朱慧森，鄒新平，玉 柱，高文俊，王永新，佟莉蓉，許慶方＊

（1.山西農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，太谷030801；2.中國農(nóng)業(yè)大學動物科學技術學院，北京100193）

青貯玉米（Zeamays）已經(jīng)成為反芻動物養(yǎng)殖業(yè)中主要的飼草之一。不同收獲時期對青貯玉米產(chǎn)量［1－4］、化學成 分［5－6］、養(yǎng) 分 降 解 率［7－8］等 的 影 響 已 經(jīng)開展了較多研究，不同收獲時期對玉米青貯飼料品質的影響也有較多的報道［3，8］，以及玉米秸稈不同收獲時期也作了研究［9］。雖然已經(jīng)有了大量的研究工作，但是與地上全株同時利用相關的青貯玉米收獲指數(shù)還沒有確立。在作物生產(chǎn)中，收獲指數(shù)是指籽粒產(chǎn)量與地上生物量的比值［10］，其注重的是籽粒產(chǎn)量。而全株調制青貯飼料的青貯玉米，既要注重籽粒產(chǎn)量，其余產(chǎn)量亦非常重要。美國 Wisconsin大學針對青貯玉米生產(chǎn)的特性，逐步完善了青貯玉米收獲指數(shù)，包括奶噸指數(shù)（Milk per ton index）和奶英畝指數(shù)（Milk per acre index）［11］。

本研究結合對不同時期收獲的青貯玉米生產(chǎn)性能及青貯品質進行分析，探尋比較簡捷的青貯玉米收獲評價指標。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

青貯玉米品種為兼用品種晉單42號，2013年春季播種于太谷縣北沙河村。田間采用單因子隨機區(qū)組設計，設3個區(qū)組，區(qū)組內(nèi)隨機安排收獲時期分別為籽粒形成期、乳熟期、蠟熟期和完熟期4個處理的小區(qū)。每個小區(qū)大小一致，面積30m2，種植密度4 200株·666.7m－2。

1.2 取樣與測定

在相應的收獲期，從每個小區(qū)的3個中間行，近地面刈割，稱取鮮重，計算單位面積鮮物質產(chǎn)量。從收獲的樣品中，先隨機選取5株，將雌穗上的籽粒手工剝下。同時隨機選取10株，切碎混勻。取1kg切碎鮮樣，連同籽粒和其他部位，迅速帶回實驗室103℃滅酶30min后，60℃烘干48h測定初水分；粉碎過1mm篩，103℃烘干24h測定絕干物質含量［12］，然后計算單位面積干物質產(chǎn)量和收獲指數(shù)。收獲指數(shù)包括作物收獲指數(shù)與MILK2006指數(shù)。作物收獲指數(shù)即籽粒與地上生物量之比［10］。MILK2006指數(shù)利用Wisconsin大學網(wǎng)提供的可自動計算的Excel表格，將所列項目數(shù)值輸入表格，自動生成奶噸指數(shù)和奶英畝指數(shù)［11］。其中奶噸指數(shù)是指每噸青貯可產(chǎn)牛奶的磅數(shù)，奶英畝指數(shù)是指每英畝青貯可產(chǎn)牛奶的磅數(shù)。

將切碎后的原料1kg裝入青貯袋內(nèi)，抽真空貯藏90d后，取20g樣品制備待測液。采用酸度計測定pH，苯酚——次氯酸鈉比色法測定氨態(tài)氮（Ammonia nitrogen，AN）［13］，液相色譜法測定有機酸（乳酸、乙酸、丙酸和丁酸）［14］。對青貯發(fā)酵品質采用pH、氨態(tài)氮和有機酸綜合評分［15］。剩余樣品如同原料一樣測定干物質含量。原料過1mm篩后的樣品，凱氏法測定粗蛋白質（CP）［16］，范氏法測定中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF）［17］，灼燒 法 測 定 粗 灰 分 （Ash）［18］，旋 光 法 測 定 淀 粉（Starch）［19］，索氏提取 法 測 定 粗 脂 肪 （EE）［20］，蒽酮——硫酸比色法測定水溶性碳水化合物（WSC）［21］，兩步法測定中性洗滌纖維消化率（NDFD）和干物質消化率（DMD）［22］。青貯樣品只測定CP、NDF、ADF、Ash、EE、淀粉、DMD 和 NDFD。以青貯前后DM含量與鮮重計算DM量，青貯前后DM量的比值計算DM保存率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SAS 9.0的GSM程序，對不同時期收獲青貯玉米原料和玉米青貯飼料的成分進行比較分析。對青貯玉米原料的鮮重、干重、DM、CP、NDF、ADF、EE、Ash、淀粉、WSC、DMD、NDFD 12項因子作相關分析，嘗試找出相關性較強的因子，用以簡化程序，指導田間收獲作業(yè)。

2 結 果

2.1 不同收獲時期青貯玉米的原料特性

由表1可知，不同收獲時期的玉米鮮重差異極顯著（P＜0.01）；不同收獲時期的DM產(chǎn)量和含量分別存在極顯著差異（P＜0.01）。籽粒形成期CP含量極顯著高于完熟期（P＜0.01）；完熟期NDF含量顯著高于蠟熟期（P＜0.05）；籽粒形成期ADF含量極顯著高于蠟熟期（P＜0.01）；EE含量隨著收獲期的延遲極顯著增加（P＜0.01）；蠟熟期和完熟期淀粉含量極顯著高于籽粒形成期和乳熟期（P＜0.01）；蠟熟期 WSC含量極顯著高于籽粒形成期（P＜0.01）；完熟期DMD顯著低于其他時期（P＜0.05）；隨著收獲時期的延遲，NDFD顯著下降（P＜0.05）。

2.2 不同收獲時期玉米青貯的品質

2.2.1 不同收獲時期玉米的青貯發(fā)酵品質 由表2可知，籽粒形成期玉米青貯pH極顯著高于乳熟期和蠟熟期（P＜0.01），而顯著高于完熟期（P＜0.05），完熟期玉米青貯pH顯著高于乳熟期和蠟熟期（P＜0.05）；籽粒形成期玉米青貯飼料氨態(tài)氮的濃度顯著高于乳熟期和蠟熟期（P＜0.05）；乳熟期和蠟熟期玉米青貯飼料乳酸的含量顯著高于籽粒形成期（P＜0.05）；不同收獲時期的乙酸和丙酸均表現(xiàn)為差異不顯著（P＞0.05）；蠟熟期和完熟期未檢測到丁酸；經(jīng)得分判斷，早期收獲調制的玉米青貯飼料發(fā)酵品質較差（P＜0.01）。

表1 不同收獲期青貯玉米原料特性Table1 Raw material characteristics of corn harvested at different periods

表2 不同收獲時期玉米的青貯發(fā)酵品質Table2 The fermentation quality of corn silage harvested at different periods

2.2.2 不同收獲時期玉米青貯飼料營養(yǎng)成分由表3可知，青貯后不同收獲時期玉米青貯飼料干物質保存率以及Ash含量各時期間差異均不顯著（P＞0.05），而DM含量各時期之間存在極顯著差異（P＜0.01），籽粒形成期玉米青貯飼料CP含量極顯著高于完熟期（P＜0.01）；完熟期玉米青貯飼料NDF含量極顯著高于蠟熟期（P＜0.01）；籽粒形成期玉米青貯飼料ADF含量極顯著高于蠟熟期（P＜0.01）；玉米青貯飼料EE含量和淀粉含量隨著收獲期的延遲而極顯著增加（P＜0.01）；完熟期玉米青貯飼料DMD顯著低于其他時期（P＜0.05）；隨著收獲時期的延遲，玉米青貯飼料的NDFD極顯著下降（P＜0.01）。

表3 不同收獲時期玉米青貯的營養(yǎng)成分Table3 The nutrient composition of silage from corn harvested at different periods

2.3 玉米青貯原料收獲指數(shù)分析

2.3.1 青貯玉米的作物收獲指數(shù) 籽粒形成期、乳熟期、蠟熟期、完熟期收獲指數(shù)分別為0.10、0.28、0.44、0.47，完熟期和蠟熟期收獲指數(shù)極顯著高于乳熟期和籽粒形成期（P＜0.01）。青貯玉米蠟熟期收獲，籽粒已經(jīng)達到最終產(chǎn)量的80%，秸稈達到90%，在此之前的收獲量極顯著低于最終產(chǎn)量（P＜0.01）。雖然完熟期籽粒產(chǎn)量與秸稈產(chǎn)量最高，但是此時的DM消化率從蠟熟期的69.28%，下降至完熟期的64.31%，NDF消化率也從50.67%下降至46.18%，綜合考慮青貯玉米產(chǎn)量與品質，以蠟熟期收獲為宜（圖1）。

2.3.2 青貯玉米的MILK 2006收獲指數(shù) 奶噸指數(shù)是在測定CP、NDF、Ash、EE、淀粉和NDFD的基礎上，衡量每噸干物質可產(chǎn)奶量。奶英畝指數(shù)結合了單位面積的DM產(chǎn)量。從原料來看，奶噸指數(shù)或是奶英畝指數(shù)，均以蠟熟期為最高，奶噸指數(shù)蠟熟期顯著高于乳熟期（P＜0.05），極顯著高于籽粒形成期和完熟期（P＜0.01）；奶英畝指數(shù)蠟熟期顯著高于完熟期（P＜0.05），極顯著高于籽粒形成期和乳熟期（P＜0.01）（表4）。由于乳熟期之前的淀粉含量較低，而完熟期NDFD下降，其奶噸指數(shù)和奶英畝指數(shù)均低于蠟熟期。青貯前后，奶噸指數(shù)的較小差異是由于各成分的稍有變化而致，奶英畝指數(shù)下降由青貯后3%～4%的DM損失所致。奶英畝指數(shù)均表現(xiàn)出青貯后下降的趨勢，而在籽粒形成期和乳熟期收獲的玉米青貯后奶噸指數(shù)則稍有提高。

2.3.3 簡捷青貯玉米收獲指數(shù)的確立 以 Wisconsin的奶噸指數(shù)和奶英畝指數(shù)，可以對青貯玉米適宜收獲期作出相對科學的判斷。但是在計算MILK2006指數(shù)時，需要測定DM產(chǎn)量和DM、CP、NDF、Ash、EE、淀粉含量以及NDFD，在田間作業(yè)時不便于操作，由此通過相關分析嘗試確立簡捷的收獲指數(shù)。

圖1 不同時期收獲青貯玉米的收獲指數(shù)及籽粒、莖稈占比Fig.1 The harvest index and percentage of grain and stover of corn harvested at different periods

表4 不同收獲時期青貯玉米與玉米青貯飼料的MILK2006收獲指數(shù)Table4 The MILK2006index of corn and silage harvested at different periods

玉米青貯飼料除了滿足纖維需要外，提供的主要是能量，而能量來源于淀粉和可消化的NDF，由表5可知，淀粉含量與DM含量成正相關關系（r2＝0.931），而 NDFD與DM 含量則成負相關關系（r2＝ －0.962）。干重與淀粉含量亦成正相關關系（r2＝0.990），結合產(chǎn)量性狀，可以將 DM 指標（DM含量和DM產(chǎn)量）作為青貯玉米的收獲評價指數(shù)，實際生產(chǎn)中DM含量一般以30%左右為宜。

3 討 論

3.1 青貯玉米對收獲期的響應

本研究結果與孫連雙等［2］、馮鵬［3］的研究結果相似，隨著青貯玉米生育期的推進，其生物量積累逐漸增加，養(yǎng)分濃度和產(chǎn)量增多。當收獲時期延遲至完熟期，淀粉、EE等含量雖有提高，但DMD和NDFD均下降。

不同收獲時期玉米青貯飼料的發(fā)酵品質差異較大，以籽粒形成期高水分青貯品質最差。在本試驗的袋貯研究中，未進行壓實處理，因而不會出現(xiàn)滲出液的損失。生產(chǎn)實踐中，早期收獲的青貯玉米含水量較高，青貯時對原料的壓實程度也較高，可能表現(xiàn)出高丁酸含量、高pH的劣質發(fā)酵結果。本研究中，青貯飼料的養(yǎng)分組成體現(xiàn)了原料的特點，與M.C.Der Bedrosian 等［23］和 T.Nishida等［24］的 研 究 類似。

表5 不同收獲時期青貯玉米各數(shù)值的相關系數(shù)Table5 The correlation coefficient of corn harvested at different periods

3.2 青貯玉米的收獲指數(shù)

作物的收獲指數(shù)只是籽粒產(chǎn)量與全部地上生物量的比值，而玉米青貯除了要考慮籽粒產(chǎn)量外，還有其他多個重要因素。不同收獲期玉米青貯原料存在較大的干物質產(chǎn)量、淀粉含量、CP含量、NDF含量、ADF含量、DMD、NDFD的差異。玉米青貯飼料主要提供纖維和能量，所以結合干物質產(chǎn)量、淀粉含量、NDF消化率等多項指標，可以建立適合青貯玉米的收獲指數(shù)。

以作物生產(chǎn)的收獲指標來評價青貯玉米，如果結合養(yǎng)分含量與可消化程度，可以推測蠟熟期適宜收獲，但是無法對青貯玉米的產(chǎn)量進行評價。MILK 2006的奶噸指數(shù)和奶英畝指數(shù)，能夠結合產(chǎn)量與品質，既可以評價不同青貯玉米品種的差異，還可以對收獲時期進行指導。MILK指數(shù)從最初主要關注淀粉含量與籽粒的 MILK1991、MILK1995，發(fā)展到引入NDFD后的MILK2000，調整NDFD對干物質采食量的預測及產(chǎn)奶量的估測，發(fā)展到目前的MILK2006。高飛等［25］運用較早的 MILK 2000指數(shù)，對青貯玉米的收獲時期進行了評價。雖然Wisconsin大學的網(wǎng)站提供了MILK 2006的計算表格，但是其中需要測定的項目包括DM含量、DM產(chǎn)量、CP含量、NDF含量和消化率、淀粉含量、Ash含量和EE含量，對于生產(chǎn)實踐一般難以及時操作。通過對原料各數(shù)值的相關性分析，可以比較簡捷地通過測定DM含量和產(chǎn)量來指導青貯玉米的收獲。如果按照生產(chǎn)實際中DM含量一般在25%～35%，則相應的DM收獲量在15～23t·hm－2，簡寫為15－25－35原則，即DM產(chǎn)量每公頃15t以上，DM含量25%～35%。在此范圍內(nèi)，奶噸指數(shù)為2 626～2 681lb·（t－1·DM－1），奶英畝指數(shù)為16 466～22 077lb·acre－1。本研究只是對單一品種作了探討，不同品種的收獲情況還有待繼續(xù)研究。

雖然在一定的范圍內(nèi)，隨著收獲時期的推遲，青貯玉米的產(chǎn)量和淀粉含量還在增加，但是根據(jù)M.C.Windle等［26］研究可知，淀粉的可消化程度呈下降趨勢。作為能量重要來源之一，玉米青貯飼料中的淀粉在發(fā)酵過程中的變化還有待深入研究。

4 結 論

綜合考慮養(yǎng)分含量與產(chǎn)量，青貯玉米宜在蠟熟期收獲；乳熟期、蠟熟期、完熟期收獲調制的玉米青貯飼料優(yōu)于籽粒形成期；隨著收獲時期的延遲，青貯玉米原料和玉米青貯飼料的NDFD和DMD均下降；可以通過DM含量和DM產(chǎn)量，簡捷地確定青貯玉米的適宜收獲時期。

（

）：

［1］朱建國.青貯玉米物質生產(chǎn)特性與營養(yǎng)品質的研究［D］.北京：中國農(nóng)業(yè)大學，2005.ZHU J G.Study on production characteristics and nutritive quality of silage maize［D］.Beijing：China Agricultural University，2005.（in Chinese）

［2］孫連雙，李東陽，張亞龍，等.收獲期對青貯玉米產(chǎn)量的影響［J］.中國農(nóng)學通報，2010，20（3）：157－160.SUN L S，LI D Y，ZHANG Y L，et al.Effect of harvest of yield on silage maize［J］.ChineseAgricultural ScienceBulletin，2010，20（3）：157－160.（in Chinese）

［3］馮 鵬.品種與栽培技術對玉米產(chǎn)量及青貯質量的影響［D］.北京：中國農(nóng)業(yè)科學院，2011.FENG P.Effect of varieties and cultivation techniques on maize yield and silage quality［D］.Beijing：Chinese Academy of Agricultural Sciences，2011.（in Chinese）

［4］于明禮.收獲期和氮肥運籌對不同類型飼用玉米產(chǎn)量及品質特性的影響［D］.泰安：山東農(nóng)業(yè)大學，2009.YU mL.The effect of harvest time and nitrogen operation on different forage corn yield and quality traits［D］.Taian：Shandong Agricultural University，2009.（in Chinese）

［5］焉 石.碳水化合物添加劑和不同收獲期對青貯玉米青貯品質的影響［D］.哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學，2010.YAN S.The effect of carbohydrate additives and different harvest stages on corn silage quality［D］.Harbin：Northeast Agricultural University，2010.（in Chinese）

［6］苗樹君，楊 柳，曲永利，等.不同收獲期青貯玉米貯前和貯后營養(yǎng)含量變化研究［J］.草食家畜，2005（3）：40－42.MIAO S J，YANG L，QU Y L，et al.The research of nutritive contents change between whole plant corn and corn silage harvested at different growth period［J］.Grass－FeedingLivestock，2005（3）：40－42.（in Chinese）

［7］梁 萍.不同生育期青貯玉米營養(yǎng)含量及瘤胃降解特性研究［D］.福州：福建農(nóng)林大學，2006.LIANG P.The nutrition of silage corn in different growth stage and ruminal degradation trendinvitro［J］.Fuzhou：Fujian Agriculture and Forestry University，2006.（in Chinese）

［8］苗樹君，曲永利，楊 柳，等.不同收獲期玉米青貯營養(yǎng)成分在奶牛瘤胃內(nèi)降解率的研究［J］.動物營養(yǎng)學報，2007，19（2）：172－176.MIAO S J，QU Y L，YANG L，et al.Study on the rumen degradabilities of nutritional composition of corn silage harvested at different stages for diary cattle［J］.ChineseJournalofAnimalNutrition，2007，19（2）：172－176.（in Chinese）

［9］閆貴龍，田樹飛，穆秀明，等.糯玉米秸稈不同收獲時間對其營養(yǎng)成分含量和干物質消化率的影響［J］.畜牧獸醫(yī)學報，2015，46（2）：251－256.YAN G L，TIAN S F，MU X M，et al.Influence of harvesting time on the nutritional components and dry matter digestibility of waxy corn stalks［J］.ActaVeterinariaetZootechnicaSinica，2015，46（2）：251－256.（in Chinese）

［10］謝光輝，韓東倩，王曉玉，等.中國禾谷類大田作物收獲指數(shù)和秸稈系數(shù)［J］.中國農(nóng)業(yè)大學學報，2011，16（1）：1－8.XIE G H，HAN D Q，WANG X Y，et al.Harvest index and residue factor of cereal crops in China［J］.JournalofChinaAgriculturalUniversity，2011，16（1）：1－8.（in Chinese）

［11］SHAVER R，UNDERSANDER D，SCHWAB E，et al.Milk：combining yield and quality into a single term［DB/OL］.http：//www.uwex.edu/ces/forage/pubs/milk2000.htm.

［12］ISO 6496：1999.Animal feeding stuffs －determination of moisture and other volatile matter content［S］.

［13］BRODERICA G A，KANG J H.Automated simultaneous determination of ammonia and amino acids in ruminal fluid andinvitromedia［J］.JDairySci，1980，63（1）：64－75.

［14］許慶方，玉 柱，韓建國，等.高效液相色譜法測定苜蓿青貯中的有機酸［J］.草原與草坪，2007（2）：63－65，67.XU Q F，YU Z，HAN J G，et al.Determining organic acid in alfalfa silage by HPLC［J］.Grasslandand Turf，2007（2）：63－65，67.（in Chinese）

［15］山西省地方標準.DB14/T 953－2014 玉米青貯飼料［S］.Local Standard of Shanxi Province.DB14/T 953－2014 Corn silage［S］.（in Chinese）

［16］AOAC－Association of Official Analytical Chemist.Official methods of analysis（18th ed.）［M］.Arlington，VA：AOAC，2006.Protein （Crude）in Animal Feed 984.13.

［17］VAN SOEST P J，ROBERTSON J B，LEWIS B A.Methods for dietary fiber，neutral detergent fiber and non－starch polysaccharides in relation to animal nutrition［J］.JDairySci，1991，74（10）：2583－3593.

［18］AOAC－Association of Official Analytical Chemist.Official methods of analysis（15th ed.）［M］.Arlington：AOAC，1990.v.1Ash of Animal Feed 942.05.

［19］AOAC－Association of Official Analytical Chemist.Official methods of analysis（15th ed.）［M］.Arlington：AOAC，1990.v.1Starch in Flour 14031－032.

［20］AOAC－Association of Official Analytical Chemist.Official methods of analysis（15th ed.）［M］.Arlington：AOAC，1990.v.1Fat（Crude）or Ether Extract in Animal Feed 984.13.

［21］OWENS V N，ALBRECHT K A，MUCK R E，et al.Protein degradation and fermentation characteristics of red clover and alfalfa silage harvested with varying levels of total nonstructural carbohydrates［J］.Crop Sci，1999，39（6）：1873－1880.

［22］TILLY J M A，TERRY R A.A two－stage technique for theinvitrodigestion of forage crops［J］.JBrGrasslandSoc，1963，18（2）：104－111.

［23］DER BEDROSIAN M C，NESTOR K E Jr，KUNG L Jr.The effects of hybrid，maturity，and length of storage on the composition and nutritive value of corn silage［J］.JDairySci，2012，95（9）：5115－5126.

［24］NISHIDA T，ERUDEN B，HOSODA K，et al.Digestibility，methane production and chewing activity of steers fed whole－crop round bale corn silage preserved at three maturities［J］.AnimFeedSciTechnol，2007，135（1－2）：42－51.

［25］高 飛，高洪雷，王麗霽，等.不同成熟期青貯玉米混播對產(chǎn)量和品質的影響［J］.草地學報，2009，17（4）：490－494.GAO F，GAO H L，WANG L J，et al.Effects of mixed planting silage corn with different maturation period on yield and feed value［J］.ActaAgrestiaSinica，2009，17（4）：490－494.（in Chinese）

［26］WINDLE M C，WALKER N，KUNG L Jr.Effects of an exogenous protease on the fermentation and nutritive value of corn silage harvested at different dry matter contents and ensiled for various lengths of time［J］.JDairySci，2014，97（5）：3053－3060.