我国是农业大国,每年我国粮食作物副产物玉米秸秆产量较高,但大部分无法得到有效利用,多被焚烧或就地掩埋[1]。若能够有效利用这些玉米秸秆,不仅会节约饲养成本,也会改善因焚烧秸秆导致的环境污染。随着我国畜牧业快速发展,饲料原料短缺问题严重,需要寻找其他原料作为饲料。玉米秸秆作为肉牛主要粗饲料来源之一,具有广泛的应用前景[2]。我国每年有大量秸秆产出,其中玉米秸秆所占比非常大,在粗饲料中占有重要地位[3]。玉米秸秆含有粗纤维、粗灰分、水分、粗蛋白质、无氨浸出物、粗脂肪,能够影响动物的生长发育和生产性能,但玉米秸秆中所含的大部分营养成分常常无法得到利用。玉米秸秆无法得到利用的主要原因是玉米秸秆中含有大量木质素、纤维素和半纤维素[4]。玉米秸秆质地粗糙坚硬,口感差,影响了家畜的采食量。荣誉[5]研究膨化玉米秸秆、膨化发酵玉米秸秆和常规玉米秸秆的营养价值,结果发现,膨化后再发酵的玉米秸秆粗蛋白质、无氮浸出物含量高于膨化玉米秸秆和常规玉米秸秆。黄国锋等[6]研究表明,青贮玉米秸秆能够显著提高肉牛日增重,增加养殖效益。发酵青贮饲料可在很大程度上保护饲料植物的原始营养,将营养损失降至最低。文章阐述不同玉米秸秆处理方式,并对玉米秸秆饲料的应用进行展望,以期为提高玉米秸秆的营养价值和作为肉牛粗饲料的高效利用提供参考。1不同加工方式的玉米秸秆常规营养成分比较粗饲料的营养成分和适口性可判断饲料的品质。粗脂肪和粗蛋白含量已成为评估饲料最重要的指标[7]。饲料中酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维和木质素的含量对动物的采食量和消化率具有重要影响。中性洗涤纤维可以刺激反刍动物唾液分泌,影响瘤胃微生物的发酵,作为代谢能量的来源可以影响动物生产性能。纤维比例与日粮能量与采食量呈负相关,纤维太高会影响日粮的适口性,降低动物的生产性能,但纤维含量太低会加速瘤胃发酵速度,短期蓄积大量乳酸造成酸中毒[8]。不同种类植物的细胞壁组成不同,同一种植物在不同时期的细胞壁组成也不同,不同部位的中性洗涤纤维含量不同。青贮玉米秸秆的营养成分优于其他处理方式,且粗纤维含量显著低于常规无处理玉米秸秆,不同加工方式的玉米秸秆常规营养成分见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.07.026.T001表1不同加工方式的玉米秸秆常规营养成分项目粗蛋白质粗纤维中性洗涤纤维酸性洗涤纤维钙磷文献来源青贮玉米10.26±0.0516.24±0.0440.32±0.6420.16±0.640.52±0.010.30±0.03尤育品等[9]黄贮玉米6.28±0.1317.80±0.1867.70±0.8735.10±0.740.42±0.010.24±0.02杨大盛等[10]、刘哲[11]乳酸菌发酵玉米秸秆14.02±0.6431.36±0.4649.26±0.8928.84±0.31——周贤等[12]常规未处理玉米7.08±0.6445.47±3.5770.16±2.6340.67±3.210.86±0.020.24±0.04康永刚等[13]膨化玉米秸秆7.78±0.1731.88±1.1371.45±0.9952.14±1.000.24±0.010.11±0.01丁健等[14]%李九月等[15]研究表明,膨化发酵玉米秸秆和乳酸菌制剂膨化发酵玉米秸秆的粗蛋白质含量显著高于常规玉米秸秆组,使用电镜扫描结构发现,常规玉米秸秆具有明显的梗状结构结构紧密,而膨化玉米梗状结构被打散,纤维结构被破坏。王玉婷[16]研究表明,膨化微贮粗蛋白质含量显著高于黄贮,黄贮粗蛋白质含量显著高于常规玉米秸秆。丁健等[14]研究表明,青贮玉米秸秆和发酵膨化玉米秸秆的粗蛋白质含量均显著高于常规玉米秸秆,青贮玉米秸秆和发酵膨化玉米秸秆酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量均显著低于常规玉米秸秆。青贮玉米秸秆保留了足够的粗蛋白质含量,有利于肉牛生长发育。植物纤维对家畜的生长发育具有重要意义,可作为评价饲料价值的指标。但植物纤维过多会导致家畜消化不良营养缺乏,青贮玉米秸秆可以加速玉米纤维的溶解的同时保留部分纤维。2不同发酵添加剂对玉米秸秆发酵品质及营养成分的影响陶莲等[17]研究发现,使用酶菌复合添加剂喷洒在玉米秸秆中进行青贮发酵后,能够有效打破玉米秸秆青贮中特殊的木质素-纤维素-半纤维素复合结构,提高玉米秸秆青贮的发酵质量,提高反刍动物营养物质的保存率和玉米秸秆营养物质的降解率,提高玉米秸秆的利用率。玉米秸秆发酵品种的感官评价的特征是从颜色、味道、构造等方面对发酵玉米秸秆进行评分[18]。pH值可以决定发酵是否成功,间接反映乳酸菌的活性[19]。乳酸菌活性越高,pH值越低,促进发酵效果越好。发酵玉米秸秆的pH值低于4.2效果最好,pH值在4.2~4.8间发酵效果较好,pH值大于4.8未达到预期的发酵效果。乳酸、乙酸和丁酸的含量和比例也可以反映发酵过程和发酵玉米秸秆的质量。氨态氮/总氮(NH3-N/TN)可以间接表示玉米秸秆发酵的质量,其值越低,蛋白质和氨基酸的使用量越低,表明饲料中的营养成分越高,质量越好[12]。NH3-N/TN小于80 g/kg的青贮饲料具有良好的发酵品质。高雪梅等[20]在玉米秸秆中分别添加Sila-Max、Sila-Mix、纤维活性菌密封发酵,结果发现,与未处理的玉米秸秆相比,添加发酵添加剂后的发酵玉米秸秆粗蛋白质含量提高了2.01~2.05倍;发酵过程中纤维活性菌和未处理的玉米秸秆出现了霉变,且活性菌组乳酸含量显著高于其他处理;Sila-Max处理的玉米秸秆乙酸、丙酸、丁酸含量显著高于其他处理,具有抑制有害微生物防止霉变的能力。韩紫燕等[21]研究表明,与未处理的玉米秸秆相比,添加不同比例糖蜜对玉米秸秆pH值具有极显著影响,糖蜜含量越高pH值越低[16];尿素对pH值无显著影响,糖蜜和尿素添加剂组玉米秸秆的粗蛋白质含量显著高于未处理玉米秸秆;糖蜜组低pH值能够有效抑制有害菌生成,提高发酵玉米秸秆品质。金华平等[22]在玉米秸秆中分别添加复合菌剂、纤维素酶、尿素和玉米粉,与未处理玉米秸秆相比,复合菌剂组和纤维素酶添加组玉米秸秆中的乳酸含量均显著升高,各处理组的pH值均在3.9以下。王亚芳等[23]研究发现,添加纤维素酶是提高青贮饲料养分消化率的有效手段。张志恒等[24]研究表明,在玉米秸秆中添加不同水平的产抗菌肽枯草芽孢杆菌(BS)、纤维素酶(CL),各添加剂组中玉米秸秆的乳酸含量均显著提高,所有组pH值均低于4.2,表明乳酸升高和pH值降低有利于抑制有害菌产生,防止霉变。复合微生物菌剂、尿素、硫酸铵、糖蜜复合添加剂、乳酸菌复合菌剂均是效果较良好的添加剂,对发酵玉米秸秆中粗蛋白质、乙酸含量具有一定的调节作用,从而生产出品质优良的发酵玉米秸秆。不同发酵添加剂对玉米秸秆营养成分的比较见表2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.07.026.T002表2不同发酵添加剂的玉米秸秆营养成分比较项目干物质粗蛋白质中性洗涤纤维酸性洗涤纤维乙酸文献来源复合微生物菌剂28.44±0.3011.10±0.3358.45±2.3935.01±1.531.50±0.41王丽学等[25]乳酸菌复合添加剂30.25±0.6711.30±0.2756.52±2.2142.16±1.686.73±0.87靳超戈[26]、周德宝[27]尿素、硫酸铵、糖蜜复合添加剂33.72±0.6310.46±0.7773.24±0.2845.20±1.02—李聚才等[28]常规青贮玉米秸秆23.50±0.8410.26±0.0540.32±0.6420.16±0.641.82±0.56刘元秋等[29]、靳会珍等[30]注:“—”表示文献未提及。%3不同处理玉米秸秆对肉牛生产性能影响常见的玉米秸秆加工处理方法有干燥、膨化微贮、微生物制剂处理、青贮黄贮和氨水处理玉米秸秆等。3.1青贮玉米对肉牛生产性能的影响目前,我国青贮玉米分为全株青贮玉米和半株青贮玉米[31]。张志恒等[24]研究常规玉米秸秆、青贮玉米秸秆和发酵膨化玉米秸秆营养成分和营养价值的差异,结果表明,青贮玉米秸秆和发酵膨化玉米玉米秸秆的粗蛋白和其他营养成分显著高于常规玉米秸秆。乙酸、丙酸、丁酸是挥发性脂肪酸的主要成分,挥发性脂肪酸是影响瘤胃内微生物活力的重要因素。青贮玉米秸秆组和发酵膨化玉米秸秆组瘤胃中乙酸、丙酸和丁酸含量显著高于常规玉米组,表明青贮可以提高饲料本身的营养价值以及肉牛的饲料消化利用率。车小平[32]研究发现,在饲养标准相同的情况下,使用玉米秸秆青贮饲喂的育肥牛的平均增重显著高于干秸秆。孙雪丽等[33]研究表明,饲喂青贮玉米秸秆饲料的肉牛日增重比黄贮饲料提高了53.51%,饲喂青贮玉米饲料的肉牛料重比下降至7.27,极显著低于饲喂黄贮玉米青贮饲料的肉牛料重比(12.57)。玉米秸秆作为草食动物日粮的重要组成部分,其品质对动物的生长发育具有重要影响。3.2黄贮玉米对肉牛生产性能的影响我国每年产出大量的玉米秸秆,2019年我国玉米秸秆产量已达到2.73亿t,占全国秸秆总量的32.5%,但这些玉米秸秆通常得不到有效的利用[34]。玉米是我国主要粮食产物,并不适合全株青贮和半株青贮,而黄贮却能够处理不可用的废弃秸秆。肖跃强等[35]研究表明,饲喂黄贮玉米肉牛的总增重高于常规玉米秸秆加精料、微生物青贮剂发酵的黄贮加精料、全株青贮玉米秸秆组,饲喂黄贮玉米肉牛每头增重经济价值为1 465.0元,高于常规玉米秸秆加精料(1 234.5元)、微生物青贮剂发酵的黄贮加精料(1 330.7元),低于全株青贮玉米组(1 510.4元)。全株青贮玉米可以获得最大的经济价值,但并不适合我国国情,可依据地区情况选择黄贮玉米秸秆。3.3膨化微贮对肉牛生产性能的影响王玉婷[16]研究表明,与黄贮和干秸秆相比,膨化微贮饲喂的肉牛平均日增重(1.11 kg/d)显著大于黄贮(0.92 kg/d)和干秸秆(0.91 kg/d),黄贮与干秸秆无显著差异,膨化微贮肉牛的干物质采食量极显著大于黄贮和干秸秆,比饲喂黄贮和干秸秆肉牛分别提高了6.7%和14.0%。经膨化后玉米秸秆适口性得到了改善,肉牛秸秆的采食量明显提高,且经过膨化处理后也有利于肉牛对秸秆中养分的吸收利用。肉牛的生产性能主要通过屠宰率、日增重体现[36]。所以不同处理方法对肉牛日增重的影响尤为重要。与干秸秆相比,饲喂青贮秸秆肉牛的平均日增重显著提高,但因青贮成本较大,且全株玉米秸秆青贮在国内难以实施。而膨化微贮对肉牛日增重的影响与青贮无显著差别,干物质采食量又高于其他处理方法。因此,推荐采用膨化微贮处理玉米秸秆以代替部分或全部普通玉米秸秆,可以提高肉牛的日均利润降低饲养成本,进而提高养殖经济效益。4不同处理玉米秸秆对肉牛瘤胃降解率的影响瘤胃干物质降解率是评定饲料营养价值的一个重要指标[35]。饲料中干物质和中性洗涤纤维的瘤胃降解率是影响反刍动物干物质吸收的重要因素。干物质的瘤胃降解率越高,动物饲料越容易消化,干物质吸收率越高。冯鹏等[37]研究表明,干物质和粗蛋白质在反刍动物瘤胃中的降解率高于纤维素降解率。张立霞等[38]研究表明,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维瘤胃降解率与饲料中的木质素含量具有很大的关系,瘤胃微生物可以消化利用纤维素和半纤维素但很难分解木质素。因此,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维瘤胃降解率也是衡量玉米秸秆处理方法好坏的重要指标。4.1青贮玉米对肉牛瘤胃降解率的影响王娟等[39]研究表明,青贮玉米秸秆的干物质(67.88%)和酸性洗涤纤维(36.50%)瘤胃降解率高于黄贮玉米秸秆的干物质(53.27%)和酸性洗涤纤维(28.09%)瘤胃降解率,青贮玉米秸秆的中性洗涤纤维(59.57%)瘤胃降解率显著高于黄贮玉米秸秆(34.21%)瘤胃降解率。欧阳耀华等[40]研究表明,对湘西黄牛分别饲喂青贮玉米秸秆和黄贮玉米秸秆后,饲喂青贮玉米秸秆组干物质瘤胃降解率为(44.73%),与饲喂黄贮玉米秸秆组(43.85%)相比差异不显著。但青贮玉米秸秆组的中性洗涤纤维瘤胃降解率(65.12%),显著高于黄贮玉米秸秆组(48.36%);酸性洗涤纤维瘤胃降解率为33.56%也显著高于黄贮玉米组的21.47%。青贮玉米或黄贮玉米的中性洗涤纤维瘤胃降解率均高于常规未处理玉米秸秆[41]。4.2氨化玉米秸秆对肉牛瘤胃降解率的影响玉米秸秆经过氨化生成的饲料柔软,适口性强且营养十分丰富[42]。李聚才等[43]研究表明,氨化玉米秸秆可以显著提高玉米秸秆的瘤胃干物质消化率,氨化打破了木质素对纤维素和半纤维素的包裹,利于肉牛利用吸收营养物质。施安等[44]研究表明,氨化玉米秸秆的干物质瘤胃消化率优于全株玉米秸秆青贮,而且氨化玉米秸秆与精料搭配比例适宜可进一步提高干物质瘤胃消化率。4.3膨化微贮和其他玉米处理方法对肉牛瘤胃降解率的影响荣海林等[45]研究表明,膨化玉米中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维瘤胃消化率显著高于黄贮和常规玉米秸秆,膨化玉米粗蛋白质瘤胃消化率极显著高于黄贮和常规玉米秸秆。姚庆等[46]研究表明,酒精发酵玉米秸秆在瘤胃内各个时间点的降解率均高于未处理玉米秸秆。张立霞等[38]研究表明,黄孢原毛平革菌+绿色木霉菌对玉米秸秆的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、木质素的有效降解率均较高,是一种较好的应用于发酵玉米秸秆的微生物添加剂。陈跃鹏等[47]研究表明,添加青贮添加剂可使全株玉米青贮的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量显著降低,经济效益得到提高。王玉婷等[48]研究表明,膨化微贮酸性洗涤纤维(24 h)的瘤胃降解率(33.74%)显著高于常规未处理玉米秸秆(31.94%),膨化微贮粗蛋白质(24 h)的瘤胃降解率(59.88%)极显著高于常规未处理玉米秸秆(38.96%)。因此,青贮、氨化、膨化均是很好处理玉米秸秆的有效方法,在实际生产中可根据实际情况灵活选择。5结论粗饲料作为肉牛日粮的重要组成部分,其营养成分和可被消化吸收的程度对肉牛生长发育具有重要影响。使用发酵玉米秸秆或膨化微贮秸秆代替部分或全部普通玉米秸秆,可以降低饲养成本,提高养殖经济效益。此外,应加强玉米秸秆资源的开发利用,促进畜牧业的可持续发展。
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