饲用玉米的营养特性及其青贮技术的研究进展

Progress on studying the nutritional characteristics and silage technology of forage maize

摘要

目的 为更好地利用饲用玉米和提高其青贮技术，以缓解我国优质饲草短缺问题。 方法 通过查阅大量文献资料，对饲用玉米的营养特性及其青贮技术的研究进行分析与总结。 结果 饲用玉米是一种营养丰富且饲用价值很高的饲草；青贮技术可有效保存饲用玉米的饲用价值；不同品种饲用玉米的营养成分存在一定差异；刈割期和留茬高度、青贮添加剂、青贮方式等是影响饲用玉米青贮的关键因素；青贮技术智能化能有效提高青贮生产效率。 结论 通过调控饲用玉米刈割期和留茬高度、青贮添加剂及青贮方式等条件，可大大提升其青贮品质，并长期有效保存其营养成分；采取青贮技术智能化管理可大大提升工作效率，降低生产成本，对缓解我国优质饲草短缺及促进畜牧业高质量发展具有非常重要的作用。

Abstract

Objectives The forage maize was better utilized and the silage technology of forage maize was improved to alleviate the shortage of forage with high-quality in China. Methods The nutritional characteristics and silage technology of forage maize were analyzed and summarized by extensively reviewing literature related. Results The forage maize is a nutrient rich and highly valuable forage. Silage technology can effectively preserve the feeding value of forage maize. There are certain differences in the nutritional composition of different varieties of forage maize. The harvesting period, stubble height, additives for silage, and the methods of silage are key factors affecting the silage of forage maize. Intelligent silage technology can effectively improve the efficiency of silage production. Conclusions The silage quality of forage maize can be greatly improved and the nutritional components of forage maize can be effectively preserved for a long time by regulating the harvesting period, stubble height, additives for silage, and the methods of silage.

关键词

饲用玉米 / 营养特性 / 青贮技术

Key words

forage maize / nutritional characteristics / silage technology

饲用玉米是一种优质的饲草资源，具有产量大、营养丰富、适口性好及消化率高的特点。在“粮改饲”的政策引导与实施下，我国饲用玉米的种植面积逐年扩大，其产量与品质已接近发达国家水平，市场前景十分广阔^[1]。目前，饲用玉米已成为我国牛、羊等家畜的主要优质饲草饲料来源。然而，饲用玉米往往受到地区气候及季节的影响，常出现冬季青绿饲草短缺或贮存困难等问题，影响了畜牧业的稳定发展。青贮技术不受季节与气候的影响，可长期有效地保存饲草的营养成分。刈割期和留茬高度、青贮添加剂及青贮方式等是影响青贮品质的关键因素。为此，本文分析并总结了饲用玉米的营养特性及其青贮技术研究进展，旨在为广大养殖户更好地利用饲用玉米提供参考。

1 饲用玉米的营养特性

饲用玉米中含有粗蛋白、淀粉、粗脂肪、粗纤维、可溶性碳水化合物、维生素及矿物质等营养物质，其中粗蛋白含量较低，为7%～9%，与高粱相接近；但其淀粉含量较高，为25%～39%，因而其可利用能值相对较高^[2]。饲用玉米的粗纤维含量较高，其中性洗涤纤维含量为42%～57%，酸性洗涤纤维含量为21%～28%，其干物质采食量2%～3%，可消化干物质可达60%以上，相对饲喂价值可高达133%～149%，对反刍动物具有良好的经济效益^[3-4]。饲用玉米的籽粒中维生素含量丰富，即维生素C的含量为65.2～323 mg/kg、维生素B₁的含量为1.2～1.4 mg/kg，维生素B₂的含量为0.7 mg/kg、维生素E的含量为2.3 mg/kg、叶酸的含量为1.16～1.23 mg/kg，这对改善畜禽机体代谢、增强抗病能力、促进肠道吸收及预防消化道等疾病均具有非常重要的作用^[5]。此外，饲用玉米可溶性碳水化合物含量约为17%，有利于促进畜禽采食及消化吸收^[6]。

2 饲用玉米青贮技术

2.1 刈割期和留茬高度

适宜的刈割期能提高玉米青贮的干物质和淀粉含量，降低粗纤维含量，而合理的留茬高度则可在保证资源充分利用的同时，进一步提升其营养价值。吴鹏鑫等^[7]研究表明，在蜡熟期，留茬高度为30～60 cm时，“渝青玉3号”青贮玉米可获得良好的青贮品质，且在留茬高度为60 cm时，其饲用价值最高。何晓琳等^[8]研究表明，在1/2乳线期，留茬高度为20～40 cm时，桂青贮7号青贮玉米的营养价值相对更好，且其体外消化特性相对实现最大化。而王胜男等^[9]研究结果显示，粤西地区青贮玉米最适收获时间为雄蕊开花后第40～50天，此时可获得良好的青贮品质。综上，养殖人员应结合饲用玉米的品种特性，确定最适刈割期和留茬高度，使青贮效益达到最大化。

2.2 青贮添加剂

1）微生物菌剂。青贮是一个复杂微生物驱动的过程，其中主要以乳酸菌发酵为主。粱宇成等^[10]探讨了3株乳酸菌对全株玉米青贮品质及霉菌毒素脱毒效果的影响，发现相较于对照组，添加的3株乳酸菌均可提高全株玉米青贮发酵品质，并有效降低黄曲霉毒素B₁浓度，且其中植物乳杆菌S6-2还可降低呕吐毒素的浓度，这与代友超等^[11]研究结果相似。地衣芽孢杆菌能快速为乳酸菌青贮发酵提供厌氧环境，促进其生长繁殖。在探讨地衣芽孢杆菌对全株玉米青贮效果的研究中发现，添加3.2×10⁶ CFU/g的地衣芽孢杆菌可有效提高青贮玉米中粗脂肪的含量，并显著降低其中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量，改善了其发酵品质；同时对呕吐毒素、伏马毒素和黄曲霉毒素等有一定的脱毒作用^[12]。总之，额外添加菌剂可促进乳酸菌的生长增殖，有利于促进饲用玉米的青贮发酵，提高其青贮品质。

2）酸制剂。酸制剂可为青贮体系提供较低的pH，抑制梭菌、肠杆菌等腐败菌的滋生，为乳酸菌的青贮发酵创造良好的环境。王晓春等^[13]研究结果显示，与对照组相比，添加4 mL/kg的甲酸和丙酸可分别提高全株玉米与大豆混贮饲料中淀粉含量各10.4%和31.31%，同时也提高了其有氧稳定性，减缓了饲草料变质时间。王艳霞等^[14]研究发现，盐酸、甲酸、乙酸均可以显著提高饲用玉米粗蛋白含量，降低pH和氨态氮含量，并显著提高乳酸菌的数量，促进了乳酸的形成，且其中以添加乙酸效果最佳。另外，李玉萌等^[15]研究发现，没食子酸可显著提高全株玉米干物质、粗蛋白、可溶性碳水化合物及乳酸的含量，同时显著降低粗纤维和氨态氮/总氮的含量，并显著提高相对饲用价值，且综合考虑没食子酸的最适添加量为0.5%。而盛雪雷等^[16]则认为，山梨酸钾与乳酸菌复配比单一菌剂对玉米青贮效果更佳。

3）酶制剂。酶制剂也是饲草青贮过程中常用的一种添加剂。在探讨不同酶制剂对全株玉米青贮发酵影响的研究中发现，相较于果胶酶、α-半乳糖苷酶、β-甘露聚糖酶,添加纤维素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶对全株玉米青贮的效果更佳^[17]。彭盼盼等^[18]研究表明，相较于单一的复合酶制剂或复合菌制剂，菌酶复合剂对改善青贮玉米的营养成分和饲用价值表现更优。而王晓春等^[13]比较了单一复合菌制剂、单一复合酶制剂与复合菌酶制剂处理全株玉米与大豆混合青贮的效果，发现单一复合菌制剂表现效果最佳，这可能是由于青贮原料品种、菌酶浓度或种类等不同所致。

4）新型生物制剂。随着生物技术的快速发展，新型生物制剂将成为青贮饲料添加剂的一个重点研究方向。甘肃农业大学相关课题组通过基因工程技术构建了7株含有3个纤维素酶系的乳酸菌的工程菌，结果发现其中5株纤维素重组乳酸菌可有效改善玉米秸秆青贮品质，并能抑制青贮料的有氧暴露的二次发酵，延长其存贮时间，这为青贮添加剂的研制奠定了基础^[19]。张志清^[20]将漆酶重组乳酸乳球菌应用于玉米秸秆青贮，与对照组相比，其纤维素酶解还原糖得率提高了19%，且青贮品质得到了提升。新型生物制剂相较于传统的生物饲料添加剂，青贮品质更佳、效率更高，然而由于其价格较高，增加了青贮成本。

2.3 青贮方式

饲用玉米单独青贮时，其营养成分相对单一，难以满足畜禽营养需求。通过加入富含蛋白的牧草与饲用玉米进行混合青贮，可以丰富其营养成分，提高其饲用价值。孙芸等^[21]研究了不同比例的紫花苜蓿和全株玉米进行混合青贮的效果，结果显示，紫花苜蓿可提高青贮体系中粗蛋白和粗脂肪的含量，且添加量为30%时，其青贮发酵品质与饲草价格成本均为最佳。李雨嘉等^[22]探讨了全株玉米与大豆混合青贮的效果，发现大豆可为整个青贮体系提供蛋白，保持能氮平衡；而全株玉米则为整个青贮体系提供充足的可溶性碳水化合物，促进青贮发酵；且推荐全株玉米与大豆最适混贮比例为4∶6。麻天丽等^[23]研究也得出类似结果，即认为全株玉米与豆科牧草混合青贮，可显著提高全株玉米粗蛋白含量，并为青贮发酵提供底物；其中以全株玉米与全株大豆、全株箭筈豌豆三者进行混合青贮效果最优。除此之外，混贮方案的选择还应综合考虑原料来源、运输成本及存储条件等因素，以获得最大的经济效益。

2.4 其他因素

玉米品种间的遗传差异影响着其养分合成效率和生长水平，进而影响了其青贮营养品质。代友超等^[11]研究不同玉米品种中青贮品质的差异，发现青贮玉米“登海 3721”的青贮品质较其他品种的更佳，可能是由于其可溶性糖含量更高，而粗纤维、粗蛋白相对更低，更利于青贮发酵。原料水分含量是影响乳酸菌生长繁殖的主要因素之一。王诚等^[24]发现，70%含水量的玉米青贮品质较好，其粗蛋白和乳酸含量较高，而粗纤维及pH较低。此外，还有研究表明，青贮时间和糖蜜添加量同样对饲用玉米的青贮品质有影响^[25-26]。

3 青贮技术的智能化管理

在饲用玉米饲料产业的快速发展下，青贮饲料收获、粉碎、打捆、裹膜等智能机械化技术也应运而生。目前，市场上常见的收获机多是将收割、喂料、揉丝及粉碎功能融为一体。如新疆牧神4QZ-3000A收获机采用双圆盘式割台装置，具有正反转喂料功能，能降低堵料发生率，提高收割效率，并能实现不同模式饲料收割，确保秸秆切断长度一致；又如石家庄美迪9QZ-2200A收获机采用12片刀片的盘刀式切碎装置，切碎刀盘速度达1 100 r/min，切碎程度为8～25 mm^[27]。而河北农哈哈集团设计并研发的4QZ-20型青饲料收获机还增加了青贮添加剂自动喷洒功能，大大提高了设备的操作效率及智能化水平^[28]。我国对打捆机械化也做了较多研究，主要将打捆和裹膜功能融为一体。如顺邦农机与甘肃省机械科学研究院有限责任公司研制的打捆裹膜一体机9YYC-115，全自动操作，采用皮带与钢辊的组合，不易堵塞；40～50 捆/h，成捆裹包体积大、吨位高；裹包直径1.15 m、宽度1.2 m、质量达850 kg^[27]。但现阶段我国青贮技术智能化水平与发达国家相比仍存在一定的差距。

4 结 语

近年来，青贮技术的不断发展和完善，进一步提升了饲用玉米的营养价值和利用效率。通过掌握最佳的刈割期和留茬高度、筛选适宜的微生物制剂和酶制剂、优化青贮方式等手段，能够显著改善青贮玉米的发酵品质和适口性。然而，当前研究仍存在一定的挑战，如存在饲用玉米品种适应性、青贮剂稳定性差、青贮品质参差不齐、技术体系不完善及智能化水平不高等问题。未来，应加强技术创新，优化青贮技术体系，推动饲用玉米向高效饲料作物的发展，为畜牧业的高质量发展提供有力支撑。

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