不同種植密度對(duì)全株青貯玉米發(fā)酵飼料品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分分析

聶 寧，陳興懿

（1.貴州農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，貴州貴陽(yáng) 550000；2.貴州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州都勻 558013）

玉米是我國(guó)重要的糧食作物（曾輝等，2017），其莖葉中含量豐富的纖維素復(fù)合體，不僅嚴(yán)重影響畜禽對(duì)纖維素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，同時(shí)也阻礙了蛋白質(zhì)、糖類、淀粉等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的釋放（任雙豐，2011）。因此，使用酶制劑（纖維素酶、木聚糖酶等）和菌制劑（酵母菌、乳酸菌等）對(duì)玉米秸稈或全株玉米進(jìn)行發(fā)酵處理不僅能提高其中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，同時(shí)也能增強(qiáng)畜禽對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率（呂文龍等，2011）。其中，全株青貯玉米是將包括玉米籽粒、葉、莖在內(nèi)的整個(gè)玉米植株采摘并切碎后進(jìn)行發(fā)酵處理后制備成畜禽優(yōu)質(zhì)粗飼料的一種方法（李松澤等，2019）。全株玉米青貯不僅能有效利用全部玉米植株，同時(shí)也能有效提高肉奶牛等反芻動(dòng)物的飼料轉(zhuǎn)化率（楊光興和李剛，2021）。研究表明，使用全株青貯玉米能顯著增加奶牛乳產(chǎn)量，有效減少精飼料消耗（張帥等，2020）。因此，高質(zhì)量全株青貯玉米的制備已經(jīng)是當(dāng)前肉奶牛等反芻動(dòng)物的養(yǎng)殖重點(diǎn)。研究表明，除發(fā)酵制劑外，品種、灌溉方式、種植密度和氣候等因素都能在不同程度上影響全株青貯玉米的質(zhì)量。因此，本試驗(yàn)以華牧3 號(hào)青貯玉米為研究對(duì)象，探究不同種植密度對(duì)全株青貯玉米發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分的影響，以期為全株青貯玉米研究和土地資源的合理利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)選用的青貯玉米品種為華牧3 號(hào)，試驗(yàn)場(chǎng)位于遼寧某農(nóng)場(chǎng)，在試驗(yàn)區(qū)和地力條件一致的前提下，參考管其鋒（2021）的標(biāo)準(zhǔn)劃分低中高3 個(gè)種植密度，分別為6×104、7.5×104和9×104株/hm2，播種后以玉米籽粒乳線達(dá)50% 為收割條件。

1.2 發(fā)酵處理 本試驗(yàn)所用復(fù)合發(fā)酵試劑包括益生菌和酶制劑，主要成分由乳酸菌（活菌數(shù)≥1×1010CFU/g，湖南某生物科技有限公司）、糞腸球菌（活菌數(shù)≥1×1010CFU/g，江西某生物科技有限公司）、纖維素酶（酶活力≥10000 U/g，河北某生物有限公司）和木聚糖酶（酶活力≥10000 U/g，河北某生物有限公司）構(gòu)成。蠟熟期青貯玉米收割后切斷至2 cm 左右，與復(fù)合發(fā)酵試劑充分混勻后裝入青貯專用袋中，小心封口后室溫避光貯存40 d 開(kāi)袋，每組設(shè)8 個(gè)重復(fù)，發(fā)酵完成后每個(gè)重復(fù)取3 份樣品進(jìn)行發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分分析。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 營(yíng)養(yǎng)水平測(cè)定 使用全自動(dòng)凱氏定氮儀（FOSS）測(cè)定各樣本中粗蛋白質(zhì)（CP）含量；使用索氏抽提法測(cè)定各樣本中粗脂肪（EE）含量；參考美國(guó)分析化學(xué)協(xié)會(huì)（AOAC）標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定各樣本中粗纖維（CF）、酸性洗滌纖維（ADF）和中性洗滌纖維（NDF）含量。使用高效液相色譜（SHIMADZE-10A）檢測(cè)各樣本中乳酸、乙酸、丙酸和丁酸含量。

1.3.2 感官評(píng)價(jià) 各組全株玉米青貯完成后，邀請(qǐng)具有相關(guān)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的10 名技術(shù)人員對(duì)各組全株玉米青貯品質(zhì)進(jìn)行盲評(píng)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表見(jiàn)表1。

表1 全株玉米青貯感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.3 微生物菌落檢測(cè) 參照花梅等（2013）進(jìn)行微生物菌落計(jì)數(shù)，于無(wú)菌操作臺(tái)上將所有樣品剪碎混勻后裝入錐形瓶中，密封后于搖床中震蕩30 min，等比例稀釋后分別取20μL 稀釋液滴加至MRS、PDA、BLB 和NA 培養(yǎng)基中，并在對(duì)應(yīng)的平板中涂布均勻，37℃厭氧培養(yǎng)48 h 后進(jìn)行計(jì)數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 使用Excel 2019 對(duì)所有原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，使用SPSS 24.0 進(jìn)行方差分析，采用Duncan’s 法進(jìn)行多重比較，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，P＜0.05 表示組間差異顯著。

2 結(jié)果分析

2.1 不同種植密度玉米青貯原料的營(yíng)養(yǎng)分析

由表2 可知，與對(duì)照組低密度種植組相比，中密度組粗蛋白質(zhì)和粗脂肪含量分別低0.13% 和0.02% ；高密度組粗蛋白質(zhì)和粗脂肪含量分別低0.48% 和0.18% ；低密度種植組和中密度種植組纖維含量差距不大，但高密度種植組纖維含量明顯高于低密度和中密度種植組。

表2 不同種植密度玉米青貯原料的營(yíng)養(yǎng)分析 %

2.2 不同種植密度對(duì)全株青貯玉米營(yíng)養(yǎng)成分的影響 由表3 可知，低密度種植組全株玉米青貯粗蛋白質(zhì)含量顯著高于高密度種植組（P＜0.05）；低密度和中密度種植組全株玉米青貯中性洗滌纖維含量顯著低于高密度種植組（P＜0.05）；種植密度對(duì)全株青貯玉米粗脂肪、粗纖維、酸性洗滌纖維含量及感官評(píng)價(jià)得分無(wú)顯著影響（P＞0.05）。

表3 不同種植密度對(duì)全株青貯玉米營(yíng)養(yǎng)成分的影響

2.3 不同種植密度對(duì)全株青貯玉米酸化的影響

由表4 可知，低密度和中密度種植組全株玉米青貯pH 顯著低于高密度種植組（P＜0.05）；低密度和中密度種植組全株玉米青貯乳酸和丁酸含量顯著高于高密度種植組（P＜0.05）；不同種植密度對(duì)全株青貯玉米乙酸和丙酸含量無(wú)顯著影響（P＞0.05）。

表4 不同種植密度對(duì)全株青貯玉米酸化的影響g/kg

2.4 不同種植密度對(duì)全株青貯玉米微生物含量的影響 由表5 可知，不同種植密度對(duì)全株青貯玉米乳酸菌、好氧細(xì)菌以及酵母菌和霉菌含量無(wú)顯著影響（P＞0.05）；此外，本試驗(yàn)未檢測(cè)到大腸桿菌。

表5 不同種植密度對(duì)發(fā)酵全株青貯玉米微生物含量的影響 lg cfu/g

3 討論

研究表明，在一定的種植密度范圍內(nèi)，玉米產(chǎn)量與種植密度呈正相關(guān)（薛珠政等，1998）。當(dāng)種植密度過(guò)高時(shí)，不僅玉米產(chǎn)量顯著降低，同時(shí)籽粒品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量也會(huì)降低（易媛等，2018）。光合作用是玉米產(chǎn)量和有機(jī)物累積的關(guān)鍵，研究認(rèn)為，玉米是典型的高光效糧食作物，具有在高光強(qiáng)、高溫條件下高效進(jìn)行光合作用的能力（郝天樂(lè)，2022）。因此，過(guò)高的種植密度對(duì)玉米產(chǎn)量和光合作用影響極大。李松澤等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，西北地區(qū)全株玉米青貯粗蛋白質(zhì)含量顯著優(yōu)于東北和華北地區(qū)，推測(cè)可能是由于氣候原因。本試驗(yàn)結(jié)果表明，低密度和中密度種植組全株青貯玉米的粗蛋白質(zhì)和粗脂肪含量略高于高密度種植組，而高密度種植組的纖維含量略高于低密度和中密度種植組。表明種植密度會(huì)影響玉米的養(yǎng)分累積，這與前人的研究基本一致，易媛等（2018）研究發(fā)現(xiàn)，盡管高種植密度收獲穗數(shù)更多，但玉米果穗、籽粒數(shù)、粒重和產(chǎn)量明顯降低。

目前，全株青貯玉米發(fā)酵試劑主要包括菌制劑和酶制劑，魏炳棟等（2016）使用復(fù)合菌制劑對(duì)玉米秸稈進(jìn)行發(fā)酵處理，其粗蛋白質(zhì)含量顯著增加，纖維物質(zhì)含量顯著降低。王安等（1997）使用復(fù)合纖維素酶對(duì)玉米青貯進(jìn)行發(fā)酵處理，發(fā)現(xiàn)其NDF 和ADF 含量顯著降低。此外有研究認(rèn)為，聯(lián)合使用菌制劑和酶制劑不僅不會(huì)產(chǎn)生明顯的拮抗作用，其發(fā)酵效果也明顯優(yōu)于菌制劑或酶制劑單獨(dú)使用（王建兵等，2001）。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同種植密度下的全株玉米青貯粗蛋白質(zhì)含量均有不同程度的提高，而粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維也有不同程度的降低。此外，高密度種植的全株玉米青貯粗蛋白質(zhì)含量最低，纖維含量最高，表明低中種植密度全株玉米青貯主要營(yíng)養(yǎng)成分明顯優(yōu)于高種植密度。

有機(jī)酸和pH 是衡量全株青貯玉米發(fā)酵品質(zhì)的重要指標(biāo)。研究表明，乳酸含量與發(fā)酵品質(zhì)呈正相關(guān)（趙政等，2009）。本試驗(yàn)結(jié)果表明，低密度和中密度種植組全株青貯玉米pH 顯著低于高密度種植組，乳酸含量顯著高于高密度種植組，表明低密度和中密度組全株青貯玉米發(fā)酵品質(zhì)優(yōu)于高密度種植組。乳酸菌是青貯發(fā)酵過(guò)程中最重要的菌種，乳酸菌在嚴(yán)格厭氧條件下將全株青貯玉米中的碳水化合物作為底物，將其轉(zhuǎn)化為乳酸，進(jìn)而促進(jìn)發(fā)酵過(guò)程。花梅等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，使用乳酸菌對(duì)全株玉米青貯進(jìn)行發(fā)酵處理后，飼料中的乳酸菌數(shù)量顯著增多。這與本試驗(yàn)結(jié)果并不一致，表明種植密度對(duì)全株玉米青貯微生物含量無(wú)顯著影響。此外，在整個(gè)試驗(yàn)期間未檢測(cè)到大腸桿菌。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同種植密度對(duì)全株青貯玉米營(yíng)養(yǎng)成分有一定影響。同時(shí)，低密度和中密度種植組全株青貯玉米發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分明顯優(yōu)于高密度種植組。