2019 年不同地區(qū)全株玉米青貯品質(zhì)的分析

■李松澤 陳 雪，3 毋 昊 董佳楠 甄玉國(guó)，3 秦貴信 王 濤，3 張學(xué)峰，3*

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，吉林省動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，動(dòng)物生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量安全省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林長(zhǎng)春130118；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，吉農(nóng)博瑞奶牛科技研發(fā)中心，吉林長(zhǎng)春130118；3.長(zhǎng)春博瑞農(nóng)牧集團(tuán)股份有限公司，吉林省飼料工程技術(shù)研究中心，吉林長(zhǎng)春130118）

全株玉米青貯是一種古老的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法，始于3 000多年前，由于牧草收獲機(jī)械化，這一技術(shù)的應(yīng)用在20世紀(jì)40年代之后迅速發(fā)展[1]。隨著我國(guó)規(guī)模化牧場(chǎng)的發(fā)展，全株玉米青貯在我國(guó)奶牛養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用愈加受到重視，現(xiàn)已成為我國(guó)奶牛日糧中不可或缺的成分。由于玉米在多種環(huán)境下，產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，成本相對(duì)較低，性?xún)r(jià)比較高[2]，因此，全株玉米被制作成青貯在奶牛生產(chǎn)中大量使用。但影響生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)全株玉米青貯的因素有很多，既有可控因素也有不可控因素，其中可控因素包括玉米種類(lèi)、收獲時(shí)期、水分含量、制作方法、全株玉米青貯添加劑的使用等[3]；溫暖或寒冷地區(qū)常見(jiàn)或特有的無(wú)法控制的氣候相關(guān)因素對(duì)全株玉米青貯的生產(chǎn)和利用均產(chǎn)生不利影響[4]。而我國(guó)地域遼闊，南北和東西跨度大，不同地區(qū)氣候條件存在一定差異，導(dǎo)致我國(guó)不同地區(qū)全株玉米青貯品質(zhì)存在差異。因此，根據(jù)不同地區(qū)全株玉米青貯實(shí)際品質(zhì)調(diào)節(jié)其在TMR日糧中的添加量，達(dá)到精準(zhǔn)飼喂，則顯得尤為重要，既能節(jié)約成本又能提高生產(chǎn)性能。

本試驗(yàn)在2019 年1 月～12 月收集東北、西北和華北三大主要奶牛養(yǎng)殖地區(qū)大型規(guī)模化牧場(chǎng)的全株玉米青貯，對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值指標(biāo)和發(fā)酵指標(biāo)進(jìn)行評(píng)定，旨在對(duì)2019年全年不同地區(qū)全株玉米青貯品質(zhì)進(jìn)行對(duì)比分析，為因地制宜地精準(zhǔn)飼喂和改善提高下一年全株玉米青貯品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

2019年1月～12月，共采集內(nèi)蒙古、新疆、黑龍江、河北、北京、寧夏、天津、遼寧、山東等地區(qū)的全株玉米青貯樣本151份，按照地理上的行政劃分分為西北32份（寧夏、新疆等）、華北59 份（天津、山東、河北等）、東北60 份（黑龍江、吉林、遼寧等）3 個(gè)地區(qū)。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《飼料采樣》(GB/T14699.1—2005)進(jìn)行樣品采集[5]，要求全株玉米青貯采樣在形成的橫截面上取樣，取樣使用九點(diǎn)法取樣，將全株玉米青貯窖橫截面分上中下等距離三層，每層又等分三個(gè)取樣點(diǎn)，用取樣器在截面上九點(diǎn)進(jìn)行取樣，取樣深度約15 cm，總樣品量鮮重約1 000 g，冷凍后冷鏈郵寄至試驗(yàn)室待測(cè)。

1.2 檢測(cè)方法

1.2.1 營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定方法

將鮮樣放于65 ℃烘箱烘干至恒重，室溫回潮24 h測(cè)定初水含量。干物質(zhì)（DM）、粗蛋白（CP）、粗灰分（Ash）、粗脂肪（EE）、淀粉（Starch）參照美國(guó)分析化學(xué)學(xué)協(xié)會(huì)（AOAC）方法測(cè)定[6]。中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）含量利用美國(guó)ANKOM纖維測(cè)定儀測(cè)定[7]。非纖維性碳水化合物（NFC）可通過(guò)飼料有機(jī)物（OM）含量減去NDF、粗蛋白質(zhì)（CP）和粗脂肪（EE）含量進(jìn)行估算[8]。

1.2.2 發(fā)酵品質(zhì)測(cè)定方法

取20 g 全株玉米青貯鮮樣于錐形瓶中，加入180 mL去離子水搖勻，4 ℃保存24 h，浸提液經(jīng)4層紗布過(guò)濾，再用定量濾紙過(guò)濾到錐形瓶中，濾液用于發(fā)酵指標(biāo)測(cè)定。用pH計(jì)測(cè)定濾液pH。有機(jī)酸(乙酸、丙酸和丁酸)含量利用安捷倫（7890B）氣相色譜儀測(cè)定[9]參照Broderick等[10]的方法測(cè)定氨態(tài)氮∶總氮值。

1.2.3 飼喂價(jià)值評(píng)價(jià)

相對(duì)飼喂價(jià)值（RFV）采用公式（1）計(jì)算。干物質(zhì)采食量DMI（%BW）采用公式（2）計(jì)算，可消化干物質(zhì)DDM（%DM）采用公式（3）計(jì)算，DMI×DDM 的參數(shù)值選擇1.29（飼草）[11]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

本試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，用SPSS 23.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差”表示，用多重比較Duncan's法對(duì)各組間進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)分析（見(jiàn)表1～表4）

由表1可知，就DM而言，西北地區(qū)、東北地區(qū)和華北地區(qū)之間DM含量差異不顯著（P＞0.05），DM水平依次為30.72%，31.03%和31.17%。華北地區(qū)NDF含量顯著低于西北地區(qū)和東北地區(qū)（P＜0.05），而NFC含量極顯著高于西北地區(qū)（P＜0.01）。但西北地區(qū)CP含量極顯著高于東北地區(qū)和華北地區(qū)（P＜0.01）；三個(gè)地區(qū)全株玉米青貯的EE、Ash和ADF指標(biāo)差異不顯著（P＞0.05）。

表1 2019年不同區(qū)域全株玉米青貯各營(yíng)養(yǎng)成分的比較分析(DM基礎(chǔ)，%)

表2 西北地區(qū)全株玉米青貯的營(yíng)養(yǎng)成分(DM基礎(chǔ)，%)

表3 東北地區(qū)全株玉米青貯的營(yíng)養(yǎng)成分(DM基礎(chǔ)，%)

表4 華北地區(qū)全株玉米青貯的營(yíng)養(yǎng)成分(DM基礎(chǔ)，%)

綜合表2、表3和表4來(lái)比較三個(gè)地區(qū)不同營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)間的變異幅度和變異系數(shù)。由表2、表3 和表4 可知，東北地區(qū)DM、ADF、NDF、EE、Starch 和NFC 的變異系數(shù)和變異幅度均大于西北和華北地區(qū)，而就Ash和CP而言，華北地區(qū)變異幅度最大，而東北地區(qū)的變異系數(shù)最大。西北地區(qū)與華北地區(qū)相比，其ADF 和NDF 的變異系數(shù)和變異幅度均大于華北地區(qū)。而華北地區(qū)淀粉和NFC的變異系數(shù)小于西北地區(qū)，但變異幅度大于西北地區(qū)。綜上2019年全年華北地區(qū)全株玉米青貯的營(yíng)養(yǎng)成分更穩(wěn)定。

2.2 發(fā)酵指標(biāo)與相對(duì)飼喂價(jià)值（見(jiàn)表5～表7）

表5 2019年不同區(qū)域全株玉米青貯各發(fā)酵品質(zhì)的比較分析(DM基礎(chǔ))

表6 不同地區(qū)全株玉米青貯發(fā)酵品質(zhì)的分析(DM基礎(chǔ))

表7 2019年不同區(qū)域全株玉米青貯飼喂價(jià)值分析

由表5 可知，三個(gè)地區(qū)pH 值均在4.0 以下，都在合理范圍內(nèi)，且華北地區(qū)和東北地區(qū)pH 值和丙酸含量均極顯著低于西北地區(qū)（P＜0.01）。不同地區(qū)間乙酸含量差異不顯著（P＞0.05），但西北地區(qū)乙酸含量最高為3.09%，分別比東北和華北地區(qū)全株玉米青貯中的乙酸含量高了10.75%和20.23%。西北地區(qū)、東北地區(qū)和華北地區(qū)的樣品中丁酸含量分別為0.03%、0.03%、0.02%，即華北地區(qū)丁酸含量最低，但各地區(qū)間差異不顯著（P＞0.05）。在氨態(tài)氮∶總氮方面，華北地區(qū)顯著低于東北和西北地區(qū)（P＜0.05）。

在穩(wěn)定性方面，由表6 可知，東北地區(qū)全株玉米青貯的發(fā)酵指標(biāo)的變異系數(shù)均最大，華北地區(qū)乙酸和氨態(tài)氮∶總氮的變異系數(shù)和變異幅度均最小。就pH、乙酸和丁酸而言，東北地區(qū)的變異幅度最大。此外，三個(gè)地區(qū)都是乙酸的變異系數(shù)＜丙酸的變異系數(shù)＜丁酸的變異系數(shù)。

表7 列出了三個(gè)地區(qū)全株玉米青貯的RFV。從RFV角度來(lái)看，華北地區(qū)全株玉米青貯的RFV顯著高于西北地區(qū)（P＜0.05），分別比東北和西北地區(qū)的RFV高了4.83%和6.85%，而東北地區(qū)RFV水平居中，與其他兩個(gè)地區(qū)差異均不顯著（P＞0.05）。

3 討論

3.1 2019年不同地區(qū)全株玉米青貯發(fā)酵指標(biāo)的分析

制作全株玉米青貯的過(guò)程是微生物發(fā)酵的過(guò)程，在沒(méi)有或很少空氣的情況下，全株玉米青貯中可溶性碳水化合物在多種微生物的活動(dòng)下發(fā)酵產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物致使全株玉米青貯飼料得到長(zhǎng)久的貯存。在全株玉米青貯發(fā)酵最理想的情況下，同型乳酸菌作為最優(yōu)勢(shì)菌種以全株玉米青貯原料中的可溶性碳水化合物作為底物進(jìn)行一系列生理代謝，最終只產(chǎn)生乳酸，從而減少干物質(zhì)和能量的損耗[12]。因此，討論全株玉米青貯的發(fā)酵指標(biāo)尤為重要。pH值是衡量全株玉米青貯酸度的指標(biāo)，本試驗(yàn)中，西北、東北和華北三個(gè)地區(qū)的pH值平均值均低于4.0，在優(yōu)質(zhì)青貯pH值的范圍內(nèi)，且華北地區(qū)pH值最低。全株玉米青貯中的pH值與乳酸含量有強(qiáng)相關(guān)性，乳酸的酸度為3.86（pH），強(qiáng)于乙酸和丙酸的酸度，且是所有發(fā)酵產(chǎn)物中濃度最高的酸[13]，因此，推測(cè)華北地區(qū)全株玉米青貯中乳酸含量最高。此外，在本試驗(yàn)中三個(gè)地區(qū)的全株玉米青貯中乙酸和丁酸含量差異不顯著，但華北地區(qū)的丁酸含量最低。由于丁酸主要是由一些腐敗菌的代謝活動(dòng)所產(chǎn)生的[14]，會(huì)造成青貯中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失，因此檢出的丁酸含量越低越好。氨態(tài)氮∶總氮華北地區(qū)顯著低于西北和東北地區(qū)，證明華北地區(qū)全株玉米青貯中被微生物降解的蛋白較少[15]，發(fā)酵品質(zhì)較優(yōu)。綜上所述，就發(fā)酵效果而言，華北地區(qū)全株玉米青貯發(fā)酵效果最佳，其次是西北地區(qū)。

3.2 2019年不同地區(qū)全株玉米青貯營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的分析

對(duì)全株玉米青貯營(yíng)養(yǎng)成分的分析同發(fā)酵指標(biāo)分析一樣重要。本試驗(yàn)以DM、CP、ADF、NDF、Ash、EE、Starch 和NFC 這8 個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量全株玉米青貯的品質(zhì)，試圖評(píng)價(jià)全株玉米青貯營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)好壞的程度。全株玉米青貯的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)受多種因素的影響，有研究表明[16]，全株玉米青貯中各營(yíng)養(yǎng)成分含量與青貯玉米收獲時(shí)成熟度、品種、留茬高度、切割長(zhǎng)度、壓實(shí)密度等息息相關(guān)。本試驗(yàn)中三個(gè)地區(qū)全株玉米青貯中的DM含量均在最適范圍30%～35%之間，華北地區(qū)DM 含量最高，但三個(gè)地區(qū)間DM 含量沒(méi)有顯著差異，因此推測(cè)三個(gè)地區(qū)的玉米均在適宜收獲期乳熟期至蠟熟期進(jìn)行收割。淀粉是全株玉米青貯飼料代謝能和瘤胃可發(fā)酵能量的主要來(lái)源，也是瘤胃微生物活動(dòng)的燃料[17]，因此淀粉含量與纖維含量的高低也是評(píng)價(jià)全株玉米青貯營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高低的重要指標(biāo)。在本試驗(yàn)中，華北地區(qū)全株玉米青貯中的NFC 和Strach 含量高，而ADF 和NDF 含量低，說(shuō)明其木質(zhì)化程度低，更易于消化，提高奶牛的DMI。而西北地區(qū)CP 含量極顯著高于其他兩個(gè)地區(qū)，這可能是由于不同地區(qū)種植的玉米品種不同和各地區(qū)氣候存在差異而導(dǎo)致的。除此之外，不同地區(qū)在制作全株玉米青貯時(shí)因地方環(huán)境和制作工藝等的不同，導(dǎo)致制作出的青貯質(zhì)量存在差異，各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)出現(xiàn)不同程度上的變異度。

3.3 2019年不同地區(qū)全株玉米青貯品質(zhì)存在差異的原因分析

首先，各地區(qū)之間所種植的玉米品種不同，地區(qū)內(nèi)部所種植的玉米品種也不統(tǒng)一。其次，各地區(qū)間氣候存在較大差異，西北地區(qū)是典型的高原季風(fēng)氣候，山脈地形，日照長(zhǎng)，晝夜溫差大，利于玉米植株?duì)I養(yǎng)物質(zhì)的積累[17]。東北地區(qū)是溫帶季風(fēng)性氣候，夏季雨量較多，冬季寒冷干燥，降水量適宜。但在2019年?yáng)|北地區(qū)尤其是黑龍江地區(qū)經(jīng)歷了“利奇馬”等自然災(zāi)害，臺(tái)風(fēng)加暴雨使環(huán)境溫度偏低，可能影響了玉米的灌漿期，土地的積溫不足，玉米籽粒成熟度受影響，導(dǎo)致玉米品質(zhì)和產(chǎn)量受到影響[18]。這些因素可能是造成2019年?yáng)|北地區(qū)全株玉米青貯DM、CP、EE和Starch含量是三個(gè)地區(qū)最低的原因之一。華北地區(qū)是暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)性氣候，四季鮮明，較長(zhǎng)光照，冬夏較長(zhǎng)，環(huán)境適宜，擁有著廣闊的平原，2019年華北地區(qū)雨季來(lái)的晚，結(jié)束時(shí)期與常年基本一致，雨量偏少[19]，相對(duì)東北地區(qū)受天氣因素影響較輕，因此全株玉米青貯品質(zhì)較好一些。最后，各地區(qū)的牧場(chǎng)在青貯壓實(shí)密度、添加劑使用情況等制作方面也存在一些差異，導(dǎo)致青貯品質(zhì)存在差異。

總體來(lái)看，2019 年全國(guó)玉米青貯品質(zhì)較好，與前幾年相比較品質(zhì)有較大提升[20-22]，但不同地區(qū)由于氣候、品種、地理因素和青貯制作方法等存在差異，致使不同地域的全株玉米青貯品質(zhì)存在差異。因此，應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)厝暧衩浊噘A的時(shí)間、營(yíng)養(yǎng)、成分來(lái)調(diào)整奶牛日糧配方。

4 結(jié)論

2019 年華北地區(qū)全株玉米青貯品質(zhì)優(yōu)于西北和東北地區(qū)且較為穩(wěn)定，其DM、Starch 和NFC高于其他兩個(gè)地區(qū)，NDF、ADF和pH值低于其他兩個(gè)地區(qū)。此外，華北地區(qū)RFV顯著高于其他兩個(gè)地區(qū)，RFV越高，玉米青貯的飼用價(jià)值越高。綜上所述，不同地區(qū)全株玉米青貯品質(zhì)存在一定差異，應(yīng)根據(jù)各地玉米青貯當(dāng)前實(shí)際品質(zhì)，因地制宜地在種植、收獲、調(diào)制和飼喂等環(huán)節(jié)上進(jìn)行改良，進(jìn)而提高青貯品質(zhì)和利用效率，促進(jìn)畜牧業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。