我国全株玉米青贮质量评定分级研究进展

2022-08-30耿娟张立阳付彤苏传友

中国奶牛 2022年8期

耿娟，张立阳，付彤，苏传友

(1.河南农业大学动物医学院，郑州 450046；2.河南农业大学动物科技学院，郑州 450046）

1 全株玉米青贮概述

全株玉米青贮是指采用全株玉米经切短、压实、密封等处理，在厌氧条件下利用乳酸菌发酵产酸的抑菌特性，制得的可长期保存的青绿饲料[1]。玉米植株成熟和晒干过程中，因落叶、氧化和光化等，营养物质损失近40%，而制作全株玉米青贮能够保留住玉米的青绿、鲜嫩，营养物质总损失率只有10%。全株玉米青贮具有能值高、易消化、松软、芳香、适口性好、保存期长、成本低等优点。特别是在营养成分上，与秸秆相比，青贮饲料总营养物质损失率降低30个百分点，维生素损失率可降低80个百分点，是草食动物的优质饲料，可保障青绿饲料的全年供给[2]。

2015年以来，中央财政支持开展粮改饲试点，以青贮玉米为主的优质饲草料产业被提为更重要的位置[3]，并取得了积极进展。《粮改饲工作实施方案》于2017年发布，当年实现粮改饲面积达到1 000万亩以上，优质饲草料收贮3 000万t以上[4]。到2020年，基本实现奶牛规模养殖场青贮玉米全覆盖[5]。从玉米籽粒饲喂向全株青贮饲喂成为试点区域牛羊养殖的重要转变方式[6]。2020年我国玉米产量26 066.52万t，播种面积4 126.4万hm2，黑龙江、吉林、四川、内蒙古、山东、河南、河北七省种植面积占70%以上，成为粮改饲的主阵地[7]。在粮改饲政策的支持下，我国青贮玉米收贮面积由2016年的16 652hm2，增加到2020年的21 987hm2，增加了32.04%[8]，但仅占玉米总种植面积的0.05%左右。美国青贮玉米面积156 290hm2，占玉米总面积的0.47%，澳大利亚6 225hm2，占16.50%，加拿大16 521hm2，占1.17%[8]。与美国等国家相比，我国青贮玉米种植面积占玉米总种植面积的比例有待进一步提高，以达到“节粮”的效果。我国幅员辽阔，青贮玉米种植面积大，主产区分布范围广。在粮改饲快速推进、种植面积和收贮量迅速扩大的情况下[9]，怎样保证青贮饲料品质及优质优价，玉米青贮质量分级标准起到重要的评价作用。

2 玉米青贮质量品质分级研究进展

在农业农村部粮改饲实施方案中明确提出在确保粮改饲面积、收贮量任务全面完成的基础上，支持各地以提高收贮效率和质量为目标。因此，青贮玉米质量的分级标准是一项重要的基础。国家标准《青贮玉米品质分级》（GB/T 25882-2010），基于中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、淀粉和粗蛋白质4项指标将青贮玉米分为一级、二级和三级[10]。2021年由天津市奶业科技创新协会发布的团体标准《全株玉米青贮质量分级》[1]，率先将发酵性状和淀粉消化率等指标应用于全株玉米青贮质量分级，分为特级、优级和一级，并在实施国家优质乳工程的企业率先应用，为更好地评价优质乳生产所需的饲料品质提供了判断依据，效果良好。

2.1 感官评价

感官作为青贮饲料品质优劣的基础指标，能够在现场简单、直观、快速地初步判断出青贮饲料的优劣[11]。依靠评定者的视觉、嗅觉和触觉对青贮饲料品质进行评估，可以快速地反映青贮饲料的品质[12]。

在多个标准中都将感官指标作为青贮饲料分级和评价的指标，表1总结了各标准的评价分级标准[13～16]。感官评价通常包括气味、色泽和质地三项指标。玉米青贮的感官评价通常分为三到四级，优质的为青绿色或黄绿色，黄褐色、淡褐色或淡黄色次之，墨绿色或褐色的品质较低，黑褐色最差。优质的玉米青贮具有酸香味，酒香味的为良好，刺鼻酸味的品质较差，有腐败霉烂味的为不合格，严禁饲喂家畜。优质玉米青贮松散柔软，略湿润，不黏手[17]，茎叶保持原状；品质良好的柔软，茎叶部分保持原状；略带黏性的品质较差，发黏结块的最差，不能饲喂家畜。

表1 不同标准青贮玉米感官评价比较[13～16]

2.2 营养指标

多种因素影响全株玉米青贮的营养指标。青贮玉米品种、刈割期、留茬高度、切割长度等是影响全株玉米青贮的关键因素。经国家审定或省级审定的青贮玉米品种有160多个[18]，不同品种玉米之间营养成分、生物产量差异较大[19]。刈割期直接影响全株玉米青贮的干物质、淀粉、中性洗涤纤维等营养物质含量，进而影响饲用价值。随着刈割期的推后，淀粉含量增加、中性洗涤纤维和灰分含量下降[20]。姜富贵等通过蜡熟期的1/2乳线、2/3乳线和3/4乳线3个收获期的比较研究发现，收获期延迟，干物质、淀粉含量显著提高，粗灰分显著降低。当达3/4乳线期时，全株玉米品质最好[21]。留茬高度也直接影响中性洗涤纤维和粗灰分含量，随着留茬高度的增加，中性洗涤纤维和灰分显著降低[22,23]；但若留茬高度过低，在收割时容易带入泥土会降低青贮的适口性。因此，青贮玉米的营养指标差别较大。

对于玉米青贮的质量分级，营养指标从最初的包括粗蛋白、淀粉、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维4项常规指标逐渐增多。2020年北京市地方标准《全株玉米青贮饲料分级技术规范》增加了干物质和中性洗涤纤维30h消化率这两个指标，更能反映玉米青贮的营养特性。中国农业科学院北京畜牧兽医研究所和河南农业大学在制定《全株玉米青贮质量分级》团体标准时，考虑玉米青贮主要给草食动物提供纤维营养和淀粉物质，蛋白质不是玉米青贮的主要营养物质，故在制定全株玉米青贮质量分级标准时，没有对粗蛋白这一指标进行分级。而是增加了更能代表淀粉和纤维品质的7h淀粉消化率和中性洗涤纤维30h消化率。此外，由于在收贮时留茬高度直接影响全株玉米灰分含量，进而影响适口性，所以在此标准中首次将灰分纳入质量分级的指标。不同标准的营养指标分级比较见表2。

表2 不同标准营养指标分级比较[1,10,13,15,16]

2.3 发酵指标

全株玉米青贮是经发酵后的产品，因此发酵性状是直接反映青贮制作好坏的关键指标。近几年的标准中将发酵性状纳入玉米青贮质量分级的关键指标，主要包括pH值、氨态氮/总氮、乳酸/总酸、乙酸/总酸、丁酸/总酸等。

青贮饲料保存的主要原理是通过乳酸发酵快速实现低pH值[24]，并维持厌氧条件[25]。乳酸菌在确保青贮制作成功中起着关键作用。它们能够将饲料作物中存在的可发酵碳水化合物快速转化为乳酸，并产生少量乙酸。化学和生物青贮添加剂可以通过促进青贮饲料pH值的快速降低和厌氧环境的形成，有助于青贮玉米的快速发酵和完好保存[26]。pH值降低能够抑制杂菌生长。制作不良或受到污染的青贮饲料可能含有有害微生物[27]，其会降低动物的生长和生产性能[28]，导致疾病发生[29]。pH值直接反映玉米青贮过程中产生的总酸含量。

发酵时间长短对pH值和有机酸的影响最大。在发酵起始阶段，好氧微生物消耗饲料间隙的氧气，此时乳酸菌产生的乳酸较少。随着发酵的进行，氧气逐渐消耗，乳酸菌成为优势菌，产生大量乳酸，pH值下降抑制其他微生物活动。在发酵后期，随着乳酸的增加及pH值降低，乳酸菌的活动受到抑制，乳酸的含量逐渐趋于稳定[30]。在发酵过程中，异型乳酸菌和肠内细胞对糖类分解发酵后产生乙酸，乙酸的增加会降低全株玉米青贮的发酵品质。随着发酵时间的增加，乙酸含量增加[31]，因此发酵时间不易过长。切短和揉切处理有利于压实过程排净空气，快速形成厌氧环境，有利于乳酸菌[32]进行厌氧发酵，提升全株玉米青贮的发酵品质。氨态氮与总氮的比值反映玉米青贮中氨基酸和蛋白质的分解程度，值越小，说明玉米青贮中蛋白质分解越少，青贮品质越好。表3总结了不同标准对发酵指标分级的比较。青贮发酵促进剂的使用能够降低全株玉米青贮发酵过程的pH值，提高乳酸含量，降低氨态氮[26]。pH值、氨态氮/总氮、乙酸/总酸的值越小，乳酸/总酸越高，青贮饲料品质越好。