不同品种和青贮方式对玉米青贮品质影响的研究进展

郑 美，李 娟，孙峰成，李 福，张德健，王金玲

（1.内蒙古大学 生命科学学院，内蒙古 呼和浩特 010070；2.牧草与特色作物生物技术教育部重点实验室，内蒙古 呼和浩特010070；3.内蒙古自治区农牧业科学院，内蒙古 呼和浩特 010031；4.内蒙古种星种业有限公司，内蒙古 呼和浩特 010010）

近年来经济的快速发展，使得人们对食品的质量需求有了很大的提升，优质的肉类以及奶制品逐步受到民众的青睐。内蒙古是我国畜牧业主要发展地区之一，畜牧业发达，且以奶制品为主的生产企业较多。玉米作为畜牧业生产的主要饲料来源，需求量较大，优质的饲草料对该地区的畜牧业发展尤为重要。另外，该地区还是种植玉米的优势地区之一[1]，玉米产量较高，但利用情况不容乐观。纵观整个农牧业发展历程，青贮是一项提高玉米秸秆利用率并可高效解决牲畜冬季食物匮乏问题的重要技术。青贮主要通过微生物（乳酸菌）的活动，将动物难以消化的纤维素进行一定程度的分解转化，使玉米秸秆变得柔软多汁，增强了适口性[2]，且青贮后中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量降低[3]。笔者对以玉米为原材料制备青贮料的品种选择、青贮技术等进行了综述，以期为内蒙古地区的青贮饲料制备提供参考。

1 青贮玉米品种及栽培

1.1 青贮玉米品种

玉米品种主要为普通型玉米和专用型玉米（青贮专用型、甜糯型、爆裂型等）。青贮玉米包括专用型青贮玉米、粮饲兼用型青贮玉米、粮饲通用型青贮玉米[4]。专用型青贮玉米相对普通玉米来说植株高大、茎秆粗壮[5]；粮饲兼用型玉米在籽粒成熟后茎秆依然保持鲜绿且产量高于普通玉米[6]；粮饲通用型玉米完全成熟时收获籽粒可做粮食和饲料，在2/3～3/4 乳腺期时收获植株鲜绿可作青贮饲料。2019年内蒙古87个玉米品种通过审定，2020年国家审定玉米品种43个，内蒙古备案引种玉米品种93个，常栽玉米品种为先玉335、金创998、种星七号、郑单958、德美亚1号、隆平702 等。由于内蒙古东西地域跨度大，气候相差较大，学者对最适青贮玉米品种的选择观点不同。李凯等[7]研究表明，东科301、种星青饲1号、京科青贮205为内蒙古包头地区最适种植青贮玉米品种。郝林风等[8]综合内蒙古巴彦淖尔地区15个青贮玉米品种的种植和生长状况，筛选出了4个适宜在水肥条件较好地区种植的青贮玉米品种。逯海林等[9]研究表明，沁单712、秦龙9号适宜在内蒙古乌兰察布市种植。杨晓松等[10]筛选出的京科青贮516、金陵青贮17号、桂青贮1号、华亦1204 适宜在内蒙古通辽地区种植。柯建武等[11]研究认为，金陵青贮377 适宜在内蒙古通辽北部地区种植。高丽辉等[12]研究认为，北农青贮368、京科968、北农青贮208、京科青贮516、大京九26 适宜在内蒙古通辽地区种植。刘文景等[13]以先玉335为对照，筛选出适宜内蒙古呼伦贝尔市阿荣旗种植的玉米品种北农青贮3740。罗继宇等[14]研究了34个玉米品种在赤峰市的生长状况，结果表明，沈玉33号、利禾1、京科青贮205 适宜在该地区种植。赵牧其尔等[15]研究了适宜内蒙古赤峰地区种植的青贮玉米品种，结果表明，青贮1号青贮后品质最佳，适宜在内蒙古赤峰地区推广种植，可作为青贮饲料制备的原料。张小娟等[16]研究认为，先玉508、雅玉青贮26、锦玉青贮28适宜在山西北部地区种植。李国平等[17]筛选了适宜云南地区种植的青贮玉米品种，试验表明，专用型青贮玉米的农艺性状优于普通玉米。杨浩哲等[18]研究表明，雅玉青贮8号在营养成分上和普通国审玉米品种几乎无差异，但其生物产量显著高于其他玉米品种且绿叶保持时间较长、持水性好，适合作为青贮原材料。帖翠梅等[19]对20个不同玉米品种的桶装全株青贮品质进行了评价，其中5个品种的产量达到400 kg/hm2以上，同时青贮品质良好，适宜推广。李剑楠等[20]则与以上学者观点不同，认为粮饲兼用型玉米更适合作为青贮材料。冯长松等[21]研究结果与王跃卿等[22]相近，认为以全株粮饲兼用型玉米作为青贮的原材料，不但可以提高青贮品质，还能提高玉米秸秆的综合利用率，优于专用型青贮玉米。

1.2 青贮玉米的栽培

不同玉米品种之间，营养成分差异较大，对青贮发酵品质有较大影响[23-24]。种植环境影响植株携带的微生物种类，GUAN[25]对我国西南地区不同生态区域的青贮发酵品质及微生物的研究表明，降雨量和湿度会影响玉米秸秆的附生微生物种类。此外，不同的肥料处理也会对玉米营养组成造成差异[26]。种植密度、品种、收获期的不同均对玉米品质有显著的影响[27]。随着种植密度的增加，青贮料中的NDF和ADF 以及粗脂肪的含量均呈上升趋势，而粗蛋白、淀粉和可溶性碳水化合物含量则呈下降趋势[28-31]。玉米收获期越长，粗蛋白含量越低，纤维素含量越高，青贮后品质越低。目前市场上的青贮玉米品种繁多、栽培技术笼统，针对不同品种栽培技术研究较少，且众多品种之间营养物质大同小异，青贮发酵后高品质的青贮料甚少。

1.3 青贮玉米的生产

据史料记载，早在古埃及鼎盛期就有人掌握了青贮技术。我国对青贮技术的掌握及推广相对较晚，发展速度也较为缓慢，但近年来，由于畜牧业发展，青贮技术已逐渐被掌握并应用于各大养殖户及饲料厂。目前我国青贮料的制备以粮饲兼用型玉米为主，青贮后品质较佳，同时提高了利用率。自2015年我国开始实施“粮改饲”政策以来，截至2017年内蒙古普通型玉米种植面积减少了约66.67 万hm2，而专用型青贮玉米种植面积提升到了65.53 万hm2，专用型青贮玉米比重大、种植粗放、利用率低的问题逐步显现。北方地区气候寒冷，适宜栽培的青贮玉米品种极少，大部分玉米品种在该地区无霜期来临前无法成熟，只有部分早熟、极早熟品种可在该地区栽培。

综上所述，最适青贮玉米品种应根据地区的土壤类型、气候特点等进行针对性种植。如在内蒙古北部积温较低的地区（如呼伦贝尔），除了考虑到品种本身营养成分的问题，还要考虑到气候等对其造成的影响。该地区相对来说地势较为平坦、耕地面积较大、雨水也较为充沛，主要栽培作物为玉米，但冬季寒冷漫长、有效积温较低，作物生长期较短，应种植一些早熟、极早熟品种；而在西部较为干旱的地区（如乌兰察布市）无霜期较长、风沙大、降水量低、较为干旱，该地区在玉米品种选择时除了考虑到品种本身营养成分的问题，还应考虑到降雨对玉米生长及成熟过程的影响，应选择营养成分比例适合青贮且相对较为耐旱的早熟品种；在有效积温相对较高且降雨较为充足的呼和浩特市、包头市等，可以选择较为晚熟且不耐旱的品种。在符合气候环境的前提下最好选择纤维素含量较低、可溶性碳水化合物含量较高、粗蛋白含量较高的品种作为青贮原材料。低纤维素含量有利于牲畜消化，且可提高适口性；可溶性碳水化合物含量高有利于青贮品质的提高，可在发酵过程中产生较多乳酸，迅速降低pH值，达到最低的营养损耗和保持鲜绿的目的；蛋白质是重要能源物质之一，好的饲料应具有较高的蛋白质含量，从而为牲畜提供生长发育必需的氨基酸。

2 不同处理方式对青贮玉米发酵品质的影响

2.1 切碎长度及压实度对青贮品质的影响

切碎长度对玉米青贮品质有重要影响，切碎长度的缩短可以使乳酸含量显著升高，而丁酸含量降低[32]。也有研究表明，切碎长度的缩短还可以降低青贮料的pH值和氨态氮的含量[33]。氨态氮占全氮比值可以衡量青贮料中蛋白质的分解程度，比值越小则说明被分解蛋白质越少，青贮料品质越佳[34]。此外，切碎长度还对牲畜的消化吸收率有重要影响，相对较短的切碎长度更有利于牲畜的消化吸收[35]，越短的切碎长度越有利于提高淀粉的消化率[36]。切碎长度的缩短有利于青贮料品质的提高可能在于切短可以使原材料更好地被压实，减少了青贮袋中的空气残留，缩短了厌氧环境的形成时间，使得乳酸菌快速生长繁殖，产生大量乳酸，使pH值降低，达到了青贮保存的目的。压实度对青贮过程中厌氧环境的形成有影响，增加压实度可以减少发酵空间内的空气残余，有利于提高青贮品质[37]，压实度越高越有利于厌氧环境的形成，可有效地抑制霉菌等有害菌的生长繁殖，降低青贮料腐败的概率。有研究表明，增加压实度可以提高青贮品质及有氧稳定性，600 kg/m3的压实度下青贮品质最佳，开袋后的有氧稳定性也最好[38]。

2.2 全株青贮及添加剂对青贮品质的影响

秸秆青贮含水量相对较低，不易压实，且NDF和ADF 含量较高，青贮品质不佳；而全株青贮收获时期多为1/2～3/4 乳腺期，含水量适中、纤维含量相对较低、淀粉和糖类含量高[39]。玉米秸秆青贮添加乳酸菌可有效抑制青贮过程中梭菌等有害微生物的生长，减少青贮料中的毒素含量，提高饲料的安全性，并为反刍动物瘤胃创造良好的环境[40]。醋酸菌可氧化乙醇产生醋酸，抑制真菌的繁殖并延长青贮的有氧阶段[41]。WEINBERG 等[42]和FILYA[43]也报道醋酸可提高青贮料的有氧稳定性，并反映其保存性[44]。单独添加异型乳酸菌可提高青贮品质和有氧稳定性，优于复合添加剂和单一型同型乳酸菌[45]。何玮等[46]研究表明，添加EM 菌、纤维素酶以及3 mL/kg 甲酸的处理方式，有利于青贮品质的提高。在制备青贮料时，可以根据需求选择合适的添加剂。若要缩短发酵时间可选择活菌制剂的添加剂，可以在短时间内提高有益菌群的数量，加快发酵速度；若要提高青贮料的蛋白质含量，就应选择尿素一类的非菌剂添加剂。

2.3 青贮方式、混合青贮及青贮时间对青贮品质的影响

传统的青贮方式主要是窖贮和塔贮，这两种青贮方式装填费时耗力、取料不方便且开窖后容易引起二次发酵[47]。随着科技的进步，近年来新的青贮技术凸显优势，如拉伸膜半干青贮技术，原材料经过刈割粉碎后采用拉伸膜将其包裹进行青贮发酵，既减少了营养物质的损耗，也方便饲喂[48-51]。与此同时许多新型青贮设备应运而生，如方草、圆草打捆机，打捆与缠膜一体化联合作业机、细碎物料打捆缠膜一体机等[52]，这些新型设备的出现加速了青贮技术的发展。

混合青贮主要针对原材料水分含量过高或过低不适合青贮以及原材料可溶性糖含量较低，不能为青贮发酵过程提供足够的底物导致发酵失败的情况。玉米秸秆和紫花苜蓿混合青贮可溶性碳水化合物含量显著高于紫花苜蓿单贮[53]。雒瑞瑞[54]研究认为，玉米秸秆和马铃薯茎叶混合青贮感官评分高于两者单贮，且可以促进反刍动物对能量的利用以及降低瘤胃甲烷对环境造成的污染。封晔等[55]研究认为，全株玉米与马铃薯茎叶混合青贮可显著降低马铃薯茎叶的丁酸含量，提高青贮品质。柳茜等[56]研究认为，全株玉米与红三叶混合青贮，在一定范围内随着红三叶添加比例的增加粗蛋白含量逐渐升高，同时酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量降低。此外，柳茜等[57]还对全株玉米和高粱混合青贮进行了研究，结果表明，各处理乳酸含量均高于全株玉米单贮，且乳酸含量随着高粱比例的增加呈逐渐上升趋势，全株玉米与高粱混合比例为5∶5 以及7∶3时，青贮效果最好。

青贮时间也是青贮过程中一个需要把控的关键因素。全株玉米青贮15 d 后乳酸菌丰度显著增加，成为优势菌群，30 d 后微生物群落组成基本达到稳定状态，青贮料的品质最佳，可以投入使用[58]。之后随着青贮时间的延长，可溶性碳水化合物含量有所降低，钙和磷含量有所升高，粗蛋白含量趋于稳定[59]。

青贮处理技术是青贮成败的关键，在制备青贮料时，首先要在适宜的收获期收获，在1/2～3/4 乳腺期收获营养成分比例最佳、含水量最适宜。切碎长度、压实度通过影响微生物的活动而控制发酵的成败。在19～37℃条件下，切碎长度越短、压实度越高，乳酸菌的厌氧活动越得到促进，发酵越成功。添加剂、全株青贮及混合青贮也影响着青贮料的品质，这三者主要是在促进发酵和提高发酵品质、牲畜适口性方面起作用，在一定程度上添加合适比例的添加剂或与其他植物混合青贮可提高青贮料的品质，在内蒙古地区可尝试将全株玉米与苜蓿、马铃薯茎叶等混合青贮。

3 展望

玉米在农牧业生产中发挥着巨大的作用，提高其利用率刻不容缓。以玉米为原材料制备青贮料时，品种选择是发酵品质好坏的前提，优良的品种能为后期的发酵提供充足的能源；而青贮处理技术是青贮成败的关键。因此，制备青贮料时在品种选择方面应做到因地制宜，合理利用；在青贮料制备方面应多加探究，选择最适合的预处理方式和青贮条件。目前对各地区最适青贮玉米品种选择仍处于探索阶段，内蒙古各盟（市）及旗（县）最适品种选择及栽培技术还有待细化；针对全株粮饲兼用型玉米青贮发酵最佳时间研究较少，青贮过程中各营养成分变化规律还处于探索阶段；机械化普及欠缺，许多偏远地区仍在使用传统的饲料保存方法，青贮技术及设备普及有待加强。在未来的研究中还需要进一步加大以上领域的研究力度，以期得到营养高、品质佳、适口性好的青贮料。