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繁殖育种
聚焦苜蓿和玉米青贮谈粗饲料品质
Joe Harrison博士美国华盛顿州立大学教授
关于粗饲料方面，饲料品质至关重要，和全方位营养切合，是生产优质安全产品的保障。
当下，我们关注的两种最常用的两个粗饲料：一个是玉米青贮，一个是苜蓿。首先我们通过图1给大家简单介绍一下粗饲料在收获和加工过程中含水量的变化和损失情况。大家看到X轴是含水量从左往右降低，左边含水量较高的是玉米青贮，较低的是常用的干草。收获和储存的时候损失不一样，水分比较高的情况下收获损失比较低，但是储存的损失会变高。我从事关于青贮添加剂方面的研究有30多年，建议相对水分比较高的做青贮时，使用合适的添加剂是非常必要的。
图1 含水量对青贮收获和贮存过程中的损失的影响
图1中，右侧干草通常在相对比较干的情况下收获，相对水分较低，这时非常容易在收获时叶片丢失，干部损失低一些。在水分控制高一点的时候收获，就要添加一些保鲜剂或者添加剂，使得粗饲料不至于发霉变质。不管是青贮还是干草，我们的目的就是在收获和储存过程中做到不发霉不变质，不产生不好的物质，保证干物质采食量，保证生产水平。
究竟选择干草还是青贮？
选择使用干草还是收获和储存玉米青贮，各有各的优势。如果你的牛场周边有自有土地，选择收储青贮的话，可以减少田间损失，让每亩地中更多的养分被保存下来。同时减少收获晾晒时间，避免很多不利天气的影响，比如下雨。另外，可以提高收贮到饲喂过程的机械化，因为收获时量比较大。青贮本身含有相对高的水分，一般比较适合加入TMR，我们制作TMR时希望干物质在50%左右，也需要它50%的水分。
青贮如果制作的不好，也会存在很多问题。如果管理不当，贮存损失可能会更高。另外饲喂的过程中管理不当也会造成损失，比如每天在取料饲喂过程中，取料过少过慢，腐败损失会很严重，这时可以使用一些添加剂来减少损失。
不同收获期牧草的相对饲料价值
如图2，展示了随着苜蓿草营养成分的变化，不同收获期牧草的相对饲料价值。对于高产奶牛，我们通常希望饲喂图中第一行品质较高的苜蓿草，在现花蕾之前就收获。
图2
随着成熟度提高，苜蓿草的品质有一定的下降，这些可以喂给中后期的泌乳牛和干奶牛，我们需要的是苜蓿草蛋白更高，NDF纤维成分相对低。最右边相对饲喂价值RFV所代表的是相对粗饲料的品质和纤维的含量，主要和NDF有关，同时和采食量有很大的关系。
苜蓿草成熟度和日粮精料水平对乳脂校正乳产量的影响
对于优质苜蓿草来说，品质较好，干物质采食量又高，这样对于前期泌乳牛、新产牛都比较好。图3表格所显示的是不同的苜蓿草成熟度和日粮精料水平对乳脂校正乳产量的影响，日粮精料水平从20%到71%逐渐升高，苜蓿草成熟度从高到低。
这个研究是1987年Wisconsin大学得出的结论，虽然过去30年了，但是依然是经常被引用的研究。经典就是因为它传递了一个信息：我们使用非常优质的苜蓿草时，即使饲喂20%精料，仍然可以收获79.6磅的产奶量；如果使用质量相对差的苜蓿草，全开花的情况下，即使把精料提升到71%，产奶量也仅达到69.5磅，并不能弥补因为苜蓿草品质下降所引起的产奶量的下降损失。
图3
什么是青贮？
青贮具有比较悠久的历史，是指将含水量较高的作物收获后，在人为控制的条件下发酵而成的产物。
SILO（窖）一词起源于希腊语siros，指凹陷于地下的坑或洞。在公元前1000-1500年古埃及有发酵贮存作物的实践。关于青贮加工的记载最早见于1842年的《巴尔提克农业发展协会报告》。英国和美国在19世纪后期引入，开始变得越来越流行。
青贮的发酵过程是在厌氧环境下进行的。哪些因素可以影响厌氧发酵的过程？1.作物本身的特点。2.铡切的长度，是否能压的结实把空气中氧排除掉有很大关系。3.破碎加工的影响。4.关于填窖和压窖的时间，如果是非常大的窖需要很长时间，这对厌氧发酵也有影响。5.填窖的厚度，一般建议每次填窖新加的一层相对薄一点，这样能比较快的把它压实。6.青贮窖覆膜很重要。7.保持青贮窖的坚固性，不要漏气。8.取料管理，希望取料的速度要尽量快，减少损失。
青贮发酵过程的不同阶段
关于青贮的发酵过程，有四个主要的阶段，包括有氧阶段、延时阶段、发酵阶段、稳定阶段（见图4）。
图4
非常关键的一点是要尽快的把氧气排除，使pH值降下来。整个发酵阶段也能很重要，可以到14天左右。基于这个原因我们一般建议青贮做完之后，至少要在一个月以后开窖，保证发酵能够充分完成。如果饲喂开窖过早的青贮，品质比较差，温度较高，营养价值也不高。
接下来青贮会进入相对稳定的阶段，这时还是会持续发酵，而且这个过程中会有一些水分持续进入到玉米粒中。
青贮发酵的基本类型
1.同质发酵
理想状态下，我们希望发酵过程是葡萄糖发酵生成乳糖。（见图5）
2.异质发酵
在生产中，我们使用青贮添加剂促进发酵，如添加微生物。有些微生物在发酵过程中会促进葡萄糖发酵产生乳酸和乙醇，释放出CO2，乙醇对于pH值没有太大影响。
同时可以把果糖发酵生成乳酸、甘露醇及乙酸。乙酸本身就是醋的一种成分，闻起来刺激性较强，酸度也不如乳酸。（见图5）
图5
3.梭菌发酵
有两个我们不太希望发生的发酵过程：梭菌发酵和酵母菌发酵。（见图6）
如果我们保证青贮水分含量在30%以上，基本上能够保证这个发酵。因为梭菌喜欢相对高的水分，在高水分下生长繁殖较好。
梭菌的作用在于把其他细菌发酵产生的乳酸进一步发酵形成酸，如果闻起来臭味明显就是丁酸。另外，梭菌还能促进丙氨酸产生丙酸、乙酸和NH3、CO2。
4.酵母菌发酵
酵母菌发酵会使葡萄糖生成CO2和乙酸。
图6
制作苜蓿青贮比苜蓿干草增加27%DM产量
图7资料显示的是将苜蓿做成青贮和干草的比较。做法：取一个非常大的地块，在收获干草时分行处理，一行做干草，隔一行做青贮。
图7
从结果来看，做青贮的苜蓿相对叶片损失较少，粗蛋白含量高，相应的ADF下降，干物质含量34%，而苜蓿干草干物质含量达90%，半干青贮34%～35%，接近40%是比较理想的水平。
苜蓿青贮和苜蓿干草对产奶量的影响
1993年，曾试验将苜蓿青贮和苜蓿干草采用不同的方式喂给奶牛（图8）。一种是青贮和干草混合饲喂，一种是只饲喂草，一种是只饲喂青贮，3.5%的乳脂校正乳产量分别是73.4、76.3，78.7。根据当时的价格进行计算，可以看出来饲喂苜蓿青贮多增加收入近90美分。
图8
做好青贮的最佳管理实践原则
1.首先保证在干物质含量达到30%以上时收获，以最大限度减少青贮汁液流失（液体里有微生物蛋白和其他营养物质）和梭菌发酵（避免不理想的发酵产生臭味影响干物采食量或处理不当增加代谢疾病的发生），理想范围是30%～40%。
2.填窖迅速，压窖紧实，目标是每5分钟一吨，每15分钟一车。总体来说压窖要快，压结实，如果窖很大需要使用配套的大设备。
3.封窖严密，不封窖可导致损失高达40%。
4.使用经过实证有效的青贮添加剂，以促进青贮发酵。
5.取料饲喂时，每天应在整个截面上推进至少10～15厘米。
6.尽量减少截面不整齐，减少对青贮窖截面的扰动，避免将青贮松散堆放。
覆膜封窖对青贮损失的影响
关于覆膜封窖对青贮损失的影响分析见图9。
图9
在青贮没有覆膜的情况下，自上表面的损失可以达到80%，中间损失达到30%，往下20%的损失。
做好覆膜封窖的青贮，损失会明显降低，当然也还会有一定的损失。
不同处理方式下青贮干物质的损失
图10的研究比较了几种不同的处理方式下青贮干物质的损失情况，分别是没有覆膜、覆膜封严、覆膜封严+防霉剂、迟封窖7天+防霉剂的情况。
图10
比较一下有覆膜和没有覆膜的情况下，如果封窖非常快而且封的很好，这个时候防霉剂就不那么必要。但延迟封窖的数字不太好解释，因为没有相对照的实验。
青贮窖不同截面形态的干物质损失
取料时，我们建议从上往下挖取，而不是从下往上，这样会造成很多截面的不整齐，从而引起散落。目前，市场上的青贮取料机大部分可以使截面保持得比较整齐。
图11
图11展示的即是青贮窖不同截面形态下的干物质损失情况。青贮做完后先封窖，暴露4天，采取三种不同的处理，一是压的比较结实，二是相对松散，三是完全散落。可以发现：即使延迟4天封窖，只要压的很结实，干物质损失相对少，只损失6%；如果截面非常松散最后又延迟封窖，干物质损失达到15%～16%。
饲喂有氧发酵导致腐败的青贮的后果
在实际生产中，截面管理不好会有很多二次发酵的青贮，这是非常不理想的，饲喂时会导致干物质采食量的下降。
图12的试验是人为的将青贮暴露在空气中4天，使它产生二次发酵，测量干物质采食量下降的情况。
图12
正常情况下，青贮干物质采食量达到40磅每天，二次发酵产生了很多营养损失比较大的青贮，干物质采食量下降35%。
作为养牛人，我们希望奶牛的干物质采食量是持续的、稳定的。
影响青贮品质的管理因素
过去30年，针对影响青贮品质的管理因素，我们实验小组做了很多研究，发现主要是以下因素：遗传和品种、种植密度和产量、收获时的成熟度、机械加工的破碎程度、是否使用添加剂、发酵过程和取料饲喂的管理。
玉米乳线位置变化
收获青贮时，干物质含量有不同的方式去判断，其中一个是通过玉米乳线的变化情况来看（图13）。
图13
建议在收获时，乳线位置在1/2到3/4，如果到乳线消失阶段玉米籽实就变的相对硬，不容易加工，消化率也会下降。
接下来给大家看不同的实验，涉及到成熟度、品种、加工破碎的直接影响和交互作用。
机械加工破碎对玉米青贮的影响
对于玉米青贮，进行机械性的加工破碎有很多好处。可以提高青贮窖中的发酵速度，减少发酵过程中的DM损失，避免颗粒大小的下降，提高瘤胃淀粉和纤维消化率，大部分情况下，还会提高干物质采食量和产奶量。
加工破碎设备
图14的加工设备主要是通过碾压的过程使玉米芯和玉米粒破碎掉。
图14
大家可以看到通过两个滚轮的转动碾压青贮玉米，这些滚轮在不同速度运转，玉米茎、叶进入两个滚轮之间就可以进行碾碎和破碎，两个轮之间的距离相对比较紧，能够把很细小的籽实破碎掉。
玉米青贮成熟度和能量估测值
图15展示的是随着青贮成熟度的提高，青贮能量的变化。如果不进行加工，乳线在2/3以上，发现能值开始下降了。前期能量的提高主要是随着玉米成熟度的提高，籽粒占的比例越来越高，淀粉占的越来越高，所以成熟度提高。
图15
当干物质达到一定的程度，青贮的能值就开始降低，经过破碎加工（虚线），随着成熟度提高再提高，到后期也会出现下降，但会保持比较好的能值水平。
图16 干物质采食量和产奶量
图16是将22个试验的数据综合起来分析干物质采食量和产奶量以及乳脂校正乳的关系，其中青贮玉米的用量在日粮里占干物质的30%左右。
可以明显的看出：通过破碎加工可以提高干物质采食量，提高产奶量，提高乳脂校正乳的产量。因为破碎加工提高了纤维的消化率，所以乳脂率提高了，乳脂产量也提高了，而乳蛋白含量没有什么变化，所以乳蛋白的产量也相对提高（图17）。
图17 乳成分
机械加工破碎对玉米青贮颗粒大小的影响
图18展示的是大家比较熟悉的分析筛，用来评价青贮颗粒的大小。铡切的长度从左往右越来越好，但还是比常规要小一些。
图18
如图19所示，这是非常常用的铡切单位。颗粒大小影响瘤胃的速率和消化率，因为颗粒大小铡切长度不一样，在压窖的密度上也会反应出来。即使在高密度压的情况下，颗粒度大小对于压窖的密度也有很大影响。
图19
玉米青贮压窖密度
图20的实验设定了不同的铡切长度，比较长的和相对短的铡切长度的影响，所有青贮经过机械破碎，贮存于9英尺AgBag香肠青贮袋中。TLC设置：3.0cm，1.0cm，1.1cm。
图20
铡的比较短的，虽然有一定的差距，但差异不大，密度也不是很大。随着铡切长度明显提高的情况下，压窖密度降下来，很难压到上面的程度。
发酵速率的影响
发酵的速率对于成本也有很大影响。图21是发酵60天青贮pH值的变化。红色是对照，既没有破碎加工也没有做接种；如果给它接种一些菌剂会看到pH值下降变快（蓝线）；如果只破碎加工，下降和对照相比也更快一些（黄线）。
最理想的结果是同时做加工破碎处理，又给它进行接种菌剂。
图21
干物质的损失分析
图22展示的是发酵过程中干物质的损失情况。如果进行了破碎加工，在60天时，干物质损失只是4%左右；如果没有进行破碎加工，60天损失达到8%，多了一倍。
图22
青贮消化速率的测定
测定青贮的消化速率，图23是使用尼龙袋的方法，这张图没有保持青贮的原样放在尼龙袋里。使用了胶卷对比反映颗粒的大小，让大家有参照。另外一种是传统的做法，先进行粉碎实验，然后把它放在尼龙袋里。
图23
样品处理方法对瘤胃载体培养消化率的影响
图24的试验比较了鲜样和干样粉碎，将它们装在尼龙袋里放在瘤胃里培养，鲜样没有粉碎，红色是成熟度高的，蓝色是成熟度低的，可见成熟度高的消化率低一些。
如果用传统的烘干粉碎的方式做实验，它们之间的差异就很小。但这个数据代表性并不强，因为不能反应真实的情况。
图24
瘤胃培养24小时DM、NDF和淀粉的消化率
通过破碎加工，用24小时体外培养的方式，可以看到干物质的消化率、NDF的消化率、淀粉的消化率都提高了，相应的它提供的净能也会提高。（图25）
图25
不同瘤胃培养时间干物质的消化情况
图26可以看到培养时间持续延长的情况下，没有破碎的和经过破碎加工的玉米青贮的消化情况。相对来说，经过破碎加工的，干物质消化率明显提高，相应也对瘤胃中的通过速度以及干物质采食量产生影响。
图26
不同瘤胃培养时间淀粉和NDF的消化情况
不同的瘤胃培养时间，淀粉的消化情况也类似。经过破碎加工的玉米青贮的淀粉消化率比未加工的明显提高。（图27）
图27
同样，纤维的消化率也是经过加工破碎的青贮明显提高。（图28）
图28
机械加工破碎的经济效益
基于价格来计算关于进行破碎加工经济效益的核算。
如果粗饲料中40%来源于青贮，产奶量提高2%，一头牛一年创造50美元的效益利润。
如果粗饲料中75%来源于青贮，又能够使产奶量提高4%，一头牛一年创造100美元的效益利润。
即使产奶量没有提高，因为你管理的比较好，各方面比较节省，一头牛一年带来5美元的效益。
（本文根据建明工业主办的“2017全方位营养大会”专家讲课内容整理）
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