不同收獲時間對去穗玉米秸稈營養(yǎng)價值和青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

李龍興， 龔正發(fā)， 朱 欣， 付 浩， 王 松，陳秀華

（貴州省草地技術(shù)試驗推廣站，貴州貴陽550025）

秸稈飼料化是資源化利用的一種常用處理方式，不僅可以通過秸稈過腹還田促進(jìn)畜牧業(yè)生態(tài)循環(huán)發(fā)展，還可以填補(bǔ)草食家畜飼料的短缺，降低養(yǎng)殖成本，提高經(jīng)濟(jì)效益 （王平等，2019；鄭夢莉等，2017）。據(jù)統(tǒng)計，貴州每年約有1000萬t以上農(nóng)作物秸稈資源，其中，秸稈資源最豐富的作物是玉米、水稻和油菜（張雅蓉等，2015；楊柳等，2012）。田飛等（2007）對貴州玉米秸稈調(diào)查研究顯示，黔北地區(qū)玉米秸稈用于飼養(yǎng)牲畜的占29.8%，黔中地區(qū)玉米秸稈用作飼料的占40%。秸稈飼料化利用率較低，且大部分養(yǎng)殖戶都采用傳統(tǒng)方式，即玉米摘穗后，讓玉米秸稈在田間自然曬干后再收集，冬天缺草時用于飼喂牛、羊等反芻動物（林昌虎等，2008）。而貴州陰雨潮濕天氣較多，秸稈在田間很容易發(fā)霉變質(zhì)，因此這種利用方式飼用價值較低。玉米去穗后適時收獲秸稈制作青貯飼料則能夠較好地保留更多的營養(yǎng)成分，王守義等（1999）研究結(jié)果表明，甜玉米去穗后秸稈不必立即青貯，最佳青貯時間在去穗后的5～7 d。崔衛(wèi)東等（2011）研究了在冬季和夏季甜玉米摘穗后秸稈的合理收割時間，結(jié)果表明，冬季宜在摘穗后6 d收割青貯，夏天宜在摘穗后3～9 d收割青貯。余汝華等（2007）研究表明，青玉米秸稈收獲后5 d調(diào)制青貯比較合適。因此，為探討貴州地區(qū)去穗玉米秸稈最佳收獲時間，提高秸稈利用率，本試驗對不同收獲時間的去穗玉米秸稈營養(yǎng)成分和青貯發(fā)酵品質(zhì)進(jìn)行測定分析，研究收獲時間與玉米秸稈營養(yǎng)成分和青貯發(fā)酵品質(zhì)的關(guān)系，從而得到玉米秸稈最佳收獲青貯利用時間，為實(shí)際生產(chǎn)中玉米秸稈的利用提供參考依據(jù)。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料 本試驗選用玉米（Zea maysL.）品種為正大619，玉米秸稈為去穗后的莖稈。玉米種植于貴州省草地技術(shù)試驗推廣站試驗基地，試驗地處貴州省獨(dú)山縣上司鎮(zhèn)籌洞村（107°55'E，25°63'N），海拔950 m，年均氣溫15.9℃，7月份（最熱月）平均氣溫24.4℃，1月份（最冷月）平均氣溫2.75℃，年降水量1260 mm，無霜期280 d。

1.2 試驗設(shè)計 試驗設(shè)5個處理，即玉米去穗后第0、2、4、7、12天后，隨機(jī)選取具有代表性的植株，一部分樣品用于測定秸稈營養(yǎng)成分，另一部分樣品切碎后進(jìn)行青貯，每個處理設(shè)置3個重復(fù)。

1.3 試驗方法

1.3.1 青貯飼料調(diào)制 采用袋裝青貯調(diào)制青貯飼料。將刈割后的玉米秸稈切短至2～3 cm，莖葉充分混合均勻，稱取500 g裝入15 cm×20 cm的聚乙烯青貯袋，快速裝填并用真空包裝機(jī)抽真空封口，密封后放置在10～25℃室溫下避光貯藏，青貯60 d后打開青貯袋測定其營養(yǎng)成分和青貯發(fā)酵品質(zhì)。

1.3.2 營養(yǎng)成分分析 將所取的鮮草樣品及青貯飼料，在65℃條件下用烘箱烘干至恒重，取出后立即冷卻稱重，測定干物質(zhì)（DM）含量，烘干后粉碎通過1 mm篩，用于測定相應(yīng)營養(yǎng)成分，測定方法參照張麗英（2016）報道。粗蛋白質(zhì)（CP）采用凱氏定氮法測定；粗脂肪（EE）采用索氏脂肪提取法測定；粗灰分（CA）采用干灰化法測定；水溶性碳水化合物（WSC）含量采用蒽酮-硫酸比色法測定；中性洗滌纖維（NDF）采用GB/T 20806-2006測定；酸性洗滌纖維（ADF）采用NY/T 1459-2007測定；半纖維素含量以中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量之差計算。

1.3.3 青貯發(fā)酵品質(zhì)分析 青貯60 d后打開青貯袋，然后將青貯飼料樣品充分混合均勻，稱取70 g青貯飼料置于300 mL錐形瓶中，加入140 g去離子水，在4℃的冰箱內(nèi)浸提24 h。然后對青貯飼料進(jìn)行榨汁過濾，將其上清液用過濾漏斗通過兩層紗布和濾紙過濾，濾液收集于100 mL的塑料瓶中，用來測定pH、氨態(tài)氮和有機(jī)酸。pH用pH計測定；氨態(tài)氮（AN）含量采用苯酚-次氯酸鈉比色法測定；有機(jī)酸采用高效氣相色譜儀測定，包括乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA），揮發(fā)性脂肪酸（VFA）為乙酸、丙酸和丁酸之和。

1.3.4 V-Score評分V-Score評分體系是以青貯飼料中所含的氨態(tài)氮/總氮值和乙酸、丙酸、丁酸含量來評定青貯發(fā)酵品質(zhì)的優(yōu)劣，總分按100分計，計算方法詳見表1，根據(jù)評分結(jié)果將青貯飼料品質(zhì)分為3個等級，即良好（＞80分）、尚可（60～80分）、不良（＜60分）。

表1 青貯飼料V-Score評分

1.4 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS與Excel軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 去穗玉米秸稈不同收獲時間的營養(yǎng)成分分析 如表2所示，隨著收獲時間的延長，去穗玉米秸稈干物質(zhì)含量呈明顯上升的趨勢（P＜0.05），第12天收獲時干物質(zhì)含量比第0天增加29.9%。水溶性碳水化合物含量先顯著增加后顯著降低（P＜0.05），在第4天達(dá)到最大值。粗蛋白質(zhì)含量在去穗后當(dāng)天和第2天含量無顯著差異（P＞0.05），第4天后含量逐漸顯著降低（P＜0.05），第12天時粗蛋白質(zhì)含量比第0天降低了31.2%。粗脂肪含量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，在第7天（13.07 g/kg DM）顯著高于第0～2天（P＜0.05），但是與第4、12天無顯著差異（P＞0.05）。粗灰分含量呈下降趨勢，第0～4天無顯著差異（P＞0.05），第7～12天顯著降低（P＜0.05）。中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量均呈上升趨勢，在第12天比第0天分別增加6.2%、13.4%。

表2 去穗玉米秸稈不同收獲時間的營養(yǎng)成分

2.2 不同收獲時間的去穗玉米秸稈青貯營養(yǎng)價值分析 如表3所示，干物質(zhì)含量在第4～12天顯著增加（P＜0.05），在第4天比第0天增加34.7%。不同收獲時間對水溶性碳水化合物含量影響顯著，呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在第4天達(dá)到最大值（56.45 g/kg DM），第12天時又顯著降低（P＜0.05）。粗蛋白質(zhì)含量隨著收獲時間的延長呈逐漸下降的趨勢。粗脂肪含量在第7天無顯著差異（P＞0.05），在第12天時比收獲當(dāng)天顯著增加7.2%（P＜0.05）。粗灰分含量有下降趨勢，在第7天降到最低（54.78 g/kg DM）。中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量與鮮秸稈趨勢一致，呈逐漸上升的趨勢。

表3 不同收獲時間的去穗玉米秸稈青貯營養(yǎng)價值

2.3 不同收獲時間的去穗玉米秸稈青貯發(fā)酵品質(zhì)分析 如表4所示，不同收獲時間對青貯料pH有明顯影響，在第2、4天的pH顯著低于第0、7、12天（P＜0.05），第12天的pH顯著升高（P＜0.05）。各處理組中，第4天的乳酸含量（135.98 g/kg DM）顯著高于其他各組，第12天乳酸含量最低（46.96 g/kg DM），顯著低于其他各組（P＜0.05）。收獲當(dāng)天的乙酸含量（9.34 g/kg DM）最低，與第12天無明顯差異（P＞0.05），但是顯著低于第2天（P＜0.05）。各組均有少量丙酸和丁酸產(chǎn)生，第12天的丙酸含量顯著高于第0～4天（P＜0.05），丁酸含量呈先降低后增加的趨勢。第4天總揮發(fā)性脂肪酸含量最低（16.44 g/kg DM），顯著低于其他各組（P＜0.05）。第12天的氨態(tài)氮/總氮值顯著高于第0～7天（P＜0.05），而在第0～7天氨態(tài)氮/總氮值無顯著差異（P＞0.05）。

表4 不同收獲時間的去穗玉米秸稈青貯發(fā)酵品質(zhì)

2.4 青貯發(fā)酵品質(zhì)V-Score評分分析 如表5所示，第0、2、4、7、12天的得分分別為84.09、89.19、88.94、85.07、78.59，第2天得分最高，第12天得分最低，隨著收獲時間的推遲，得分呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢。第2、4天的得分顯著高于第0、7、12天（P＜0.05），第0、7天得分顯著高于第12天（P＜0.05），但是第2天和第4天、第0天和第7天差異不顯著（P＞0.05），第0、2、4、7天的青貯飼料總體評價為良好（＞80分），第12天青貯飼料總體評價為尚可（60～80分）。

表5 不同收獲時間的去穗玉米秸稈青貯質(zhì)量評分

3 討論

3.1 不同收獲時間對去穗玉米秸稈營養(yǎng)成分的影響 玉米秸稈含有豐富的營養(yǎng)價值和可被牲畜利用的化學(xué)成分，是發(fā)展草食畜牧業(yè)重要的飼料原料之一。其營養(yǎng)成分的含量決定了營養(yǎng)價值的高低，是評價飼料優(yōu)良與否的重要指標(biāo)（高俊雷，2020）。趙麗華（2004）研究表明，隨著收獲時間的延長，秸稈的品質(zhì)下降，適時收獲能夠提高秸稈的營養(yǎng)品質(zhì)。本試驗結(jié)果表明，去穗玉米秸稈干物質(zhì)含量明顯升高。一方面是因為玉米去穗后，植株蒸騰作用加強(qiáng)，水分損失較快；另一方面，植株進(jìn)入生長末期，去穗會誘導(dǎo)植株提前衰老，導(dǎo)致植株含水量下降（崔衛(wèi)東等，2011）。水溶性碳水化合物含量呈先增加后降低的趨勢，這是因為玉米剛摘穗后，玉米秸稈和部分葉片依然保持青綠色，植株仍然可以進(jìn)行光合作用，但是玉米的果穗摘掉后，植株的庫源平衡被打破，植株光合作用產(chǎn)生的碳水化合物保留在了莖葉當(dāng)中，從而使莖葉成為了臨時“庫”，使得秸稈中水溶碳水化合物含量增加。隨著收獲的時間延長，莖葉逐漸變黃枯老，植株的光合作用減弱，呼吸作用逐漸大于光合作用，因此去穗7 d后玉米秸稈的水溶碳水化合物含量又降低，這與閆貴龍等 （2015）、崔衛(wèi)東等（2011）研究結(jié)果一致。去穗12 d后的玉米秸稈粗蛋白質(zhì)含量比第0天降低了31.16%，這是因為隨著玉米去穗后時間的延長，植株逐漸衰老，蛋白質(zhì)的合成受到抑制，而呼吸作用過程中消耗氨基酸增多，蛋白質(zhì)的分解增加，因此蛋白質(zhì)含量逐漸降低。中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量越低，家畜消化率和飼用價值就越高，本研究中去穗12 d后鮮秸稈和秸稈青貯飼料中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量具有相同變化趨勢，均顯著增加，主要原因是隨著玉米植株的衰老，幼嫩的葉片比例下降，秸稈木質(zhì)化越來越嚴(yán)重，植株細(xì)胞壁成分含量增加，因此，過晚收獲秸稈會降低家畜的適口性和消化率，這與王紅等（2018）、武小平等（2018）研究結(jié)果一致。

3.2 不同收獲時間對去穗玉米秸稈青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響 玉米秸稈青貯加工能夠很好地保留更多的營養(yǎng)成分。本試驗結(jié)果表明，不同收獲時間對青貯料pH有明顯影響，乳酸含量與乳酸/乙酸值先增加后降低，這與水溶性碳水化合物含量變化趨勢一致。這是因為玉米秸稈中的水溶碳水化合物是青貯的發(fā)酵底物，充足的發(fā)酵底物是青貯成功的關(guān)鍵因素之一（McDonald等，1991），水溶碳水化合物含量越高越有利于乳酸菌繁殖，快速發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，降低青貯飼料的pH，提高青貯品質(zhì)（Tjandraatmadja等，1994）。本試驗中隨著玉米秸稈收獲時間的延長，第12天青貯飼料的pH顯著升高，表明該處理發(fā)酵底物不足，青貯發(fā)酵緩慢，乳酸產(chǎn)生較少，不能有效降低青貯飼料的pH，第12天乳酸含量最低也剛好印證了這一點(diǎn)，這與余汝華等（2007）研究結(jié)果相一致。氨態(tài)氮/總氮值反映了青貯飼料中的蛋白質(zhì)被微生物分解的程度，比值越大表明青貯質(zhì)量就越差（郭旭生等，2008）。本研究中第12天的青貯飼料氨態(tài)氮/總氮值顯著升高，表明乳酸菌活動減弱，需氧的有害微生物繁殖活動增強(qiáng)，加速了蛋白質(zhì)的分解，蛋白質(zhì)含量明顯降低。李川東等（2008）研究也表明，隨著收獲時間的推遲，飼用高粱青貯飼料的粗蛋白質(zhì)含量降低。丁酸是有害微生物分解蛋白質(zhì)、葡萄糖和乳酸而生成的產(chǎn)物，同時伴隨著能量的損失和蛋白質(zhì)分解，降低青貯品質(zhì)。本試驗中各組均有少量丁酸產(chǎn)生，表明本研究玉米秸稈青貯發(fā)酵中沒有完全抑制有害微生物的活性，導(dǎo)致青貯飼料品質(zhì)下降。因此綜合分析氨態(tài)氮/總氮值和乙酸、丙酸、丁酸含量以及V-Score評分，結(jié)果表明去穗后的玉米秸稈2～4 d收獲青貯利用效果較好。

4 結(jié)論

隨著收獲時間的延長，去穗玉米秸稈干物質(zhì)含量明顯升高，水溶性碳水化合物含量呈先增加后降低的趨勢，粗蛋白質(zhì)含量顯著下降，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量呈逐漸上升趨勢。青貯加工后pH先降低后增加，而乳酸含量先增加后降低，第12天的乳酸含量顯著降低，pH和氨態(tài)氮/總氮值顯著升高，第2、4天的V-Score得分較高。因此玉米去穗后，秸稈收獲青貯利用時間不宜過早或過晚，在實(shí)際生產(chǎn)中，玉米去穗后2～4 d收獲秸稈青貯利用效果較好。