「青貯時節」建立玉米青貯幹物質動態變化的全局觀

對於玉米青貯而言,無論是在收割前的開收啟動,還是在收儲過程中質量把控,甚至在開窖取用全程中的質量評估,DM都是一個既簡便又有效的參考指標,該指標貫穿了玉米青貯從製作到取用階段的全過程。但是在這些方面,似乎一直將DM作為定量的靜態指標,忽略了其定性的動態特性。

因此,本文就從玉米青貯的開收時間、收儲過程和開窖取用三個方面來闡述如何以動態變化的視角來建立DM的全局觀,從而保障所收玉米青貯整體質量的穩定性。

開收時間

在最佳DM條件下收穫玉米青貯,是優化其質量的起點。傳統的做法是採集具有代表性的樣品(表1)檢測其DM(30%-35%),或者直接採用玉米籽粒乳線的判別方法(1/2-3/4)。然後,再按照每天干物質增加0.5個百分點來估算整個收穫期的DM。此外,在生產實踐中還有一種通用的經驗法則即在玉米植株吐絲後約45d(DM約30%)時開始啟動收割。但由於不同地區種植品種、氣候條件和收穫持續時間的不同,以上一刀切的方法無法因地制宜。

表1:田間採樣方法

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表2:玉米籽粒乳線所對應的DM

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品種類型

玉米青貯按照收穫物和用途可以分為專用型、兼用型糧用型三大類,其中專用型相比於糧用型具有較高的生物產量(4-5噸/畝 vs 2.5-3.5噸/畝)、纖維消化率和持綠性,但子粒產量較低,且在北方果穗多發育不良。

因此,

  1. 在美國多以糧飼兼用型品種為主,以兼顧生物和籽粒產量。
  2. 而在國內,雖三種類型都有種植,但以糧用型為主。

由於三種類型玉米青貯的生長進程不同,因而所處的生長時期亦不相同。通常情況下,糧用型玉米青貯的生長進程快於專用型,具有較高的DM增加率和較短的適宜收割期。因此,若依據DM來決策收割時間,那糧用型玉米青貯應早於專用型。例如表3,糧用型先玉335開始採樣監測DM的時間比專用型三北青貯17提前1周。同樣的,乳線決策法亦是如此(表4)。

表3:不同玉米類型的物候期及DM比較

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表4:不同玉米青貯品種的DM增加進程情況

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氣候條件

不同的氣候條件,意味著玉米植株達到成熟時所需的有效積溫(GDD)的不同,從而導致其每天干物質變化率、開收時間和適宜DM時間的差異。

例如在2004年,玉米植株自吐絲至DM達到30%收割標準的間隔天數為43-45d。然而在2005年,該間隔天數縮短為34-35d,相差近10d(表5)。因此,相比於45d的經驗法則而言,採用有效積溫指標決策開收時間更準確。康奈爾大學的研究還發現,對於相對成熟期在101-115d的玉米品種而言,其自吐絲起累計有效積溫約達到427℃,DM接近32%。為了更準確的判斷,建議牧場從有效積溫累計近400℃開始監測。

表5:不同有效積溫(GDD)對玉米青貯收割時間的影響(4月底播種)

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注:GDDs =∑[(Tmax +Tmin)/2 – Tb],式中Tmax最高溫度,Tmin最低溫度,Tb為作物發育基點溫度。數據來源:康奈爾大學

按照國內各奶業主產區8月份的氣溫數據情況,計算GDD累計至427℃所需天數,發現京津滬、東北內蒙、華北和西北四大奶業優勢區玉米青貯自吐絲到收割的間隔天數分別為22-27d 、33-43d、25-33d 和25-33d,都低於45d。此外,從表6 可知,南方和北方地區的間隔天數分別主要集中在20-25d和30-35d。由於各省份內不同區域的溫度差異大,因此建議牧場根據收割玉米青貯所在地區的氣溫數據來計算GDD和間隔天數。

表6: 2019年8月份奶業主產區有效積溫(GDD)和吐絲到收割時間情況

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注:間隔天數為自吐絲到GDD累計427℃的天數;作物發育基點溫度為>10℃。

持續時間

在美國,大多數牧場都有配套土地,可用於種植玉米青貯和苜蓿等飼料作物。因此,其可以在最佳DM期集中收割青貯,保障所有收穫工作在7-10d內完成,所收青貯的DM都處於30%-35%。但是在我國,絕大部牧場的玉米青貯來源於農戶,覆蓋區域廣泛,增加了收儲間隔時間,尤其是南方非糧食主產區。通常情況下,大型規模化牧場青貯收穫持續時間在15-20d。為了避免收穫後期DM過高的情況,多數牧場會在DM 26%-28%時啟動收割工作(表7)。除了提前收割外,還建議根據收割速度來調整每窖青貯容量,以保障及時封窖,從而減小窖內DM波動。雖不能改善窖間DM差異,但該操作有益於後期分窖分質而飼、配方調整和飼餵穩定性。

表7:收割持續時間對青貯DM的影響

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注:9月中上旬和下旬的DM每天的增加率分別按照0.5和0.3個百分點計算。


收儲過程

青貯的發酵分為有氧、厭氧穩定期三個階段,其中有氧發酵階段越長,營養物質損失越大。自然條件,通常需要5-7d才能形成乳酸菌生長的優勢環境。然而,玉米青貯自收割到填充的速度會影響空氣的滯留時間,壓窖速度及密度會影響空氣的排出時間。因此,這兩個因素都會影響有氧發酵階段。

填充時間

有研究表明,延遲玉米青貯填充時間會顯著降低水溶性碳水化合(WSC)含量和增加DM損失。因此,建議玉米青貯自收割到填充的時間最好控制在6h以內,最長不超過12h(圖1)。同時,根據該時間要求來選擇所收玉米青貯的區域範圍。

  1. 對於遠距離收割的玉米青貯,建議在機器收割時就添加青貯劑,以抑制有害微生物的繁殖。

從田間收割到填充整個過程若管理良好,DM損失能控制在4%左右。若管理不善,該階段DM損失可高達11%。若遭遇雨淋,DM損失會額外增加約5%(G. Borreani,2017)。

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壓窖密度

青貯孔隙度定義為充氣孔隙體積佔青貯飼料總體積的比例,其與壓窖密度負相關,與DM損失正相關。研究表明,為了減少玉米青貯DM損失,其孔隙度應控制在40%以下,相應的青貯窖或堆貯最小鮮重壓窖密度為705kg/m3。Holmes(2006)研究發現玉米青貯DM壓窖密度每增加50kg/m3,其DM損失會減少2.9個百分點(DM 損失% = 29.1 - 0.058×DM壓窖密度kg of DM/m3)。但是,壓窖密度也需因玉米青貯DM不同而異。總體而言,DM損失受DM和壓窖密度的雙重影響(圖2)。若壓窖密度適宜,整個發酵過程(包括壓窖流出液)的DM損失能控制在5%左右,否則會高達13%。若覆蓋或封窖不及時,DM損失會額外增加約3%(G. Borreani,2017)。

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數據來源:Griswold et al., 2010


開窖取用

在開窖取用過程中,青貯的有氧穩定性和取用速率是影響DM的重要因素。通常情況下,玉米青貯的有氧穩定性在4-5d。有研究表明,使用青貯劑可以將有氧穩定性增加至10-14d(Kleinschmit,2003)。此外,為了將該階段的DM損失控制在3%以下,建議

冬季夏季的取用速率分別應高於1.0和1.5 m/wk(圖3)。因此,若牧場的青貯窖或堆貯寬度和高度無法匹配取用速率,建議牧場最好使用青貯劑以延長有氧穩定性。若管理不善,該階段的DM損失可高達18%。

(G. Borreani,2017)。

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數據來源:Holmes and Muck,2007

小結

(1)品種類型:糧用型玉米青貯應比專用型提前1周監測DM和乳線情況。

(2)氣候條件:玉米植株自吐絲到收割,南方和北方地區的間隔天數分別集中在20-25d和30-35d。為了更準確的判斷,建議牧場根據收割玉米青貯所在地區的氣溫數據來計算間隔天數。

(3)持續時間:為保障所收玉米青貯DM都在30%-35%,收割持續時間應控制在7-10d。 若持續15-20d,建議在DM26%- 28%時啟動收割工作,且調整每窖青貯容量,以保障及時封窖,減小窖內DM波動。

(4)填充時間:自收割到填充的時間最好控制在6h以內,最長不超過12h,且根據該時間要求來選擇所收玉米青貯的區域範圍。從田間收割到填充整個過程DM損失控制在4%左右。

(5)壓窖密度:孔隙度控制在40%以下,青貯窖或堆貯鮮重壓窖密度大於705kg/m

3。整個發酵過程(包括壓窖流出液)的DM損失控制在5%左右。

(6)開窖取用:建議冬季和夏季的取用速率分別高於1.0和1.5 m/wk,將該階段的DM損失控制在3%以下。

(7)整體而言:玉米青貯自收割到取用的全過程,其DM總體損失控制在12%左右。


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