玉米秸秆是重要的生物质资源，富含大量膳食纤维，在食品与饲料生产等领域具有极高的应用价值[1-2]。我国玉米秸秆占农作物秸秆总资源的32.3%，但其作为草食动物饲料的开发使用率仅占总量的三分之一，大部分被用作染料或就地焚烧、掩埋[3]。因此，提高玉米秸秆的综合利用率和营养成分含量，可以有效避免资源浪费，降低环境污染，充分加强玉米秸秆在草食动物营养中的研究深度，有助于减少饲料生产的原料压力，对饲料工业的发展具有重要促进作用[4]。因此，文章分析玉米秸秆的开发利用研究进展与玉米秸秆在动物生产中的应用成果，进一步分析影响玉米秸秆营养成分的主要因素和不同收获期玉米秸秆营养消化率的差异，为玉米秸秆的采收加工提供参考。1玉米秸秆的应用研究进展1.1玉米秸秆用于制作膳食纤维Lü等[5]以高沸点过氧化钠高压预处理（HBSHP）为溶剂，制备1种新型膳食纤维（MsCDF）型玉米秸秆芯，研究MsCDF的组成及与营养品质有关的理化性质，研究表明，MsCDF中总膳食纤维（TDF）、可溶性膳食纤维（SDF）、不可溶性膳食纤维（IDF）的含量较高，同时含有木糖和葡萄糖；对MsCDF理化性质的研究表明，MsCDF具有良好的持水能力（WHC）、持油能力（OHC）、溶胀度（SOL）、葡萄糖透析延迟指数（GDRI）和对胆固醇的吸附能力。为从玉米秸秆中获得含量更高的纤维素与半纤维素，用于生产膳食纤维等保健品，Liu等[4]研究1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体溶液对玉米秸秆木质素的去除效果，采用响应面法（RSM）考察反应温度、反应时间和料液比对木质素去除率的影响，采用Box-Behnken设计，对预处理前后玉米秸秆的组成和结构进行对比研究，优化预处理条件为反应温度98.5 ℃、反应时间1.31 h、料液比1∶8.7，在此优化条件下，玉米秸秆纤维素和半纤维素含量分别提高至85.69%和9.10%，木质素含量降低至2.27%，木质素去除率达87.4%。加工玉米秸秆得到的膳食纤维，不仅在食品领域具有广阔的应用市场，在断奶仔猪、哺乳母猪[7]等动物养殖中也具有极高的应用价值。1.2玉米秸秆在养殖业中的应用玉米秸秆纤维含量高[8]，多作为反刍动物饲料原料直接使用，也有少部分被应用在养猪或者其他经济动物中[9-10]。王颢霖等[11]研究全株玉米与玉米秸秆对西门塔尔牛采食量的影响，结果显示，使用玉米秸秆与全株玉米对牛日采食量无显著影响。将玉米秸秆进一步处理后应用在动物饲料中，可以加强玉米秸秆对动物生产性能的促进作用。刘瑞玲等[12]使用不同比例的木霉、白腐真菌、酵母、乳酸菌处理玉米秸秆，并根据玉米秸秆的降解效果对4中菌种比例进行优化，发现最佳比例为30∶30∶10∶30；以去势西门塔尔公牛为研究对象进行饲喂试验，结果表明，饲喂发酵后的玉米秸秆可以改善肉牛消化道微生态平衡，提高牛的健康程度，并提高饲料的消化利用率。Zhang等[13]使用玉米秸秆与湿玉米谷蛋白（WCGF）替代奶牛全混合日粮中的苜蓿，替代比例分别为0（对照组）、47%、82%，结果表明，与对照组相比，替代组奶牛的产奶量和乳脂肪、蛋白质、乳糖和总固形物浓度均显著升高；替代组奶牛的干物质有效降解率显著升高，82%替代组的粗蛋白有效降解率显著升高；替代组的奶牛瘤胃挥发性脂肪酸和氨氮浓度升高，且粪氮的含量显著下降。因此，使用玉米秸秆部分替代苜蓿干草，能够提高泌乳奶牛的泌乳性能和氮的利用。山羊也是玉米秸秆重要的饲用对象，翁小芳[14]使用氨化玉米秸秆饲喂隆林黑山羊育肥公羊，并观察山羊的生产性能，试验山羊每日补饲0、0.50、0.75 kg/只氨化玉米秸秆，结果表明，补饲0.50 kg/只氨化玉米秸秆的山羊增重效果最好。在其他经济动物养殖中也有使用玉米秸秆的报道，但是，研究主要应用在处理养殖过程中的废水、氨氮和改善养殖场及周边环境方面[15]。2玉米秸秆营养成分的影响因素2.1品种对玉米秸秆营养成分的影响不同品种玉米的遗传信息会存在一定差异，导致表型差异。Subaedah等[16]采用裂区设计，主小区由种植系统（单行和双行）组成，而副小区由3个品种（Bonanza、Talenta和Master Sweet）和3个收获期（种植后65、70和75 d）组成，研究不同玉米品种引起的差异；结果显示，Master Sweet品种的株高和穗轴长度最好，而Bonanza品种的穗轴重、每公顷穗轴重和含糖量最优；种植75 d收获时，双行体系株高、玉米芯直径、玉米芯重和每公顷玉米芯重最优；种植65 d收获时，Bonanza品种秸秆糖含量和株高值最大。闫贵龙等[17]以高油玉米品种（HOC298和HOC647）、普通玉米品种（CAU80和CAU3138）和饲用玉米品种（FC3）为试验材料，分析不同玉米品种的秸秆营养成分差异；结果表明，高油玉米秸秆的水溶性糖、淀粉、粗脂肪含量和干物质、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）消化率极显著高于普通玉米秸秆，而高油玉米秸秆的NDF、膳食纤维（DF）和木质素含量极显著低于普通玉米秸秆，饲用玉米秸秆的上述指标介于二者之间；随籽粒不断成熟，高油玉米秸秆的水溶性糖、淀粉、粗脂肪含量和干物质、NDF消化率线性升高，而NDF、ADF与木质素含量则线性下降；4/4乳线期的水溶性糖、淀粉含量分别比l/2乳线期提高26.5倍、2.4倍，而NDF、ADF和木质素分别比1/2乳线期减少24.1%、30.6%和38.4%。因此，高油玉米秸秆更适于制作反刍动物饲粮。邵春荣等[18]对不同品种鲜玉米秸秆的营养成分进行检测，不同品种玉米秸秆的营养成分差异见表1，结果与上述研究类似，均表明不同品种玉米秸秆的营养成分存在差异。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.18.035.T001表1不同品种玉米秸秆的营养成分差异品种取样阶段粗蛋白水溶性糖粗纤维中性洗涤纤维酸性洗涤纤维京甜紫花糯2号采收期7.4414.2925.4363.7436.34晶甜3号采收期7.2425.8321.8353.5132.65江南花糯米采收期8.3311.7326.3361.1835.95乳熟初期8.5617.38—61.2233.12乳熟中期8.5617.38—61.2233.12乳熟后期8.3815.26—62.7636.42注：“—”表示原文献无相关数据。%2.2自然环境对玉米秸秆营养成分的影响刘海燕等[19]分析吉林不同地区玉米秸秆的营养成分，选择敦化、公主岭、乾安地区的玉米秸秆为试验对象，进行常规营养成分测定且进行分析。结果表明，不同地区玉米秸秆的营养成分具有显著差异，公主岭玉米秸秆的粗蛋白（CP）含量显著高于乾安，粗灰分含量显著高于敦化与乾安；乾安玉米秸秆无氮浸出物的含量显著高于公主岭。研究表明，自然环境对玉米秸秆营养成分存在影响。杨耀刚等[20]研究内蒙古不同地区玉米秸秆的营养成分差异，结果与刘海燕等[19]的结论基本一致，均认为不同地区环境会引起玉米秸秆中营养成分存在差异，内蒙古不同地区玉米秸秆总糖含量为11.38%~13.57%、粗纤维含量为31.11%~33.55%、粗蛋白含量为5.31%~7.65%、粗灰分含量为5.77%~7.25%、粗脂肪含量为3.83%~4.78%；不同自然环境、土壤成分、光照时间及温湿度，可能是导致不同地区玉米秸秆营养成分存在差异的主要原因，但也有部分玉米秸秆品种在不同地区种植时，其营养成分无显著差异。2.3不同加工处理方式对玉米秸秆营养成分的影响饲料原料的采收加工方式对其品质和适口性均有显著影响[21]，因此，需要注意玉米秸秆的采收、加工及贮存方式。张涛等[22]研究发现，65 ℃干燥比自然风干更有利于秸秆中营养物质保存。孙爱华[23]使用露天保存、棚舍保存、烘干、晒后烘干、青贮和氨化方式处理玉米秸秆，发现烘干有利于玉米秸秆的营养物质保存，两者结论一致。在玉米秸秆加工研究方面，丁健等[24]研究常规玉米秸秆、青贮玉米秸秆、发酵膨化玉米秸秆的营养成分和价值差异，发现青贮玉米秸秆与发酵膨化玉米秸秆的干物质、ADF、CP等营养成分的瘤胃消失率显著高于常规玉米秸秆，并且青贮玉米秸秆组与发酵膨化玉米秸秆组动物的瘤胃中乙酸、丙酸、丁酸等物质含量显著高于常规玉米组，表明青贮这种加工方式可以提高饲料营养价值和饲料消化利用率；膨化发酵工艺技术的效果可以媲美青贮加工方式，但需要降低加工成本和工艺的复杂性。目前，收割时间对玉米和玉米秸秆营养价值的研究最为广泛和深入，不同时期营养物质的沉积会出现显著变化。因此，使用玉米秸秆作为饲料原料时，应当重点关注玉米收割时期对玉米秸秆营养成分与营养价值的影响。3不同收获期对玉米秸秆营养成分及消化率的影响3.1不同收割时期对玉米秸秆营养成分的影响玉米摘穗后，在不同时期收割秸秆会因植物体内蒸腾作用而导致营养成分差异；另一方面，植株生长期不同，体内代谢情况不一样也会对营养成分的含量造成影响[25]。崔卫东等[26]研究不同收割时间对甜玉米秸秆的营养价值和青贮发酵品质的影响，试验样品分别取冬、夏两季，摘穗后0、3、6、9、12 d的玉米秸秆进行试验，结果表明，在冬季，随着收割时间推迟，玉米秸秆鲜物质产量显著降低，摘穗当天玉米秸秆鲜物质产量显著高于6~12 d的样品，但不同时间的干物质产量差异不显著，摘穗当天的可溶性碳水化合物含量最高；在夏季，玉米秸秆的鲜物质产量随收割时间延长呈下降趋势，干物质产量先增高后降低，且第6 d干物质含量最高，为4.61 t/hm2，第6 d，可溶性碳水化合物显著增加，之后增加量差异不显著。因此，夏季甜玉米秸秆粗蛋白、粗脂肪和粗纤维含量明显高于冬季。张涛等[22]研究不同收获时间及干燥方式对秸秆营养物质含量的影响，试验收集生育期为105、120和135 d的玉米秸秆样品，分别采用自然风干和65 ℃干燥2种处理方式，对秸秆中叶、鞘、上杆和下杆的营养成分进行测定，结果表明，105、120 d的玉米秸秆所有部位CP与无氮浸出物（NFE）含量显著高于135 d；与自然风干相比，65 ℃干燥处理更有利于秸秆中营养物质保存。因此，饲用玉米秸秆应当选择105~120 d生育期内且以65 ℃干燥为宜。Nazli等[27]比较不同品种玉米在不同收获期的营养价值，玉米生长环境平均气温27 ℃、相对湿度78%、平均日降雨量7.9 mm，试验采用裂区设计，4个重复，收获期为主区，玉米品种为副区；选取吐丝期、乳熟期、蜡熟期和完熟期4个采收期，玉米品种为甜玉米杂交品种926、Suwan、BTL 1和BTL 2。结果表明，各项因素对玉米秸秆的营养成分的影响存在显著差异和交互作用，不同品种对收获期的影响差异显著。甜玉米的最佳收获期为蜡熟期早期，此阶段干物质产量高；Suwan的最佳收获期为完熟期，可以获得最高的干物质产量，且各项营养成分含量最高、酸性洗涤纤维含量低，BTL 1和BTL 2品种在蜡熟期与完熟期的干物质产量、干物质含量等营养成分无显著差异。因此，2个品种在这两个阶段均可以用于饲料生产。3.2不同收割时期对玉米秸秆消化率的影响武小平等[28]研究不同收割时间对玉米秸秆消化的影响，以郑单958玉米品种为研究材料，在3个不同时期（玉米籽粒的乳线在1/2、3/4、4/4的位置）对玉米秸秆进行收割。结果表明，随着时间推移，玉米秸秆干物质消化率分别为58.09%、54.79%和49.60%，且差异显著；中性洗涤纤维消化率分别为47.18%、46.10%和40.91%，且差异显著；NDF消化率（NDFD）随收割时间的推迟显著下降，分别为47.18%、46.10%和40.91%，表明收割时间对玉米秸秆营养价值具有较强影响。闫贵龙等[29]研究巡青938玉米品种在不同收获期的秸秆营养价值，并对其秸秆进行化学成分分析和体外干物质消化率测定，认为该品种秸秆在籽粒3/4乳线期时，营养价值最高；在干物质消化率的测定结果中显示，巡青938玉米3/4乳线期干物质消化率最高，也最适合用于青贮秸秆生产。不同收获期不仅影响玉米秸秆的营养成分，对玉米秸秆消化率也有显著影响。4展望玉米秸秆能够改善草食动物的生产性能、节约饲料成本并降低畜禽养殖过程中的环境污染。玉米秸秆在动物饲料生产中的使用必须建立在完善的营养价值体系中，而玉米秸秆的营养价值受品种、环境气候、加工及收获时期等因素的影响，在玉米经济价值实现最大化的同时使玉米秸秆营养价值最优化，从而提高玉米种植的经济效益。养殖场在使用玉米秸秆时，应该关注玉米秸秆的品种、收获期等因素的不同而导致玉米秸秆营养价值的差异，从而在使用过程中达到降低饲养成本、改善饲养环境、提高动物生产性能的目的。