不同收割時(shí)間和高度對(duì)玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)成分和消化率的影響

武小平，武　忠，丁　健，郭建芳，王世榮，賈新宇，王棟才

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所,山西忻州 034000；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所,山西太原 030032）

隨著我國(guó)畜牧業(yè)的不斷發(fā)展，飼料資源愈發(fā)緊缺，人畜爭(zhēng)糧的狀況短時(shí)間內(nèi)無(wú)法解決。在這一背景下，黨和國(guó)家提出了發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)的發(fā)展目標(biāo)。我國(guó)每年玉米種植面積巨大，但用于全株青貯的玉米所占比例不大，大部分都是用收獲玉米籽粒之后的秸稈飼喂牛羊。盡管如此，真正用于牛羊粗飼料的秸稈比例僅為28%，絕大部分玉米秸稈用于還田或者焚燒，不僅造成秸稈資源的巨大浪費(fèi)，而且?guī)?lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題和社會(huì)問(wèn)題（楊連玉等，2016；王如芳等，2011）。對(duì)于用于牛羊粗飼料的玉米秸稈而言，由于是在玉米籽粒完全成熟時(shí)進(jìn)行收割，玉米秸稈的化學(xué)營(yíng)養(yǎng)成分含量和消化率較低，而且由于收割高度的隨意性，使不同地區(qū)甚至同一地區(qū)的玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)成分差異很大（畢于運(yùn)等，2010）。再者，玉米秸稈的收割時(shí)間對(duì)維持玉米籽粒成熟度和秸稈營(yíng)養(yǎng)成分間的平衡具有重要意義。以往的研究大多集中在比較不同品種玉米和收割時(shí)間對(duì)玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)成分和消化率的影響（辛杭書(shū)等，2007；閆貴龍等，2005），以及收割高度對(duì)玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)成分和消化率的影響方面（趙紅香等，2013），對(duì)于收割時(shí)間和收割高度對(duì)玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)成分和消化率方面的研究較少。為此，本試驗(yàn)開(kāi)展不同收割時(shí)間和收割高度對(duì)玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)成分和消化率影響的研究，以期為玉米秸稈的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)，提高玉米秸稈的飼喂價(jià)值。

1　材料與方法

1.1秸稈來(lái)源和試驗(yàn)設(shè)計(jì)選擇鄭單958玉米品種作為研究對(duì)象。玉米種植區(qū)域?yàn)樾弥菔行酶畢^(qū)小檀村玉米所試驗(yàn)基地，種植面積約為600 m2，株距24 cm，行距80 cm，按照該品種在當(dāng)?shù)氐氖┓屎凸喔纫筮M(jìn)行田間管理。于2017年8～9月份，分為3個(gè)成熟期進(jìn)行不同收割高度的取樣。依據(jù)玉米籽粒不同成熟度的標(biāo)志（籽粒的乳線由頂部向基部延伸的位置），將其分為3個(gè)成熟期，即玉米籽粒的乳線在1/2、3/4、4/4的位置。依據(jù)玉米秸稈收割高度距離地面0 cm、20 cm、40 cm和60 cm，分為4個(gè)收割高度進(jìn)行取樣。在試驗(yàn)玉米種植區(qū)，按對(duì)角線選定5個(gè)取樣點(diǎn)，然后在每個(gè)點(diǎn)上隨機(jī)取1株玉米樣株。將玉米植株剪短，混合，稱(chēng)鮮重，然后放入105 ℃烘箱中殺青1 h，再置于65 ℃烘箱中烘至恒重稱(chēng)干重，然后粉碎過(guò)篩，混合均勻后四分法取部分備用。

1.2概略養(yǎng)分分析取風(fēng)干玉米秸稈樣本，按照常規(guī)分析方法，測(cè)定粗脂肪（EE）、粗蛋白質(zhì)（CP）、粗灰分（Ash）、鈣（Ca）、磷（P）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）和木質(zhì)素含量。采用蒽酮比色法測(cè)定玉米秸稈水溶性糖（WSC）含量（寧開(kāi)桂等，1993）。按照Xiong等（1990）的方法測(cè)定玉米秸稈中淀粉含量。

1.3干物質(zhì)、NDF和ADF消化率的測(cè)定按Tilly與Terry（1963）的兩階段法測(cè)定樣本干物質(zhì)（DM）、NDF和ADF的消化率。簡(jiǎn)要步驟為：首先在厭氧條件下用含瘤胃液的培養(yǎng)液消化48 h，然后用胃蛋白酶在酸性條件下再消化48 h。所得殘?jiān)?05 ℃烘干后稱(chēng)重，依次測(cè)定殘?jiān)蠳DF和ADF 含量（Van Soest等，1991），并計(jì)算干物質(zhì)消化率（DMD）、NDF消化率（NDFD）和ADF消化率（ADFD）。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析使用SAS 9.2 統(tǒng)計(jì)軟件的廣義線形模型（GLM）進(jìn)行不同收割時(shí)間和收割高度對(duì)玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)成分和消化率的兩因素方差分析。若組間均值差異顯著，用Duncan’s法進(jìn)行多重比較。以P＜0.05為差異顯著，以P＜0.01為差異極顯著。

2　結(jié)果

2.1不同收割時(shí)間和收割高度對(duì)玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)成分的影響由表1可以看出，玉米秸稈的水溶性糖（WSC）含量隨收割時(shí)間的推遲顯著降低（P=0.03），其中1/2乳線期玉米秸稈WSC含量分別比3/4乳線期和4/4乳線期玉米秸稈高8.79%（P=0.01）和 106.19%（P=0.04）。玉米秸稈的WSC含量隨收割高度的增加顯著降低（P=0.04），收割高度20 cm以下的玉米秸稈WSC含量比收割高度40 cm以上的高9.63%（P=0.02）。收割時(shí)間和收割高度對(duì)玉米秸稈WSC含量的交互作用表明，3/4乳線期收割高度在0 cm的玉米秸稈WSC含量與1/2乳線期收割高度在60 cm的玉米秸稈無(wú)顯著差異（P＞0.05）。玉米秸稈的淀粉含量隨收割時(shí)間的推遲顯著降低，分別為2.72%、1.96%和1.59%（P=0.02）。玉米秸稈淀粉含量隨收割高度的增加顯著降低，分別為2.26%、2.22%、1.95%和1.93%。其中0 cm收割高度和20 cm收割高度的玉米秸稈淀粉含量差異不顯著（P＞0.05），40 cm和60 cm收割高度的玉米秸稈淀粉含量差異不顯著（P＞0.05）。

玉米秸稈的粗蛋白質(zhì)含量隨收割時(shí)間的推遲顯著下降，分別為7.73%、6.82%和6.25%（P=0.04）。玉米秸稈的粗蛋白質(zhì)含量隨著收割高度的增加顯著升高，分別為6.69%、6.85%、7.05%和7.13%（P=0.02）。其中，1/2乳線期收割高度60 cm的玉米秸稈粗蛋白質(zhì)含量最高，達(dá)7.92%。

表1　不同收割時(shí)間和高度對(duì)玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)成分的影響 %

玉米秸稈的Ca含量隨收割時(shí)間的推遲顯著降低，分別為0.71%、0.63%和0.51%（P=0.02）。玉米秸稈的Ca含量隨收割高度的增加顯著增加，分別為 0.57%、0.59%、0.63%、0.66%，其中，收割高度0 cm和20 cm的玉米秸稈Ca含量差異不顯著（P＞0.05），收割高度40 cm和60 cm的玉米秸稈的Ca含量差異不顯著（P＞0.05）。玉米秸稈的P含量隨著收割時(shí)間的推遲顯著降低，分別為 0.14%、0.12% 和 0.12%（P=0.01），其 中 3/4乳線期和4/4乳線期玉米秸稈的P含量無(wú)顯著差異（P＞0.05）。玉米秸稈的P含量隨收割高度的增加顯著升高，分別為0.09%、0.11%、0.14%和0.16%，其中收割高度0 cm和20 cm玉米秸稈的P含量無(wú)顯著差異（P＞0.05），收割高度40 cm和60 cm玉米秸稈的P含量無(wú)顯著差異（P＞ 0.05）。

玉米秸稈的NDF含量隨收割時(shí)間的推遲顯著升高，分別為55.12%、69.99%和75.66%（P=0.02）。玉米秸稈的NDF含量隨收割高度的增加顯著降低，分別為68.33%、67.48%、66.56%和65.32%（P=0.04）。玉米秸稈的ADF含量隨收割時(shí)間的推遲顯著升高，分別為33.87%、42.38% 和 48.13%（P=0.04）。 玉 米 秸 稈 的ADF含量隨收割高度的增加顯著降低，分別為42.44%、41.93%、41.18% 和 40.28%（P=0.02）。玉米秸稈的木質(zhì)素含量隨收割時(shí)間的推遲顯著增加，分別為4.4%、5.41%和6.59%（P=0.03）。玉米秸稈的木質(zhì)素含量隨收割高度的增加顯著下降，分別為5.82%、5.65%、5.28%和5.01%。

2.2不同收割時(shí)間和高度對(duì)玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)成分消化率的影響由表2可以看出，玉米秸稈的干物質(zhì)消化率（DMD）隨收割時(shí)間的推遲顯著降低，分 別 為 58.09%、54.79% 和 49.60%（P=0.02），1/2乳線期玉米秸稈的DMD分別比3/4乳線期玉米秸稈和4/4乳線期玉米秸稈高6.02%和17.12%（P＜0.05）。玉米秸稈的DMD隨收割高度的增加顯著提高，分別為53.41%、53.5%、54.72%和55.00%，其中收割0 cm和20 cm玉米秸稈的DMD無(wú)顯著差異（P＞0.05），收割40 cm和60 cm玉米秸稈的DMD無(wú)顯著差異（P＞0.05）。收割時(shí)間和收割高度對(duì)玉米秸稈的DMD沒(méi)有顯著的交互作用影響（P＞0.05）。玉米秸稈的NDF消化率（NDFD）隨收割時(shí)間的推遲顯著下降，分別為47.18%、46.10%和40.91%（P＜0.05）。玉米秸稈的NDFD隨收割高度的增加顯著提高，分別為43.87%，43.93%，45.19%和45.99%（P＜0.05），其中收割高度0 cm和20 cm的玉米秸稈的NDFD無(wú)顯著差異（P＞0.05），收割高度40 cm和60 cm的玉米秸稈NDFD無(wú)顯著差異（P＞0.05）。收割時(shí)間和收割高度對(duì)玉米秸稈的NDFD無(wú)顯著交互作用（P＞0.05）。玉米秸稈的ADF消化率（ADFD）隨收割時(shí)間的推遲顯著降低，分別為44.42%、43.43%和36.70%（P＜0.05）。玉米秸稈的ADFD隨著收割高度的增加顯著增加，分別為40.81%，40.88%，41.86%和42.50%，其中收割高度0 cm和20 cm的玉米秸稈的ADFD無(wú)顯著差異（P＞0.05），收割高度40 cm和60 cm的玉米秸稈的ADFD無(wú)顯著差異（P＞0.05）。收割時(shí)間和收割高度對(duì)玉米秸稈的ADFD無(wú)顯著交互作用（P＞0.05）。

3　討論

3.1不同收割時(shí)間和高度對(duì)玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)成分的影響玉米秸稈中的水溶性糖和淀粉含量對(duì)玉米秸稈青貯過(guò)程中乳酸菌繁殖和乳酸生成具有重要意義，較高比例的水溶性糖和淀粉含量可以保證乳酸快速發(fā)酵，提高青貯品質(zhì)（焉石，2010）。本研究結(jié)果表明，玉米秸稈的水溶性糖和淀粉含量隨收割時(shí)間的推遲顯著下降，這與閆貴龍等（2005）研究結(jié)果一致。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，玉米秸稈水溶性糖和淀粉含量隨收割高度的增加顯著降低，這是由于玉米莖稈中可溶性糖和淀粉含量顯著大于葉片，隨著收割高度的增加，玉米秸稈的莖稈占比降低，葉片占比加大，因而導(dǎo)致可溶性糖和淀粉含量降低（吳光磊，2008；劉淑云，2005）。

表2　不同收割時(shí)間和高度對(duì)玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)成分消化率的影響 %

王敏玲等（2012）研究結(jié)果表明，隨生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)，玉米各個(gè)器官粗蛋白質(zhì)含量逐漸降低后趨于平穩(wěn)。本試驗(yàn)得到與其類(lèi)似的試驗(yàn)結(jié)果，1/2乳線期玉米秸稈的粗蛋白質(zhì)含量最高，4/4乳線期最低。研究表明，在籽粒成熟過(guò)程中，莖稈中氮素不斷向籽粒中流動(dòng)，造成莖稈中氮含量下降（Crawfodr等，1982；Johnson等，1968）。另一方面，隨著玉米籽粒的成熟，玉米秸稈的干物質(zhì)沉積主要以碳水化合物為主，氮素的沉積能力下降（郝玉蘭等，2002）。兩方面因素作用使玉米秸稈中粗蛋白質(zhì)含量隨收割時(shí)間的推遲而下降。玉米秸稈中粗蛋白質(zhì)含量的分布規(guī)律為葉片含量最高，其次為莖髓，隨后為莖節(jié)、莖皮、葉鞘，苞葉中含量最少（王敏玲等，2012；閆貴龍等，2006）。由于玉米秸稈上部葉片數(shù)量多，隨著收割高度的增加，玉米秸稈的粗蛋白質(zhì)含量顯著增加。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，玉米秸稈的Ca、P含量隨收割高度的增加而上升，與趙紅香等（2013）研究結(jié)果一致。玉米秸稈的Ca、P含量隨收割高度的變化規(guī)律與Ca、P含量在秸稈不同部位的分布情況一致，葉片中含量最高，其次為葉鞘，其他部位的含量相對(duì)較低（閆貴龍等，2006）。

朱順國(guó)等（2001）研究不同品種玉米秸稈中NDF和ADF的含量變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)，隨著收獲時(shí)間的推遲，玉米秸稈的NDF和ADF含量顯著增加。趙麗華（2004）研究發(fā)現(xiàn)，玉米秸稈NDF含量和ADF含量隨生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)線性增加。本試驗(yàn)得到相同的試驗(yàn)結(jié)果：1/2乳線期玉米秸稈的NDF和ADF含量最低，4/4乳線期最高。研究表明，隨著玉米籽粒成熟度的不斷提高，玉米莖稈細(xì)胞壁成熟度增加（Flachowsky等，1988）；隨著植株成熟，植株中葉片比例下降，細(xì)胞壁成分含量增加（Morrison等，1993）。以上因素均導(dǎo)致玉米秸稈中NDF和ADF含量隨收割時(shí)間的推遲而增加。

3.2不同收割時(shí)間和高度對(duì)玉米秸稈營(yíng)養(yǎng)成分消化率的影響本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨收割時(shí)間的推遲，玉米秸稈的DMD、NDFD和ADFD顯著降低，與閆貴龍等（2005）的結(jié)果一致。玉米秸稈DMD、NDFD和ADFD隨收割時(shí)間的變化規(guī)律與其含量隨收割時(shí)間的變化規(guī)律相似。這是因?yàn)?，隨著NDF和ADF含量的增加，消化率隨之下降。另外，本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著收割高度的增加，玉米秸稈的DMD、NDFD和ADFD顯著升高，這是由于收割高度的增加，導(dǎo)致玉米秸稈細(xì)胞壁成分減少，提高了營(yíng)養(yǎng)成分的消化率。

4　結(jié)論

玉米（鄭單958）秸稈的營(yíng)養(yǎng)成分和消化率受收割時(shí)間和收割高度的影響。因此，為了平衡玉米籽粒成熟度和玉米秸稈的可利用性，需要在1/2乳線期，收割高度在20 cm收獲玉米秸稈。

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