]研究結(jié)果與王躍卿等[22]相近，認(rèn)為以全株糧飼兼用型玉米作為青貯的原材料，不但可以提高青貯品質(zhì)，還能提高玉米秸稈的綜合利用率，優(yōu)于專用型青貯玉米。

1.2 青貯玉米的栽培

不同玉米品種之間，營養(yǎng)成分差異較大，對青貯發(fā)酵品質(zhì)有較大影響[23-24]。種植環(huán)境影響植株攜帶的微生物種類，GUAN[25]對我國西南地區(qū)不同生態(tài)區(qū)域的青貯發(fā)酵品質(zhì)及微生物的研究表明，降雨量和濕度會影響玉米秸稈的附生微生物種類。此外，不同的肥料處理也會對玉米營養(yǎng)組成造成差異[26]。種植密度、品種、收獲期的不同均對玉米品質(zhì)有顯著的影響[27]。隨著種植密度的增加，青貯料中的NDF和ADF 以及粗脂肪的含量均呈上升趨勢，而粗蛋白、淀粉和可溶性碳水化合物含量則呈下降趨勢[28-31]。玉米收獲期越長，粗蛋白含量越低，纖維素含量越高，青貯后品質(zhì)越低。目前市場上的青貯玉米品種繁多、栽培技術(shù)籠統(tǒng)，針對不同品種栽培技術(shù)研究較少，且眾多品種之間營養(yǎng)物質(zhì)大同小異，青貯發(fā)酵后高品質(zhì)的青貯料甚少。

1.3 青貯玉米的生產(chǎn)

據(jù)史料記載，早在古埃及鼎盛期就有人掌握了青貯技術(shù)。我國對青貯技術(shù)的掌握及推廣相對較晚，發(fā)展速度也較為緩慢，但近年來，由于畜牧業(yè)發(fā)展，青貯技術(shù)已逐漸被掌握并應(yīng)用于各大養(yǎng)殖戶及飼料廠。目前我國青貯料的制備以糧飼兼用型玉米為主，青貯后品質(zhì)較佳，同時提高了利用率。自2015年我國開始實施“糧改飼”政策以來，截至2017年內(nèi)蒙古普通型玉米種植面積減少了約66.67 萬hm2，而專用型青貯玉米種植面積提升到了65.53 萬hm2，專用型青貯玉米比重大、種植粗放、利用率低的問題逐步顯現(xiàn)。北方地區(qū)氣候寒冷，適宜栽培的青貯玉米品種極少，大部分玉米品種在該地區(qū)無霜期來臨前無法成熟，只有部分早熟、極早熟品種可在該地區(qū)栽培。

綜上所述，最適青貯玉米品種應(yīng)根據(jù)地區(qū)的土壤類型、氣候特點等進(jìn)行針對性種植。如在內(nèi)蒙古北部積溫較低的地區(qū)（如呼倫貝爾），除了考慮到品種本身營養(yǎng)成分的問題，還要考慮到氣候等對其造成的影響。該地區(qū)相對來說地勢較為平坦、耕地面積較大、雨水也較為充沛，主要栽培作物為玉米，但冬季寒冷漫長、有效積溫較低，作物生長期較短，應(yīng)種植一些早熟、極早熟品種；而在西部較為干旱的地區(qū)（如烏蘭察布市）無霜期較長、風(fēng)沙大、降水量低、較為干旱，該地區(qū)在玉米品種選擇時除了考慮到品種本身營養(yǎng)成分的問題，還應(yīng)考慮到降雨對玉米生長及成熟過程的影響，應(yīng)選擇營養(yǎng)成分比例適合青貯且相對較為耐旱的早熟品種；在有效積溫相對較高且降雨較為充足的呼和浩特市、包頭市等，可以選擇較為晚熟且不耐旱的品種。在符合氣候環(huán)境的前提下最好選擇纖維素含量較低、可溶性碳水化合物含量較高、粗蛋白含量較高的品種作為青貯原材料。低纖維素含量有利于牲畜消化，且可提高適口性；可溶性碳水化合物含量高有利于青貯品質(zhì)的提高，可在發(fā)酵過程中產(chǎn)生較多乳酸，迅速降低pH值，達(dá)到最低的營養(yǎng)損耗和保持鮮綠的目的；蛋白質(zhì)是重要能源物質(zhì)之一，好的飼料應(yīng)具有較高的蛋白質(zhì)含量，從而為牲畜提供生長發(fā)育必需的氨基酸。

2 不同處理方式對青貯玉米發(fā)酵品質(zhì)的影響

2.1 切碎長度及壓實度對青貯品質(zhì)的影響

切碎長度對玉米青貯品質(zhì)有重要影響，切碎長度的縮短可以使乳酸含量顯著升高，而丁酸含量降低[32]。也有研究表明，切碎長度的縮短還可以降低青貯料的pH值和氨態(tài)氮的含量[33]。氨態(tài)氮占全氮比值可以衡量青貯料中蛋白質(zhì)的分解程度，比值越小則說明被分解蛋白質(zhì)越少，青貯料品質(zhì)越佳[34]。此外，切碎長度還對牲畜的消化吸收率有重要影響，相對較短的切碎長度更有利于牲畜的消化吸收[35]，越短的切碎長度越有利于提高淀粉的消化率[36]。切碎長度的縮短有利于青貯料品質(zhì)的提高可能在于切短可以使原材料更好地被壓實，減少了青貯袋中的空氣殘留，縮短了厭氧環(huán)境的形成時間，使得乳酸菌快速生長繁殖，產(chǎn)生大量乳酸，使pH值降低，達(dá)到了青貯保存的目的。壓實度對青貯過程中厭氧環(huán)境的形成有影響，增加壓實度可以減少發(fā)酵空間內(nèi)的空氣殘余，有利于提高青貯品質(zhì)[37]，壓實度越高越有利于厭氧環(huán)境的形成，可有效地抑制霉菌等有害菌的生長繁殖，降低青貯料腐敗的概率。有研究表明，增加壓實度可以提高青貯品質(zhì)及有氧穩(wěn)定性，600 kg/m3的壓實度下青貯品質(zhì)最佳，開袋后的有氧穩(wěn)定性也最好[38]。

2.2 全株青貯及添加劑對青貯品質(zhì)的影響

秸稈青貯含水量相對較低，不易壓實，且NDF和ADF 含量較高，青貯品質(zhì)不佳；而全株青貯收獲時期多為1/2～3/4 乳腺期，含水量適中、纖維含量相對較低、淀粉和糖類含量高[39]。玉米秸稈青貯添加乳酸菌可有效抑制青貯過程中梭菌等有害微生物的生長，減少青貯料中的毒素含量，提高飼料的安全性，并為反芻動物瘤胃創(chuàng)造良好的環(huán)境[40]。醋酸菌可氧化乙醇產(chǎn)生醋酸，抑制真菌的繁殖并延長青貯的有氧階段[41]。WEINBERG 等[42]和FILYA[43]也報道醋酸可提高青貯料的有氧穩(wěn)定性，并反映其保存性[44]。單獨添加異型乳酸菌可提高青貯品質(zhì)和有氧穩(wěn)定性，優(yōu)于復(fù)合添加劑和單一型同型乳酸菌[45]。何瑋等[46]研究表明，添加EM 菌、纖維素酶以及3 mL/kg 甲酸的處理方式，有利于青貯品質(zhì)的提高。在制備青貯料時，可以根據(jù)需求選擇合適的添加劑。若要縮短發(fā)酵時間可選擇活菌制劑的添加劑，可以在短時間內(nèi)提高有益菌群的數(shù)量，加快發(fā)酵速度；若要提高青貯料的蛋白質(zhì)含量，就應(yīng)選擇尿素一類的非菌劑添加劑。

2.3 青貯方式、混合青貯及青貯時間對青貯品質(zhì)的影響

傳統(tǒng)的青貯方式主要是窖貯和塔貯，這兩種青貯方式裝填費時耗力、取料不方便且開窖后容易引起二次發(fā)酵[47]。隨著科技的進(jìn)步，近年來新的青貯技術(shù)凸顯優(yōu)勢，如拉伸膜半干青貯技術(shù)，原材料經(jīng)過刈割粉碎后采用拉伸膜將其包裹進(jìn)行青貯發(fā)酵，既減少了營養(yǎng)物質(zhì)的損耗，也方便飼喂[48-51]。與此同時許多新型青貯設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，如方草、圓草打捆機(jī)，打捆與纏膜一體化聯(lián)合作業(yè)機(jī)、細(xì)碎物料打捆纏膜一體機(jī)等[52]，這些新型設(shè)備的出現(xiàn)加速了青貯技術(shù)的發(fā)展。

混合青貯主要針對原材料水分含量過高或過低不適合青貯以及原材料可溶性糖含量較低，不能為青貯發(fā)酵過程提供足夠的底物導(dǎo)致發(fā)酵失敗的情況。玉米秸稈和紫花苜?；旌锨噘A可溶性碳水化合物含量顯著高于紫花苜蓿單貯[53]。雒瑞瑞[54]研究認(rèn)為，玉米秸稈和馬鈴薯莖葉混合青貯感官評分高于兩者單貯，且可以促進(jìn)反芻動物對能量的利用以及降低瘤胃甲烷對環(huán)境造成的污染。封曄等[55]研究認(rèn)為，全株玉米與馬鈴薯莖葉混合青貯可顯著降低馬鈴薯莖葉的丁酸含量，提高青貯品質(zhì)。柳茜等[56]研究認(rèn)為，全株玉米與紅三葉混合青貯，在一定范圍內(nèi)隨著紅三葉添加比例的增加粗蛋白含量逐漸升高，同時酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量降低。此外，柳茜等[57]還對全株玉米和高粱混合青貯進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，各處理乳酸含量均高于全株玉米單貯，且乳酸含量隨著高粱比例的增加呈逐漸上升趨勢，全株玉米與高粱混合比例為5∶5 以及7∶3時，青貯效果最好。

青貯時間也是青貯過程中一個需要把控的關(guān)鍵因素。全株玉米青貯15 d 后乳酸菌豐度顯著增加，成為優(yōu)勢菌群，30 d 后微生物群落組成基本達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，青貯料的品質(zhì)最佳，可以投入使用[58]。之后隨著青貯時間的延長，可溶性碳水化合物含量有所降低，鈣和磷含量有所升高，粗蛋白含量趨于穩(wěn)定[59]。

青貯處理技術(shù)是青貯成敗的關(guān)鍵，在制備青貯料時，首先要在適宜的收獲期收獲，在1/2～3/4 乳腺期收獲營養(yǎng)成分比例最佳、含水量最適宜。切碎長度、壓實度通過影響微生物的活動而控制發(fā)酵的成敗。在19～37℃條件下，切碎長度越短、壓實度越高，乳酸菌的厭氧活動越得到促進(jìn)，發(fā)酵越成功。添加劑、全株青貯及混合青貯也影響著青貯料的品質(zhì)，這三者主要是在促進(jìn)發(fā)酵和提高發(fā)酵品質(zhì)、牲畜適口性方面起作用，在一定程度上添加合適比例的添加劑或與其他植物混合青貯可提高青貯料的品質(zhì)，在內(nèi)蒙古地區(qū)可嘗試將全株玉米與苜蓿、馬鈴薯莖葉等混合青貯。

3 展望

玉米在農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用，提高其利用率刻不容緩。以玉米為原材料制備青貯料時，品種選擇是發(fā)酵品質(zhì)好壞的前提，優(yōu)良的品種能為后期的發(fā)酵提供充足的能源；而青貯處理技術(shù)是青貯成敗的關(guān)鍵。因此，制備青貯料時在品種選擇方面應(yīng)做到因地制宜，合理利用；在青貯料制備方面應(yīng)多加探究，選擇最適合的預(yù)處理方式和青貯條件。目前對各地區(qū)最適青貯玉米品種選擇仍處于探索階段，內(nèi)蒙古各盟（市）及旗（縣）最適品種選擇及栽培技術(shù)還有待細(xì)化；針對全株糧飼兼用型玉米青貯發(fā)酵最佳時間研究較少，青貯過程中各營養(yǎng)成分變化規(guī)律還處于探索階段；機(jī)械化普及欠缺，許多偏遠(yuǎn)地區(qū)仍在使用傳統(tǒng)的飼料保存方法，青貯技術(shù)及設(shè)備普及有待加強(qiáng)。在未來的研究中還需要進(jìn)一步加大以上領(lǐng)域的研究力度，以期得到營養(yǎng)高、品質(zhì)佳、適口性好的青貯料。