青貯技術變遷史

文|王文 李曉林 向必勇（云南省種羊繁育推廣中心）

青貯技術變遷史

文|王文 李曉林 向必勇（云南省種羊繁育推廣中心）

隨著社會經(jīng)濟的全面發(fā)展和農業(yè)現(xiàn)代化進程的不斷加快，草食家畜飼養(yǎng)規(guī)模不斷擴大，進一步推動了草食畜牧業(yè)的發(fā)展，為優(yōu)質飼草料生產提供了良好的發(fā)展機遇和廣闊的市場空間。旺盛的需求促進了草產業(yè)的快速發(fā)展，各類飼草的種植生產、收儲制作、管理利用的研究應用呈現(xiàn)出前所未有的發(fā)展勢頭，草產品在國內某些省區(qū)已形成龐大的產業(yè)體系，為促進草食畜牧業(yè)發(fā)展起到了重要的推動作用。

玉米青貯飼料操作簡單、原料來源廣泛、保存時間長、飼用價值高，是發(fā)展草食畜牧業(yè)不可替代的飼料種類，對于提高產奶量、促進家畜生長、平衡全年青飼料供應具有重要意義。20世紀50年代初期，我國開始研究和推廣青貯飼料，利用農區(qū)玉米秸稈制成青貯飼料作為奶牛等草食家畜的粗飼料，但在相當長一段時期僅應用于國營畜牧場（奶牛場）。進入20世紀90年代，全株青貯玉米的種植利用使青貯飼料的營養(yǎng)品質顯著提高。21世紀以來，各種現(xiàn)代化機械設備和研究成果的應用及草食畜牧業(yè)生產規(guī)模擴大，飼草需求不斷增大，青貯飼料的生產制作和管理利用進入全新時期。特別是近年來，農業(yè)生產結構不平衡，籽實玉米生產呈現(xiàn)嚴重產能過剩，價格跌落，農民收入下降。而另一方面卻是優(yōu)質飼草料供應短缺，價格上揚，草價高于糧價。因此，無論從社會效益或經(jīng)濟效益分析，玉米生產由糧改飼勢在必行，是調整農業(yè)生產結構的必由之路。總結和研究玉米青貯飼料生產管理技術的發(fā)展，可以為草食畜牧業(yè)實現(xiàn)高效低耗和持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展提供經(jīng)驗借鑒。

一、青貯飼料制作技術的發(fā)展

青貯飼料是將青鮮飼料（牧草、飼料作物、多汁飼料，含水率65%～75%），經(jīng)切碎裝填在密閉的窖池中，在缺氧條件下，通過厭氧乳酸菌的發(fā)酵作用，抑制雜菌繁殖，而制成的可以長期貯存的一種粗飼料。青貯飼料氣味酸香、柔軟多汁、適口性好、營養(yǎng)豐富、利于長期保存，是草食畜牧業(yè)生產的優(yōu)良飼料。

青貯飼料在世界各地有著悠久的發(fā)展歷史。據(jù)考證，青貯技術起源于古埃及。大約3000多年前，古埃及人就有采用青貯方法貯藏飼料的經(jīng)驗，后逐漸傳至地中海沿岸，18世紀末由北歐傳至美國。其實中國古代腌菜方法與此同理，始于周朝初期（公元前10世紀左右）的我國腌漬技術，《詩經(jīng)》記為“菹”，世界著名漢學家和科學史專家李約瑟的研究表明，“菹是由乳酸發(fā)酵制得的”“在制作菹時，蔬菜的腌制是通過在酸性介質腌漬或利用乳酸發(fā)酵而完成的”。《齊民要術》等文獻中曾詳細記載與青貯原理相類似的蔬菜和飼料貯藏方法。盡管世界各地在蔬菜和飼料貯藏方面都有類似的應用，但均基于經(jīng)驗傳承，對其作用機制仍不甚明了。

1929年，芬蘭科學家魏爾塔南（Artturi Ilmari Virtanen）通過多年對飼料保鮮和食物防腐的探索，就青貯發(fā)酵腐敗的原因進行反復試驗研究，發(fā)現(xiàn)食物的腐敗和飼料營養(yǎng)成分的損失過程與酸度有密切的關系，將要貯藏的飼料用按一定濃度配置的硫酸和鹽酸混合液進行處理，使其pH 降到4.0以下，有害菌對蛋白質的分解活動就能夠得到控制，從而減少呼吸作用造成的干物質和蛋白質、維生素損失。后來魏爾塔南因發(fā)明了飼料貯藏及保鮮法榮獲1945年諾貝爾化學獎，這種加酸法形成系統(tǒng)理論，即為著名的“AIV 法”，又稱“魏爾塔南飼料保鮮法”，成為制作青貯飼料的理論基礎，之后甲酸取代了鹽酸和硫酸，曾廣泛應用于飼料青貯。

對于植株含糖量較高的玉米及禾本科牧草，厭氧條件下乳酸菌發(fā)酵產生乳酸，使pH下降，即可達到青貯目的。而針對難青貯的植物如草木樨、苜蓿等，按原料重量的0.3%添加甲酸，促使pH下降至4.0以下，有害微生物分解蛋白質的活動就能夠得到控制，實現(xiàn)長期保存。魏爾塔南的偉大發(fā)現(xiàn)對促進畜牧業(yè)的發(fā)展起到了至關重要的作用。

在我國，率先進行牧草青貯研究推廣的當推中國現(xiàn)代草業(yè)科學的奠基人——王棟先生，1943年，時任西北農學院教授的王棟先生在陜西進行青貯試驗，將當?shù)厥a的玉米和苜蓿混合青貯，取得成功，鄉(xiāng)民皆效仿。1948年，他又在南京使用玉米秸稈制作青貯，效果亦佳。新中國成立后，1953年青貯技術的研究應用正式列入多家農業(yè)研究院所的科研規(guī)劃，開始就玉米秸稈的適時收獲、營養(yǎng)價值評定、青貯技術、品質鑒定等方面進行研究，并很快在華北地區(qū)推廣應用。進入20世紀80年代，青貯飼料的研究應用再度興起，農牧漁業(yè)部（現(xiàn)農業(yè)部）多次組織會議進行現(xiàn)場觀摩、經(jīng)驗交流、技術培訓和部署安排，有力地促進了青貯技術的推廣應用。至1997年，全國青貯飼料達9668×104噸，2004年達1.5×108噸。青貯飼料在我國得到廣泛的推廣和應用。

二、青貯原料由玉米秸稈到專用青貯玉米的發(fā)展

青貯飼料的理想制作原料是玉米，玉米為C4植物，光能利用效率高，能形成高大植株，生物產量高，且植株富含糖分，可滿足青貯過程中乳酸菌發(fā)酵對糖分的需求。早期的青貯飼料制作幾乎全部利用玉米秸稈，即摘除玉米成熟果穗之后，及時收獲其副產品秸稈，經(jīng)機械粉碎，壓實密封，通過乳酸發(fā)酵制成。新鮮玉米秸稈，通過微生物厭氧發(fā)酵和化學作用制成的適口性好、消化率高和營養(yǎng)豐富的青貯飼料，能有效保存飼草營養(yǎng)，而且質地柔軟，具有香味，能增進牛羊食欲，提高消化率，解決冬春季節(jié)飼草不足，是保證常年均衡供應青綠飼料的有效措施，對畜牧業(yè)發(fā)展起到有力地推動作用，而且秸稈過腹還田，避免焚燒污染，具有良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。

青貯飼料的最大優(yōu)點是能在密封厭氧狀態(tài)下長期保存，并有效保存飼草營養(yǎng)，減少營養(yǎng)物質損失。優(yōu)良的青貯飼料與其制作原料相比，碳水化合物含量變化不大，大部分糖類轉化為乳酸，含氮物質損失極少，胡蘿卜素保持90%以上，營養(yǎng)價值降低3%～10%。如果曬制成青干草，細胞的呼吸作用、枝葉脫落、機械損失、暴曬雨淋等，可使其營養(yǎng)價值降低30%～50%。據(jù)研究，同樣的玉米秸稈制作成青貯飼料要比風干玉米秸稈粗蛋白質和粗脂肪含量高，粗纖維降低。

優(yōu)質青貯汁液含量達60%～70%，柔軟多汁，適口性良好，增進食欲，促進消化液的分泌和胃腸蠕動，增強消化功能，飼用價值升高，因此青貯飼料技術的應用對畜牧業(yè)的發(fā)展意義非凡，特別對冬季持續(xù)時間較長的北方地區(qū)尤為重要。然而秸稈作為農業(yè)生產的副產品，盡管用其飼養(yǎng)家畜的歷史悠久，曾有專家提出作為主要飼料來源發(fā)展“秸稈畜牧業(yè)”，但相對青干草和青飼料而言，秸稈飼用價值低下，主要原因是其消化率低，凈能值不高，粗蛋白質含量低，維生素和礦物質缺乏，難以滿足家畜生長和生產的營養(yǎng)需求，所以，秸稈作為反芻動物的主要營養(yǎng)來源缺乏依據(jù)，部分專家對“秸稈畜牧業(yè)”頗有微詞，商榷不斷。

進入21世紀以來，在農業(yè)產業(yè)結構不斷調整和奶業(yè)生產快速發(fā)展的背景下，青貯飼料質量深受業(yè)界關注，用于制作青貯飼料的專用青貯玉米品種的育成和廣泛應用，使青貯飼料的品質有了大幅提高。青貯玉米是專門用于制作全株玉米青貯飼料的玉米品種，與傳統(tǒng)的籽實玉米有所不同，首先其植株高大，產量高，以產新鮮秸稈為主；最佳收獲期為籽粒的乳熟末期，生物產量高，營養(yǎng)價值豐富；青貯飼料營養(yǎng)保存完全、氣味芳香、消化率較高，鮮樣中粗蛋白質含量可達3%左右，并含有豐富的糖類；生長期約140天，有利于秋冬復種其他飼料作物。全株玉米青貯相對秸稈青貯，無論營養(yǎng)價值、適口性和消化利用率均有大幅度提高。

畜牧業(yè)發(fā)達國家在20世紀中后期就大量種植青貯玉米用以進行高品質青貯飼料生產，而我國受傳統(tǒng)“農本”觀念、糧食政策和生產力水平的影響，糧食產量一直是種植業(yè)的主要生產目標，畜牧業(yè)主要依靠家庭式小規(guī)模附帶經(jīng)營，飼草料來源長期依賴于糧食生產的副產品。后來畜牧業(yè)生產專業(yè)化程度越來越高，規(guī)模不斷擴大，飼料的營養(yǎng)品質引起了研究人員和飼養(yǎng)者的重視。“七五”期間，青貯玉米育種列入國家攻關計劃，育成了一批適合青貯專用的品質優(yōu)、抗倒伏、高產量、多分穗、單株大穗的青貯玉米雜交種。2003年，國審青貯玉米品種3個，到目前我國通過審定的青貯專用玉米或糧飼兼用型玉米品種多達幾十個，青貯玉米生產得到廣泛應用，對畜牧業(yè)發(fā)展起到了重要推動作用。

三、生產方式由半人工半機械到全程機械化的發(fā)展

青貯飼料的生產制作方式經(jīng)歷了半人工半機械到全程機械化的發(fā)展歷程。

青貯飼料推廣應用初期其原料主要為玉米秸稈，利用青貯鍘草機或滾筒鍘草機，甚至用鍘刀切成2～3厘米，分層裝填入窖，人力踩踏或小型機械碾壓，青貯窖裝滿后蓋膜封頂。如按程序嚴格把握各個環(huán)節(jié)，也能確保青貯成功。但相對機械化青貯飼料制作而言，有多種缺點。青貯原料細碎程度不夠，原料間隙相對較大，殘留空氣較多，為腐敗菌有氧發(fā)酵提供了更多機會；人力踩踏或小型機械碾壓，青貯窖內無法形成理想壓力和容重，有氧發(fā)酵延長，青貯飼料養(yǎng)分損失嚴重；大量使用人工，管理不便，生產成本加大；天氣或人工因素影響青貯制作進程，制作過程延長，青貯原料暴露于空氣時間過較長，品質和養(yǎng)分下降；人工或簡單機械取料，切面虛松或不整齊，導致二次發(fā)酵，造成養(yǎng)分損失甚至發(fā)霉變質。

21世紀以來，隨著社會經(jīng)濟的巨大繁榮以及隨之而來的農業(yè)機械化的快速發(fā)展，青貯飼料生產制作發(fā)生了質的變化，擺脫了多種受限因素，生產能力和質量水平大幅提高。機械化青貯飼料生產的最大優(yōu)點體現(xiàn)在3個方面：生產效率高，青貯質量優(yōu)良，生產成本降低。

高效便捷是農業(yè)機械化的主要特征，青貯飼料生產從耙地、施肥、播種、除雜、防蟲、收獲切碎、運輸?shù)窖b填碾壓全程機械化，相對人力和半機械化，其勞動效率可提高十倍甚至幾十倍。另外，青貯飼料生產具有較強的時令性，違背時令季節(jié)等同坐失良機，輕可減產，重則無收。加之規(guī)模化和集約化生產經(jīng)營的需要，種植面積不斷增大，且大田生產易受天氣狀況、社會原因及其他因素影響，這種時令性和規(guī)模化特點，客觀要求我們必須提高生產效率。發(fā)達國家和地區(qū)的經(jīng)驗告訴我們，機械化是確保農業(yè)生產管理不失時令的惟一有效途徑。

影響玉米青貯質量品質的主要因素是切碎、壓實和快速裝填密封，機械化青貯制作對原料切碎和壓實功能是人工和半機械化無法比擬的，作業(yè)快速高效，有效縮短了青貯制作日程，避免了制作過程過長，植物呼吸、有氧發(fā)酵、暴曬或雨淋造成的養(yǎng)分流失。

青貯生產制作機械化，在當前農村勞動力日趨緊張、人工工資日漸上漲的情況下，對于降低生產成本的作用顯而易見。而在半機械化青貯制作中，青貯飼料生產成本約42%為人工費用，因此，人工使用量的多少直接決定著青貯飼料生產成本的高低。

以云南省種羊繁育推廣中心為例，在自有耕地、自有農機和操作人員的前提下，種植管理1000畝青貯玉米，可制成青貯飼料3500噸，直接生產成本為69.40元/噸，而目前青貯飼料市場銷售價為600.00元/噸。2015年生產玉米青貯3400噸、牧草青貯1127噸、青干草339噸，充足的飼草儲備在確保所飼9000個羊單位的飼草需求外，剩余飼草面向周邊養(yǎng)殖場銷售，實現(xiàn)銷售收入121.4萬元。而該單位在20年前，職工人數(shù)幾倍于今，當時以綿羊生產為主，主要依靠天然草地放牧，產草量低，營養(yǎng)價值差，草地利用價值極低。如該中心山羊隊，在2600畝草地面積不變的情況下，1994后以前，僅供500只能繁母羊（綿羊）全年放牧。2000年開始大面積種植青貯玉米，制作青貯飼料，載畜量逐步上升，2015年種植青貯玉米880畝，飼養(yǎng)能繁母羊1200只，在滿足畜群需求之后，調出青貯飼料3400噸作為商品出售，前后的差距何等鮮明。這種巨大的進步歸因于我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和該單位多年持續(xù)不斷的土地整治及農業(yè)機械投入，否則，如此巨大的工作量依靠人力是不可能完成的。

點評：推動草牧業(yè)發(fā)展，優(yōu)質飼草料的研究是關鍵。本文介紹了玉米青貯技術的發(fā)展過程，為草牧業(yè)高效低耗發(fā)展提供了經(jīng)驗借鑒。

國家自然科學基金（31160481）和國家自然科學基金（30960266）資助