陈 莉,王绍新,许 洛,王宝宝,李中建,冯健英
石家庄市农林科学研究院,河北石家庄 050041
青贮玉米指在玉米生长的乳熟期至蜡熟期,收获其秸秆、叶片和果穗等地上全部植株适宜作青贮发酵的一种玉米。青贮玉米是一种区别于籽粒玉米、鲜食玉米等用途的玉米类型。青贮玉米营养价值高、单位面积生物学产量较高,其青贮饲料具有气味芳香、柔软多汁、适口性好,原料中营养成分保存多、损失少等特点,是奶牛、肉牛全年特别是冬春季节的优良饲料,是世界上用于生产奶、肉、油、蛋等畜产品最重要的饲料来源[1,2],也是我国畜牧业发展必备的重要饲料源。在畜牧业发达国家,其青贮玉米面积已占玉米总种植面积的七成以上[3]。随着畜牧业的发展和综合利用新技术的应用,青贮玉米已成为全世界重要饲料和经济兼用作物,在国民经济和人民生活中占据越来越重要的地位[4]。
玉米全株青贮裹包技术是在传统窑藏青贮技术的基础上改进发展起来的一项先进技术[5,6]。裹包青贮的好处:一是能及时加工,密封效果好,饲料品质优;二是饲喂损失率低,降低牧场成本;三是便于长途运输,实现商品化。目前此项技术的应用在我国仅有3~5 年时间,且市场不规范、技术不统一,限制了从种到收,从加工到贮运的良性发展。在欧美发达国家这项技术已经很成熟,和窑贮技术同时被普遍应用,各占一定比例。其中在法国等国家裹包青贮的应用比例已经占到玉米青贮的40%左右[3],我国裹包青贮的比例还不到10%[4]。一方面是农户和加工企业认识不到位;另一方面是技术不成熟,国产设备达不到裹包青贮要求的参数设计,制约了这项技术的推广。2019年石家庄市农林科学研究院提出《玉米全株裹包青贮技术规程》地方标准的立项申请,石家庄市市场监督管理局将其列入2019年度石家庄市地方标准制修订计划(项目编号:NY201945),明确由石家庄市农林科学研究院牵头负责《玉米全株裹包青贮技术规程》地方标准制定工作。经过1 年多的试验、示范,结合国内其他地方标准、研究文献及相关加工企业的企业标准,制订了较为完善的技术规程,作为石家庄市地方标准于2020年12月31日被推荐实施,标准代号为DB1301/T 360—2020,其他地区参考应用应因地制宜。
本标准规定了全株玉米裹包青贮技术包括贮前准备、收割加工、打捆裹包和贮藏管理等内容。
本标准适用于全玉米裹包青贮饲料的生产,不适于窖式青贮。
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GB 4404.1 粮食作物种子 第1部分:禾谷类
GB/T 22141 饲料添加剂 复合酸化剂通用要求
GB/T 22142 饲料添加剂 有机酸通用要求
GB/T 22143 饲料添加剂 无机酸通用要求
NY/T 1444 微生物饲料添加剂技术通则
BB/T 0024—2018 运输包装用拉伸缠绕膜
NY/T 2088 玉米青贮收获机作业质量
NY/T 2696 饲草青贮技术规程 玉米
DB1301/T 244—2017 夏播青贮饲用玉米生产 技术规程
下列术语和定义适用于本文件。
全株玉米裹包青贮:将全株青贮玉米原料用打捆机进行高密度压实打捆,通过裹包机用拉伸膜包裹,在厌氧环境下进行以乳酸菌为主导的发酵过程,当原料pH值下降到抑制各种杂菌繁殖,使青贮玉米原料得以长期保存的加工方法。
全株玉米裹包青贮程序包括5 个阶段。其中,贮前准备阶段细分为5 个部分,收割加工细分为2 个阶段。程序流程见图1。
图1 全株玉米裹包青贮程序流程图
选择本文件适用区域内通过审定且适宜石家庄区域种植的青贮专用或粮饲兼用品种[7],种子质量应符合GB4404.1。玉米青贮的原料要求,业内最基本的公认标准是“双30”,即全株粗淀粉含量30%以上,全株干物质含量30%以上,生产上的普通玉米品种若收获期合适都能达到以上标准,但是青贮专用品种或粮饲兼用品种在品质保证的前提下,产量更高,农民收益更大,有利于推广。
青贮玉米种植技术应符合DB1301/T 244—2017中第5章节(5.1~5.5)规定。种植技术采用的《DB1301/T 244-2017 夏播青贮饲用玉米生产技术规程》,由石家庄市农技术推广中心起草制订,适用于石家庄市范围,规范了从播种到收获过程中各个管理环节的技术要点。
选用带有籽粒破碎功能的大型青贮玉米收获机械,选用专用打捆裹包一体化设备。
选用裹包专用高强度拉伸膜材料[8,9],质量应符合BB/T 0024—2018第5章节(5.1~5.3)规定。
添加以乳酸菌制剂为主的复合菌剂[10],添加剂应符合NY/T 1444、GB/T 22141、GB/T 22142、GB/T 22143的规定。
玉米裹包青贮的发酵品质和养分含量受收割时期影响较大,适宜的收割时机可以提高青贮饲料的品质。收获过早,籽粒发育不完全,淀粉含量低,同时原料含水量大,不利于青贮;收获过晚,虽然淀粉的含量高,但茎秆老化,纤维消化率差,粗蛋白质含量减少,导致青贮品质降低。因此,玉米籽粒乳线应在l/2~3/4之间时进行收割[11~13],这一时期玉米干物质含量达到30%以上,可溶性碳水化合物含量高,相关营养成分保持较好,青贮过程中发酵及有氧稳定性均可达到较好效果。
收割机作业质量应符合NY/T 2088和NY/T 2696。
全株玉米的割茬高度应在10~20 cm[11]。切碎细度应为1.0~2.0 cm,粉碎后的原料中完整粒不超过2 粒/dm3。
2019—2020年项目组在赵县做了“留茬高度对青贮玉米产量和品质的影响研究”的试验。采用兼用青贮玉米品种石玉15号,夏季播种于田间。采用单因子随机区组设计,设3 个区组,区组内随机安排留茬高度10 cm、15 cm、20 cm、25 cm、30 cm共5 个处理组。每小区面积30 m2,种植密度4200 株/亩,在玉米乳线1/2~3/4时收获。结果表明:留茬高度对青贮玉米的发酵品质有显著的影响,随着留茬高度的增加,青贮玉米鲜生物量和干物质产量显著下降。所以,在保证最低的发酵品质的基础上,尽量降低留茬高度可以收获更多的青贮玉米用于保障饲草供应。但过低会带入泥土,影响发酵品质。综合考虑发酵品质及不同品牌割台要求,兼顾养分含量与产量,青贮玉米留茬10~20 cm为宜。
用专用车辆尽快运输到加工场地。以收获后6 h以内完成裹包为宜。
制料完毕的全株青贮玉米原料用打捆裹包一体化设备进行高密度压实,压实密度要求650~750 kg/m3。
打捆密度达到650 kg/m3以上时,进行高密度压实,为的是挤压出多余的空气,为厌氧乳酸菌发酵提供适宜的环境。压实度过高增加成本,裹包用的拉伸膜要符合BB/T 0024—2018,考虑成本和安全性,裹包层数3 层以上才能达到良好的密闭性。
此项技术主要参照了河北贺博农业科技公司的企业标准。同时,2019年项目组和河北大地种业联合攻关,做了压实密度对贮藏期和品质的影响研究。项目设计选用的石玉15号玉米品种按照5000 株/亩的密度进行种植,待玉米乳线1/2~3/4时连同玉米穗一起收割后切碎。然后分别按照600 kg/m3、650 kg/m3、700 kg/m3、750 kg/m3、800 kg/m3处理压实密度裹包,青贮90 天后进行青贮发酵品质鉴定。
结果表明,压实度<650 kg/m3时,干物质保存率较低;一定压实度范围(650~750 kg/m3)内,随着压实度的增加,青贮饲料的品质增加;压实度>750 kg/m3,青贮饲料的品质均能达到优级,再增加压实度对品质影响不大。考虑到生产成本和打包机性能等因素,裹包打捆密度控制在650~750 kg/m3为最佳。
原料干物质达25%~30%时,仓室压力设定190~210 Bar,内膜采用13 μm拉伸膜,最低设定2.5~3.5 圈;原料干物质30%以上,仓室压力设定210~220 Bar,13 μm网膜最低设定3 圈。外膜采用25 μm裹包膜,设定12~14 圈。
裹包后的玉米青贮饲料置于地势平坦、干净、干燥的地方,采用露天竖式堆放,不超过2 层。
应经常检查青贮包的密封性及完好程度(如发现鸟啄、鼠害等情况,及时采取补救措施),防止拉伸膜破损后,漏气及雨水进入。
玉米裹包青贮饲料贮藏40~50 天后可达到发酵质量标准,即可开包饲喂。开包时,饲料颜色为青绿色至黄绿色,伴有芳香的酒酸味,籽粒破碎程度高,质地松散柔软,各组织不黏连、易分离(图2)。
图2 全株玉米裹包开包取样图
在全株玉米裹包青贮各个阶段的程序指示过程中,为便于追溯用此技术规程对全株玉米裹包生产环节进行过程记录。记录内容包括:执行各个阶段程序指示的人员姓名、时间、地点,执行的具体操作内容,操作结果或观察到的现象及其他情况。
本技术规程从九个方面进行了详细规范,使本标准更具操作性。在制定过程中,充分考虑了全株玉米做为饲料的特点,进行裹包的技术环节合理、科学、严密和实用。建议现阶段将《玉米全株裹包青贮技术规程》作为石家庄市推荐性地方标准执行。理由如下:一是在品种选择上不要强制,目前石家庄的玉米生产中,作为青贮的比例还不到20%,种植户也是根据市场行情进行多样化品种选择,选粮饲兼用型品种能保证收益的稳定性;二是收获机械方面,进口机械固然好,但价格高,难以在短时间内普及,国产机型正在攻关,一些厂家技术已经过关,可根据情况选用,但要保证切碎的参数;三是裹包技术作为一项刚推广的技术,还有许多需要改进的地方,在各技术指标的设定上,还要根据气候、收获机械、饲料制作习惯的不同进行调整。总之,对于本技术规程的执行以推荐性为宜,有利于发挥其指导作用。
美国近10 年来每年收获1.05×108kg新鲜的玉米作为青贮饲料,通过开发其物理和化学特性来增强全株玉米的营养价值至关重要[14]。裹包青贮是一项先进的青贮饲料技术,在欧洲曾被称为草料收获工艺的一场变革,近20 年来欧洲各国对裹包青贮的利用就已占到各国青贮总量的30%~80%[15],因而我国裹包青贮的使用提升空间巨大。我国牧草种植成本与收益分析研究发现近年来苜蓿的经济效益有所下降,黑麦草和青贮玉米的纯收益和收益率逐步增长[16],再加上“粮改饲”等国家政策的推行,更多的农民将会转向青贮玉米的生产[17]。
裹包青贮的制作过程一般包括收割—搂集—打捆—裹包—运输—堆垛等[18]。对收割方法的调整,如增加割茬高度,已经证明可以提高全株玉米的饲用价值,饲料价值的增加抵消了产量的下降[14]。李荣侠[19]对全株玉米原料与青贮窖青贮、拉伸膜裹包青贮3 种处理的营养物质含量进行了测试分析,结果表明,窖贮与裹包青贮玉米的营养物质含量极显著和显著高于贮前全株玉米,对玉米进行裹包青贮十分必要。杨志忠等[20]将包好膜的青贮饲料采用露天或封闭的房舍进行竖式两层堆放贮藏,效果良好,与本研究结果一致。国内外一些裹包青贮新技术、新工艺的发明[21~24],大大降低了裹包青贮的成本,减少了损耗,使发酵产物更安全纯净,有力的推动了玉米裹包青贮在乳制品生产体系的经济可持续性发展。
本技术规程的制定,进一步规范了全株玉米裹包青贮技术的全部过程,为扩大青贮玉米的种植面积,裹包商品化和标准化,提高企业综合效益意义重大;为加快青贮产业的快速发展,为畜牧养殖业提供优质原料供应,使全株玉米的青贮向多样化方向发展提供了科学依据。