不同種植密度對全株青貯玉米發酵飼料品質和營養成分分析

聶 寧，陳興懿

（1.貴州農業職業學院，貴州貴陽 550000；2.貴州機電職業技術學院，貴州都勻 558013）

玉米是我國重要的糧食作物（曾輝等，2017），其莖葉中含量豐富的纖維素復合體，不僅嚴重影響畜禽對纖維素等營養物質的消化吸收，同時也阻礙了蛋白質、糖類、淀粉等營養物質的釋放（任雙豐，2011）。因此，使用酶制劑（纖維素酶、木聚糖酶等）和菌制劑（酵母菌、乳酸菌等）對玉米秸稈或全株玉米進行發酵處理不僅能提高其中營養物質的含量，同時也能增強畜禽對營養物質的利用率（呂文龍等，2011）。其中，全株青貯玉米是將包括玉米籽粒、葉、莖在內的整個玉米植株采摘并切碎后進行發酵處理后制備成畜禽優質粗飼料的一種方法（李松澤等，2019）。全株玉米青貯不僅能有效利用全部玉米植株，同時也能有效提高肉奶牛等反芻動物的飼料轉化率（楊光興和李剛，2021）。研究表明，使用全株青貯玉米能顯著增加奶牛乳產量，有效減少精飼料消耗（張帥等，2020）。因此，高質量全株青貯玉米的制備已經是當前肉奶牛等反芻動物的養殖重點。研究表明，除發酵制劑外，品種、灌溉方式、種植密度和氣候等因素都能在不同程度上影響全株青貯玉米的質量。因此，本試驗以華牧3 號青貯玉米為研究對象，探究不同種植密度對全株青貯玉米發酵品質和營養成分的影響，以期為全株青貯玉米研究和土地資源的合理利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計 本試驗選用的青貯玉米品種為華牧3 號，試驗場位于遼寧某農場，在試驗區和地力條件一致的前提下，參考管其鋒（2021）的標準劃分低中高3 個種植密度，分別為6×104、7.5×104和9×104株/hm2，播種后以玉米籽粒乳線達50% 為收割條件。

1.2 發酵處理 本試驗所用復合發酵試劑包括益生菌和酶制劑，主要成分由乳酸菌（活菌數≥1×1010CFU/g，湖南某生物科技有限公司）、糞腸球菌（活菌數≥1×1010CFU/g，江西某生物科技有限公司）、纖維素酶（酶活力≥10000 U/g，河北某生物有限公司）和木聚糖酶（酶活力≥10000 U/g，河北某生物有限公司）構成。蠟熟期青貯玉米收割后切斷至2 cm 左右，與復合發酵試劑充分混勻后裝入青貯專用袋中，小心封口后室溫避光貯存40 d 開袋，每組設8 個重復，發酵完成后每個重復取3 份樣品進行發酵品質和營養成分分析。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 營養水平測定 使用全自動凱氏定氮儀（FOSS）測定各樣本中粗蛋白質（CP）含量；使用索氏抽提法測定各樣本中粗脂肪（EE）含量；參考美國分析化學協會（AOAC）標準測定各樣本中粗纖維（CF）、酸性洗滌纖維（ADF）和中性洗滌纖維（NDF）含量。使用高效液相色譜（SHIMADZE-10A）檢測各樣本中乳酸、乙酸、丙酸和丁酸含量。

1.3.2 感官評價 各組全株玉米青貯完成后，邀請具有相關從業經驗的10 名技術人員對各組全株玉米青貯品質進行盲評，評價標準表見表1。

表1 全株玉米青貯感官評價標準

1.3.3 微生物菌落檢測 參照花梅等（2013）進行微生物菌落計數，于無菌操作臺上將所有樣品剪碎混勻后裝入錐形瓶中，密封后于搖床中震蕩30 min，等比例稀釋后分別取20μL 稀釋液滴加至MRS、PDA、BLB 和NA 培養基中，并在對應的平板中涂布均勻，37℃厭氧培養48 h 后進行計數。

1.4 數據統計與分析 使用Excel 2019 對所有原始數據進行預處理，使用SPSS 24.0 進行方差分析，采用Duncan’s 法進行多重比較，結果以“平均值±標準差”表示，P＜0.05 表示組間差異顯著。

2 結果分析

2.1 不同種植密度玉米青貯原料的營養分析

由表2 可知，與對照組低密度種植組相比，中密度組粗蛋白質和粗脂肪含量分別低0.13% 和0.02% ；高密度組粗蛋白質和粗脂肪含量分別低0.48% 和0.18% ；低密度種植組和中密度種植組纖維含量差距不大，但高密度種植組纖維含量明顯高于低密度和中密度種植組。

表2 不同種植密度玉米青貯原料的營養分析 %

2.2 不同種植密度對全株青貯玉米營養成分的影響 由表3 可知，低密度種植組全株玉米青貯粗蛋白質含量顯著高于高密度種植組（P＜0.05）；低密度和中密度種植組全株玉米青貯中性洗滌纖維含量顯著低于高密度種植組（P＜0.05）；種植密度對全株青貯玉米粗脂肪、粗纖維、酸性洗滌纖維含量及感官評價得分無顯著影響（P＞0.05）。

表3 不同種植密度對全株青貯玉米營養成分的影響

2.3 不同種植密度對全株青貯玉米酸化的影響

由表4 可知，低密度和中密度種植組全株玉米青貯pH 顯著低于高密度種植組（P＜0.05）；低密度和中密度種植組全株玉米青貯乳酸和丁酸含量顯著高于高密度種植組（P＜0.05）；不同種植密度對全株青貯玉米乙酸和丙酸含量無顯著影響（P＞0.05）。

表4 不同種植密度對全株青貯玉米酸化的影響g/kg

2.4 不同種植密度對全株青貯玉米微生物含量的影響 由表5 可知，不同種植密度對全株青貯玉米乳酸菌、好氧細菌以及酵母菌和霉菌含量無顯著影響（P＞0.05）；此外，本試驗未檢測到大腸桿菌。

表5 不同種植密度對發酵全株青貯玉米微生物含量的影響 lg cfu/g

3 討論

研究表明，在一定的種植密度范圍內，玉米產量與種植密度呈正相關（薛珠政等，1998）。當種植密度過高時，不僅玉米產量顯著降低，同時籽粒品質和營養物質含量也會降低（易媛等，2018）。光合作用是玉米產量和有機物累積的關鍵，研究認為，玉米是典型的高光效糧食作物，具有在高光強、高溫條件下高效進行光合作用的能力（郝天樂，2022）。因此，過高的種植密度對玉米產量和光合作用影響極大。李松澤等（2021）研究發現，西北地區全株玉米青貯粗蛋白質含量顯著優于東北和華北地區，推測可能是由于氣候原因。本試驗結果表明，低密度和中密度種植組全株青貯玉米的粗蛋白質和粗脂肪含量略高于高密度種植組，而高密度種植組的纖維含量略高于低密度和中密度種植組。表明種植密度會影響玉米的養分累積，這與前人的研究基本一致，易媛等（2018）研究發現，盡管高種植密度收獲穗數更多，但玉米果穗、籽粒數、粒重和產量明顯降低。

目前，全株青貯玉米發酵試劑主要包括菌制劑和酶制劑，魏炳棟等（2016）使用復合菌制劑對玉米秸稈進行發酵處理，其粗蛋白質含量顯著增加，纖維物質含量顯著降低。王安等（1997）使用復合纖維素酶對玉米青貯進行發酵處理，發現其NDF 和ADF 含量顯著降低。此外有研究認為，聯合使用菌制劑和酶制劑不僅不會產生明顯的拮抗作用，其發酵效果也明顯優于菌制劑或酶制劑單獨使用（王建兵等，2001）。本試驗結果表明，不同種植密度下的全株玉米青貯粗蛋白質含量均有不同程度的提高，而粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維也有不同程度的降低。此外，高密度種植的全株玉米青貯粗蛋白質含量最低，纖維含量最高，表明低中種植密度全株玉米青貯主要營養成分明顯優于高種植密度。

有機酸和pH 是衡量全株青貯玉米發酵品質的重要指標。研究表明，乳酸含量與發酵品質呈正相關（趙政等，2009）。本試驗結果表明，低密度和中密度種植組全株青貯玉米pH 顯著低于高密度種植組，乳酸含量顯著高于高密度種植組，表明低密度和中密度組全株青貯玉米發酵品質優于高密度種植組。乳酸菌是青貯發酵過程中最重要的菌種，乳酸菌在嚴格厭氧條件下將全株青貯玉米中的碳水化合物作為底物，將其轉化為乳酸，進而促進發酵過程。花梅等（2013）研究發現，使用乳酸菌對全株玉米青貯進行發酵處理后，飼料中的乳酸菌數量顯著增多。這與本試驗結果并不一致，表明種植密度對全株玉米青貯微生物含量無顯著影響。此外，在整個試驗期間未檢測到大腸桿菌。

4 結論

本試驗結果表明，不同種植密度對全株青貯玉米營養成分有一定影響。同時，低密度和中密度種植組全株青貯玉米發酵品質和營養成分明顯優于高密度種植組。