寶力高
(阿魯科爾沁旗農(nóng)牧局,內(nèi)蒙古 赤峰 025550)
我國是農(nóng)作物種植大國,玉米作為我國主要糧食作物之一,其種植面積僅次于水稻和小麥。玉米既是糧食作物也是經(jīng)濟作物,廣泛應(yīng)用于食用和飼料產(chǎn)業(yè)。玉米秸稈是玉米種植業(yè)副產(chǎn)物,可用于飼喂反芻動物,有些地區(qū)將玉米秸稈進行粉碎后作為菌菇基料,增加了資源再利用程度,同時減少了農(nóng)業(yè)浪費和因秸稈焚燒處理帶來的環(huán)境污染。在我國北方,養(yǎng)殖戶每年秋季將玉米秸稈進行窖藏發(fā)酵以作畜禽粗飼料,即玉米青貯、玉米黃貯。玉米青貯是在玉米籽粒形成初期將玉米秸稈全株進行刈割、絞碎、密封貯藏;玉米黃貯是在玉米籽粒成熟后將整株玉米秸稈刈割,并破碎貯藏,因其玉米籽粒含量豐富,需在特定階段進行飼喂。發(fā)酵后的玉米及秸稈保存了原料新鮮感、適口性好、消化率高。玉米青貯、黃貯對提高秸稈利用率,農(nóng)牧民增收及農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)發(fā)展具有重要意義[1]。文章對全株窖藏玉米的制備工藝、營養(yǎng)價值及其在畜牧業(yè)中的發(fā)展應(yīng)用進行了概述,旨在為全株窖藏玉米在畜牧業(yè)中的發(fā)展和應(yīng)用提供參考。
整株玉米(玉米籽粒介于乳熟期與蠟熟期之間或籽粒成熟后)鍘切為3~5 cm小段,混合少量鹽,快速填入貯藏窖,邊填邊壓實。玉米秸稈窖藏發(fā)酵前期為好氧發(fā)酵,好氧菌活動較強,使原料體系中的氧含量迅速降低,繼而發(fā)展為厭氧發(fā)酵,優(yōu)勢菌為乳酸菌,使窖內(nèi)pH值迅速下降的同時抑制霉菌生長繁殖[1]。
全株窖藏玉米在制備過程中需要注意以下幾點:
(1)適時收割玉米秸稈。
孫道倉[2]研究表明,一般青綠飼料在成熟和曬干后營養(yǎng)物質(zhì)流失率為30%~50%,若玉米秸稈的收割時間過晚,會使秸稈含水率過低,莖葉干黃而發(fā)硬,含糖量減少,使乳酸菌發(fā)酵時基質(zhì)養(yǎng)分不足,生長繁殖緩慢,窖內(nèi)酸度無法達到適宜值,降低發(fā)酵效果[3]。
(2)壓實度對青貯干物質(zhì)的保存極其重要[4]。
空氣滲透度高使窖內(nèi)微生物對玉米秸稈進行有氧分解而導(dǎo)致腐壞變質(zhì)。對玉米青貯壓實度的測試表明,玉米青貯壓實度為600 kg/m3時,其有氧穩(wěn)定性和發(fā)酵品質(zhì)均優(yōu)于較低或較高壓實參數(shù)[5]。
(3)原料含水率、系統(tǒng)含氧量不宜過高。
窖藏玉米秸稈的適宜含水量為60%~70%,含水量過高影響壓實度,使窖內(nèi)氧含量過高,影響發(fā)酵;含水量過低時,乳酸菌生長繁殖受限,助長其他雜質(zhì)菌繁殖生長,破壞發(fā)酵效果[6]。另外,應(yīng)盡量避免窖邊土及其他雜質(zhì)的混入以減少窖內(nèi)霉變。
玉米秸稈加工處理方式的不同直接影響其生物利用率。程光民等[7]在對比傳統(tǒng)鍘切和揉絲處理對全株玉米青貯的飼用品質(zhì)、營養(yǎng)價值及微生物變化規(guī)律影響時發(fā)現(xiàn),兩種前處理方式對全株玉米青貯的發(fā)酵品質(zhì)影響較小,發(fā)酵后營養(yǎng)物質(zhì)變化趨勢基本一致,但揉絲處理使玉米秸稈碎度上升,利用率比傳統(tǒng)鍘切玉米秸稈提高38.6%。
為使玉米青貯或玉米黃貯發(fā)酵效果更好,可在貯藏過程中添加少量益于發(fā)酵的微生物菌劑或發(fā)酵酶制劑。窖藏玉米秸稈在貯藏過程中混合加入10 mg/kg的乳酸菌制劑可有效降低系統(tǒng)內(nèi)霉菌數(shù)量,使發(fā)酵進度加快,改善玉米青貯和玉米黃貯的品質(zhì),提高營養(yǎng)價值[8]。乳酸菌發(fā)酵時會消耗部分維生素,代謝合成葉酸等B族維生素,提高礦物質(zhì)(如鈣、磷)的利用率。竇健德等[9]在研究2種發(fā)酵增效劑(簡稱為MAX和MIX)對玉米青貯的營養(yǎng)品質(zhì)及發(fā)酵特性的影響,結(jié)果表明,玉米青貯時加入MAX和MIX可減少原料中的干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)及淀粉的損耗,利于保持原材料營養(yǎng)成分,同時減少不溶性纖維、NH3-N的含量,使發(fā)酵特性增強,使之更易被牲畜消化吸收,從而提高玉米青貯的生物利用率。青綠飼料青貯時混合加入發(fā)酵增效劑,可使原料體系中的乳酸菌和酶占比極大提升[10]。
青貯開窖取用后,需立即薄膜封存,因為大量接觸空氣可引起二次發(fā)酵,二次發(fā)酵主要為好氧菌發(fā)酵,極易引起霉變和變質(zhì)。在玉米秸稈窖藏時混合加入纖維素酶,一方面促進發(fā)酵,抑制氨基氮的形成;另一方面,由于纖維素酶是1種多酶復(fù)合物,含有部分氧化還原酶成分,可以進行有氧分解而消耗氧氣,抑制腐敗菌的生長繁殖[6]。靳會珍等[11]向青貯玉米秸稈中接種布氏桿菌和植物乳桿菌后,降低了窖藏體系中酵母菌、霉菌和氨基氮含量,青貯玉米秸稈在空氣中的穩(wěn)定性得到極大提升。
飼草中的粗蛋白、粗脂肪和可溶性糖是維持動物生命體征的重要物質(zhì),可作為評定飼草營養(yǎng)價值的重要指標[12]。對玉米青貯中營養(yǎng)成分分析的技術(shù)不斷成熟,不僅可以進行定性、定量分析,也可以對玉米品種、種植區(qū)域及收獲時間進行預(yù)測。王新基等[13]通過近紅外光譜技術(shù)建立了良好的全株玉米青貯中營養(yǎng)成分預(yù)測模型,使窖藏玉米秸稈中營養(yǎng)成分變化的檢測更加簡便。
飼用青綠植物以自然干燥方式存貯時,其營養(yǎng)成分流失率最高可達50%;而青貯窖藏后營養(yǎng)損失率僅為3%~10%,損失的營養(yǎng)主要用于微生物氧化分解代謝,極大保留了原料營養(yǎng)成分,如蛋白質(zhì)、維生素類。其中,胡蘿卜素等的保持率高于其他存貯方法[2]。自然干燥的玉米秸稈中營養(yǎng)流失的主要原因可能是:玉米成熟后體系內(nèi)細胞代謝減緩,分解代謝一直在繼續(xù),因而對已有營養(yǎng)成分的消耗率持續(xù)上升;生物氧化作用過程損失了部分不飽和脂肪酸和維生素類物質(zhì)。自然干燥的玉米秸稈長期暴露于陽光下,不斷進行光照作用,加劇了養(yǎng)分流失,尤其是一些光敏營養(yǎng)成分;好氧微生物以原料中營養(yǎng)物質(zhì)為基質(zhì)生長繁殖[14]。相比自然干燥玉米秸稈,青貯玉米秸稈粗蛋白質(zhì)、灰分和粗脂肪含量均有提升,而不易被消化吸收的粗纖維含量及無氮浸出物含量則下降[15]。
由于玉米品種及適宜種植區(qū)域的差異性,全株窖藏玉米的營養(yǎng)價值不同。對于一部分高品質(zhì)晚熟型玉米品種,可采用覆膜保溫的方式提前進行播種,以提高玉米青貯的營養(yǎng)占比[16]。收獲時間可對全株窖藏玉米的營養(yǎng)價值及其在牛瘤胃中降解率產(chǎn)生影響。邵春雷等[17]通過試驗比較發(fā)現(xiàn),在魯南地區(qū),在乳熟中后期收獲的全株玉米青貯中的粗蛋白、粗脂肪、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量較高,且此時木質(zhì)素含量較低,有利于消化吸收。干物質(zhì)瘤胃降解率可以反映牲畜對飼草、飼料消化的難易程度。吉林省中部收獲期于8月末至9月初的全株玉米青貯,窖藏處理后在牛瘤胃中的降解率較高,飼用品質(zhì)較好[18]。
青貯玉米是1個微生物發(fā)酵過程,窖內(nèi)的微酸性環(huán)境可有效殺滅玉米秸稈中病原,提高飼草安全性[3]。任付平[19]試驗表明,荷斯坦奶牛飼喂全株玉米青貯30 d,其產(chǎn)奶量提升3.91%,牛乳中乳糖含量、乳脂率及乳蛋白率分別提高2.49%、2.51%、5.86%,牛乳中體細胞數(shù)降低,使試驗?zāi)膛5臋C體免疫力得到提升。以全株玉米青貯飼喂奶牛后,日產(chǎn)奶量、牛乳中非脂固形物和蛋白質(zhì)均有明顯升高[20]。張平[21]在對比30 d內(nèi)全株玉米青貯與構(gòu)樹青貯飼喂對60頭體重約為400 kg肉牛的增重影響時發(fā)現(xiàn),試驗組肉牛的整體增重及日增重率均較高,全株玉米青貯對肉牛增重效果優(yōu)于同質(zhì)量構(gòu)樹青貯。研究表明,日糧粗飼料中全株玉米青貯占比達到90%時,試驗牛健康狀況得到極大改善,同時降低了飼料成本;母牛所產(chǎn)犢牛初生重高于最佳初生重(母牛體重的6.5%),犢牛體格健碩、生長速度快、育肥周期短、經(jīng)濟效益高[22]。公牛飼喂全株玉米青貯,其精子畸形率極顯著低于對照組,種公牛凍精品質(zhì)高于對照組,說明以全株玉米青貯為糧草能夠有效降低種公牛精子畸形率,并使種公牛凍精品質(zhì)得到改善[23]。
全株玉米青貯替代粗飼料90%及以上時,鹿茸產(chǎn)量及附帶經(jīng)濟效益均較高,產(chǎn)茸性能與全株玉米青貯的飼喂比例呈正相關(guān)趨勢[24]。趙亞星等[25]研究表明,飼喂全株青貯玉米的杜寒羊生長性能和肉品質(zhì)均有極顯著的提升。
全株窖藏玉米在畜牧業(yè)中應(yīng)用廣泛,既可以減少飼料投入又可以增加收益。但在以發(fā)酵型飼料為主要飼糧時,需注意適時適量喂食,以避免因過量食用或溫度較高時食用引起的牛羊代謝性疾病及酸中毒。窖藏玉米開窖時最好暴露于空氣中一段時間,有利于使發(fā)酵體系產(chǎn)生的酸性氣體得到有效釋放,減少牲畜酸中毒現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)單獨以全株窖藏玉米作為飼草時,應(yīng)混合少量小蘇打,以中和過量有機酸,維持牲畜體內(nèi)酸堿平衡。
全株窖藏玉米可作為牛、羊的主要粗飼料,牛、羊糞便又可用做玉米有機肥料,實現(xiàn)了農(nóng)牧業(yè)的良好循環(huán),對避免資源浪費及農(nóng)牧民增收具有重要意義。因地制宜篩選種植高產(chǎn)量優(yōu)質(zhì)的窖藏用玉米,使部分地區(qū)冬春季節(jié)青綠飼料短缺且價高等問題得到改善。