留茬高度对不同品种全株玉米青贮品质的影响

赵雪娇 张立阳 刘 帅 阿晓辉 岳奎忠 张永根*

(1.东北农业大学动物科学技术学院，哈尔滨 150030；2.黑龙江奶业协会，哈尔滨 150030；3.东北农业大学生命科学学院，哈尔滨 150030)

自20世纪60年代开始，青贮饲料的生产大幅增加，并且成为一种保存青绿饲料最主要的方法，尤其是全株玉米青贮。据国家统计局数据显示，2015年我国玉米播种面积高达3 811.931万hm2，而青饲料播种面积不足其5%，人畜争粮矛盾日益突出，因而全株玉米青贮对草食性家畜作为节粮型畜种的重要性更加明显。全株玉米青贮营养丰富、适口性好、易消化且保存期长，可提高牛奶产量，同时可实现一年四季均衡供应，保障奶业健康快速可持续发展[1-2]。黑龙江省是我国奶牛养殖大省，据统计2014年、2015年黑龙江省牛奶产量约占全国牛奶总产量的15%，而阳光1号、中原单32和龙福208是黑龙江地区最主要的玉米青贮品种[3-5]。其中，阳光1号淀粉含量较高，纤维含量较低，中原单32蛋白质含量较高，而龙福208有较高的生物产量，三者均表现出较高的饲用价值[5-6]。研究表明，全株玉米的青贮品质及生物产量与品种特性直接相关外，与其收获时期和留茬高度也密切相关，玉米青贮由高淀粉的穗和高纤维的秸秆等部分组成，留茬高度越高其营养价值越高，但不同品种其留茬高度不同也会显著影响青贮后的营养品质[7-9]。生产中一般将留茬高度控制在15～45 cm为好[10]。本试验选取黑龙江省广泛种植的3个玉米品种为试验材料，研究其在19、49 cm 2个留茬高度下，青贮前后的营养成分、发酵品质和瘤胃降解特性，旨在研究留茬高度对全株玉米青贮品质的影响，并探究对于不同特性的玉米品种应如何选择留茬高度，为合理生产和利用全株玉米青贮提供理论支持和实践指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

全株玉米青贮原料来自黑龙江省齐齐哈尔市，玉米品种分别为阳光1号、中原单32和龙福208。

1.2 试验设计及青贮制作

本试验采用单因素试验设计，3个品种的玉米分别以常见高度19 cm、较高高度49 cm留茬，共计6个处理，每个处理3个重复。全株玉米原料由青贮收割机采集，切割长度为1.5 cm，按照试验设计混合均匀，装入聚乙烯袋(35 cm×45 cm)，每袋约2 kg，压实后用真空包装机抽真空封口，室温(25 ℃左右)贮藏45 d后开封进行样品采集，用于后续指标测定。发酵前后样品采集参照GB/T 14699.1—2005《饲料采样》[11]进行。

1.3 营养成分测定

发酵前后样品干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分含量按照AOAC(2005)[12]中的方法进行测定；中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)含量依照Van Soest分析体系中提供的方法采用纤维分析仪(ANKOM Fiber Analyzer，美国)进行测定[13]；淀粉含量利用淀粉总量检测试剂盒(Megazyme K-TSTA，爱尔兰)进行测定。1.4发酵品质测定

pH采用Sartorius PB-10型酸度计[赛多利斯科学仪器(北京)有限公司]测定；氨态氮(NH3-N)含量采用苯酚-次氯酸钠比色法测定[14]；乙酸(AA)、丙酸(PA)和丁酸(BA)含量采用气相色谱法(GC-2010，日本岛津)测定[15]；乳酸(LA)含量采用高效液相色谱法(Waters-600，美国)测定[16]。

1.5 瘤胃降解率测定

1.5.1 试验动物及饲养管理

选取2头安装永久性瘤胃瘘管的荷斯坦奶牛，体重(600±20) kg，每日饲喂2次(07:00和18:00)，自由饮水。饲粮为全混合日粮(TMR)，按照《奶牛营养需要》[17]配制，其组成及营养水平见表1。

表1 饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of the diet (air-dry basis) %

1)每千克预混料中含有 Contained the following per kg of the premix:VA 8 000 000 IU，VD 700 000 IU，VE 10 000 IU，Fe 1 600 mg，Cu 1 500 mg，Zn 10 000 mg，Mn 3 500 mg，Se 80 mg，I 120 mg，Co 50 mg。
2)泌乳净能为计算值，其余为实测值。NELwas a calculated value, while other nutrient levels were measured values.

1.5.2 瘤胃降解率测定

称取5 g粉碎后过1 mm筛的全株玉米青贮风干样品，放入孔径为50 μm，长×宽为12 cm×8 cm的尼龙袋内，袋口用尼龙绳绑好。每4个袋夹在1根半软塑料管上，并用尼龙绳扎好。每头牛每个时间点设2个平行。晨饲前投入试验动物瘤胃中，分别于体内培养24、30和48 h后取出，于自来水下细流冲洗，直至尼龙袋中流出的水清澈明亮、无味为止。65 ℃烘干至恒重分别测定DM、CP和NDF含量，方法同1.3，计算瘤胃降解率。

1.6相对饲喂价值(RFV)的计算

RFV是指相对特定标准的粗饲料(将盛花期苜蓿RFV定为100)，某种粗饲料可消化干物质的采食量。其计算公式为：

DMI(%BW)=120/NDF(%DM)；DDM(%BW)=88.9-0.779ADF(%DM)；RFV=DMI×DDM/1.29。

式中：DMI为粗饲料干物质随意采食量(%BW)，DDM为可消化干物质(%BW)。

1.7 数据处理及统计分析

试验数据采用SAS 9.2统计软件中的ANOVA过程进行单因素方差分析，平均值的多重比较采用Duncan氏法进行，P<0.05为差异显著。

2 结 果

2.1 发酵前全株玉米的营养成分含量

发酵前全株玉米的营养成分含量见表2。在同一留茬高度下，阳光1号的淀粉含量最高，且相比于中原单32和龙福208差异显著(P<0.05)，而NDF、ADF含量则相反；对于CP含量，中原单32在3个玉米品种中最高，相同留茬高度下与阳光1号差异不显著(P>0.05)，但显著高于龙福208(P<0.05)。随着留茬高度的增加，3个玉米品种的各营养成分含量呈现相同的变化趋势，其中CP、淀粉含量显著增加(除了龙福208)(P<0.05)，NDF、ADF含量均显著降低(P<0.05)，各品种2个留茬高度的EE含量差异不显著(P>0.05)。

表2 青贮前全株玉米的营养成分含量(风干基础)Table 2 Nutrient contents of whole plant maize before silage (air-dry basis) %

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。
In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2 全株玉米青贮的营养成分含量

全株玉米青贮的营养成分含量见表3。在同一留茬高度下，阳光1号DM、淀粉含量最高，显著高于其他2个品种(除了19 cm的留茬高度下与中原单32相比)(P<0.05)；中原单32的CP含量最高，但同一留茬高度下各品种间差异不显著(P>0.05)。随着留茬高度的增加，3个品种的CP、淀粉含量显著提高(P<0.05)，NDF、ADF含量显著降低(P<0.05)，阳光1号、龙福208 DM和粗灰分含量显著提高(P<0.05)。

表3 全株玉米青贮的营养成分含量(风干基础)Table 3 Nutrient contents of whole plant corn silage (air-dry basis) %

续表3项目Items阳光1号 Yangguang No.119 cm49 cm中原单32 Zhongyuandan 3219 cm49 cm龙福208 Longfu 20819 cm49 cmSEMP值 P-value中性洗涤纤维 NDF48.71c44.08d55.04a50.18bc52.21b49.63c0.332<0.001酸性洗涤纤维 ADF28.59bc24.49d29.63ab28.30c30.56a27.62c0.152<0.001淀粉 Starch32.90b36.77a26.85c31.54b23.35d28.14c0.327<0.001粗脂肪 EE2.51b3.40a2.55b3.40a2.72b2.98ab0.063<0.001粗灰分 Ash3.73c3.41d4.17b3.95bc4.57a3.90bc0.040<0.001

2.3 全株玉米青贮的发酵品质

全株玉米青贮的发酵品质见表4、表5。所有处理的pH差异均不显著(P>0.05)。在同一留茬高度下，中原单32的LA含量最高，且与阳光1号差异达到了显著水平(P<0.05)；龙福208的AA含量显著高于阳光1号和中原单32(P<0.05)，但阳光1号与中原单32间差异不显著(P>0.05)；对于LA/AA，中原单32在49 cm留茬高度下达到最大，与阳光1号差异不显著(P>0.05)，但显著高于龙福208(P<0.05)。随着留茬高度的增加，龙福208的LA含量显著提高(P<0.05)；3个玉米品种的氨态氮/总氮(NH3-N/TN)显著下降(P<0.05)；各处理均未检测到PA和BA。

表4 全株玉米青贮的pH和氨态氮/总氮Table 4 pH and NH3-N/TN of whole plant corn silage

表5 全株玉米青贮的有机酸含量(干物质基础)Table 5 Organic acid contents of whole plant corn silage (DM basis) %

“—”表示未测出。“—” indicated non-detected.

2.4 全株玉米青贮RFV

由青贮后NDF、ADF含量计算各处理发酵后RFV，结果见图1。提高留茬高度会显著增加全株玉米青贮的RFV(P<0.05)，且不同品种在同一留茬高度下差异显著(P<0.05)。其中阳光1号在49 cm留茬高度下RFV最高。且当留茬高度为19 cm时阳光1号的RFV与留茬高度为49 cm的中原单32、龙福208的RFV相近，差异不显著(P>0.05)。

2.5 全株玉米青贮的瘤胃降解率

全株玉米青贮的瘤胃降解率见表6。在同一留茬高度下，阳光1号的各时间点瘤胃DMD和粗蛋白质降解率(CPD)最高，与其他2个品种的差异在48 h达到显著水平(P<0.05)；而3个品种的瘤胃中性洗涤纤维降解率(NDFD)在不同时间点则表现不一。随着留茬高度的增加，同一时间点、同一品种瘤胃DMD增加，且在48 h中原单32和龙福208变化达到显著水平(P<0.05)，但阳光1号变化不显著(P>0.05)。随着降解时间的延长，留茬高度为49 cm的阳光1号的瘤胃DMD达到最大，与19 cm留茬高度下差异不显著(P>0.05)。随着留茬高度的增加，同一品种瘤胃NDFD呈下降趋势，48 h时阳光1号与中原单32变化达到了显著水平(P<0.05)，在不同品种间，留茬高度为49 cm的阳光1号的瘤胃NDFD与留茬高度19 cm的中原单32相近，差异不显著(P>0.05)。

3 讨 论

3.1 全株玉米的营养成分含量

阳光1号、中原单32和龙福208是我国东北地区广泛种植的玉米青贮品种，不同品种间营养特性差异显著。其中阳光1号淀粉含量较高，NDF和ADF含量较低；中原单32 CP含量较高；龙福208除CP含量最低外，其他营养成分含量介于二者之间，但该品种具有较高的生物产量。本试验对3个品种全株玉米营养成分含量测定结果与戚长秋等[5]、武金革等[6]对东北地区多个常见玉米青贮品种的研究结果一致。

数据柱形标注不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
Data columns with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05).
图1全株玉米青贮的相对饲喂价值
Fig.1 RFV of whole plant corn silage

表6 全株玉米青贮的瘤胃降解率(风干基础)Table 6 Ruminal degradation rate of whole plant corn silage (air-dry basis) %

研究显示，全株玉米的青贮品质及生物产量和品种特性直接相关外，与其留茬高度的控制也密切相关，且不同品种其留茬高度不同也会显著影响青贮后的营养品质。丁雪等[18]研究表明，玉米秸秆的叶片CP含量最高，茎皮的ADF含量最高，不同部位营养特性具有较大差异，留茬高度的不同会影响全株玉米中秸秆、叶片、穗等部位所占的比例，进而影响全株玉米青贮的营养价值。但Neylon等[7]以及Lynch等[9]研究认为，由于提高留茬高度可能会降低全株玉米青贮过程中的缓冲能力，从而导致发酵指标差异不显著。因而本试验认为对于不同特性玉米品种而言，并非提高留茬高度会显著改善发酵后品质，而应根据其自身营养特性，选择合适的留茬高度取向。

3.2 全株玉米青贮营养成分含量

发酵完成后对营养成分及淀粉含量进行检测，比较DM含量可知，全株玉米青贮的DM含量较青贮前降低，且提高留茬高度减少了DM损失。本试验中，在6个处理中阳光1号在49 cm留茬高度下DM含量最高，在同一留茬高度下，显著高于其他品种，但与品种中原单32在19 cm留茬高度下的DM含量差异不显著，说明由品种间不同营养特性导致的发酵后品质差异是十分明显的。NDF、ADF以及CP含量相比于青贮前呈现轻微增加的趋势，但幅度较小，可能是由于青贮后DM损失导致其相对含量发生变化。3个品种在2个不同留茬高度处理下发酵后pH差异不显著，同Lynch等[9]的结果一致，可能是由于增加留茬高度降低了发酵的缓冲能力，且发酵时间充足，pH近于稳定。数据显示，提高留茬高度显著降低了NH3-N/TN，但对于CP含量较高的玉米品种中原单32，其在49 cm留茬高度下的NH3-N/TN仍显著高于19 cm留茬高度下阳光1号的NH3-N/TN，具有较高的蛋白质分解量。而对于淀粉含量较高、NDF含量较低的品种阳光1号，其NH3-N/TN在2个留茬高度下均较低，发酵效果更好。因而本试验认为，对于淀粉含量较高且NDF含量偏低的如阳光1号，其在普通留茬高度以及较高留茬高度下发酵均能达到较好状态。

据本试验中RFV结果，提高留茬高度会显著增加全株玉米青贮的RFV，其中阳光1号在2个留茬高度下均较高，且当留茬高度为19 cm时阳光1号的RFV与留茬高度为49 cm的中原单32、龙福208的RFV差异不显著，说明对于高淀粉低纤维品种如阳光1号，其在较低留茬高度下，仍有较高的RFV。

3.3 全株玉米青贮的瘤胃降解率

本试验中，随着留茬高度的增加，各品种全株玉米青贮的瘤胃DMD和CPD增加，该结果与Lynch等[9]研究一致。在6个处理中，各品种在不同时间点的瘤胃DMD表现不同，可能是由于品种间营养特性的差异，而使快速降解部分、慢速降解部分含量以及降解速率不同所致；但在48 h时49 cm留茬高度的阳光1号的瘤胃DMD达到最大，与19 cm留茬高度处理差异不显著，但显著高于其他2个品种在该时间点的瘤胃DMD。研究认为，对于全株玉米青贮24、30和48 h的瘤胃NDFD可作为其生物评价相关指标，因而在本试验中测定了上述3个关键时间点瘤胃NDFD[7,9,19]，其中在24 h降解率较低，随后快速增加，阳光1号19 cm留茬高度处理在48 h瘤胃NDFD达到最大；本试验中随着留茬高度的升高，瘤胃NDFD呈降低趋势，与Lynch等[9]研究结果一致，与Neylon等[7]和Caetano等[8]研究结果相反，但随着降解时间的延长，此降低趋势的幅度逐渐减小，可能是由于全株玉米青贮中NDF含量较高，可达50%左右，在瘤胃中降解速率较慢，在24、30、48 h这3个时间点NDF降解不完全，且在2种留茬高度下快速降解部分、慢速降解部分含量差异较大，导致在低留茬高度下瘤胃NDFD较高。因而，本试验认为，保证全株玉米青贮瘤胃DMD及NDFD的同时，增加单位土地面积的青贮产量，对于高淀粉低纤维品种如阳光1号可降低留茬高度，以获得更高的产量和良好的青贮发酵品质，而对于高蛋白质或高纤维含量的品种可提高留茬高度，以增加瘤胃降解率。

4 结 论

① 增加留茬高度可提高全株玉米青贮的DM、CP、淀粉含量，降低NDF含量，以及减弱发酵过程的缓冲性，从而对发酵品质影响较小。

② 对于高淀粉低纤维类玉米品种如阳光1号，可选择较低留茬高度，以获得品质、产量最大化。

③ 高蛋白质或高产量玉米品种如中原单32、龙福208，可适当提高留茬高度，改善青贮品质。