青贮密度及施氮量对全株玉米青贮品质的影响

2019-08-15孙志强王天正田吉鹏刘贵波游永亮赵海明玉柱

中国奶牛 2019年7期

孙志强，王天正，田吉鹏，刘贵波，游永亮，赵海明，玉柱

（1.中国农业大学动物科技学院，北京 100193；2.中国正邦集团，南昌 330000；3.江苏省农业科学院畜牧研究所，南京 210014；4.河北省农林科学院旱作农业研究所，衡水 053000）

青贮玉米具有产量高、营养丰富的特点，素有“饲料大王”的美誉，是世界上用于生产奶、肉等畜产品最重要的饲料来源[1]。全株玉米经过青贮之后，可以最大限度地保持青贮原料原有的营养价值，有效保存蛋白质、维生素和矿物质元素等营养成分，同时具有气味芳香、消化率高、可长期保存的优点[2,3]。在青贮调制过程中，青贮饲料的青贮密度不仅决定了青贮饲料间孔隙中氧气的多少，而且对外界氧气渗透青贮饲料的程度有一定的影响[4]。随着青贮饲料青贮密度的增加，青贮饲料中更易形成良好的酸性环境[5]，所以，青贮饲料青贮密度的大小对青贮品质有很大影响。除此之外，有大量研究表明，适量施用氮肥可以提高青贮玉米的产量和营养品质，不同氮肥施用量会对其产量和营养品质造成影响[6～8]。在前人的研究中，施氮量对玉米产量及农艺性状的影响研究较多，但对施氮量对全株玉米青贮调制后品质的影响研究较少。本次试验以京科516品种的玉米为原材料，研究不同施氮量和不同青贮密度对全株玉米青贮品质的影响，为生产实践提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验中制作青贮的时间为2013年9月，试验地点在河北省衡水市，试验采用的原料品种为京科青贮516，收获时期为蜡熟期，切碎长度为1～2cm。

1.2 试验设计及青贮方法

试验设置4个氮肥梯度，氮肥施用量分别为0kg/hm2、150kg/hm2、300kg/hm2和450kg/hm2。青贮密度为4个梯度，分别为650kg/m3、700kg/m3、750kg/m3和800kg/m3。青贮玉米收获后粉碎，按照预先设定好的密度进行青贮，试验采用22.5L的聚乙烯桶，装填完成后进行密封。每个处理组设有3个重复，在室温条件下贮藏3年后，取样分析。

1.3 测定指标和方法

1.3.1 发酵品质测定

分别打开每个青贮桶，称取具有代表性的20g青贮饲料，加入180mL蒸馏水，用组织捣碎机搅碎1min，先用4层纱布过滤，然后再用定性滤纸过滤，得到约7mL浸提液，用于pH值、有机酸及氨态氮的测定。

pH：用METTLER TOLEDO型pH计测定；乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）含量：采用SHIMADZE-10A型高效液相色谱仪分析。色谱柱为ShodexRspak KC-811S-DVB gel Column 300mm×8mm，检测器为SPD-M10AVP，流动相为3mmol/L高氯酸，流速1mL/min，进样量5μL，柱温50℃，检测波长210nm[9]；氨态氮（NH3-N）用苯酚-次氯酸比色法测定[10]。

1.3.2 营养成分测定

将剩余青贮饲料样品称取200g左右置于烘箱，65℃烘干48h，用于测定干物质（DM）[11]；然后用植物粉碎机粉粹，过40目筛，得到的样品用于测定营养成分。粗蛋白（CP）：采用凯氏定氮法[11]测定；中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）：采用Van Soest法[12]测定；可溶性糖（WSC）：采用蒽酮-硫酸比色法测定[13]；淀粉：采用高氯酸水解-蒽酮比色法测定[14]。

1.4 青贮饲料发酵品质评价

对全株玉米青贮的发酵品质进行综合评定。评定标准参照V-Score[15]评价体系，具体评分标准详见表1。

表1 V-Score评分标准

1.5 数据处理与分析

数据采用Excel 2007进行整理，采用SPSS 19.0统计分析软件进行双因素分析。以P＜0.01为差异极显著，以P＜0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 青贮密度及施氮量对全株玉米发酵品质的影响

从表2可以看出，青贮密度对全株玉米青贮的氨态氮含量有极显著影响（P＜0.01），对AA含量有显著影响（P＜0.05）；施氮量对全株玉米青贮的pH值、氨态氮和PA含量有极显著影响（P＜0.01）。青贮密度和施氮量的互作效应显著影响全株玉米青贮的氨态氮含量（P＜0.05）。青贮密度在700kg/m3和800kg/m3时，全株玉米青贮的氨态氮含量极显著降低（P＜0.01）。青贮密度在800kg/m3时全株玉米青贮的AA含量最低（P＜0.01）。当施氮量在450kg/hm2时，全株玉米青贮的pH值最高，极显著高于另外三种施氮量处理（P＜0.01）。施氮量在300kg/hm2和450kg/hm2时全株玉米青贮的氨态氮占总氮比值极显著高于施氮量较低的处理（P＜0.01）。参照V-Score评价体系对全株玉米青贮的发酵品质进行评定，得分范围在60～80之间，级别均为尚可。

2.2 青贮密度及施氮量对全株玉米营养品质的影响

从表3可以看出，青贮密度对全株玉米青贮DM含量有极显著影响（P＜0.01），对淀粉含量有显著影响（P＜0.05）。施氮量极显著影响全株玉米青贮的DM、WSC和淀粉含量（P＜0.01）。青贮密度和施氮量的交互作用极显著影响全株玉米青贮的DM和WSC含量（P＜0.01）；显著影响ADF含量（P＜0.05）。青贮密度为650kg/m3时，全株玉米青贮的DM含量最低（P＜0.01）；对于淀粉含量而言，青贮密度在750kg/m3时玉米青贮的淀粉含量最高（P＜0.05）。不施用氮肥时全株玉米青贮的DM含量最低（P＜0.01）；当施氮量在450kg/hm2时全株玉米青贮的WSC含量极显著高于另外三种处理（P＜0.01）。施用氮肥可以极显著提高全株玉米青贮的淀粉含量（P＜0.01），但各施氮量之间没有显著差异。

表2 青贮密度及施氮量对全株玉米青贮发酵品质的影响

表3 青贮密度及施氮量对全株玉米青贮营养品质的影响

3 讨论

填装作为青贮饲料加工的重要环节，是决定青贮饲料加工是否成功的关键因素。如果密度过低，青贮原料中会保留较多的空气，导致发酵初期好氧菌需要较长时间利用氧气发酵才能形成厌氧环境[16]。pH值高低反映了青贮饲料被腐败菌分解的程度，品质优良的青贮饲料pH值为3.8～4.5[17]。本研究中青贮密度对玉米青贮的pH值没有显著影响，可能是因为本研究中青贮密度较高，青贮饲料的缝隙中空气较少，4种青贮密度均形成了良好的酸性环境。氨态氮作为蛋白质分解的产物，反映了蛋白质的降解程度。青贮密度在700kg/m3和800kg/m3时，氨态氮含量较低，表明蛋白质的分解程度相对较低。乙酸是大肠杆菌以可溶性碳水化合物为底物发酵后的产物[18]。青贮密度在800kg/m3时青贮饲料中乙酸含量最低，表明在青贮密度为800kg/m3的青贮饲料中，大肠杆菌被抑制的程度更为显著。本次试验青贮时间是3年，但是从发酵品质来看，本试验设置的4个青贮密度下，全株玉米青贮饲料的pH值均低于3.90，乳酸和乙酸含量较高，通过V-Score评价体系对其发酵品质进行评定，级别均为尚可，说明在一定的青贮密度和良好的厌氧环境下，全株玉米青贮可以贮藏较长时间。青贮密度在650kg/m3时，全株玉米干物质和淀粉含量最低，可能是因为在该密度青贮时青贮料缝隙中空气较多，在青贮初期腐败菌十分活跃，导致较多的干物质和淀粉损失。

对于氮肥而言，不施氮肥处理的全株玉米青贮干物质含量最低，表明不施氮肥时干物质损失较高。可溶性碳水化合物是乳酸菌的发酵底物，其含量高低是衡量青贮饲料能否达到最佳发酵状态的指标[19]。可溶性碳水化合物含量低，青贮乳酸菌的繁殖潜力就受到限制，影响青贮质量[20]。本次试验中，施氮量最高的处理下，全株玉米青贮的可溶性糖含量显著高于其他处理，可能是由于施氮量显著提高了原料的可溶性糖含量，青贮过程消耗后，剩余的可溶性糖含量仍较多。金继运等[21]研究结果表明施氮肥可以提高玉米原料的淀粉含量。本试验施氮肥处理后的全株玉米青贮饲料的淀粉含量显著高于空白对照，说明施用氮肥可以提高全株玉米青贮饲料中淀粉含量。