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2015~2016年中国青贮玉米品质分析

2017-11-24李胜开肖玲张倩云索俊平

中国奶牛 2017年11期
关键词:消化率物质营养

李胜开,肖玲,张倩云,索俊平

(1.杭州康德权饲料有限公司,杭州 311107;2.健荷畜牧股份有限公司,徐州 221111;3.乌兰察布市易马农牧科技有限公司,乌兰察布 012000)

2015~2016年中国青贮玉米品质分析

李胜开1,肖玲2,张倩云1,索俊平3

(1.杭州康德权饲料有限公司,杭州 311107;2.健荷畜牧股份有限公司,徐州 221111;3.乌兰察布市易马农牧科技有限公司,乌兰察布 012000)

本研究通过对Dairy One(中国)附属实验室2015年1月~2016年12月检测的近800份青贮玉米样品各营养指标数据进行统计与分析,对比了两年来我国青贮玉米的质量变化,以及南北方地区青贮玉米品质差异,不同干物质含量青贮玉米各营养指标差异,并结合国内的青贮指标参考标准对检测结果中一些关键指标进行分析比较。结果表明:2016年我国青贮玉米品质较2015年有较大提升;我国北部地区青贮玉米的青贮品质要高于南部地区;当干物质含量在30.1%~36.0%之间时,青贮玉米有较高的营养品质。

Dairy one;青贮玉米;营养品质;差异

近年来,随着我国奶牛场规模化程度和精细化管理水平的迅速提高,以及牧场经营者们对奶牛饲料营养认识的深入,一些地区已完成了由玉米秸秆青贮到全株玉米青贮的转变,且青贮的技术手段与方法也在不断研究改进,促成了我国玉米青贮整体质量水平的提高。但我国青贮玉米品质现状如何,青贮玉米品质提高的程度如何,各营养指标的变化如何,南北方地区青贮玉米品质差异如何,不同干物质含量的青贮玉米在营养品质上的差异有哪些,需在哪些营养指标的提升上加大投入等问题,现今仍未有相关研究机构给出分析报告。

本研究通过对Dairy One实验室检测的数百个青贮玉米样品结果的统计与分析,对比了2015~2016年我国青贮玉米的质量变化,以及我国南北地区青贮玉米品质差异,并结合国内的青贮指标参考标准对检测结果中一些关键指标进行分析比较,旨在为我国青贮玉米发展提供数据参考,为进一步研究青贮机理提供良好的技术手段。

1 我国青贮玉米2015年与2016年品质的差异

通常认为玉米植株DM含量在30%~40%之间时,是青贮的最佳时期[1]。品质较好的全株玉米青贮,含水量在65%~70%,DM含量在30%~40%之间[2]。表1显示了我国2015、2016年青贮玉米DM含量的检测结果,分别为26.2%、27.5%,虽然都不够理想,但可见2016年已有一定的提升。

表1 2015年、2016年我国青贮玉米干物质含量检测结果

另外,48h体外干物质消化率也是评定青贮质量的一个指标,测定时在实验室中模拟瘤胃发酵环境,将饲料样品置于瘤胃培养液与缓冲液中消化48h所测得。由表1可知在48h体外干物质消化率方面,2015年与2016年差异不大,平均48h体外干物质消化率均超过80%。

表2 2015年、2016年我国青贮玉米蛋白相关指标检测结果

粗蛋白是决定青贮玉米饲用价值的重要基础。进食适量的氮是维持反刍家畜正常生产所必须的,CP含量与饲用价值成正相关[3]。因此,我们期望青贮玉米能有较高的粗蛋白含量,适量的可溶性蛋白(SIP)和可降解蛋白(RDP)来补充日粮中的快速和慢速降解的蛋白质,让微生物尽可能多地合成蛋白质,提高过瘤胃蛋白比例。

由表2中的数据分析可看出,2015、2016年我国青贮玉米平均粗蛋白含量均在合理范围,且2016年青贮玉米粗蛋白含量较上年有显著提升。2016年青贮玉米中不可溶蛋白含量也高于2015年,酸性洗涤不溶蛋白含量较2015年稍低,其余蛋白指标基本相近。总体来看,这两年青贮玉米在蛋白品质上的提升不大,建议在提升青贮玉米粗蛋白含量的同时,也要降低不可溶蛋白的比例,适当提高过瘤胃蛋白比例。

表3 2015年、2016年我国青贮玉米能量指标检测结果

总可消化养分、能量、每吨干物质可产生的牛奶重量,是衡量青贮玉米品质高低的重要指标。一般我国青贮玉米在收获时含水量高,而能量物质不足,青贮加工时再经大型机械碾压又流出很多汁液,顺带流失的还有大量的营养物质,造成能量的进一步损失。因此,需选择合适的收获时期,不应在产量最高时收获,也不应在某一营养成分或某几个营养成分产量最大时刈割,更不应是在消化率最大时收割,而应是综合考虑后选择可消化营养物质产量最高时收割[4]。

由表3可看出,2016年我国青贮玉米的总可消化养分、泌乳净能、维持净能、增重净能、每吨干物质可产生的牛奶量均显著高于2015年,反映出在青贮玉米收获时间的把控与加工储存技术方面的逐步完善。

表4 2015年、2016年我国青贮玉米碳水化合物类指标检测结果

水溶性碳水化合物(WSC)作为青贮的发酵底物,在青贮前后因乳酸菌和其他微生物的利用损失较大,并随着青贮时间的延长其含量逐渐降低。一般情况下,青贮玉米中淀粉含量会随着生长期的延长及DM含量的增加而提高,相对较高的淀粉含量有利于提高青贮的能值,进而提高奶产量及乳指标。糖分的含量和种类的变化也是青贮制作时要考虑的重要内容,在青贮的过程,糖分被转化成有机酸,因此适当的糖分对青贮品质有着重要意义。

中性洗涤纤维(NDF)是青贮饲料的主要成分,可以为动物提供能量,是目前反映纤维质量好坏的最有效的指标。饲料中的 NDF含量与非纤维碳水化合物(NFC)、能量浓度、干物质采食量(DMI)呈负相关[5]。饲料中含有一定量NDF对维持瘤胃正常的发酵功能具有重要意义,但过高的 NDF 则会对干物质采食量产生负效应,其含量可以作为估测奶牛日粮精粗比是否合适的重要指标。酸性洗涤纤维(ADF)则很难被动物消化,ADF与动物的消化率有关,其含量越低,饲草的消化率越高,饲用价值越大[6,7]。

粗饲料中性洗涤纤维的消化率(NDFD)测定方法有两种,一种是体外30h,一种是体外48h。30h代表着粗饲料(不包括秸秆)在瘤胃中的正常消化时间;48h代表着粗饲料中NDF在瘤胃中可消化或发酵的最大量[7]。NDFD可反映粗饲料的品质变化,因此现今认为以NDFD评定粗饲料品质比NDF更为科学。NRC(2001)所建议的归纳性能量预测模型,用的就是48hNDFD。

得益于近红外光谱技术(NIRS)在料草检测上的应用,在Dairy one 的检测报告中,重点评估了青贮玉米的48hNDFD。有实验数据表明,日粮NDFD每上升一个百分点,可使产奶量提高约0.2kg,因此对青贮玉米NDFD的评估有助于农场主对家畜生产性能的预测。

由表4可看出,2016年我国青贮玉米的WSC含量要高于2015年,但差异不显著;NFC的比例、淀粉含量、淀粉消化率、ESC含量均显著高于2015年,这些指标的提升与青贮玉米DM含量的提高和能量指标的提高相符。但2016年青贮玉米的ADF、NDF、木质素以及NDF48h消化率指标均低于2015年,这可能与青贮玉米的品种、收获时间、收获高度等因素有关。NDF和ADF都属于粗纤维类,两者都是随生长期的延长在青贮茎叶中的含量呈逐渐增加的趋势。收获高度则主要是为了改善青贮玉米的NDFD,对2015年和2016年青贮玉米的NDFD统计发现,近两年青贮玉米的NDFD48h平均值均高于60%,这说明我国青贮玉米品质在消化率指标上表现较好,但也有许多不足之处需引起关注与改善。有报告指出,随着收获高度的增加会使青贮玉米淀粉含量显著增加(增加2%~3%),但因品种和收获季节不同而异。在对2015年与2016年青贮玉米的NDF数据的统计比较中发现,约有1/4比例的青贮玉米NDF含量大于50%,有的甚至高达70%(图1),这可能与目前仍有部分牛场采用青贮玉米秸秆有关。

图1 我国青贮玉米NDF含量分布规律

表5 2015年、2016年我国青贮玉米发酵指标检测结果

青贮玉米发酵质量的检测技术和评定手段对于反刍家畜的养殖与生产具有重要意义。有机酸总量及其构成可以反映青贮发酵过程的好坏,其中最重要的是乳酸、乙酸、丁酸的比例。优良的全株玉米青贮,乳酸所占比例应超过总挥发性脂肪酸(TVFA)的 60%,含有少量乙酸(小于 TVFA 的 20%)和丙酸(小于 TVFA的10%),丁酸含量应小于TVFA 的1%[2]。由表5可看出,2016年我国青贮玉米中的乳酸浓度(<5%)显著低于2015年;两年的青贮玉米中丁酸浓度均在参考范围内,整体来说,2016年青贮玉米中发酵质量要低于2015年。造成发酵质量不佳的原因可能与青贮玉米中WSC的含量或青贮物理加工程度等因素有关,另外DM含量的过高或过低,都会影响到青贮发酵的品质。

表6 2015年、2016年我国青贮玉米其他营养指标检测结果(DM基础)

粗脂肪是富含热能的养分,是为动物机体提供能量的主要物质[8]。粗灰分的测定则可用来评定饲料受污染的程度。饲料中矿物质元素作为粗灰分的一部分也对动物的生产具有重要意义,随着玉米的生长,钙、磷、钾、锌等矿物质含量逐渐下降。在Dairy One实验室对我国青贮玉米营养品质检测中,测定了钙、磷、镁、钾、硫、氯等矿物质元素,在本文中主要统计分析了钙、磷、镁、钾四种元素。由表6可以看出,2015年与2016年青贮玉米的脂肪和灰分含量差异不显著,其中2016年青贮玉米的脂肪含量要高于2015年、粗灰分含量低于2015年,从这两项指标上来讲,2016年青贮玉米的质量有所提高。矿物质元素含量方面2016年青贮玉米磷的含量显著高于2015年,钙、镁的含量显著低于2015年。

2 我国青贮玉米南北地区的差异

我国地域辽阔,地势复杂多样,南北地区环境气候差异较大,因此即使是同一品种的作物,在不同地域生长收获,其营养成分也可能会出现较大差异。通过对Dairy One实验室所检测的各个地区青贮玉米样品的统计分析,为对比我国南北地区青贮玉米品质差异提供了全面的数据。

表7 我国南北地区青贮玉米干物质指标的差异

由表7可看出,我国青贮玉米南北地区干物质含量与干物质消化率差异显著,北方地区青贮玉米的干物质含量与48h体外消化率要显著高于南方地区。造成该差异的原因可能与南北地区青贮玉米的品种不同、收获时间差异及南方地区高温、高湿、多雨的气候特征等因素有关。

表8 我国南北地区青贮玉米蛋白指标的差异

由表8可以看出,我国北部地区青贮玉米的粗蛋白含量显著低于南部地区,过瘤胃蛋白比例也显著低于南部地区。有研究表明,虽然在玉米成熟早期其整株的蛋白质含量并不高, 但干物质基础的蛋白质含量却较乳熟期为高,因此收割期的提前在一定程度上可以提高青贮玉米粗蛋白质的水平[9]。所以猜测南方青贮玉米粗蛋白含量较高的的原因与其收获的时间有较大关联。然而,青贮玉米在籽粒灌浆初期至籽粒乳熟初期收获,虽蛋白质含量较高,但青贮玉米鲜、干生物产量较低,其淀粉含量与粗纤维指标也可能未达到最佳水平,单从蛋白指标来看,南方地区的青贮玉米质量要高于北部地区,但在干物质含量、干物质消化率、淀粉含量、NDFD48h消化率等指标上,北方青贮玉米均要优于南方。此外,造成南北地区青贮玉米蛋白质指标差异较大的原因也可能与南北地区青贮玉米的栽培措施(如种植密度、施肥水平等)有关。

表9 我国南北地区青贮玉米能量指标的差异

由表9可以看出,我国北部地区青贮玉米的总可消化养分、泌乳净能、维持净能、增重净能、每吨干物质可产生的牛奶重量均高于南部地区,但差异不显著。

表10 我国南北地区青贮玉米碳水化合物类指标的差异

由表10可以看出,我国南部地区青贮玉米的水溶性碳水化合物含量、单糖含量、木质素含量显著高于北部地区,但非纤维性碳水化合物含量、淀粉含量、淀粉消化率、48h中性洗涤纤维消化率显著低于北部地区,在酸性洗涤纤维与中性洗涤纤维方面,南北地区没有显著差异。南部地区青贮玉米淀粉含量远低于北部地区,也从侧面反映了我国南部青贮玉米存在收获较早的问题,此外南部地区青贮玉米的淀粉消化率也远低于北部地区,这一指标在制作奶牛配方时需加以关注。

表11 我国南北地区青贮玉米发酵指标的差异

青贮饲料的水分含量过大,会影响原料的干物质含量,降低饲料的营养物质、糖分含量,从而影响乳酸菌发酵,不利于青贮饲料的发酵。由表11可以看出,北部地区的青贮玉米挥发性脂肪酸的含量、乳酸浓度和乙酸浓度均显著高于南部地区,其中南部地区的乳酸浓度低于标准范围,这与我国南部青贮玉米的干物质含量过低有关,丁酸浓度两个地区都在参考范围内,差异不显著。因此建议我国南部地区在青贮玉米发酵质量上仍需多加关注,设法提高乳酸浓度,控制好乙酸、丁酸占总挥发性脂肪酸的比例。由表12可看出,我国南北地区青贮玉米的脂肪含量、灰分含量、钙的含量均无显著性差异,南方地区青贮玉米的磷、钾含量显著高于北部地区,这应该与南北地区磷、钾的施肥水平或不同地区土壤中两者的含量差异有关。

表12 我国南北地区青贮玉米其他营养指标的差异 (DM基础)

3 不同干物质含量青贮玉米各营养指标差异

通过对青贮玉米干物质指标相关数据的整理,本研究比较了青贮玉米干物质含量的分布情况(图2)。有大约79%样品的DM含量处于21%~33%之间,23%的样品的DM处于27%~30%之间,此外还有较少比例低于18%和高于36%,这表明一些牧场在青贮DM控制方面做得仍不够理想。从DM含量分布图来看,DM含量低于27%的青贮玉米所占比例较大,说明我国玉米青贮的干物质含量还有很大的提升空间。

图2 我国青贮玉米干物质含量分布规律

本研究将不同DM含量的青贮玉米按高低顺序分为11个组,选择DM在18.1%~36.0%之间的6个组,并对各组青贮玉米的营养指标进行比较分析,发现青贮玉米DM含量在28%~35%之间为宜,当干物质含量超过36.0%时,青贮品质显著下降,因此建议青贮玉米干物质含量以不超过36%为宜。

由表13可知,青贮玉米48h体外干物质消化率随着其DM含量的升高而提高,但CP含量则反之。有研究表明,青贮玉米的收获时间对DM含量影响较大,单位面积的玉米籽实和秸秆粗蛋白质的最大产量,是确定玉米最适宜收获时期的关键因素[10]。收获较早粗蛋白含量较高,但DM含量较低,因此,青贮玉米的收获不能单纯只抓一两个指标的高低,需在综合营养指标最大化时收割。在对不同干物质含量青贮玉米的能量指标进行对比分析时发现,随着青贮玉米DM含量的提高,其能量水平也随之提高,DM在33.1%~36.0%范围的青贮玉米,在能量指标方面(总可消化养分、泌乳净能、增重净能、维持净能、每吨干物质可产生的牛奶重量)要远远高于DM为18.1%~21.0%的青贮玉米。由此可见,青贮时含水量越高,造成能量的损失越大,因此确保适宜的干物质含量对青贮玉米能量指标的提升具有重要意义。在碳水化合物指标方面,随着干物质含量的提高,NFC含量、淀粉含量、淀粉消化率也逐步提高,不同DM含量的青贮玉米NDFD48h没有显著差异,ADF、NDF和木质素的含量随着DM的升高而逐渐降低。虽然随着生长期的延长,玉米茎叶中的ADF、NDF和木质素含量逐渐增加,但籽粒的成熟致淀粉含量迅速累积,因而对整棵植株而言,ADF、NDF、木质素所占比例呈下降趋势。因此,收获时间的选择对青贮料的品质影响巨大。在乳熟后期至蜡熟前期(即四分之一乳线),全株具有较高的干物质和蛋白质总量,具有适宜青贮的最佳含水量,其青贮后NDF和ADF的含量最低,此时消化率最高。从发酵指标来看,当干物质含量在33.1%~36.0%时,其挥发性脂肪酸的含量低于其他几组,且乳酸的浓度未达到正常范围,因此当干物质含量高达一定程度时,对其青贮发酵品质会有负面的效应。对青贮玉米发酵指标的数据分析发现,干物质含量在27.1%~33.0%之间时,青贮发酵品质较优。在其他指标上,青贮玉米干物质含量的高低对脂肪含量和磷的含量影响不大,但随着干物质含量的增高,其粗灰分含量和钙的含量逐渐降低。全株玉米青贮的粗纤维和矿物质含量不足,尤其是缺少粗纤维类的干物质,在使用时应当充分利用其优点,避免其自身不足给养殖业带来危害。

4 小结

青贮玉米作为青贮饲料的重要成分,确保全株玉米青贮具有优质的品质对我国牧业发展具有重要意义。青贮玉米的质量得不到提高,优质粗饲料就无法得到保证,奶牛养殖就无法向高产高效发展。现今对青贮玉米的研究多注重青贮技术,有关青贮饲料的调制及加工技术等的报道较多,而对在实际生产中使用的青贮玉米营养品质的研究尚属少见,并且这些少量的研究也大都集中在青贮玉米的感官评测和在实验室进行常规养分分析方面,数据较少且耗时费力,而Dairy One实验室近红外检测技术的运用则为全面快速分析青贮玉米营养指标提供一条捷径。

优质青贮玉米品种应有较高的蛋白质含量、适宜的干物质产量、能量高、消化率高等特征,这些特征与青贮玉米的品种、栽培技术、种植区域、收获时间、温度条件等因素都有着密切的关系。综合比较我国青贮玉米各种营养指标并加以分析可得出结论,2016年我国青贮玉米品质相比2015年要好,这说明我国的青贮玉米质量正在逐渐提升,但整体看来,仍有许多不足之处需要改进,如干物质含量不高,NDF含量过高,青贮发酵质量一般等。北部地区青贮玉米的品质要优于南部地区,这可能与南北区域青贮玉米的品种、栽培区域的气候条件、收获时的含水量、收获时期、青贮加工处理方式差异等因素有关,同时也反映了我国南方青贮玉米营养品质仍有很高的提升空间,是下一步需要关注与研究的方向。按干物质含量对青贮玉米分类并对各营养指标进行分析对比发现,干物质含量在30.1%~36.0%之间时,青贮玉米有较高的营养品质。此外,在对青贮玉米营养品质的评定中,pH值是衡量青贮酸度的一个重要指标,因Dairy One实验室未对2015~2016年检测的青贮玉米样品的pH值进行测定(2017年Dairy one检测报告中已加以补充),故在本文中未整理分析。

[1]张效梅,乔治军,李峰. 我国青贮玉米的研究现状及市场前景[J].科技情报开发与经济,2014,14(06):76-78.

[2]郭勇庆,曹志军,李胜利,等.全株玉米青贮生产与品质评定关键技术[J].中国畜牧杂志,2012,48(18):39-44.

[3]穆怀彬.近红外光谱技术在玉米营养品质和青贮玉米品质评定中的研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2008.

[4]余汝华.玉米秸秆青贮前后营养成分变化规律的研究[D].北京:中国农业大学,2004.

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[6]张吉鹍.粗饲料分级指数参数的模型化及粗饲料科学搭配的组合效应研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2005.

[8]孙磊,魏学红,格桑措姆,等.西藏林芝地区陇东苜蓿不同生育期养分动态研究[J].中国农学通报,2011,27(05):391-395.

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[10]郭智慧.刈割对不同类型玉米产量和饲用品质的影响[D].泰安:山东农业大学,2008.

The Quality Analysis of Corn Silage in China Tested by Dairy One China Affiliated Laboratory from 2015 to 2016

LI Sheng-kai1, XIAO Ling2, ZHANG Qian-yun1, SUO Jun-ping3
(1.Hangzhou King Techina Feed Company Limited, Hangzhou 311107; 2.Jian He Animal Husbandry Company Limited, Xuzhou 221111; 3.Wulanchabu Yi Ma Agriculture and Animal Husbandry Technology Company Limited,Wulanchabu 012000)

The data statistical analysis of about 800 samples of corn silage tested by Dairy One China affiliated laboratory from January 2015 to December 2016 was performed. Present study compared the changes in quality of corn silage in China from 2015 to 2016 and the difference of corn silage quality in southern and northern regions of China, the differences of nutritional indices of samples of corn silage differing in dry matter contents were also compared. Furthermore the results of some key indices were also analyzed and compared with the reference standards of domestic silage indices. Results showed that, the quality of corn silage in China was higher in 2016 than that in 2015. The ensiling quality of corn silage in northern China was higher than that in southern China. When dry matter content was between 30.1% to 36.0%, corn silage had higher nutritional levels.

Dairy one; Corn silage; Nutritional quality; Difference

S823.4

A

1004-4264(2017)11-0049-07

10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.11.013

2017-03-29

李胜开,男,研究方向为奶牛营养。

肖玲,女,主要从事奶牛营养研究和牧场营养管理工作。

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