青貯密度及施氮量對全株玉米青貯品質(zhì)的影響

孫志強(qiáng)，王天正，田吉鵬，劉貴波，游永亮，趙海明，玉柱

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，北京 100193；2.中國正邦集團(tuán)，南昌 330000；3.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所，南京 210014；4.河北省農(nóng)林科學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究所，衡水 053000）

青貯玉米具有產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富的特點(diǎn)，素有“飼料大王”的美譽(yù)，是世界上用于生產(chǎn)奶、肉等畜產(chǎn)品最重要的飼料來源[1]。全株玉米經(jīng)過青貯之后，可以最大限度地保持青貯原料原有的營養(yǎng)價(jià)值，有效保存蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)元素等營養(yǎng)成分，同時(shí)具有氣味芳香、消化率高、可長期保存的優(yōu)點(diǎn)[2,3]。在青貯調(diào)制過程中，青貯飼料的青貯密度不僅決定了青貯飼料間孔隙中氧氣的多少，而且對外界氧氣滲透青貯飼料的程度有一定的影響[4]。隨著青貯飼料青貯密度的增加，青貯飼料中更易形成良好的酸性環(huán)境[5]，所以，青貯飼料青貯密度的大小對青貯品質(zhì)有很大影響。除此之外，有大量研究表明，適量施用氮肥可以提高青貯玉米的產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)，不同氮肥施用量會對其產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)造成影響[6～8]。在前人的研究中，施氮量對玉米產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的影響研究較多，但對施氮量對全株玉米青貯調(diào)制后品質(zhì)的影響研究較少。本次試驗(yàn)以京科516品種的玉米為原材料，研究不同施氮量和不同青貯密度對全株玉米青貯品質(zhì)的影響，為生產(chǎn)實(shí)踐提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)中制作青貯的時(shí)間為2013年9月，試驗(yàn)地點(diǎn)在河北省衡水市，試驗(yàn)采用的原料品種為京科青貯516，收獲時(shí)期為蠟熟期，切碎長度為1～2cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及青貯方法

試驗(yàn)設(shè)置4個氮肥梯度，氮肥施用量分別為0kg/hm2、150kg/hm2、300kg/hm2和450kg/hm2。青貯密度為4個梯度，分別為650kg/m3、700kg/m3、750kg/m3和800kg/m3。青貯玉米收獲后粉碎，按照預(yù)先設(shè)定好的密度進(jìn)行青貯，試驗(yàn)采用22.5L的聚乙烯桶，裝填完成后進(jìn)行密封。每個處理組設(shè)有3個重復(fù)，在室溫條件下貯藏3年后，取樣分析。

1.3 測定指標(biāo)和方法

1.3.1 發(fā)酵品質(zhì)測定

分別打開每個青貯桶，稱取具有代表性的20g青貯飼料，加入180mL蒸餾水，用組織搗碎機(jī)攪碎1min，先用4層紗布過濾，然后再用定性濾紙過濾，得到約7mL浸提液，用于pH值、有機(jī)酸及氨態(tài)氮的測定。

pH：用METTLER TOLEDO型pH計(jì)測定；乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）含量：采用SHIMADZE-10A型高效液相色譜儀分析。色譜柱為ShodexRspak KC-811S-DVB gel Column 300mm×8mm，檢測器為SPD-M10AVP，流動相為3mmol/L高氯酸，流速1mL/min，進(jìn)樣量5μL，柱溫50℃，檢測波長210nm[9]；氨態(tài)氮（NH3-N）用苯酚-次氯酸比色法測定[10]。

1.3.2 營養(yǎng)成分測定

將剩余青貯飼料樣品稱取200g左右置于烘箱，65℃烘干48h，用于測定干物質(zhì)（DM）[11]；然后用植物粉碎機(jī)粉粹，過40目篩，得到的樣品用于測定營養(yǎng)成分。粗蛋白（CP）：采用凱氏定氮法[11]測定；中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）：采用Van Soest法[12]測定；可溶性糖（WSC）：采用蒽酮-硫酸比色法測定[13]；淀粉：采用高氯酸水解-蒽酮比色法測定[14]。

1.4 青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)評價(jià)

對全株玉米青貯的發(fā)酵品質(zhì)進(jìn)行綜合評定。評定標(biāo)準(zhǔn)參照V-Score[15]評價(jià)體系，具體評分標(biāo)準(zhǔn)詳見表1。

表1 V-Score評分標(biāo)準(zhǔn)

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行整理，采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行雙因素分析。以P＜0.01為差異極顯著，以P＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 青貯密度及施氮量對全株玉米發(fā)酵品質(zhì)的影響

從表2可以看出，青貯密度對全株玉米青貯的氨態(tài)氮含量有極顯著影響（P＜0.01），對AA含量有顯著影響（P＜0.05）；施氮量對全株玉米青貯的pH值、氨態(tài)氮和PA含量有極顯著影響（P＜0.01）。青貯密度和施氮量的互作效應(yīng)顯著影響全株玉米青貯的氨態(tài)氮含量（P＜0.05）。青貯密度在700kg/m3和800kg/m3時(shí)，全株玉米青貯的氨態(tài)氮含量極顯著降低（P＜0.01）。青貯密度在800kg/m3時(shí)全株玉米青貯的AA含量最低（P＜0.01）。當(dāng)施氮量在450kg/hm2時(shí)，全株玉米青貯的pH值最高，極顯著高于另外三種施氮量處理（P＜0.01）。施氮量在300kg/hm2和450kg/hm2時(shí)全株玉米青貯的氨態(tài)氮占總氮比值極顯著高于施氮量較低的處理（P＜0.01）。參照V-Score評價(jià)體系對全株玉米青貯的發(fā)酵品質(zhì)進(jìn)行評定，得分范圍在60～80之間，級別均為尚可。

2.2 青貯密度及施氮量對全株玉米營養(yǎng)品質(zhì)的影響

從表3可以看出，青貯密度對全株玉米青貯DM含量有極顯著影響（P＜0.01），對淀粉含量有顯著影響（P＜0.05）。施氮量極顯著影響全株玉米青貯的DM、WSC和淀粉含量（P＜0.01）。青貯密度和施氮量的交互作用極顯著影響全株玉米青貯的DM和WSC含量（P＜0.01）；顯著影響ADF含量（P＜0.05）。青貯密度為650kg/m3時(shí)，全株玉米青貯的DM含量最低（P＜0.01）；對于淀粉含量而言，青貯密度在750kg/m3時(shí)玉米青貯的淀粉含量最高（P＜0.05）。不施用氮肥時(shí)全株玉米青貯的DM含量最低（P＜0.01）；當(dāng)施氮量在450kg/hm2時(shí)全株玉米青貯的WSC含量極顯著高于另外三種處理（P＜0.01）。施用氮肥可以極顯著提高全株玉米青貯的淀粉含量（P＜0.01），但各施氮量之間沒有顯著差異。

表2 青貯密度及施氮量對全株玉米青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響

表3 青貯密度及施氮量對全株玉米青貯營養(yǎng)品質(zhì)的影響

3 討論

填裝作為青貯飼料加工的重要環(huán)節(jié)，是決定青貯飼料加工是否成功的關(guān)鍵因素。如果密度過低，青貯原料中會保留較多的空氣，導(dǎo)致發(fā)酵初期好氧菌需要較長時(shí)間利用氧氣發(fā)酵才能形成厭氧環(huán)境[16]。pH值高低反映了青貯飼料被腐敗菌分解的程度，品質(zhì)優(yōu)良的青貯飼料pH值為3.8～4.5[17]。本研究中青貯密度對玉米青貯的pH值沒有顯著影響，可能是因?yàn)楸狙芯恐星噘A密度較高，青貯飼料的縫隙中空氣較少，4種青貯密度均形成了良好的酸性環(huán)境。氨態(tài)氮作為蛋白質(zhì)分解的產(chǎn)物，反映了蛋白質(zhì)的降解程度。青貯密度在700kg/m3和800kg/m3時(shí)，氨態(tài)氮含量較低，表明蛋白質(zhì)的分解程度相對較低。乙酸是大腸桿菌以可溶性碳水化合物為底物發(fā)酵后的產(chǎn)物[18]。青貯密度在800kg/m3時(shí)青貯飼料中乙酸含量最低，表明在青貯密度為800kg/m3的青貯飼料中，大腸桿菌被抑制的程度更為顯著。本次試驗(yàn)青貯時(shí)間是3年，但是從發(fā)酵品質(zhì)來看，本試驗(yàn)設(shè)置的4個青貯密度下，全株玉米青貯飼料的pH值均低于3.90，乳酸和乙酸含量較高，通過V-Score評價(jià)體系對其發(fā)酵品質(zhì)進(jìn)行評定，級別均為尚可，說明在一定的青貯密度和良好的厭氧環(huán)境下，全株玉米青貯可以貯藏較長時(shí)間。青貯密度在650kg/m3時(shí)，全株玉米干物質(zhì)和淀粉含量最低，可能是因?yàn)樵谠撁芏惹噘A時(shí)青貯料縫隙中空氣較多，在青貯初期腐敗菌十分活躍，導(dǎo)致較多的干物質(zhì)和淀粉損失。

對于氮肥而言，不施氮肥處理的全株玉米青貯干物質(zhì)含量最低，表明不施氮肥時(shí)干物質(zhì)損失較高?？扇苄蕴妓衔锸侨樗峋陌l(fā)酵底物，其含量高低是衡量青貯飼料能否達(dá)到最佳發(fā)酵狀態(tài)的指標(biāo)[19]。可溶性碳水化合物含量低，青貯乳酸菌的繁殖潛力就受到限制，影響青貯質(zhì)量[20]。本次試驗(yàn)中，施氮量最高的處理下，全株玉米青貯的可溶性糖含量顯著高于其他處理，可能是由于施氮量顯著提高了原料的可溶性糖含量，青貯過程消耗后，剩余的可溶性糖含量仍較多。金繼運(yùn)等[21]研究結(jié)果表明施氮肥可以提高玉米原料的淀粉含量。本試驗(yàn)施氮肥處理后的全株玉米青貯飼料的淀粉含量顯著高于空白對照，說明施用氮肥可以提高全株玉米青貯飼料中淀粉含量。

4 結(jié)論

相比于青貯密度為650kg/m3的青貯飼料，青貯密度在800kg/m3時(shí)青貯飼料的氨態(tài)氮和乙酸含量更低，淀粉和干物質(zhì)含量更高；而施用氮肥可以提高全株玉米青貯飼料中的淀粉含量，且各施肥量處理之間淀粉含量無顯著差異。