王 黎, 王傳杰, 潘 旻, 程志強, 魏元浩, 華鶴良, 印志同, 趙國琦, 黃倩倩*

(1． 揚州大學動物科學與技術學院， 江蘇 揚州 225009； 2. 揚州大學實驗農牧場， 江蘇 揚州 225009；3. 揚州大學農學院， 江蘇 揚州 225009)

青貯玉米(ZeamaysL.)氣味酸香、營養(yǎng)豐富、適口性好，且能長期保存，是畜牧業(yè)的優(yōu)良粗飼料來源，因而在世界范圍內廣泛種植。2015年，中央一號文件頒布后，我國相應省市因地制宜，將中低產區(qū)的玉米籽粒生產轉變?yōu)橛衩兹昵噘A飼用生產，積極推進“糧改飼”。截至2020年，我國青貯玉米種植面積已達100萬hm2[1]。但我國幅員遼闊，適宜不同地區(qū)種植的青貯玉米品種也不盡相同。目前，已有相關研究[2-5]結合引種地氣候、環(huán)境及引種目的，確定引種的參考指標，進行綜合評價，最終確定當?shù)刈钸m青貯玉米品種。

蘇中地區(qū)位于江蘇省中部、長江三角洲北翼，位于長江下游北岸、江淮平原南端，處于由亞熱帶向暖溫帶過渡的濕潤季風氣候，年均氣溫14.4℃，平均年降水量1 000 mm，年日照時數(shù)2 130～2 430 h，水熱資源充沛，適合種植青貯玉米。但是有關蘇中地區(qū)種植的青貯玉米品種的相關報道較少。因而，本試驗分析評價了4個青貯玉米品種的營養(yǎng)價值、青貯品質以及瘤胃降解特性，篩選出蘇中地區(qū)品質優(yōu)良的青貯玉米品種，旨在為蘇中地區(qū)青貯玉米品種的推廣利用提供理論依據(jù)，以期促進江蘇省畜牧養(yǎng)殖業(yè)的高效發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗采用揚州大學種植的4個品種，分別為‘雅玉8號’(‘YY08’)、‘康源01號’(‘KY01’)、‘揚大109’(‘YD109’)、‘牧場06號’(‘MC06’)，種植于揚州大學高郵實驗農牧場(32°70′N，19°63′E，海拔3 m，中國揚州)。試驗地位于江蘇省中部，地處江淮平原南端，年平均氣溫16.2℃，年平均降水量1 341.5 mm，無霜期221 d。前茬作物為小麥，肥力中等。試驗采用完全隨機區(qū)組設計，每個品種種植3個小區(qū)，小區(qū)面積60。6月15日人工點播，每穴2粒，播種后灌溉保證全苗，田間管理同大田管理，于蠟熟期刈割。

1.2 試驗動物及飼糧

試驗選用3頭生理狀況相同、體況良好、體重(600±25) kg、裝有永久性瘤胃瘺管、處于泌乳中后期的中國荷斯坦奶牛，飼養(yǎng)于揚州大學試驗農牧場。試驗牛飼糧精粗比為40∶60，基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。試驗期間，奶牛采用拴系飼養(yǎng)，每天飼喂2次(06∶00和18∶00)，自由飲水。

表1 基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet 單位：%DM

1.3 試驗方法

1.3.1青貯制作方法 每個玉米品種種植3個小區(qū)，共計12個小區(qū)。刈割后的玉米用人工鍘刀切碎至2 cm左右小段，制作袋裝青貯。每個品種每個小區(qū)制作6個袋子(20 cm× 30 cm)，每袋盛放180 g青貯玉米原料，無添加劑。青貯飼料于室溫(22℃～25℃)條件下青貯60 d。青貯完成后，將每個品種每個小區(qū)的6袋樣品混合，用于后續(xù)試驗指標的測定。

1.3.2瘤胃降解率試驗 取一部分青貯樣品65℃烘干至恒重，然后粉碎至2 mm。12個小區(qū)的青貯試樣各設置3次重復。準確稱取2 g試樣裝入5 cm×20 cm，孔徑為50 μm的尼龍袋中，于晨飼后2 h通過瘤胃瘺管送入瘤胃腹囊中。按照“同時放入，依次取出”原則[6]，分別于放入后0 h，6 h，12 h，24 h，36 h，48 h和72 h后取出。取出后，用清水淋洗，直至沖洗液為澄清。將樣品于65℃烘箱烘至恒重后稱重，計算相關指標。

1.4 檢測指標

1.4.1常規(guī)營養(yǎng)成分分析 將青貯玉米樣品放置在65℃的電熱恒溫鼓風干燥器(DHG-9240A)中干燥48 h除去水分，干燥后粉碎。干物質(Dry matter，DM)含量采用GB /T 6435-2014的方法測定。粗蛋白(Crude protein，CP)含量采用FOSS全自動凱氏定氮儀測定。中性洗滌纖維(Neutral detergent fiber，NDF)和酸性洗滌纖維(Acid detergent fiber，ADF)含量使用ANKOM-2000I纖維分析儀(安康公司，美國)進行測定。樣品放置在馬弗爐中，550℃灼燒至恒重，測定粗灰分(Crude ash，CA)含量。淀粉含量采用試劑盒(南京建成生物工程研究所，中國)測定。

1.4.2青貯后營養(yǎng)成分分析 測量4個品種全株青貯玉米青貯后的DM，CP，NDF，ADF，CA、淀粉含量，方法同上。

1.4.3青貯發(fā)酵品質分析 隨機取50 g青貯樣品與50 mL無菌蒸餾水均勻混合后粉碎，隨后用4層紗布和中速定性濾紙過濾，過濾所得的提取液保存在—20℃的冰箱中，用于后續(xù)pH、揮發(fā)性脂肪酸(Volatile fatty acid，VFA)、氨態(tài)氮(Ammonia nitrogen，NH3-N)、乳酸(Lactic acid，LA)的測定。pH采用pH計(PB-21型，北京賽多利斯科學儀器有限公司)測定。VFA含量采用安捷倫7890A氣相色譜法測定，色譜條件為：色譜柱(Supelco NO：24 107)，進樣口溫度220℃，分流比40∶1，柱箱溫度135℃，檢測器(FID)溫度210℃，載氣為氮氣，壓力260 kPa，燃氣為H2，流量30 mL·min-1，助燃氣為空氣，流量400 mL·min-1。手動進樣，進樣量1 μL。NH3-N含量采用苯酚-次氯酸鈉比色法測定[7]?？偟?Total nitrogen，TN)通過凱氏定氮法測定[8]。

1.4.4V-Score評分分析 V-Score評分體系是以青貯飼料中所含的氨態(tài)氮/總氮值和乙酸、丙酸、丁酸含量來評定青貯發(fā)酵品質的優(yōu)劣，總分按100分計，計算方法詳見表2，根據(jù)評分結果將青貯飼料品質分為3個等級，即良好(>80分)、尚可(60～80分)、不良(<60分)。

表2 4個青貯玉米品種的V-Score評定標準Table 2 Formula for V-Score fraction of four whole-crop silage maize varieties

1.4.5青貯后瘤胃降解分析 瘤胃降解后的殘渣測量DM，NDF，ADF和淀粉含量，測量方法同上。瘤胃降解率、瘤胃降解參數(shù)及瘤胃有效降解率的計算公式如下。

(1)瘤胃降解率(%)=(1—降解后殘渣養(yǎng)分含量/降解前樣品養(yǎng)分含量)×100%

(2)瘤胃降解參數(shù)采用McDonald的公式[9]進行計算：P=a+b(1—e-ct)，(t≥0)

瘤胃有效降解率(Effective degradability，ED)按以下公式計算：ED=a+b×c/(c+k)

式中:t為飼料在瘤胃內停留的時間(h)；

P為尼龍袋在瘤胃內滯留時間t后的飼料某一營養(yǎng)成分降解率(%)；

a為快速降解部分(%)；

b為慢速降解部分(%)；

c為b部分降解速率(%·h-1)；

k為某營養(yǎng)成分的瘤胃外流速率，在本試驗中，k值取0.031 5%·h-1[10]。

每頭牛的常量a，b，c使用SAS程序的非線性回歸模型進行計算。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2016進行整理，SPSS 19.0 進行單因素方差分析，Turkey法進行差異顯著性檢驗，P<0.05 表示差異顯著，分析結果以平均值±標準差的形式表示。

2 結果與分析

2.1 4個玉米品種的常規(guī)營養(yǎng)成分分析

4個青貯玉米品種的常規(guī)營養(yǎng)成分如表3所示。4個品種的DM含量在27.61%～ 34.80%之間，‘MC06’含量最高，為34.80%，高于‘YY08’和‘KY01’(P<0.05)。4個品種青貯玉米的CP，NDF，ADF，CA和淀粉含量均無差異。

表3 4個青貯玉米品種的常規(guī)營養(yǎng)成分Table 3 Chemical compositions of four whole-crop silage maize varieties

2.2 4個玉米品種全株青貯后的營養(yǎng)成分分析

由表4可知，4個玉米品種全株青貯后的DM含量在26.00%～33.77%之間，‘KY01’最低，為26.00%，低于‘MC06’(P<0.05)。‘MC06’和‘YD109’的CP含量較高，分別為7.66%和7.53%，高于‘KY01’(P<0.05)。4個品種青貯玉米的NDF，ADF，CA，淀粉含量均無差異。

表4 4個青貯玉米品種全株青貯后的營養(yǎng)成分Table 4 Chemical compositions of four whole-crop silage maize varieties after ensiling

2.3 4個玉米品種全株青貯后的發(fā)酵品質分析

由表5可知，‘YD109’的pH最高，為4.42，高于‘YY08’，‘MC06’和‘KY01’(P<0.05)?！甅C06’的AN/TN最低，‘KY01’最高，品種間差異顯著(P<0.05)?！甂Y01’的WSC含量最低，為4.41%，與‘YY08’無差異，但低于‘MC06’和‘YD109’(P<0.05)。‘YY08’的乳酸含量最高，為1.87%，高于‘MC06’,‘KY01’和‘YD109’(P<0.05)?！甕D109’的乙酸含量最高，為1.19%，高于其余3個品種(P<0.05)?！甕Y08’未檢測到丙酸，‘YD109’丙酸含量為0.07%，高于‘MC06’和‘KY01’(P<0.05)。4個玉米品種全株青貯均未檢測到丁酸。

表5 4個青貯玉米品種全株青貯后的發(fā)酵品質Table 5 Fermentation quality of four whole-crop silage maize varieties after ensiling

2.4 4個玉米品種全株青貯后的青貯發(fā)酵品質V-Score評分分析

采用V-Score評分體系對青貯飼料發(fā)酵品質進行評分(圖1所示),結果表明4個品種的青貯玉米得分均為良好(>80分)，‘YY08’，‘MC06’，‘KY01’和‘YD109’得分分別為95分、97分、92分、93分。其中，‘KY01’和‘YD109’得分較低，顯著低于其余兩組(P<0.05)。

圖1 4個青貯玉米品種全株青貯后的青貯發(fā)酵品質得分Fig.1 The fermentation quality score of four whole-crop silage maize varieties after ensiling

2.5 4個玉米品種青貯飼料的瘤胃降解特性

由表6可知，4個青貯玉米的DM有效降解率和NDF有效降解率均存在差異，其中‘YD109’的DM有效降解率和NDF有效降解率均高于‘YY08’和‘MC06’(P<0.05)，分別為39.24%和29.91%。4個青貯玉米品種的ADF有效降解率無顯著差異。

表6 4個青貯玉米品種的瘤胃降解特性Table 6 Ruminal degradation analysis of four silage maize varieties

3 討論

3.1 4個青貯玉米品種的營養(yǎng)價值比較

DM含量是評價牧草利用效率的關鍵指標，DM含量的高低決定了牧草的經濟效益[11]。在本次測量中，4個青貯玉米的干物質含量為27.61%～34.80%，與青貯玉米最佳DM含量(28%～35%)相接近[12]。其中，‘MC06’的DM含量高于‘YY08’和‘KY01’，說明其具有較高的青貯價值[13]。青貯玉米粗蛋白含量越高，越有利于平衡其能氮比[14]，提高奶牛消化率。本次測量的CP含量為7.72%～8.03%，測量結果與劉桃桃等[2](6.61%～8.16%)、劉建寧等[5](7.48%～8.28%)相近，但低于張瑞珍等[15](8.0%～11.6%)。這可能是由供試玉米地理種植位置的差異造成的。我國玉米CP含量總的趨勢是西部高，東部低[16]。NDF和ADF是表示飼料中纖維成分的重要指標，NDF會增加反芻動物的飽腹感，降低動物采食量，ADF與消化率負相關[17]，同時NDF還能夠反映動物可消耗的草料數(shù)量[18]。在本次測量中，4個青貯玉米品種的NDF含量為47.01%～53.48%，ADF含量為24.18%～26.34%，測量結果與劉桃桃等[2](NDF含量47.92%～49.48%，ADF含量23.39%～24.49%)相近，但NDF含量高于張瑞珍等[15](35.8%～40.4%)，ADF含量低于劉建寧等[5](24.47%～28.33%)。玉米粗纖維含量會隨著生育期氣候的變化而變化[19]，本試驗氣候條件與劉桃桃等[2]、張瑞珍等[15]存在一定不同，這可能會導致NDF含量的差異。同時，測量結果也說明，本試驗青貯玉米木質化程度較低，作為飼料更易被奶牛消化。淀粉是全株青貯玉米青貯時飼料代謝能和瘤胃可發(fā)酵有機物的主要來源，也是瘤胃微生物活動的燃料[20]。在本次測量中，淀粉含量為23.09%～24.97%，測量結果與劉建寧等[5](20.46%～24.36%)的相近，但低于張瑞珍等[15]的(24.2%～35.2%)。玉米在灌漿結實期的水分差異會顯著降低籽粒中淀粉含量[21]，這可能是二者存在差異的原因。

3.2 4個玉米品種全株青貯后的營養(yǎng)價值分析

國家現(xiàn)行的青貯玉米品質分級標準對青貯玉米分級做出相關規(guī)定，如表7所示[22]。其中，青貯玉米等級與NDF，ADF含量負相關，與淀粉和粗蛋白含量正相關。

表7 青貯玉米品質分級標準Table 7 Grading standard of quality of corn silage

在本試驗中，4個全株青貯玉米品種青貯后的CP含量均大于7%，NDF含量均小于45%，ADF含量均小于26%，其中‘YY08’，‘MC06’，‘YD109’三個品種的ADF含量小于23%，達到一級青貯玉米的ADF含量標準。DM含量是衡量青貯品質的重要指標，也關系到全株玉米青貯在奶牛飼糧中的添加比例[23]。在4個青貯玉米品種中，‘MC06’和‘YD109’的CP含量高于其余兩個品種，說明‘MC06’和‘YD109’可以為動物提供更多的蛋白質，其品質更佳。在本試驗中，4個青貯玉米品種青貯后的DM含量均存在一定程度的下降，這可能是由于青貯開封時干物質以氣體形式散發(fā)出去，也可能是在青貯過程中，干物質轉化為其余形式能量。青貯后，4個品種青貯玉米的NDF，ADF含量也存在一定程度下降，說明青貯可以在一定程度上提高飼料消化率，這一試驗結果與那亞等[18]相同。綜上，從營養(yǎng)價值角度看，‘MC06’和‘YD109’表現(xiàn)較優(yōu)。

3.3 4個玉米品種全株青貯后的發(fā)酵品質分析

pH值是衡量常規(guī)青貯的重要指標，pH值偏低，則說明發(fā)酵品質較好，一般pH值<4.2為優(yōu)，本試驗中4個全株青貯玉米品種青貯后的pH值在3.81～4.42之間，僅有‘YD109’的pH值大于4.2，為4.42。本試驗中‘YD109’的pH值較大，可能是由于青貯制作過程中，密封時未壓實，有部分氧氣殘余，進而造成霉菌等好氧菌的快速繁殖，抑制乳酸菌的正常增殖，最終導致‘YD109’的pH相對較高。本試驗中4個青貯玉米品種青貯后的氨態(tài)氮含量在6.39%～8.39%之間，‘MC06’的氨態(tài)氮含量最低，說明其蛋白質的降解程度較低，品質更好。乳酸是青貯玉米厭氧發(fā)酵階段的產物，乳酸菌在厭氧條件下迅速發(fā)酵，產生大量乳酸，降低青貯玉米pH值，抑制腐敗微生物繁殖，保存青貯玉米的營養(yǎng)價值，在青貯發(fā)酵中起著關鍵作用[24]。在理想發(fā)酵條件下，乳酸菌利用原料中的營養(yǎng)物質進行發(fā)酵，最終只產生乳酸。因此，乳酸含量在判定青貯玉米發(fā)酵性能時尤為重要。本次試驗的乳酸含量在1.66%～1.87%之間，與陸永祥等[25]結果(1.60%～1.79%)相近，其中‘YY08’的乳酸含量最高(P<0.05)，說明‘YY08’發(fā)酵品質較好，這一結果也與pH測量結果相對應。揮發(fā)性脂肪酸是少量厭氧菌與乳酸菌競爭青貯玉米營養(yǎng)物質，進而發(fā)酵后的產物。此外，乳酸菌在進行異型發(fā)酵時也會產生與乳酸等量的乙酸[26]。丙酸主要由丙酸菌分泌產生[27]，丁酸主要是由一些腐敗菌的代謝活動所產生[28]，因而揮發(fā)性脂肪酸的總量及各自比例是衡量青貯品質的重要指標，本試驗中4個全株青貯玉米品種青貯后的乙酸含量在0.63%～1.19%之間，丙酸含量在0.03%～0.07%之間，其中‘YY08’并未檢測出丙酸，而丁酸在本次檢測中均未被檢測出。本次測量結果高于陸永祥等[25]測定結果(乙酸含量0.15%～0.19%)。以上差異的原因可能是陸永祥等[25]試驗地海拔較高，氧氣濃度相比于本試驗較低，進而抑制好氧細菌的生長，降低乙酸含量。綜上所述，4個青貯玉米品種青貯后的品質存在一定差異。

3.4 4個玉米品種青貯飼料的瘤胃降解特性分析

在本次試驗中，DM的有效降解率在35.29%～39.95%之間，由高到低依次為‘KY01’，‘YD109’，‘YY08’和‘MC06’，且品種間有顯著差異(P<0.05)。試驗結果表明，與‘YD109’相比，‘YY08’和‘MC06’，‘KY01’更容易被反芻動物降解消化。本試驗測量結果與吳鵬昊等[29](37.60%～41.29%)結果相近，但低于劉永嘉等[30](40.78%～48.99%)測量結果。這可能是因為劉永嘉等[30]在瘺管牛的日糧中添加了鋅(過瘤胃硫酸鋅，RPZn)，過瘤胃硫酸鋅有效降低了瘤胃中鋅的濃度，降低了高濃度Zn對瘤胃中微生物和酶的負面作用，進而提升了瘤胃干物質降解率。NDF的有效降解率在21.20%～29.91%之間，‘YD109’的NDF的有效降解率高于‘YY08’，‘MC06’和‘KY01’(P<0.05)，說明‘YD109’的纖維素含量和木質化程度較低，對反芻動物干物質采食量的影響較小[31]，可以更好的被反芻動物利用。本試驗測量結果與吳鵬昊等[29](23.09%～31.44%)結果相近，但低于火苗等[32](39.11%)測量結果。ADF的有效降解率在14.31%～17.56%，低于火苗等[32](28.44%)測量結果。本次試驗NDF和ADF的有效降解率均低于火苗等[32]的測量結果，二者的差異可能是奶牛本身的差異造成的。此外，本試驗瘺管牛飼喂時間、制作青貯玉米時的制作工藝與火苗等[32]存在一定差異，這也可能導致NDF和ADF的有效降解率的不同。

4 結論

4個供試品種的青貯營養(yǎng)品質和發(fā)酵品質表明，‘MC06’更適合引種蘇中地區(qū)。