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青贮玉米品质影响因素分析

2021-12-02于玲玲李俊鹏甄志华梁利娜崔婧婧

中国饲料 2021年21期
关键词:丁酸乳酸菌压实

于玲玲,李俊鹏,甄志华,梁利娜,崔婧婧 ,郭 强

(1.唐山市农作物种子站,河北唐山 063000;2.唐山市农业科学研究院,河北唐山 063001)

玉米是重要的“粮食-经济-饲料”三元作物,我国是全世界第二玉米生产国(高君慧等,2020)。随着畜牧业的不断发展,超过2/3 的玉米籽粒用于制作饲料(王域西等,2016),饲用型玉米的需求日益加大。在启动畜牧业的节粮型养殖模式后,青贮饲料及青贮技术作为重要切入点之一(梅维新,2020),越来越受到青睐,许多育种专家也将目光移向青贮玉米。

青贮玉米属于“全价饲料”,能极大程度保存营养物质,与籽实玉米相比,其具有更高的经济价值。随着青贮产业的发展,全株青贮玉米应运而起。全株青贮玉米囊括了玉米的秸秆与籽粒,营养价值丰富且全面,同时综合效益更高(李新彦等,2020)。全株青贮玉米的粗纤维含量更低,饲料适口性更好,奶牛和肉牛的吸收效率更高(李鸿等,2021),且易保存。

1 青贮玉米国内外发展概况

青贮玉米在畜牧业发达的欧美国家深受欢迎。自2015 年以来,欧洲青贮玉米的种植面积稳定在610 万hm2左右;美国作为世界第一玉米生产国,其青贮玉米的种植面积在266 万hm2左右,种植区主要集中在美国中北部(张林等,2020)。

我国受玉米粮饲观念影响颇深,青贮玉米产业起步较晚。1977 年中国农业科学研究院引进墨白1 号,标志着我国青贮玉米的研究正式启动(戴忠民等,2004)。1985 年审定的京多1 号是我国第一个专用型青贮玉米品种。伴随着畜牧业的蓬勃发展,2002 年国家正式启动青贮玉米区域试验,鼓励品种创新。截至2017 年,共有28 个青贮玉米品种通过审定,其中单交种占比约为93%(刘杭等,2021)。青贮玉米品种的推广示范一波三折,存在着利用率低、种植面积小等问题。我国的青贮饲料在实际生产中也面临着蛋白质含量低,单独投喂引起反刍动物消化不良等致使肉质下降的问题。因此,研究青贮玉米高产品种、改善青贮饲料营养结构,是青贮玉米育种亟待解决的问题。

2 青贮玉米品质影响因素分析

影响青贮玉米品质的因素有很多,品种是最基本的因素之一。青贮玉米的产量、营养物质、饲料成分等都因品种不同而存在差异。除此之外,影响青贮玉米品质的因素还有田间的栽培管理与青贮制作过程。

2.1 品种 东北是青贮玉米的重要产区之一,播种面积稳定在21.3 万hm2左右。东北地区的青贮玉米对抗寒性有较高要求,东青1 号、中北410、中原单32 较为适合当地气候(张林等,2020)。东北青贮玉米粗蛋白质平均含量偏低(6.7%),中性洗涤纤维(55%~75%)和酸性洗涤纤维(30%~50%)波动很大,且整体偏高(兰静等,2019)。

华北和西南地区虽有不少适合当地气候条件的青贮玉米,如北农青贮系列、白顶系列、雅玉8号和农大3138 等品种(张晓庆等,2013),但两个地区仍然以普通玉米种植为主,青贮玉米种植推广力度不够,种植面积狭小,且多为零星分布。

目前,我国青贮玉米的育种方向为兼顾生物产量与纤维品质,以提高种植密度的方式来提高生物产量(刘杭等,2021)。

2.2 田间管理

2.2.1 种植密度 种植密度对青贮玉米产量有重要影响,衡量的是单株产量与群体效益间的平衡。在冀西北地区,随着种植密度的增加,青贮玉米产量先增加后降低,粗蛋白质与粗脂肪含量下降,粗纤维含量上升(贾梦杨等,2020)。在陕西省,以中北青贮410 为例,随着密度不断增加,青贮玉米的干物质和粗脂肪含量降低,粗蛋白质和粗纤维含量先增高后降低(杨彩林等,2020)。因此,合理的种植密度对青贮玉米的产量、品质极为重要。

2.2.2 水和养分 水和养分是影响北方农业生产的一对具有相互作用的因素。农作物生长与营养物质的积累离不开氮元素,施肥往往是以氮肥为主,其他肥料为辅的过程。相较于传统的施肥方式,当前更倡导无基肥和多次追肥的模式(魏邦泰,2019)。在甘肃永登县,年降雨量约300 mm,在苗期、小喇叭口期、大喇叭口期、灌浆期进行追肥效果最好(杨春雪等,2021)。

2.2.3 收获时期 青贮玉米的收获时期,也是影响玉米产量、品质的重要因素。在确定收获期时,需要综合衡量生物产量与干物质的量(潘金豹等,2002),优质的青贮玉米干物质的量不得低于32%。此外,青贮玉米的含水量也与收获期相关,适宜的含水量为60%~65%,过高易导致酸败(那亚等,2021)。有研究显示,科玉1108 延长至蜡熟中期收获,生物量有所提高,营养成分发生改变,粗纤维含量略有上升,但不影响青贮品质(杨大盛等,2019)。也有研究认为,青贮玉米应在乳线到达籽粒中下部时收获,此时生物产量高且更易消化(丁一等,2019)。此外,青贮玉米品质与收割高度相关。收割高度越高,青贮玉米产量有所下降,但饲喂价值更高(Ferraretto 等,2018)。

2.3 青贮制作

2.3.1 发酵过程 青贮的制作原理是将原料切碎后密闭,形成厌氧环境,利用乳酸菌发酵使pH 不断降低,在乳酸菌受到抑制后停止发酵,获得易保存的饲料(Bhandari 等,2007)。在乳酸发酵阶段,丁酸菌会和乳酸菌竞争,丁酸发酵将导致青贮品质降低。因此,丁酸和pH 是判断青贮发酵品质的重要指标。

2.3.2 切割长度和压实度 在制作过程中,切割长度和压实度对青贮品质有重要影响。青贮玉米切割较长时,对原料的压实过程不利,且青贮后粗蛋白质含量会下降(吴晓杰等,2006)。切割较短有利于乳酸菌积累,抑制丁酸合成,快速形成厌氧发酵环境(侯建建等,2016),制成的饲料也更易于家畜消化吸收。切割较短可提升青贮品质,但切太碎会浪费大量营养物质,适宜的切割长度为1~2 cm(田健帆等,2020)。压实度与厌氧环境的形成密切相关,增加压实度有抑制饲料腐败的作用。相关研究表明,压实度为600~700 kg/m3为佳(田健帆等,2020;郑美等,2020)。

2.3.3 添加剂 使用青贮添加剂是改善青贮发酵品质、获得优质饲料的有效手段之一。纤维素酶和乳酸菌是较早使用的添加剂。这两种添加剂联合使用,可增加糖类含量,促进乳酸菌发酵,使丁酸含量降低,提升青贮玉米秸秆的消化率(席兴军等,2003)。青贮制作还会遇到密封不严导致的有氧腐败问题,因而布氏乳杆菌得到了重视。当布氏乳杆菌添加剂量高于5×105cfu/g 时,产生的乙酸对一些腐败菌和有害微生物有抑制效果,延长开封后有氧稳定时间(Danner 等,2003)。

3 结论

青贮玉米品质是由多种因素决定的。品种是基础,决定着青贮玉米品质起点的高低。田间管理与青贮制作是重要过程,决定着好品种的优势能否发挥。选育优质的青贮玉米品种任重而道远,需要数年时间的积累。在此过程中,可以将目光分散到玉米管理与饲料制作,以先进的工艺来弥补品种的不足。

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