青贮玉米具有产量高、营养价值高、制作成本低、适口性好等优势,是畜牧养殖中反刍动物的优质绿色饲料,有助于改善动物生产性能[1-2]。近年来,全株青贮玉米播种面积逐年增加。2016年,农业结构调整,“粮改饲”试点范围扩大。2020年,青贮玉米面积预计达到1.667 5×1010 m2[3]。种植青贮玉米在农业结构调整方面的意义正逐步显现[4],玉米青贮成为草畜产业发展需掌握的重要技术,针对青贮玉米秸秆加工处理措施和提高青贮玉米秸秆营养价值的研究日益增多[5]。青贮前加工会对青贮料的重量产生影响,切割长度不同可改变青贮材料的重量[6-8],对其pH值及营养物质含量产生影响[9],切割长度越短,青贮饲料发酵品质越优[10]。因此,生产实践中通常将原材料切割为2~3 cm进行青贮发酵。不同的青贮压实度会影响穿透青贮玉米饲料氧气的程度,压实度增加可防止青贮时和储藏期间空气渗入,提高有氧稳定性,降低干物质损失,影响青贮玉米的发酵品质[11-13]。目前,我国青贮玉米产业还需进一步发展,青贮玉米的品种选育、加工以及开发利用率有待提高,仍需开展品质相关研究,更新青贮综合技术[14]。本研究设置2个切割长度及4个压实度对玉米进行青贮,50 d后开窖,对青贮玉米进行感观评价,测定其营养物质含量、有氧稳定性等指标,采用隶属函数法进行综合评价,旨在筛选适宜的青贮玉米压实度及切割长度,为青贮玉米制作工艺提供参考。1材料与方法1.1试验地概况试验基地位于云南省中部的昆明市宜良县(北纬24°30'36"~25°17'02",东经102°58'22"~103°28'75"),海拔1 680 m,气温年差较小,日差较大。最热月平均气温21.7 ℃,最冷月平均气温8.1 ℃;年平均相对湿度75%,全年无霜期约260 d。年平均日照2 032.8 h,比同纬度其他地区的日照时数、日照率高。土壤以红壤为主,经试验测定,土壤肥力较低。1.2试验设计以曲辰9号为材料,蜡熟期收获后于PVC发酵罐进行青贮试验,选择压实程度和切碎长度两个因素。切碎长度设置两个梯度,分别为1~2 cm和3~5 cm;压实度设为4个梯度,分别为400、500、600、700 kg/m3。青贮50 d开窖,测定青贮玉米感观特性、发酵特性及营养指标的变化,在第0、12、24、48、72、120 h测定有氧稳定性,采用隶属函数法对不同切割长度和压实度处理下的青贮玉米进行综合评价。1.3测定方法及指标1.3.1青贮玉米感观评定感观评价以农业农村部颁发《青贮饲料质量评定标准(试行)》[15]为评价依据,对试验材料的pH值、水分、气味、色泽、质地等5个指标进行评定,计算综合得分。青贮饲料质量评定标准见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.14.023.T001表1青贮饲料质量评定标准项目pH值水分气味色泽质地总分2520252010优等3.4~3.8(25~18)70%~75%(20~14)甘酸清香(18~25)色泽鲜亮黄绿色为主(14~20)松散不粘手(8~10)良好3.9~4.1(17~10)76%~80%(13~8)淡酸味(9~17)褐黄色(8~13)中间(4~7)一般4.2~4.7(9~1)81%~85%(7~1)刺鼻(1~8)中间(1~7)发粘(1~3)劣等4.8以上(0)86%以上(0)腐败霉烂味(0)暗褐色(0)结块(0)注:括号内数值表示各项所得分数。分根据综合得分,将青贮玉米饲料划分为优秀、良好、一般和劣质4个等级。1.3.2青贮玉米营养指标采用65 ℃干燥法测定干物质(DM)含量;按照GB 6432—2018测定粗蛋白(CP)含量;采用直接蒸馏法测定氨态氮(TBN)含量;采用范氏纤维测定法测定纤维素[中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和酸性洗涤木质素(ADL)含量;采用蒽酮-硫酸法测定可溶性碳水化合物(WSC)含量;采用实验室鉴定法测定青贮料pH值,进行青贮料腐败程度鉴定。1.3.3青贮玉米有氧稳定性及有机酸含量2 ℃前保持稳定的小时数表征[16]。有机酸含量参照DB15/T 1458—2018标准测定,利用岛津LC2030高效液相色谱仪测定乳酸、乙酸、丙酸、丁酸含量。1.4数据统计与分析试验数据采用Excel软件进行整理,SPSS软件进行方差分析,Duncan's法多重比较。结果以“平均值±标准差”表示,P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1切碎长度和压实度对青贮玉米感观评价的影响(见表2)由表2可知,切割长度为1~2 cm、压实度为600和700 kg/m3时,青贮玉米饲料感观评价各项指标得分较优,等级为优秀,总分达83.37和88.21。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.14.023.T002表2切碎长度和压实度对青贮玉米感观评价的影响切割长度/cm压实度/(kg/m3)pH值水分气味色泽质地总分等级1~24009.1116.6887343.79一般50014.3519.771512566.12良好60024.6119.211719983.37优秀70024.2417.971719988.21优秀3~54006.7015.4776338.17一般5008.2411.02812342.26一般60013.0818.371116563.45良好70013.6314.801118767.10良好注:表内数值表示各项所得分数。切割长度1~2 cm、压实度500 kg/m3以及切割长度3~5 cm、压实度600 kg/m3和700 kg/m3时,青贮玉米饲料感观评价等级均为良好。切割长度1~2 cm、压实度400 kg/m3以及切割长度3~5 cm、压实度400和500 kg/m3时,青贮玉米饲料感观评价等级均为一般,青贮玉米饲料pH值为4.2~4.7,有刺鼻气味、色泽较差、质地发黏,青贮效果较差。2.2切割长度及压实度对青贮玉米营养品质的影响(见表3)由表3可知,切割长度相同时,压实度与DM、CP、ST、WSC含量呈正相关,与DNF和ADF含量呈负相关;压实度相同时,1~2 cm切割长度的DM、CP、ST、WSC含量高于3~5 cm切割长度,NDF和ADF含量为3~5 cm切割长度高于1~2 cm切割长度。切割长度相同时,700 kg/m3压实度青贮玉米DM含量极显著高于400 kg/m3(P0.01),显著高于其他处理(P0.05)。压实度相同时,切割长度越短,青贮玉米DM含量越高。切割长度1~2 cm、压实度700 kg/m3的青贮玉米CP含量最高;切割长度3~5 cm、压实度400 kg/m3的青贮玉米CP含量最低。同一切割长度下,青贮玉米ST含量随着压实度的增加呈上升趋势。同一切割长度下,随着压实度的增加,青贮玉米NDF、ADF含量呈下降趋势。在600和700 kg/m3压实度下,3~5 cm切割长度的青贮饲料NDF含量高于1~2 cm切割长度的NDF含量;在500 kg/m3压实度下,切割长度对NDF、ADF的含量无显著影响(P0.05)。切割长度1~2 cm、压实度700 kg/m3时,WSC含量最高。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.14.023.T003表3切割长度及压实度对青贮玉米营养品质的影响切割长度/cm压实度/(kg/m3)营养成分/%干物质粗蛋白淀粉中性洗涤纤维酸性洗涤纤维碳水化合物1~240019.62±0.31Be5.33±0.85cd20.17±0.91c49.85±0.60ab35.79±0.25ab27.75±0.82d50023.79±0.36Ad5.96±0.01c21.63±0.58b47.98±0.35b33.91±0.58c28.38±0.61c60027.39±0.28Ac6.83±0.17b22.17±0.39ab42.48±0.88d29.66±0.93c30.32±0.59c70033.72±0.61Aa7.79±0.96a23.76±0.47a40.64±0.55e26.85±1.88cd34.79±0.28a3~540017.66±0.32Bf4.89±0.44e19.33±0.80d50.33±0.92a36.49±0.93a26.17.±0.55e50019.97±0.33Ae5.53±0.47cd20.28±0.37c49.70±0.52ab34.77±0.23b27.93±0.18d60023.47±0.64Ad6.25±0.33b21.81±0.49b46.37±0.77c30.69±0.18d29.33±0.86c70030.68±0.25Ab7.13±0.25ab23.56±0.72a43.06±0.50d29.52±0.36e32.30±0.89b注:同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P0.05),不同大写字母表示差异极显著(P0.01),相同字母或无字母表示差异不显著(P0.05);表4与此同。2.3压实度和切割长度对青贮玉米发酵品质的影响(见表4)由表4可知,同一切割长度下,700 kg/m3压实度时乳酸含量高于其他压实度处理;同一压实度下,1~2 cm切割长度下乳酸含量稍高于3~5 cm。同一切割长度下,400 kg/m3压实度时,青贮玉米乙酸、丙酸、氨态氮的含量及pH值高于其他压实度处理;同一压实度下,1~2 cm切割长度的青贮玉米乙酸、丙酸、氨态氮含量及pH值均高于3~5 cm。1~2 cm切割长度、400 kg/m3压实度及3~5 cm切割长度、400和500 kg/m3压实度的青贮玉米存在少量丁酸,其余处理均未检出丁酸。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.14.023.T004表4压实度和切割长度对青贮玉米发酵品质的影响切割长度/cm压实度/(kg/m3)乳酸/%乙酸/%丙酸/%丁酸/%pH值氨态氮/%1~24002.58bc0.64b1.44b0.054.98a0.08ab5002.61b0.53c0.96cN4.25bc0.06b6002.97ab0.42d1.26bN3.76c0.06b7003.06a0.33e0.39eN3.45d0.04c3~54002.32d0.76a1.73a0.084.52b0.09a5002.47c0.57b0.91c0.034.37bc0.08ab6002.69bc0.46cd0.88cdN3.81c0.07b7002.95ab0.48cd0.75dN3.63d0.05c注:“N”表示未检出此物质含量。2.4不同压实度和切割长度对青贮玉米有氧稳定性的影响(见图1、图2)由图1、图2可知,同一压实度下,3~5 cm切割长度处理青贮玉米的有氧稳定性低于1~2 cm切割长度。同一切割长度下,700 kg/m3压实度处理的有氧稳定性最高。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.14.023.F001图11~2 cm切割长度下有氧稳定性的变化10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.14.023.F002图23~5 cm切割长度下有氧稳定性的变化2.5切割长度和压实度对青贮玉米营养品质的交互作用及综合评价(见表5、表6)由表5可知,通过双因素方差分析,切割长度与压实度的交互作用对干物质、粗蛋白和丁酸含量产生极显著影响(P0.01),对其他指标产生显著影响(P0.05)。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.14.023.T005表5青贮玉米营养品质及发酵特性双因素交互分析结果指标切割长度压实度切割长度×压实度pH值***干物质/%****粗蛋白/%****淀粉/%***中性洗涤纤维/%***酸性洗涤纤维/%***碳水化合物/%***pH值***乳酸/%***乙酸/%***丙酸/%***丁酸/%****氨态氮/%***有氧稳定性***注:“*”表示影响显著(P0.05),“**”表示影响极显著(P0.01)。由表6可知,在1~2 cm切割长度、700 kg/m3压实度条件下,青贮玉米综合评价为最优,600 kg/m3压实度次之;在3~5 cm切割长度、400 kg/m3压实度条件下,青贮玉米综合评价最低。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.14.023.T006表6切割长度及压实度对青贮玉米品质的隶属分析结果项目1~2 cm切割长度3~5 cm切割长度400 kg/m3500 kg/m3600 kg/m3700 kg/m3400 kg/m3500 kg/m3600 kg/m3700 kg/m3干物质0.120.380.811.000.000.140.360.60粗蛋白质0.190.470.601.290.000.280.861.00淀粉0.120.331.000.500.000.130.650.32中性洗涤纤维0.230.590.921.000.000.250.460.67酸性洗涤纤维0.080.290.791.000.000.190.670.80碳水化合物0.180.250.481.000.000.200.360.71氨态氮0.240.590.741.000.000.240.510.79乳酸0.230.390.871.000.000.200.500.85乙酸0.080.710.190.331.000.850.520.00丙酸0.660.640.240.001.000.740.490.08续表6 切割长度及压实度对青贮玉米品质的隶属分析结果10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.14.023.T007项目1~2 cm切割长度3~5 cm切割长度400 kg/m3500 kg/m3600 kg/m3700 kg/m3400 kg/m3500 kg/m3600 kg/m3700 kg/m3pH值1.000.380.140.000.000.440.170.85感观评价0.110.550.901.000.000.080.500.57隶属平均值0.270.460.640.760.160.310.500.60排序752186443讨论3.1压实度和切割长度对青贮玉米感观特性的影响本试验中,1~2 cm切割长度,700、600、500 kg/m3压实度条件下以及3~5 cm切割长度,700、600 kg/m3压实度条件下处理的青贮玉米均未发现霉变现象,气味清香,质地松软,基本判定为青贮成功。1~2 cm切割长度、400 kg/m3压实度条件下及3~5 cm切割长度,400、500 kg/m3压实度条件下处理的青贮玉米,均出现不同程度的霉变现象,可能因为青贮过程中压实度的降低导致青贮发酵时空气进入较多[17]。较高压实度水平下,青贮发酵过程中的残余空气量减少,高压实度还能够防止青贮和贮存过程渗入空气[13]。切割长度过长可能导致青贮时原材料中各种有机酸和微生物活动发酵不彻底[18-20]。青贮饲料气味主要源自有机酸,有机酸含量过高会导致青贮玉米饲料气味浓烈[21]。切割长度变化还会导致青贮在发酵过程中水分的变化[22],影响青贮玉米饲料最终的青贮观感评价。结果表明,青贮发酵过程中,随着压实度增加,青贮感观评价越高;切割长度越短,青贮发酵越充分,感观评价越高[23]。3.2压实度和切割长度对青贮玉米营养品质的影响研究表明,压实度和切割长度均可对青贮玉米的营养成分含量产生影响[24]。在切割长度一定的情况下,700 kg/m3压实度的青贮玉米饲料中DM含量最高,400 kg/m3压实度的青贮玉米在两个切割长度下的DM含量均最低。切割长度较短的青贮玉米DM含量较高,随着压实度增加,青贮饲料中DM含量呈上升趋势,与王锐[3]对全株青贮玉米切割长度的研究结果一致。本研究结果显示,随着压实度增加,青贮玉米饲料中CP和淀粉含量逐渐升高。当切割长度一定时,700 kg/m3压实度处理的青贮饲料CP含量最高;当压实度一定时,1~2 cm切割长度的青贮饲料的CP含量均高于3~5 cm。有研究表明,压实度越高、切割长度越短,越利于玉米籽粒破碎,使籽粒中的营养成分流出[25],青贮玉米饲料品质越高。随着压实度改变,青贮罐氧气含量也发生改变。在切割长度一定的情况下,随着压实度增加,青贮罐中的空气逐渐减少,各类厌氧微生物的活动导致青贮玉米的WSC含量逐渐降低[11]。切割会改变植物本身的细胞结构,如切割长度较短时会破坏细胞壁[26],导致贮玉米饲料中的纤维素含量降低[27]。本试验中,1~2 cm切割长度、压实度700 kg/m3条件下处理青贮玉米的NDF和ADF含量最低。NDF包括半纤维素、纤维素和木质素,可使反刍动物具有饱腹感,与动物采食量呈负相关。ADF不易被动物消化,与消化率呈负相关[28]。因此,NDF和ADF含量越低,青贮玉米饲料品质越好。3.3压实度和切割长度对青贮玉米发酵特性的影响青贮玉米饲料制作过程中,乳酸菌在适宜条件下生长繁殖[29],将青贮原料中的水溶性碳水化合物发酵成为乳酸[30],抑制青贮饲料中其他微生物的繁殖,使青贮饲料能够长时间贮存[31]。在高压实度下,青贮罐内的空气含量较少,发酵过程中产生乳酸降低青贮饲料pH值[27]。郑美等[32]研究不同青贮方式对青贮玉米品质的影响发现,随着切割长度增加,乳酸含量降低、pH值升高,与本试验研究结果一致。氨态氮含量是青贮饲料品质评价的重要指标。从动物营养利用的角度分析,氨基酸与蛋白质的价值变化不大,但氨态氮的利用价值较低,青贮饲料中氨态氮含量与饲料的品质成反比[33]。本试验中,较短切碎长度和较高压实度处理的青贮玉米饲料中氨态氮含量较低,表明饲料品质较好。3.4压实度和切割长度不同对青贮玉米有氧稳定性变化有氧稳定性指青贮饲料在开封后,随着pH值、温度升高,仍保持新鲜、气味酸香的能力[34]。压实度与切割长度共同影响青贮玉米饲料的有氧稳定性。王旭哲等[35]研究表明,压实度越高,青贮玉米饲料中空气含量越低,好氧细菌数目越少,开窖后的有氧稳定性越高,与本试验研究结果一致。4结论不同切割长度及压实度下,青贮玉米饲料感观评价等级、发酵品质及发酵特性不同。较高的压实度和较低的切割长度下,青贮玉米品质较好,建议在生产中使用1~2 cm切割长度,700 kg/m3压实度加工青贮玉米饲料。

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