王兆凤，杨在宾*，杨维仁，张桂国，姜淑贞，张崇玉，崔秀梅，刘 丽，王 蕾

(1.山东农业大学动物科技学院，山东 泰安 271018;2.济宁市畜牧兽医局，山东 济宁 272100;3.诸城市畜牧兽医局，山东潍坊 262200)

玉米是重要的粮食和饲料作物，是世界上主要的粮饲兼用作物［1－2］。近年来，随着畜牧业的迅速发展和人民生活水平的提高，玉米主要作为饲用已经成为必然趋势［3］。

剪切力是指垂直于作物表面，将之切断所需的力值。剪切力的大小受诸多因素的影响，植物的营养成分含量和线性密度是的重要影响因素，它不仅能反映动物择食趋向，同时，还可以初步反映植株瘤胃降解率的大小［4－7］，鉴定营养价值的高低。本研究室刘丽等［8－10］先前对紫花苜蓿、冬牧70黑麦草和姜苗等研究发现，不同植物收获期茎的剪切力可以反映茎的物理性状、营养成分含量及其养分降解率等饲料营养特性。本试验前期研究同样表明，在鲜样基础上玉米叶鞘、茎秆的剪切力与营养成分相关显著，同时叶鞘的剪切力与营养成分降解率显著负相关。

玉米乳熟期可以收割作为动物的青绿饲料，腊熟期常用于制作青贮饲料，完熟期玉米收获后秸秆可以直接或进行处理后饲喂反刍动物。本试验旨在通过植株不同营养器官物理特性和饲料营养成分含量的研究，得出不同收获期对玉米植株剪切力及其饲料营养特性的影响，推断进一步玉米秸秆用于饲用的最佳收获时期。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选择华北地区广泛种植的夏玉米作物为对象，在玉米的乳熟期、蜡熟期、完熟期三个成熟时期，分别对植株三大主要营养器官(茎杆、叶片、叶鞘)的剪切力等物理性状和营养成分含量进行了研究。试验玉米为大田随机取样，水肥地力等基础条件一致。

1.2 试验方法

1.2.1 物理性状的测定 每期试验随机选取玉米72株，随机分为12个重复，每个重复6株;距离地面2 cm刈割，将玉米植株去除雄穗后平放于地面，测量株高株重;取植株近地面1/4、1/2、3/4茎节，剥离叶片、叶鞘和茎秆，分别测量剪切力、线性密度(Hughes，2000)［11］长度、和叶片最大宽度。首先测定单株取样段上各器官的重量和长度，计算线性密度(线性密度(g·mm－1)=重量/长度)和叶片面积(叶片面积 =叶片长度×最大宽度×0.7)，然后分别测定剪切力。叶鞘、茎秆于中点，叶片于近茎秆端1/3和2/3处，分别测量剪切位点处茎秆直径、叶片平均宽度，然后进行剪切力的测定。计算三段测定值的平均数，以每个重复的平均值为统计单位。

剪切力测定选用的试验仪器为山东农业大学研发的便携式秸秆剪切力仪，测定范围为0－2000牛顿(N)。“便携式秸秆剪切力仪”于2010年通过山东省科技厅成果鉴定，目前已由国家专利局授权为实用新型专利:专利号201020177349.X，授权通知书发文序号2010111100344390，专利证书号1676330。

1.2.2 营养成分的测定 将测定剪切力之后玉米植株的雄穗、雌穗、叶片、叶鞘、茎秆等器官分离，以重复为单位称取相应器官重量，随即取鲜样，65℃烘至恒重，测定初水分，制备风干样本，用于测定各种营养成分含量。干物质(DM)采用烘干(105℃)法，粗蛋白(CP)采用凯氏定氮法，粗脂肪(EE)采用索氏提取法，粗灰分(CA)采用灰化(550℃温度)法;有机物(OM)由干物质减去粗灰分得出;GE采用氧弹热量计法;中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含的测定参考Goering＆Van Soest(1970)［12］与Van Soest等(1991)［13］所报道方法进行。

1.3 数据分析

数据采用SAS(SAS，2000)软件进行统计学处理。方差分析使用ANOVA，多重比较采用Duncan氏法，P ＜0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 物理性状

玉米乳熟期、蜡熟期、完熟期植株物理性状情况见表1。由表中数据可见，三个收获期叶片剪切力、叶面积、叶最大宽和平均宽度均无显著差异(P＞0.05)，伴随线性密度在完熟期的降低，剪切力与线性密度的比值呈现在完熟期显著低于乳熟期(P＜0.05);叶鞘线性密度呈现乳熟期＞蜡熟期＞完熟期(P＜0.05)，而剪切力、剪切力与线性密度的比值均呈现完熟期＞蜡熟期＞乳熟期规律(P ＜0.05);与此同时，茎秆的剪切力和线性密度均表现为蜡熟期、完熟期＞乳熟期(P ＜0.05)，而剪切力与线性密度的比值、茎秆平均直径均无显著变化(P ＞0.05)。

结果表明叶片剪切力已基本稳定;而叶鞘和茎秆的剪切力仍然随着生长期而增加，乳熟期、腊熟期、完熟期秸秆的适口性逐渐降低。

表1 不同收获期植株物理性状的比较Table 1 Morphological characteristics of maize plant with different stage

2.2 营养成分含量

玉米叶片乳熟期、蜡熟期、完熟期营养成分含量见表2。由表中数据可见，在鲜样基础上，叶片DM、OM含量均为蜡熟期、完熟期＞乳熟期(P ＜0.05)，NDF含量表现为完熟期＞乳熟期和蜡熟期(P ＜0.05)，而ADF含量表现为完熟期＞蜡熟期＞乳熟期规律(P ＜0.05)，GE的含量则呈现蜡熟期＞乳熟期(P＜0.05);在干物质基础上，叶片OM和CP含量则表现为乳熟期＞完熟期(P ＜0.05)，同时NDF含量为完熟期＞乳熟期和蜡熟期(P ＜0.05)，EE、NDF和GE的含量变化不显著(P ＞0.05)。叶片在乳熟期和蜡熟期收获，营养成分含量最佳。

叶鞘乳熟期、蜡熟期、完熟期营养成分含量见表3。可见，在鲜样基础上，叶鞘DM、OM、GE含量为完熟期＞乳熟期(P ＜0.05)，而其他成分含量均表现为完熟期＞乳熟期和蜡熟期(P ＜0.05);在干物质基础上，OM、GE变化不显著，而其他成分的含量，除了CP为蜡熟期含量最低外，也均表现为完熟期＞乳熟期和蜡熟期(P＜0.05)，与鲜样基础上含量的规律一致。三个收获时期叶鞘的细胞壁成分显著增加，从适口性角度分析，在前期收获均优于完熟期。

玉米乳熟期、蜡熟期、完熟期茎秆营养成分含量见表4。分析可见，在鲜样基础上茎秆的营养成分表现为，CP、GE的含量完熟期＞乳熟期、蜡熟期(P ＜0.05)，NDF、ADF的含量完熟期＞乳熟期(P ＜0.05)，而其他成分含量在各收获时期差异并不显著(P ＞0.05);在干物质基础上，除OM在蜡熟期含量最高外，CP含量表现为乳熟期＞蜡熟期＞完熟期(P ＜0.05)，其他营养成分的含量变化不显著(P ＞0.05)。茎秆在乳熟期和蜡熟期收获也同样优于完熟期。

综上试验结果表明，玉米植株在乳熟期和蜡熟期收获，营养成分含量最佳，优于在完熟期收获。

表2 不同收获期玉米叶片营养成分含量的比较Table 2 Chemical compositions of maize leaf with different stage %

表3 不同收获期玉米叶鞘营养成分含量的比较Table 3 Chemical compositions of maize pericladium with different stage %

表4 不同收获期玉米茎秆营养成分含量的比较Table 4 Chemical compositions of maize stem with different stage %

3 讨论

动物自由采食牧草时，咬断牧草所需力值是影响其采食量的主要因素，同等生长条件下的同种牧草，动物会选择咀嚼阻力较小，剪切力低的植株(Mackinnon等，1988)［4］。Chen等(2007)［14］试验结果表明随着收获期的推迟，玉米茎剪切力逐渐增大，作为饲料品质迅速下降(陈玉香等，2004)［15］，与本试验研究结果相符:玉米从乳熟期到完熟期，叶片剪切力已基本稳定，而叶鞘和茎秆的剪切力仍然随着生长期而增加，秸秆的适口性逐渐降低。分析原因，可能是由于试验期间，叶片的营养生长结束，剪切力基本稳定;而水分含量减少、营养成分逐渐转移到果实等其他器官，造成了线性密度随质量降低。随着生育期推进，叶鞘逐渐老化，水分含量下降、干物质比例增加，致使叶鞘质量损失，而叶鞘长度未明显发生变化，造成了线性密度下降和剪切力的增大。随着时间推进，茎秆剪切力和线性密度增加，而茎秆直径指标在试验末期略有下降，可能是由于接近收获茎秆中水分部分流失造成的。

刘丽等(2009)［8－10］对多种植物茎剪切力的研究表明，植物茎秆的化学成分含量同样是影响其剪切力的重要因素:紫花苜蓿、黑麦草、姜苗茎的木质素等化学成分含量均对茎剪切力有显著影响。结合本试验前期研究结果，剪切力可以在一定程度上预测玉米植株的饲料营养特性，可以推断，玉米叶鞘和茎秆的剪切力随着生长期增加的同时，其饲料营养特性逐步降低，同时叶鞘的养分瘤胃降解率也将伴随着剪切力的增加显著降低。

陈玉香等(2005)研究表明［16］随着玉米生育期的推进，玉米籽粒的总淀粉、粗蛋白和粗脂肪的含量逐渐升高;而茎、叶的粗蛋白、粗脂肪含量逐渐下降，中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素含量逐渐升高。与本试验干物质基础上的研究结果相符，表明玉米植株在乳熟期和蜡熟期收获，营养成分含量最佳，优于在完熟期收获。

4 结论

随着时间推进，乳熟期、腊熟期、完熟期秸秆的适口性逐渐降低，在乳熟期和蜡熟期收获时，植株的营养成分和养分降解率较高，同时选择乳熟期收获更优于蜡熟期。

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