錢寅森 武啟迪 季中亞 施雨 朱廣龍 周桂生
摘要:我國(guó)2015年啟動(dòng)“糧改飼”試點(diǎn)計(jì)劃后,青貯玉米生產(chǎn)發(fā)展明顯加快,但在實(shí)際生產(chǎn)中仍存在產(chǎn)量低、品質(zhì)不合格、青貯霉變等問(wèn)題,限制了青貯玉米生產(chǎn)和加工的進(jìn)一步發(fā)展。綜述了近年來(lái)我國(guó)在青貯玉米高產(chǎn)栽培和青貯飼料加工方面的技術(shù)進(jìn)展,提出了促進(jìn)青貯玉米生產(chǎn)和加工的建議,主要包括:(1)根據(jù)氣候和種植條件選擇品種。(2)根據(jù)品種特性制定種植密度。(3)適當(dāng)早播延長(zhǎng)生育期。(4)優(yōu)化肥水運(yùn)籌。(5)優(yōu)化青貯過(guò)程,適當(dāng)添加乳酸菌和化學(xué)物質(zhì),提升青貯品質(zhì),延長(zhǎng)穩(wěn)定性;選擇阻氧能力強(qiáng)的青貯裝置,避免變質(zhì);大規(guī)模生產(chǎn)密度不超過(guò) 600 kg/m3,維持青貯品質(zhì)。(6)構(gòu)建種植-加工全程機(jī)械化生產(chǎn)體系。
關(guān)鍵詞:糧改飼;青貯玉米;生產(chǎn)加工;高產(chǎn)栽培;青貯品質(zhì);機(jī)械化
中圖分類號(hào):S816.5+3? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號(hào):1002-1302(2021)23-0041-06
收稿日期:2021-09-03
基金項(xiàng)目:國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(編號(hào):2018YFE0108100);江蘇省林業(yè)科技創(chuàng)新與推廣項(xiàng)目 (編號(hào):LYKJ(2019)47);興化鄉(xiāng)村振興研究院項(xiàng)目(2019)資助。
作者簡(jiǎn)介:錢寅森(1998—),男,江蘇泰州人,碩士研究生,主要從事作物逆境生理研究。E-mail:qyshd80813@163.com。
通信作者,周桂生,博士,教授,主要從事作物逆境生理研究。E-mail:gszhou@yzu.edu.cn。
青貯玉米是一種在乳熟期至蠟熟期間收獲,可直接青貯成飼料的玉米種類。近年來(lái),我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展迅速,青貯玉米種植快速發(fā)展,在較大程度上緩解了畜牧業(yè)對(duì)于飼料巨大的需求。與傳統(tǒng)的玉米相比,青貯玉米植株高大,莖葉粗纖維含量低,含糖量豐富,含有優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì),營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。100 kg玉米籽粒的飼用價(jià)值相當(dāng)于120 kg燕麥、120 kg高粱或 130 kg 大麥[1]。玉米青貯后營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高,且秸稈得到充分利用,避免了秸稈燃燒帶來(lái)的大氣污染。與種植普通粒用玉米相比,種植青貯玉米經(jīng)濟(jì)效益更高。如廣西壯族自治區(qū)農(nóng)民種植青貯玉米能比粒用玉米增收約270元/667 m2,增收比例達(dá)到17.65%[2]。
我國(guó)在2015年啟動(dòng)“糧改飼試點(diǎn)”計(jì)劃,青貯玉米生產(chǎn)發(fā)展明顯加快,某些地區(qū)推出了種植補(bǔ)貼等鼓勵(lì)和促進(jìn)措施。在國(guó)家政策不斷推行、地方大力推廣種植加強(qiáng)補(bǔ)貼的條件下,種青貯玉米如何獲得最高產(chǎn)?收獲后做飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值如何最大化?這2個(gè)問(wèn)題也就顯得更加重要。鑒于此,本文在綜述前人青貯玉米高產(chǎn)栽培技術(shù)及加工技術(shù)方面的研究進(jìn)展基礎(chǔ)上,提出進(jìn)一步促進(jìn)青貯玉米生產(chǎn)和加工的建議,為青貯玉米高質(zhì)量發(fā)展提供參考。
1 我國(guó)青貯玉米生產(chǎn)現(xiàn)狀
2015年前,我國(guó)青貯玉米種植面積相對(duì)較少,一般穩(wěn)定在20萬(wàn)~30萬(wàn)hm2。我國(guó)在2015年啟動(dòng)“糧改飼試點(diǎn)”計(jì)劃,青貯玉米推廣種植速度加快,試點(diǎn)種植面積在2016年增加到40.9萬(wàn)hm2,2017年為66.6萬(wàn)hm2,2019年達(dá)到100萬(wàn)hm2[3]。我國(guó)在青貯玉米品種審定上也逐步完善了標(biāo)準(zhǔn),2011年國(guó)家發(fā)布了青貯玉米分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 25882—2010《青貯玉米品質(zhì)分級(jí)》),2016年通過(guò)了青貯玉米關(guān)于生物產(chǎn)量、抗倒性、抗病性的審定標(biāo)準(zhǔn)。
與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)青貯玉米品種在產(chǎn)量和品質(zhì)上旗鼓相當(dāng),我國(guó)推廣種植的品種干物質(zhì)含量及淀粉含量已達(dá)到或接近發(fā)達(dá)國(guó)家的水平[4],且春播青貯玉米的產(chǎn)量略高于發(fā)達(dá)國(guó)家。但在種植面積上我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距,美國(guó)和歐洲青貯玉米種植面積分別達(dá)到266.67萬(wàn)hm2和613.33萬(wàn)hm2,歐洲青貯玉米種植面積占了玉米總面積的42%,而我國(guó)僅為4%[5]。
2 青貯玉米高產(chǎn)栽培技術(shù)
品種、光照、溫度、養(yǎng)分、水分是影響作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的關(guān)鍵因子。青貯玉米實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)需要協(xié)調(diào)好各關(guān)鍵生長(zhǎng)因子間的關(guān)系和作用。適宜的品種是獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)和前提。播種期不同,青貯玉米生長(zhǎng)過(guò)程的溫、光、水、氣條件就會(huì)差異很大。那么播期與產(chǎn)量之間的關(guān)系如何?種植密度會(huì)影響光能利用和養(yǎng)分的效率,從而影響植株的光合作用。究竟什么樣的種植密度既充分利用光能和地力,又能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)?不同生育期的青貯玉米對(duì)養(yǎng)分需求存在差異。何時(shí)需要補(bǔ)充養(yǎng)分和水分才能有利于生長(zhǎng)?上述問(wèn)題都是近些年研究的重點(diǎn)。
2.1 品種
青貯玉米在播種后順利出苗是高產(chǎn)豐收的基礎(chǔ),播種前選擇合適的品種則是關(guān)鍵。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件與積溫選擇與生育期匹配的品種,還應(yīng)根據(jù)青貯需要選擇抗倒伏能力強(qiáng)的品種。青貯玉米一旦發(fā)生倒伏會(huì)沾染更多的雜菌,青貯時(shí)的發(fā)酵水平難以控制,質(zhì)量無(wú)法保證[6]。降水量也是選種的前提,雨水充足則選擇中早熟品種,常年干旱則選擇抗旱能力強(qiáng)的品種[7]。為了避免田間病蟲害侵染種子,盡量選擇帶包衣的種子。
2.2 播種期
播種時(shí)間不同改變的是青貯玉米生長(zhǎng)過(guò)程中光照、溫度、水分等因子,從而對(duì)青貯玉米的產(chǎn)量產(chǎn)生影響。由于經(jīng)緯度的差異,各地區(qū)積溫、光照、降水量不同,不同地區(qū)的播期存在一定差異,但播期對(duì)產(chǎn)量的影響呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。張翼飛等認(rèn)為,播期過(guò)晚會(huì)導(dǎo)致生育期縮短,植株矮小,產(chǎn)量變低,在松嫩平原西部上青貯玉米適宜的播期應(yīng)為5月中上旬[8]。趙先麗等研究發(fā)現(xiàn),春播玉米生育期會(huì)隨播種時(shí)間推遲而縮短,每推遲播種1 d,生育期平均減少0.39 d[9]。不同播期研究結(jié)果表明,營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期相比生殖生長(zhǎng)期縮短的天數(shù)更多。同時(shí)播期對(duì)青貯玉米干物質(zhì)有明顯影響,早播玉米干物質(zhì)積累速度快持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),晚播玉米生育進(jìn)程縮短,干物質(zhì)積累速率減弱[10]。所以適當(dāng)早播可以延長(zhǎng)青貯玉米營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)間,同時(shí)增加株高提高整體產(chǎn)量。劉勇等在比較播期對(duì)于青貯玉米的病害影響時(shí)發(fā)現(xiàn),在四川盆地晚播(5月10日)的青貯玉米相對(duì)于早播(4月4日)和中播(4月22日)更易于患銹病和大小斑病,在綜合病害發(fā)生情況與產(chǎn)量水平后認(rèn)為,中播(4月22日)青貯玉米更適合四川地區(qū)栽培生產(chǎn)[11]。
綜合前人研究,青貯玉米適期早播可以延長(zhǎng)生育期,延長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)間,對(duì)青貯玉米產(chǎn)量的提升有很大幫助。同時(shí)早播青貯玉米可以避開(kāi)夏季高溫多雨的天氣,減少病蟲害的發(fā)生在一定程度上可以提高產(chǎn)量。對(duì)于條件限制只能晚播的青貯玉米,在播后應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)田間管理生育后期進(jìn)行追肥和調(diào)節(jié)灌溉,延緩葉片衰老,增加光合產(chǎn)物積累。
2.3 種植密度
種植密度通過(guò)改變青貯玉米生長(zhǎng)過(guò)程中的光照、水分和養(yǎng)分等條件,影響植株生長(zhǎng)發(fā)育,從而影響青貯玉米的產(chǎn)量。密度的增加使得單位面積青貯玉米生物產(chǎn)量增加,從而提高了總體產(chǎn)量,但會(huì)明顯降低飼用品質(zhì)[12]。在合理密植條件下,青貯玉米才能同時(shí)獲得較高的生物產(chǎn)量和品質(zhì)。在生育前期,密度會(huì)影響青貯玉米的株高,密度越大,株高越高。在生育后期,密度對(duì)株高的影響不顯著,但高密度種植會(huì)對(duì)莖粗產(chǎn)生顯著影響,密度越大莖粗越小[13]。莊克章等研究表明,隨著種植密度的提高,雅玉8號(hào)和登海605產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量均先升高后降低,在山東省臨沂地區(qū)推薦的種植密度為 75 000株/hm2[14]。賈夢(mèng)楊等認(rèn)為,青貯玉米產(chǎn)量隨著密度的上升先增大后減小,在冀西北地區(qū)適應(yīng)推廣的密度為79 500株/hm2[15]。密度的選擇不僅由種植地區(qū)的生長(zhǎng)環(huán)境決定,品種之間的差異也是影響產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。于德花等在不同密度條件下對(duì)雅玉青貯8號(hào)、京科青貯516、黎民518這3個(gè)品種進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)京科青貯516邊行優(yōu)勢(shì)強(qiáng),但耐密程度顯著低于其他品種,同時(shí)密度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致玉米穗禿尖長(zhǎng)度增加,果穗的穗長(zhǎng)、穗粗、穗行數(shù)、行粒數(shù)逐漸減少[16]。
總之,不同地區(qū)光照和水分條件不同,品種間的耐密程度存在一定差別,適宜的種植密度才能使得青貯玉米產(chǎn)量最大。在有條件的前提下,須針對(duì)不同地區(qū)和品種進(jìn)行試驗(yàn)以確定適宜種植密度。
2.4 肥料運(yùn)籌
青貯玉米需肥較多,合理的肥料運(yùn)籌不僅有利于獲得高產(chǎn),同時(shí)還能提升品質(zhì)。相關(guān)研究表明,氮肥在青貯玉米生育過(guò)程中平均增產(chǎn)幅度為281%,磷肥為25.3%,鉀肥為18.1%[17]。氮肥增產(chǎn)效率最高,增施氮肥也是青貯玉米追肥中最常使用的措施。除增加營(yíng)養(yǎng)外,合理施氮還能顯著提高土壤微生物數(shù)量、酶活性[18]。張佳闊等研究發(fā)現(xiàn),施氮量的增加使得青貯玉米株高、莖粗和SPAD值也隨之增加,LAI基本不變,產(chǎn)量會(huì)隨著施氮量的增加而上升,但達(dá)到產(chǎn)量極限后再增施氮肥會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量下降[19]。徐艷霞等在鹽堿地的試驗(yàn)也得出類似結(jié)論,青貯玉米產(chǎn)量隨施氮量的增加呈先上升后下降的趨勢(shì),產(chǎn)量最大的氮肥施用量在品種間會(huì)存在差異[20]。但王佳等研究認(rèn)為,增施氮肥并不能在拔節(jié)期與大喇叭口期提升青貯玉米的生物產(chǎn)量,施氮主要是在生育后期促進(jìn)玉米生長(zhǎng)和干物質(zhì)的積累,追肥后的產(chǎn)量較不追肥明顯升高[13]。單一施用氮肥并不能全面促進(jìn)產(chǎn)量的提升,不同肥料的配合施用往往能得到較大的效益。王海燕等通過(guò)比較不同的施肥類型后認(rèn)為,有機(jī)肥與化肥配合施用可以延長(zhǎng)青貯玉米葉片光合功能期,促進(jìn)群體干物質(zhì)積累,從而增加產(chǎn)量[21]。侯云鵬等研究表明,在一定氮肥、鉀肥施用基礎(chǔ)上,增施磷肥可提高玉米產(chǎn)量,同時(shí)促進(jìn)籽粒對(duì)于氮鉀元素的吸收,但玉米產(chǎn)量不會(huì)隨著施磷水平的提高持續(xù)增加[22]。
地區(qū)不同,土壤肥力也就不同,施肥方式應(yīng)做到因地制宜。青貯玉米基肥可以通過(guò)多種肥料配合施用也可以施專用玉米復(fù)合肥,在拔節(jié)期、大喇叭口期、吐絲期追施氮肥,可很大程度提高青貯玉米的產(chǎn)量[23]。同時(shí)對(duì)于氮肥的使用要求在合理層面,過(guò)量的氮肥會(huì)造成青貯玉米群體營(yíng)養(yǎng)失衡,應(yīng)當(dāng)在促進(jìn)產(chǎn)量上升的基礎(chǔ)上結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益合理施用,達(dá)到少施肥獲高產(chǎn)的水平。
2.5 水分管理
單寧等在比較土壤水、肥、熱3因素對(duì)青貯玉米株高、光合作用和產(chǎn)量的的作用后,認(rèn)為灌溉量的影響效果會(huì)大于肥料和溫度[24]。董越也得出類似結(jié)論,認(rèn)為灌水才是影響株高和莖粗的主要因素,其次才是氮肥[25]。由此可見(jiàn)灌溉水平也是決定產(chǎn)量的重要因素之一。
適量灌溉能夠顯著提高青貯玉米的全株氮素吸收量,提高氮素利用效率,但玉米植株并非每個(gè)時(shí)期都對(duì)水分都有迫切需求。Jia等對(duì)于西北半干旱區(qū)的研究表明,青貯玉米在11葉前需水較少,此時(shí)水分虧缺甚至能夠促進(jìn)植株根系伸長(zhǎng),減少倒伏,為高產(chǎn)打下基礎(chǔ)[26]。而在大喇叭口期增加灌溉量能增加青貯玉米株高和干物質(zhì)量[27]。董姍等認(rèn)為,在散粉期和灌漿期進(jìn)行2次灌溉可顯著提高玉米鮮秸稈產(chǎn)量[28]。適量節(jié)水會(huì)增加莖粗,但過(guò)度節(jié)水灌溉會(huì)顯著影響產(chǎn)量[29]。
綜合前人研究[30-32],在青貯玉米播種至出苗間適當(dāng)減少水分灌溉,可以促進(jìn)根系發(fā)育,增加根冠比減少后期發(fā)生倒伏,在生育后期如大喇叭口期、灌漿期應(yīng)適當(dāng)增加灌溉。
3 青貯品質(zhì)優(yōu)化研究
在青貯玉米生育期達(dá)到乳熟末期后可以進(jìn)行收獲,成批的青貯玉米在收獲后如何儲(chǔ)存成為一個(gè)難題。如若直接進(jìn)行堆放保存,玉米秸稈飼用品質(zhì)會(huì)明顯下降,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也會(huì)流失。通常情況下,人們會(huì)進(jìn)行青貯加工保存,這樣不僅保持了莖葉鮮嫩多汁,而且發(fā)酵后產(chǎn)生的乳酸等物質(zhì)還能增強(qiáng)飼料適口性,提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。在發(fā)酵過(guò)程中如何減少好氧細(xì)菌和霉菌繁殖、增加益生菌從而提高品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,在青貯結(jié)束后如何延長(zhǎng)飼料保存時(shí)間成為近年來(lái)的研究重點(diǎn)。
3.1 收獲期和刈割高度對(duì)青貯品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)的影響
適宜的收獲期是決定青貯玉米最大產(chǎn)量和最佳品質(zhì)的關(guān)鍵。王麗學(xué)等研究認(rèn)為,收獲期延長(zhǎng)導(dǎo)致青貯玉米干物質(zhì)含量及淀粉、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber,簡(jiǎn)稱NDF)和酸性洗滌纖維(acid detergent fiber,簡(jiǎn)稱ADF)含量顯著增加,但粗蛋白含量會(huì)降低[33]。邵春雷等研究也得出了相同結(jié)論,認(rèn)為青貯玉米在達(dá)到乳熟期后,隨著收獲時(shí)間推遲,NDF和ADF的含量逐漸增加,粗蛋白含量在乳熟中后期最高,在蠟熟期最低[34]。所以,適宜的收獲期應(yīng)在乳熟中后期、蠟熟期之前。
刈割高度也會(huì)對(duì)青貯玉米產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生影響。過(guò)低的刈割高度會(huì)夾雜泥土,青貯時(shí)影響品質(zhì),而過(guò)高又會(huì)降低產(chǎn)量。前人研究認(rèn)為,刈割高度的增加明顯降低了青貯玉米中NDF和ADF的含量[33],王文才等認(rèn)為,不同留茬高度對(duì)玉米青貯飼料的養(yǎng)分含量影響不顯著[35]。這種差異性可能是由不同專用品種引起的。但過(guò)高的刈割高度會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量下降、效益降低,在綜合考慮產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上刈割高度應(yīng)在15~25 cm為好。
3.2 添加劑對(duì)青貯品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分影響
3.2.1 乳酸菌 青貯飼料的發(fā)酵是一個(gè)多種微生物參與的復(fù)雜過(guò)程。在無(wú)氧的條件下,厭氧乳酸菌會(huì)大量繁殖,使得pH值維持在弱酸性,從而避免了青貯飼料的變質(zhì)問(wèn)題。同時(shí)乳酸菌還能分解糖分,改善青貯品質(zhì)[36]。青貯發(fā)酵前期基本以同型發(fā)酵為主,后期以異型發(fā)酵為主。韋方鴻等在對(duì)于同型和異型乳酸菌作為青貯玉米發(fā)酵劑的研究中發(fā)現(xiàn),雖然2種發(fā)酵劑均能改善青貯品質(zhì),但同型乳酸菌改善效果顯著優(yōu)于異型乳酸菌[37]。同型發(fā)酵乳酸菌的有氧穩(wěn)定性卻不如異型發(fā)酵乳酸菌,但復(fù)合接種異型與同型發(fā)酵乳酸菌能減少青貯過(guò)程中的腐敗[38]。張適等比較了7種不同乳酸菌對(duì)青貯品質(zhì)的影響,認(rèn)為副干酪乳桿菌F2-6和布氏乳桿菌 B2-2 能夠顯著降低NDF含量,更適合作為內(nèi)蒙古東部玉米青貯發(fā)酵的乳酸菌接種劑[39]。
在選定好發(fā)酵乳酸菌類型后,發(fā)酵過(guò)程中乳酸菌的添加量也是決定青貯品質(zhì)的重要因素。張相倫等比較了4種不同乳酸菌數(shù)對(duì)玉米青貯發(fā)酵的影響,發(fā)現(xiàn)不同的乳酸菌數(shù)量對(duì)于青貯后色澤氣味等感官指標(biāo)均影響不大,但乳酸菌添加量的增加能夠顯著減少霉菌數(shù)量,提高粗蛋白(crude protein,簡(jiǎn)稱CP)、NDF含量,降低水溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate,簡(jiǎn)稱WSC)含量[40]。毛翠等也得出類似結(jié)論,認(rèn)為在青貯發(fā)酵45 d時(shí),CP含量會(huì)隨乳酸菌數(shù)量的增加呈現(xiàn)線性上升趨勢(shì),作為發(fā)酵底物的WSC則會(huì)顯著降低[41]。但乳酸菌的數(shù)量只能在適量的范圍進(jìn)行添加,過(guò)多的添加量并不會(huì)持續(xù)對(duì)品質(zhì)提升產(chǎn)生影響。
3.2.2 酶制劑 纖維素酶,對(duì)玉米秸稈中的纖維有明顯降解作用,是青貯過(guò)程中最常添加的酶制劑。趙政等研究發(fā)現(xiàn),在青貯過(guò)程中添加0.3%的纖維素酶能夠使腐敗率降低1.4%,同時(shí)提高青貯品質(zhì)[42]。陳明等在發(fā)酵過(guò)程中添加淀粉酶和糖化酶,發(fā)現(xiàn)淀粉酶顯著提高了乳酸菌含量及乙酸和丙酸濃度,而糖化酶對(duì)品質(zhì)則無(wú)影響[43]。劉輝等在玉米秸稈青貯中添加布氏乳桿菌和纖維素酶后,發(fā)現(xiàn)氨態(tài)氮(ammonia nitrogen,簡(jiǎn)稱NH3-N)、NDF和ADF含量顯著降低,并且混合添加的效果要優(yōu)于單一添加[44]。毛建紅等從微觀結(jié)構(gòu)方面解釋了復(fù)合酶制劑提升品質(zhì)的機(jī)制,由FTIR圖譜發(fā)現(xiàn),酶制劑的添加在發(fā)酵過(guò)程破壞了—OH、—CH、CO基團(tuán),特征官能團(tuán)的吸收峰明顯減弱,表明青貯過(guò)程中玉米秸稈中的纖維素、木質(zhì)素等發(fā)生了改變或被酶制劑降解,降低青貯中NH3-N、NDF、ADF的含量[45]。
3.2.3 化學(xué)物質(zhì) 研究表明,青貯過(guò)程中添加乙酸可以有效提高有氧穩(wěn)定性,延長(zhǎng)飼料的保存時(shí)間[46]。袁仕改等認(rèn)為,全株玉米青貯的發(fā)酵品質(zhì)已經(jīng)夠好,添加乳酸菌反而會(huì)消耗部分能量,對(duì)品質(zhì)改善效果不明顯,而丙酸的使用能抑制不良微生物,同時(shí)使得有氧穩(wěn)定性得到提升[47]。Santos等認(rèn)為,添加尿素青貯后的飼料干物質(zhì)回收率明顯升高,甚至尿素還可能存在抗微生物的作用[48],減少了青貯過(guò)程的損失,提高了玉米青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和有氧穩(wěn)定性。此外,化學(xué)添加劑如甲酸、乙酸、丙酸、尿素的使用并不會(huì)直接對(duì)品質(zhì)產(chǎn)生影響,但能明顯提高青貯后飼料的有氧穩(wěn)定性,延長(zhǎng)飼料的使用時(shí)限。
3.3 加工方式對(duì)青貯品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分影響
全程機(jī)械化的操作在發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用。全株玉米青貯飼料可以通過(guò)安裝在飼料收割機(jī)上的谷物處理器、回收篩或固定的輥磨機(jī)進(jìn)行機(jī)械加工。機(jī)械化加工可以改善青貯特性,減少青貯過(guò)程中的干物質(zhì)損失,并降低由玉米籽粒破碎和玉米秸稈剪切而造成的淀粉和纖維流失。利用機(jī)械加工的玉米青貯飼料喂養(yǎng)奶牛,牛奶產(chǎn)量提高0.2~20 kg/d,且牛奶蛋白質(zhì)含量會(huì)持續(xù)提高[49]。與去穗玉米青貯效果相比,全株玉米青貯的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在更高的CP含量和較低的NDF、ADF含量。由于全株青貯的飼料中含有籽粒,喂養(yǎng)肉牛能比去穗玉米青貯飼料增加10%的產(chǎn)量[50]。因此,在生產(chǎn)中應(yīng)大力推廣全株青貯技術(shù)。
加工制作環(huán)境通過(guò)影響密封性和阻氧能力從而促進(jìn)厭氧發(fā)酵,營(yíng)造較低的pH值發(fā)酵環(huán)境,干預(yù)發(fā)酵過(guò)程中好氧細(xì)菌的繁殖。王旭哲等在利用發(fā)酵罐生產(chǎn)青貯飼料的研究中發(fā)現(xiàn),隨著緊實(shí)度的增大,青貯飼料品質(zhì)也會(huì)隨之提升,但過(guò)大的緊實(shí)度不會(huì)使品質(zhì)繼續(xù)上升。緊實(shí)度600 kg/m3為青貯玉米最適宜的發(fā)酵密度,此密度下氨態(tài)氮在總氮中水平低代表發(fā)酵品質(zhì)好,同時(shí)有氧穩(wěn)定性也最優(yōu)[51]。不同加工的切割技術(shù)在青貯中對(duì)品質(zhì)也有不同影響,程光名等對(duì)青貯加工揉切成條狀和切割成塊狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較,認(rèn)為二者對(duì)青貯品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響相差不大,但整體上切割組青貯后粗蛋白質(zhì)含量要略高[52]。程銀華等比較了縱向拉絲、揉搓技術(shù)與傳統(tǒng)橫向鍘切秸稈對(duì)發(fā)酵品質(zhì)和菌落數(shù)的影響,認(rèn)為秸稈揉絲微貯技術(shù)在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中的pH值始終低于傳統(tǒng)橫向鍘切,乳酸菌數(shù)量也始終高于橫向鍘切,這是因?yàn)槿嘟z微貯飼料中加入了秸稈生物貯料調(diào)制劑,增加了分解纖維的菌落數(shù),降低了pH值抑制霉菌的發(fā)展[53]。在進(jìn)行小規(guī)模青貯發(fā)酵生產(chǎn)時(shí),不同的青貯袋也能對(duì)發(fā)酵品質(zhì)產(chǎn)生很大的影響,EVOH類型的青貯袋具有較好的阻氧能力,能為乳酸菌的發(fā)酵提供良好環(huán)境,發(fā)酵品質(zhì)也由此提升[54]。
機(jī)械化的加工方式不僅使得收獲便利,還能提升青貯后的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。機(jī)械化的流程應(yīng)得到大力推廣使用,同時(shí)應(yīng)推廣全株玉米青貯的加工方式來(lái)最大程度提高品質(zhì)。在進(jìn)行青貯時(shí)應(yīng)選擇密封能力強(qiáng)的青貯袋,在青貯窯封窯時(shí),應(yīng)使用阻氧能力強(qiáng)的材料,營(yíng)造低氧環(huán)境促進(jìn)青貯發(fā)酵。
4 結(jié)論與展望
已有研究表明,品種、播期、密度、肥料、水分均對(duì)青貯玉米產(chǎn)量產(chǎn)生影響,但總體趨勢(shì)存在規(guī)律性。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件、產(chǎn)量和品質(zhì)需求選擇適宜品種。播種期的推遲會(huì)影響生育進(jìn)程,導(dǎo)致減產(chǎn),建議適期早播以延長(zhǎng)生育期,減少病害。密度和肥料施用對(duì)產(chǎn)量影響的表現(xiàn)均是先上升后下降,二者組合后對(duì)產(chǎn)量可產(chǎn)生1+1>2的效果,但由于田間試驗(yàn)存在多種變數(shù)和誤差,在未來(lái)仍需開(kāi)展研究。施肥模式為基肥加追肥,追肥施用氮肥即可,推薦在拔節(jié)期、大喇叭口期、吐絲期追肥。水分灌溉應(yīng)在苗期至拔節(jié)期減少,通過(guò)發(fā)展強(qiáng)壯根系減少倒伏,在生育后期合理灌水增加產(chǎn)量。
青貯玉米的收獲時(shí)間應(yīng)選擇在乳熟中后期,在青貯前秸稈含水量應(yīng)維持在60%~75%,同時(shí)推廣機(jī)械化切割流程和全株青貯加工技術(shù),最大程度保存品質(zhì)。乳酸菌如布氏乳桿菌,酶制劑如纖維素酶和化學(xué)物質(zhì)如丙酸等,可以作為青貯添加劑進(jìn)行參考,在改善青貯品質(zhì)的同時(shí)還能延長(zhǎng)青貯后飼料保存時(shí)間。進(jìn)行青貯發(fā)酵時(shí)盡可能選用密封能力強(qiáng)的裝置,抑制青貯中好氧細(xì)菌繁殖,在大規(guī)模生產(chǎn)制作中密度盡量不超過(guò)600 kg/m3。
應(yīng)構(gòu)建青貯玉米種植、加工一體化的生產(chǎn)流程,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)栽培技術(shù)和優(yōu)質(zhì)青貯加工技術(shù)相配套,形成高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的青貯玉米飼料生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈。種植加工一體化配套發(fā)展后,可避免種植業(yè)與加工業(yè)間溝通的時(shí)差問(wèn)題,減少運(yùn)輸中不必要的損失,使青貯玉米保持在最佳含水量進(jìn)行加工,保障品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
我國(guó)飼草產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段,種植高產(chǎn)量高品質(zhì)的飼草不僅可以滿足畜牧業(yè)發(fā)展需要,還可以改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,提高農(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),對(duì)我國(guó)鄉(xiāng)村振興發(fā)展具有重要意義[55]。未來(lái)青貯玉米品種培育工作應(yīng)傾向于培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗倒能力強(qiáng)的專用品種,從國(guó)外引進(jìn)優(yōu)良種質(zhì)資源促進(jìn)新型品種選育和繁育。栽培研究應(yīng)針對(duì)不同品種、地區(qū)和增產(chǎn)手段進(jìn)行研究比較,利用青貯玉米易栽培的特性在鹽堿地、沙壤地等地塊進(jìn)行試驗(yàn),挖掘不同類型土地生產(chǎn)潛力。重點(diǎn)研究適用于大規(guī)模生產(chǎn)所需的無(wú)公害綠色種植技術(shù)和高品質(zhì)的青貯飼料生產(chǎn)技術(shù)[3]。
農(nóng)業(yè)的根本出路在于機(jī)械化,我們應(yīng)積極主動(dòng)吸收國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn),加大對(duì)青貯玉米全程機(jī)械化技術(shù)研究和配套機(jī)具研發(fā),建立青貯玉米機(jī)械化生產(chǎn)示范區(qū),宣傳推廣全程機(jī)械化的優(yōu)勢(shì)[56-57]。對(duì)種植業(yè)與加工業(yè)統(tǒng)一管理,加大政策補(bǔ)貼投入,增強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo),完善產(chǎn)品加工安全標(biāo)準(zhǔn),健全飼草產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系促進(jìn)農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展[58]。
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