受风灾倒伏玉米的青贮调制及其发酵品质影响因素

2022-11-22 09:20杨晶晶吴庆宇黄秋莲张嘉宾孙海霞
中国饲料 2022年1期
关键词:青贮饲料植株饲料

杨晶晶 , 孙 芸 , 吴庆宇 , 周 昕 , 黄秋莲 王 健 , 张嘉宾 , 孙海霞 , 曹 阳

(1.黑龙江八一农垦大学动物科技学院,黑龙江省寒区饲料资源高效利用与营养调控重点实验室,黑龙江大庆 163319;2.粮食副产物加工与利用教育部工程研究中心,黑龙江大庆 163319;3.中国科学院东北地理与农业生态研究所,黑龙江哈尔滨150081)

玉米作为我国粮食、饲料和经济兼用作物,在国民经济中有着极其重要的地位 (张世煌等,2000)。 世界上第三大玉米主产区是我国的松辽平原(郭庆海,2010)。 黑龙江省玉米种植面积、产量和商品化率均居我国首位(夏艳娟,2018)。近年来黑龙江省台风频发, 大多数农作物遭受强降雨以及台风的影响比较严重,据统计,全省受灾面积约为3022 万亩(其中绝产面积约102 万亩,减产面积约2920 万亩), 初步估损金额约27.52 亿元(吴艾君等,2020)。受风灾倒伏玉米或未成熟玉米多数水分含量比较高, 不及时处理会造成资源浪费和短缺。因此,最经济可行的措施是采用青贮方式调制饲料,以供草食家畜食用。

1 玉米植株倒伏的危害

根据玉米发生倒伏的部位不同, 可将其分为两种类型,即根倒伏和茎倒伏。 Beck 等(1990)将茎秆与垂直线之间大于30 度的夹角称为根倒伏,茎秆在穗位节及以下部分折断时称为茎倒伏。 玉米发生在不同生长时期的倒伏会对所收获玉米的产量有一定的影响。玉米倒伏发生的时期越早,减产也就越严重,而且随着茎秆倒伏程度的增加,单株玉米的产量呈下降的趋势 (Tollenaar 等,2002;李永忠,1990)。研究表明,改善玉米产量的主要方法是增加群体密度, 但是这种方法往往会造成倒伏的风险增加(勾玲等,2007)。玉米叶片部分在倒伏之后的正常空间分布遭到破坏, 导致其光合速率快速下降(Norberg 等,1988)。 茎折阻碍了水分和营养物质从根系到叶片部分的输送, 进而影响从叶片部分到果穗的光合产物运输 (孙世贤等,1989)。 如果玉米茎秆发生折损的情况较为严重,会容易致使其伤口及以上部分死亡, 玉米光合速率停止,产量急剧下降甚至造成绝收,其引起的倒伏会比根倒伏造成更为严重的产量损失 (许迪,2000;Stam 等,1992)。 倒伏还会产生玉米穗粒数减少、百粒重和含油量降低,引起穗发芽以及霉变等危害(马均等,2004)。玉米植株发生倒伏不仅使其收割难度加大, 还在一定程度上影响收获作物的产量及质量(张忠旭,1999)。

2 倒伏玉米青贮品质的影响因素

2.1 倒伏玉米植株附着泥土及微生物 玉米植株遭遇倒伏之后,接触土壤,土沙本身降低饲料品质,同时泥土中生存着大量的微生物。 一般来说,1 g 土壤中含有的微生物数目在几亿到几百亿不等,随着土层深度和成土环境的不同,其微生物的数量和种类也会发生一定程度的变化 (黄峰等,2020)。 从数量上看,以细菌最多,霉菌次之,酵母菌和放线菌最少(许冬梅等,2017)。 从种类上看,包括细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物以及病毒等(郑佳华等,2021;丁红利,2016)。土壤中含有的某些微生物会破坏玉米的营养成分以及不同程度上影响倒伏玉米的青贮发酵品质。

2.1.1 细菌 细菌主要包括乳酸菌、大肠杆菌、芽孢杆菌以及梭菌等。在整个青贮发酵的过程中,乳酸菌是一种非常重要的益生菌, 其能在厌氧条件下消耗原料中的碳水化合物,使其转化为乳酸,当pH 下降至4 以下时,乳酸菌开始大量繁殖,最终维持在 107数量级(Fernandez 等,2017)。 乳酸菌能够降低青贮体系内的pH,从而抑制其他有害微生物的生长活动, 提高发酵品质 (Michelle 等,2019)。大肠杆菌和芽孢杆菌是引起青贮饲料腐败的主要细菌,它们能够分解蛋白质和氨基酸,促进饲料腐败变质并产生臭味(杨双,2017)。梭菌又被称为丁酸菌,属于革兰氏阳性菌,能生成芽孢,具有游动性,其在厌氧条件下可以分解糖、蛋白质和有机酸等,对于青贮来说是一种有害微生物(Fernandez 等,2017)。 梭菌的生长活动还与水分紧密相关,当含水量达到70%及以上时,它的活动就会被限制;梭菌的最适pH 为7.0 ~ 7.4,在青贮发酵初期,乳酸菌和梭菌竞相生长,之后pH 随着发酵的进行而逐渐降低, 也就抑制了梭菌的生长活动(杨双,2017)。

2.1.2 真菌 真菌主要包括酵母菌、霉菌等。酵母菌对青贮玉米饲料来说是不利的, 青贮过程中如果伴随酵母菌的存在, 很容易加大青贮饲料二次发酵的概率。霉菌可以降解植物细胞壁和纤维素,分解糖以及乳酸,改变营养物质的构成,从而降低青贮品质及饲料的适口性(Parra 等,2019)。 霉菌含量越少越好, 其是导致青贮饲料发生有氧腐败的主要有害微生物(王旭哲,2019)。

2.1.3 毒素 毒素是霉菌的代谢产物, 也是影响倒伏玉米青贮品质及饲料安全的重要因素, 主要包括黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮等。黄曲霉毒素是由黄曲霉菌产生的代谢产物,黄曲霉毒素B1是目前真菌毒素中具有最强致癌毒性的毒素, 对人和动物的生长发育、消化功能、代谢功能以及免疫系统均会造成损害(李敏等,2008)。玉米粒的水分含量大于17%或者收割时玉米粒表皮物理损伤,都容易受到黄曲霉菌的污染(作彭,1991)。 因此,遭受灾害的倒伏玉米收获后受到霉菌污染的程度加大,可能影响其相关的食用安全性(程芳,2012;李翠霞等,2009)。 为降低饲料中霉菌毒素的污染程度, 可采用控制紧实度等适当的青贮调制方法。Ogunade 等(2018)研究得出,乳酸菌能提高青贮饲料的发酵品质,缓解饲料二次发酵的发生,同时还能减少霉菌毒素的污染。

2.2 倒伏玉米植株内部营养成分分布 玉米植株倒伏之后可能会使其内部营养成分发生改变。玉米秸秆中含的糖分最多,占30%以上,含糖量的多少对青贮饲料的品质有着重要的影响, 对于优质的青贮饲料来说, 原料本身的糖分应当适量(李翠霞等,2009)。乳酸菌发酵是否成功很大程度上决定倒伏玉米青贮品质的优劣。 乳酸菌分解糖类物质可以产生乳酸, 在大多数情况下, 含糖量高、 酸度较低的饲料经过青贮发酵之后品质会更好。 玉米秸秆中的蛋白质含量次之,为2% ~ 4%;含量最少的是脂肪,为0.5% ~ 1%;玉米秸秆中纤维素主要包括中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF),含量也相对较高,在冬春缺青季节,其是家畜维生素的主要来源(Li 等,2016)。 经过青贮后的全株玉米中含有较低含量的木质素, 饲喂奶牛之后消化率和吸收率较好, 能增加奶牛的食欲, 稳定产奶量, 提高牛奶的乳蛋白率和乳脂率(吉进卿,1998)。 玉米中还含有钙、铜、硒等,它们都是牲畜生长发育所必需的微量元素 (张文举,2003)。

2.3 留茬高度对倒伏玉米青贮品质的影响

2.3.1 倒伏玉米不同留茬高度对其青贮前后干物质产量及营养价值的影响 倒伏玉米留茬高度的不同在一定程度上会影响其干物质产量的多少。董起飞等(2014)试验得出,不同的留茬高度会影响玉米的鲜重和干重, 且二者会随着高度的增加而明显增加。但王丽学等(2016)认为,全株玉米的鲜重随着植株留茬高度的增加表现为下降趋势,干重呈明显的上升趋势。李文才等(2018)、陈柔屹等(2007)的研究则得出,随着留茬高度的增加,青贮玉米的鲜重和干重均呈降低趋势。

玉米植株发生倒伏之后会影响其内部营养成分,不同留茬高度,其营养成分含量分布也可能受到影响。王永军等(2006)认为,在不同留茬高度刈割时玉米中含有的营养成分有明显的差异, 留茬高度为30 cm 的玉米植株有较高的饲用营养价值,在此高度下的玉米的粗蛋白质含量最高,粗纤维和粗脂肪含量次之,无氮浸出物的含量最低。赵雪娇等(2019、2018)选择不同的玉米品种在19 cm和49 cm 的留茬高度时进行对比得出, 阳光1 号和中原单32 玉米随着留茬高度的增加,玉米植株中含有的淀粉量都是最高的, 粗纤维的含量则随之下降。王丽学等(2016)研究也表明,留茬较高的玉米植株中淀粉和粗蛋白质含量会随之而增加,中性洗涤纤维以及酸性洗涤纤维含量表现为下降趋势。

倒伏玉米不同部位、 品种以及在不同高度刈割时会影响整体中秸秆、叶片、穗等部位所占的比例。叶片是玉米秸秆中粗蛋白质含量最高的部位,茎皮是酸性洗涤纤维含量最多的部位 (丁雪等,2016)。因此收获的倒伏玉米营养特性存在着不同的差异, 其青贮发酵后所产生的品质差异也比较显著。赵雪娇(2019)研究表明,玉米干物质含量比青贮发酵前降低, 干物质的损失量会随着留茬高度的增加而有所减少,且在49 cm 时干物质最多。Lynch 等(2015)认为,留茬高度的增加可能会降低青贮玉米的缓冲能力, 而且玉米进行发酵的时间比较充足,pH 基本趋于稳定状态, 在正常或较高留茬高度时,高淀粉含量、低中性洗涤纤维含量的玉米品种能达到较好的发酵效果。 Neylon 等(2003)研究表明,在青贮玉米的过程中增加留茬高度可能会降低全株玉米的缓冲能力, 从而使其产生的发酵指标存在较小差异。 李文才等(2018)则认为, 青贮玉米在不同留茬高度的干物质保存率没有明显变化, 说明留茬高度对结果的影响并不大。

2.3.2 倒伏玉米不同留茬高度对其总能量的影响玉米植株倒伏之后会造成茎叶受到不同程度的损伤。玉米的叶片是能量输出的主要部位,植株留茬高度增加时,收获的叶片比例增加,营养物质较为丰富, 饲用价值高, 能够实现青贮饲料的优质生产。 王永军等(2006)研究指出,全株玉米植株在30 cm 的留茬高度时能获得最高的能量产量。 相关研究也表明,在植株高95 cm、留茬为30 cm 刈割时所获取的玉米能量较为理想, 但是其产量会随着留茬高度的增加而下降, 建议在保证青贮饲料最低发酵品质的基础上, 尽可能多的降低玉米的留茬高度, 以期收获较高的青贮产量(Lynch等,2015)。

2.3.3 倒伏玉米不同留茬高度对其青贮发酵品质的影响 青贮值是评价青贮饲料品质优劣的一个重要指标(吴艾君等,2020)。青贮饲料中蛋白质被分解后的产物为氨态氮,其含量越多,青贮品质也就越差(黄秋连等,2021)。有机酸的含量是反映青贮饲料品质优劣的另一个重要指标, 有机酸中最重要的是乳酸、 乙酸和丁酸的含量 (谢华德等,2019)。研究表明,含有大量的乳酸、少量乙酸和不含有丁酸是优质青贮饲料的共同特点(吴艾君等,2020)。 玉米植株遭受台风倒伏之后,其表面附着的微生物种类、数量以及水分含量会增多,可能会影响其青贮发酵品质。李文才等(2018)研究认为,玉米青贮后pH、乳酸、乙酸和氨态氮等含量以及发酵品质总体评分在不同留茬高度的比较下并没有表现出显著的差异,并且均有丁酸的存在,这表明其发酵品质不会受留茬高度的不同而产生较大的影响。董起飞等(2014)也得出,玉米不同留茬高度不会对青贮发酵品质造成影响。

2.3.4 倒伏玉米不同留茬高度对其瘤胃降解特性的影响 不同留茬高度刈割的倒伏玉米内部营养成分含量不同, 这可能也会对瘤胃降解特性产生不同程度的影响。赵雪娇(2019)研究发现,随着玉米植株留茬高度的增加, 干物质降解率在不同时间点均表现为上升趋势。 在48 h 时,龙福208、中原单32 玉米均能达到显著水平;之后随着降解时间的不断延长, 在阳光1 号玉米的干物质降解率达到最大时, 中性洗涤纤维降解率则表现出下降趋势。 Caetano 等(2019)和 Neylon 等(2003)认为,这种下降趋势的程度会随着降解时间的增长而逐渐减小,其发生原因可能是在青贮的过程中,全株玉米中性洗涤纤维含量大约达到了50%,占有较大的比例, 其降解速率在瘤胃中又比较缓慢(Jr等,2018)。 青贮全株玉米时的生物评价相关指标是指在24、30 h 和48 h 时所含有中性洗涤纤维的降解率。 研究表明, 中性洗涤纤维的降解速率在24、30 h 和48 h 这三个时间点时并不完全,而且慢速、 快速降解部分在不同留茬高度条件下存在着明显的差异, 这就使低留茬高度的玉米也能够有较高的中性洗涤纤维降解率(蒋万等,2012)。相关研究表明,对于各品种全株青贮玉米来说,其粗蛋白质降解率和干物质降解率均会随着留茬高度的增加而增加 (李胜利等,2014)。 Lynch 等(2015)研究表明,随着玉米留茬高度的增加,中性洗涤纤维降解率呈降低趋势, 不同的留茬高度对青贮玉米体外消化率不会造成影响。

因此, 要提高倒伏全株玉米在青贮时干物质和中性洗涤纤维降解率, 从而使玉米产量及质量在单位土地面积上有所增加。赵雪娇(2019)认为,对于低纤维、 高淀粉的玉米品种要通过降低其留茬高度的方法来获取更高的能量产量以及更好的发酵品质, 而对于高纤维、 高蛋白的玉米品种来说,则可以通过增加玉米的留茬高度,从而有效提高其瘤胃降解率。

2.3.5 倒伏玉米不同留茬高度对其青贮MILK 2006 指数的影响 MILK 2006 指数是美国威斯康星大学提出的,包括奶吨指数和奶亩指数。奶吨指数是指青贮玉米单位重量所能获得的奶量,其能对玉米的青贮品质做出较为全面的评价; 奶亩指数则是青贮玉米单位面积所获得的奶量, 其能反映不同产量的青贮玉米在泌乳奶牛的生产表现,并能对其进行直观的对比(朱慧森等,2015)。

由于倒伏会引起玉米植株正常光合作用受到不同程度的影响,其内部营养物质运输受到阻碍,影响全株玉米整体产量及质量, 进而可能会影响青贮 MILK 2006。 Kung 和 Neylon 等(2003)通过对MILK2006 进行的综合评价得出不同的留茬高度对奶吨指数没有显著影响的结论。 而李文才等(2018)研究发现,青贮玉米的奶吨指数会随着留茬高度的增加而提高,这表明在一定程度上,增加留茬高度的方法可以使青贮玉米饲料的品质得到进一步提升。

2.3.6 倒伏玉米不同留茬高度对其亚硝酸盐等有毒物质的影响 各种青绿饲料都不同程度地含有一定量的硝酸盐, 其是一种毒性物质, 在一定温度、湿度条件下,存在于自然界中的脱氮杆菌以及大肠杆菌等中能被还原为亚硝酸盐, 亚硝酸盐的毒性更为强烈(Li 等,2012)。 亚硝酸盐可以诱发人体消化系统的发生癌变, 其引起食物中毒的摄入量为 0.2 ~ 0.5 g (陈中等,2014;Cockburn 等,2013)。

玉米是最常应用的饲料原料, 玉米植株遭受台风及降雨发生倒伏之后水分含量比较高, 对植株的亚硝酸盐含量有一定的影响。 研究表明,收割后的青绿玉米中亚硝酸盐的含量随着留茬高度的增加而降低,随贮藏时间的增加而升高,至最高值后又缓慢降低。 大部分青绿饲料在贮存48 h后,其内部亚硝酸盐含量进入快速增长期,玉米则在 96 h 时达到最高(王胜祥等,2005)。 因此对于倒伏玉米来说, 选择适宜的留茬高度以及控制好贮存时间才能获得较高品质且安全的饲料。 韩立英等(2010)研究得出,青贮玉米开袋之后的硝酸盐含量会降低, 而亚硝酸盐含量则表现为增加趋势, 这说明在青贮过程中某些微生物的活动能够减少原料中硝酸盐的含量, 二者之间发生了某种代谢转化。在青贮发酵时,硝酸盐能被还原为亚硝酸盐、氨以及含氮氧化物,这些还原产物的存在会对饲料的品质产生较为重要的影响 (吕文龙等,2009)。

研究表明, 原料中含有适宜的硝酸盐对其青贮发酵和青贮品质是有利的, 这是因为在青贮过程中硝酸盐被降解生成的亚硝酸盐能强烈抑制梭菌的生长活动。 欧盟一些国家已经在青贮饲料的制作过程中使用硝酸盐或者亚硝酸盐作为添加剂(Stefano 等,2020;Spoelstra 等,1985)。植物性饲料原料中亚硝酸盐的允许剂量在我国原 《饲料卫生标准》中尚未明确规定。 于炎湖(2004)认为,为了避免亚硝酸盐含量在配合饲料中超标使用, 必须对其用量进行严格控制, 并建议规定其在玉米中的允许剂量不得超过10 mg/kg。

3 倒伏玉米收割设备

20 世纪20 年代初期, 澳大利亚昆士兰文巴艾伦(George Haud)发明了玉米联合收获机,最先使用和普及玉米收获机械化的是美国, 而在我国黑龙江是较早应用玉米收获机的省份 (聂影,2010)。 倒伏问题一直是机械收获的重难点,玉米植株发生倒伏之后,人工收获费时费力,选择合适的机械设备进行大规模收获是一种经济有效的方法。目前普及的玉米收获机主要包括:背负式玉米收获机、 自走式玉米收获机和牵引型玉米收获机三种(郝付平等,2007)。三种玉米收获机均能够依次完成玉米摘穗、 运输以及装箱等一系列相关作业流程(籍俊杰,2006)。

3.1 背负式 背负式玉米收获机具有灵活轻便,种植行距不受限制,噪音小,油耗低,性能较好等优点, 集中应用在人均耕地面积较大的地区和大型农场(马龙武,2011)。 从降低秸秆焚烧、减少雾霾、促进绿色环保等方面来说,该机型的推出起到了积极的作用(徐志莹,2010)。 但其对低矮、倾斜倒伏严重的玉米收获能力以及质量比较差, 仍然需要进一步改进(布日古德,2015)。

3.2 自走式 自走式玉米收获机的动力匹配比较合理,机动性能也较为灵活,剥皮效果好以及对玉米籽粒造成的损失小, 有较强的可靠性和适应性,但一般售价较高(平海全,2020)。

3.3 牵引型 牵引型玉米收获机工作的进行需要借助拖拉机的牵引来完成,因为其设备较长,转弯半径较大, 通常在机械作业前需要借助一些人力来进行开道收割, 此机型不适应小地块收获作业,在实际生产中已很少使用(平海全,2020)。

4 倒伏玉米植株青贮调制方法

4.1 物理法 在倒伏玉米青贮过程中,应最大限度地降低酵母菌等好氧性微生物对青贮饲料的影响,使青贮饲料快速进入到无氧发酵阶段。通常在青贮制作过程中采用铡切或揉搓、粉碎、压实、蒸煮、浸泡、射线照射以及膨化等方法,其中切短和镇压密度是处理玉米秸秆最为简便的方法之一(吴晓杰,2005)。 当玉米的切割长度较短时,颗粒度过小会减少瘤胃中青贮饲料的停留时间和反刍时间,增加瘤胃酸度,使乳脂率以及消化率降低;而当其切割长度过大时, 玉米籽粒的破碎程度被降低,颗粒度过大,其青贮发酵品质较差,进而降低青贮玉米的消化率(Garant 等,2018;郭勇庆等,2012)。吴晓杰(2005)研究得出,在经过揉切、联合收割和铡切三种切割方式处理以后, 青贮饲料的各种成分含量均有显著的变化, 这表明切割方式的不同也会影响青贮饲料的结果。

物理法得到良好的倒伏玉米发酵饲料过程比较缓慢,要保证全部饲料压实。 同时,还要注意适宜的切割长度,这样做有很多好处。首先切短的青贮饲料在调制过程中更容易做到压实, 使青贮饲料能在更短时间内达到最佳的青贮状态 (韩鲁佳等,1997;李翠霞,2009)。另外,切短的青贮饲料有利于动物的采食, 还在很大程度上保留了饲料原性,能得到更好的发酵饲料(郭庭双,1996)。

4.2 化学法 研究表明,从提高青贮饲料品质的方面来说,化学性青贮添加剂起着重要的作用,对倒伏玉米青贮饲料调制也至关重要。 通常使用的化学性添加剂包括甲酸、乙酸、甲醛、丙酸等。甲酸能够抑制革兰氏阳性菌以及芽孢杆菌的活动,避免青贮饲料不良发酵的发生, 降低营养物质的损失,还具有很好的防腐功能(李翠霞,2009;韩鲁佳等,1997)。 甲酸的添加量一般为1% ~ 2%,其能保存青贮饲料中70%左右的糖分, 降低0.3% ~0.5%的粗蛋白质损失率(韩鲁佳等,1997)。 丙酸能够有效抑制霉菌的生长繁殖, 还能使青贮饲料内部的温度降低, 可以防止上层饲料发生腐败变质,从而使蛋白质的消化率得到提高,通常以5%甲酸和丙酸(甲、丙酸比例为3:7)混合物的形式添加到青贮饲料中(李翠霞,2009)。各种有害微生物都能够被甲醛所抑制, 青贮过程中几乎不会存在腐败菌的活动, 甲醛还能够明显降低青贮饲料氨态氮以及总乳酸的含量,提高家畜的消化率(郭勇庆等,2012)。 甲醛的用量一般为0.7%,同时添加甲醛和甲酸(1.5%甲酸和1.5% ~ 2%甲醛)会表现出更好的效果(孙茜等,2020)。许庆方等(2009)在小黑麦青贮时添加6 mL/kg 甲酸后, 有效提高了乳酸含量,从而使得青贮品质大大提高。白杰等(2016)研究表明,青贮料中添加甲酸后,粗蛋白质含量得到提高,氨态氮含量显著降低,说明甲酸可以减少营养物质的损失, 有利于保存饲料的营养成分。

采用化学法在倒伏玉米青贮过程中添加化学制剂可提高其发酵品质,改善适口性,增加家畜采食量,而且操作方法简便易行。但是在使用过程中要注意控制好用法用量,具有腐蚀性的化学制刘,人体接触有害, 使用时要注意安全 (郭勇庆等,2012)。

4.3 微生物法 Tanaka 等 (1995)、Wootford 等(1986)提出,良好的微生物添加剂需要具备以下条件:该种微生物必须具有较为顽强的生命力,在与其他微生物竞争中要有打败它们的优势; 产生乳酸的数量多且迅速, 能够在较短时间内迅速降低青贮体系的pH,从而抑制其他有害微生物的生长繁殖;能发酵葡萄糖、蔗糖和果糖等;不能对有机酸进行分解;在低湿度的材料中存活良好;不能对蛋白质进行分解。 大部分青贮饲料中乳酸菌含量都不充足, 尤其玉米倒伏之后附着的泥土及有害微生物增加, 不利于调制出较高品质的青贮玉米饲料。 因此乳酸菌就成为一种较为重要的微生物菌种添加剂。 普遍使用的微生物添加剂主要是乳酸菌或者是能促进其发酵的微生物制剂, 包括乳酸球菌和粪链球菌等乳酸球形菌;短乳杆菌、植质乳酸杆菌以及干酪乳酸杆菌等乳酸杆菌 (薛喜军,2020)。

微生物添加剂被认为是自然产品, 添加适当的剂量就能够达到提高青贮品质的目的, 而且无毒、无腐蚀性,对环境不造成危害,比化学添加剂更容易被人们所接受, 但在贮藏过程中要注意菌种的保存(薛喜军,2020)。

5 倒伏玉米青贮类型

5.1 窖贮 青贮窖可分为地上式、半地上式以及地下式三种类型(郭庭双,1996)。地上式青贮窖由窖基、窖围和窖底组成,窖基建在地平面以下,每隔3 m 打一根爆破桩,深2 m,沿爆破桩端线打一根钢筋水泥固梁;窖围由砖砌的窖壁组成,前面敞开,其余三面围墙;窖壁的横断面呈等腰梯形,下宽上窄,壁顶厚30 ~ 40 cm,壁底厚75 ~ 100 cm,内壁挂水泥面;窖底打15 ~ 20 cm 厚的混凝土并向窖外延伸15 m 长,具有2% ~ 3%的坡度,窖内剩余的过多水分能被自动排出, 或者是在窖的纵向中心, 每隔2.5 m 左右处在窖底设计渗水孔装置, 孔深一般在50 cm 以上, 孔径在20 ~ 30 cm(李向林等,2005)。青贮窖的尺寸设计通常以3 ~5 d 内贮存一窖比较好,如果青贮窖太大,会增加制作青贮的时间, 延长表面原料暴露于空气中的时间,而且不容易压实,进而引起发热,导致营养物质受到一定程度的损失, 最终会影响倒伏玉米青贮饲料的品质。 窖的宽度应选择在6 m 左右的范围,要能够保证拖拉机进入进行密度镇压。在建窖时应两窖并列, 这样设计既能减少一堵墙的建筑,又能使铡草机具得到共用,经济实用,使用方便(郭庭双,1996)。 青贮窖在使用之前,需要提前3 d 清洗,并利用太阳曝晒,或用1% ~ 2%的漂白粉溶液消毒(李向林等,2005)。倒伏玉米青贮饲料通常需要经过密闭30 ~ 45 d 的发酵后, 即可进行开窖饲喂家畜。

窖贮是一种应用最为常见的青贮方式, 可以对受灾倒伏玉米进行大量青贮饲料的制作。 虽然建造青贮窖的投资较大,但是其贮藏量大,而且坚实又耐用,有较长的使用年限,可以常年进行青贮饲料的制作(郭庭双,1996)。

5.2 堆贮 堆贮是在青贮窖的基础上进一步发展而来的青贮方式(吴晓杰,2005)。它按照青贮的操作程序将倒伏玉米堆积在地面上, 经过充分的镇压后用塑料薄膜对四周及垛顶进行严格的密封。 堆贮时要选择平坦、地势较高的空地,先将旧塑料薄膜平铺于地面,再铺上一层塑料薄膜,略大于堆底的面积,之后把倒伏玉米逐层压紧堆放,用一块完整的塑料薄膜将四周以及垛顶覆盖密封,塑料薄膜接合处要注意重叠封闭, 使用真空泵排除剩余的空气使之形成良好的厌氧环境, 最后在塑料外部用草帘覆盖保护(吴晓杰,2005;郭庭双,1996)。

堆贮相比于青贮窖有许多优点: 一是节约青贮窖的建造资金,降低青贮成本;二是不受场地的制约,操作简单、方便;三是密封性能比较好,青贮质量高(Tanaka 等,1995)。

5.3 裹包青贮 裹包青贮是一种较为先进的青贮技术。将倒伏玉米用收割机进行刈割,割倒的玉米不宜过厚, 太厚的需要进行翻晒, 水分控制在60% ~ 75%(Tanaka 等,1995)。其搂集方式视捆草机的作业形式而定。 自走式捆草机可以合并两行玉米成为一行,若为固定式捆草机,将玉米堆成在一起进行打捆。 使用裹包机将打包好的玉米捆覆盖4 层薄膜, 这种青贮方法所采用的覆盖膜是专用塑料拉伸膜, 它能裹包起来重达半吨左右的玉米捆(Tanaka 等,1995)。 青贮拉伸膜是一种具有弹性和黏性的塑料拉伸回缩膜, 在特定的机器上进行裹包工作时,它能自动发生回缩,紧密贴合包裹玉米捆,从而能有效防止外界空气和水分进入。然后使用打捆绳将其捆好, 裹包机基本控制30圈/min 的转盘转速, 拉伸膜的覆膜率应为50%,拉伸率为 250% ~ 280%(平海全,2020)。 用运输工具将裹包机打捆好的玉米捆运输到地势较高处放置,放置的地方要方便取用,有利于防鼠、防虫等。 玉米捆裹包后能形成一个良好的厌氧环境,通过自行发酵而产生大量的乳酸, 杀灭青贮体系中使其腐败的细菌, 防止饲料发生腐败变质(Tanaka 等,1995)。

裹包青贮能很好地保存倒伏玉米中的营养物质,还能够在一定程度上降低蛋白质的损失,减少粗纤维的含量,提高消化率。使用此法制作而成的裹包饲料,可以冬季供给家畜食用,而且在野外不同环境气候条件下能够保存1 ~ 2 年的时间 (李向林等,2005;Tanaka 等,1995)。

5.4 灌肠式青贮 灌肠式青贮是近年来的新产品,我国刚刚引进,国外已经普及应用,是在总结传统窖贮、堆贮的基础上,经过试验推广的一种新的青贮技术(薛喜军,2020)。灌肠式青贮是用收割机把倒伏全株玉米的长度切至1 ~ 3 cm, 然后用专用机械设备,包括转子式、螺旋式、推送式、自卸式和研磨-辊磨式5 种,装入灌肠状密闭袋,这种密封袋的材质属于聚乙烯、尼龙等,袋的密封性要好,尤其是内胆的聚乙烯不透明塑料膜,要防止其破裂(吴晓杰,2005)。在装袋时一定要注意最大限度排尽袋中剩余的空气,形成良好的厌氧状态,饲料中乳酸菌逐渐形成优势菌群, 不断繁殖代谢产生乳酸, 使得肠袋中饲料整体pH 降低, 当袋中pH 达到3.5 ~ 4.5 时,能够抑制有害菌的生长,这样就能够使袋中玉米的营养成分得到长期保存(薛喜军,2020;吴晓杰,2005)。

灌肠式青贮的密闭性好,容易形成厌氧环境,便于储存,成本低,密度调整容易,省略压实和盖膜作业,不用永久占用地面(Tanaka 等,1995)。 但此种方法单位面积贮藏量低于窖贮, 在寒冷地区不宜使用,冬季容易造成饲料冻结,不易取出,而且用完的肠袋处理麻烦,容易造成环境污染。通过这种方式制作的青贮玉米饲料对原料质量及收获时间有较高的要求, 过晚收割可能会增加玉米木质化的程度,容易刺破肠袋,还要注意防范各种动物对肠袋造成破坏。 此外,其对设备、场地以及气候条件要求严格,需要专用机械设备,地面平坦广阔,有充足的作业空间,十分适合大、中型养殖场进行推广使用(Sutton 等 1986)。

6 展望

青贮是既能减少饲料营养损失又能提高其瘤胃降解率的一种贮存技术。 本文总结玉米倒伏的危害以及影响其发酵品质的因素, 明确倒伏玉米合理的加工方式和储存方法, 可在一定程度上减少灾害对玉米饲料资源造成的损失。 调制优质青贮饲料的关键之一是高效的方法, 应致力于寻找更为优良的青贮饲料添加剂,尤其是微生物制剂,从而改善倒伏玉米的青贮发酵品质, 提高其饲用营养价值。 青贮的良好管理是制作优质饲料的另一个重要因素, 根据不同环境条件选择合理的青贮方式尤为重要。另外,提高倒伏玉米收割机的工作效率和产品质量, 使玉米机械化生产逐渐向着大规模、高效率、专业化、智能化发展(平海全,2020)。 本文通过评价倒伏玉米青贮的营养水平、发酵品质、安全性和生产关键节点,为调制出优质青贮饲料以及粮食安全提供指导 (程富丽等,2011)。

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