玉米中60%~70%的成分為淀粉,是奶牛日糧中重要的淀粉來源。淀粉在瘤胃中產生揮發酸,是奶牛日糧中重要的能量來源。淀粉在奶牛日糧中含量通常在10%~30%。玉米中的淀粉被蛋白基質包裹,飼喂前要對其進行加工處理,如粉碎、輾壓、 蒸汽壓片等,便于瘤胃微生物和腸道各種酶的充分接觸,以提高淀粉在胃腸道的消化率。其中粉碎是最常見、最便捷、最經濟的加工方式。若玉米粉碎恰當,淀粉消化率高達 90%~95%;若粉碎不當,淀粉消化率不足70%。整粒飼喂時,糞便中 殘留的整粒玉米高達15%~30%。 因此,給玉米選擇合適的粉碎粒度對 改善淀粉消化率非常關鍵。玉米粉碎粒度受玉米水分、粗飼料種類及切割 長度、日糧組成和飼喂模式等因素的 影響。當谷物與粗飼料分開飼喂時,需要對玉米進行粗粉碎,以提高玉米在胃腸道的滯留時間和消化率。
目前在我國的奶牛養殖過程中普遍采用精料和粗料混合飼喂的方式,對玉米進行細粉碎,提高玉米的能量利用率,改善產奶量、膘情和乳蛋白率等指標。但若玉米加工過細,揮發酸產生就會過快,當日糧有效纖維不足時,還可能增加乳酸產量,降低瘤胃pH值,引起瘤胃酸中毒和肢蹄病,降低飼料消化率
和乳脂率,增加藥費開支和牛群淘汰率。而通過體外瘤胃和生產試驗可以探索玉米的合理粉碎粒度。
1.1 試驗一
美國賓州大學的Lykos和Varga將平均粉碎粒度分別為4 309、 2 577、686 μm的3 組玉米和容 重360 g/L的壓片玉米置于體外瘤胃液中降解,測定各組的干物質(DM)、粗蛋白(CP)和非結構碳水化合物(TNC)的降解率(表 1)。研究發現,平均粒度686 μm 的玉米,其DM、CP、TNC的瘤胃消化率分別比4 309 μm組和2 577 μm組高21.1、16.2、19.9個百分點 和12.6、8.3、11.2 個百分點。
1.2 試驗二
玉米粉碎粒度不僅影響營養物質的消化率,還影響奶牛生產性能。 Luhman和LaCount分別對玉米進行細粉制粒、細粉(692 μm)、粗粉 (2 570 μm)、壓片處理,除玉米外,各組額外添加等量顆粒狀蛋白原料組成的精料。按干物質計算,日糧包括54%精料、23%苜蓿青貯和 23%全株青貯。將日糧分別飼喂給 5 組具有相似條件的產奶牛(表2和表3)。其中飼喂細粉玉米日糧的奶牛,比采食細粉制粒和粗粉日糧的奶牛,具有更高的3.5%校正產奶量、乳脂率、乳蛋白率、飼料效率和更低的牛奶尿素氮。其中采食45%細粉玉米搭配55%壓片日糧的奶牛飼料效率最高。研究發現,將玉米與蛋白飼料制成顆粒,有助于瘤胃微生物對日糧能量和蛋白質的同步降解和利用,降低了飼料氮的排泄量。
1.3 試驗三
Hutjens將平均粒度為2 500和 1 100 μm的玉米分別飼喂給3組奶牛(表4)。所有奶牛的日糧組成相同,按干物質計算,包括34.2% 草貯、16.2%干草、10.9%豆粕、36.4%玉米和2.4%維生素、礦物質等。日糧蛋白含量為15.80%,能量為6.95 MJ/kg,淀粉含量為26.8%。與采食2 500 μm玉米的奶牛相比, 采食1 100 μm細粉玉米的奶牛,乳脂率、乳蛋白率、3.5%校正奶、飼料 效率和體重分別提高了0.14、0.10 個 百分點、3.60 kg、0.12和0.15 kg。
1.4 試驗四
Remond等將平均粒度730、 1 807和3 668 μm的玉米分別配制成3 種日糧飼喂給奶牛(表5),研究發現采食730μm玉米的奶牛淀粉消化率、氮消化率、產奶量和乳蛋白率分別比3 688 μm玉米組提高了21.90、2.20 個百分點、1. 60 kg 和0.12 個百分點。
玉米籽粒占青貯的20%~35%, 是青貯最重要的營養成分。國內外的許多研究表明,粉碎粒度對高水分玉米一樣重要。青貯里的玉米屬于高水分玉米。青貯玉米籽粉碎粒度在 1~4 mm時,淀粉消化率最高。應根據情況,對青貯中的玉米籽粒選擇合適的加工破碎方式,提高青貯淀粉的消化率。
2.1 試驗一
Firkins等對干玉米和高水分玉米進行了破碎、滾壓、粉碎等不同的加工處理(表6),研究發現對于高水分玉米,粉碎可提高全腸道淀粉消化率至98.8%,推算出的泌乳凈能為8.74 MJ/kg干物質,而細粉碎的干玉米的淀粉消化率只有 91.4%,泌乳凈能為8.37 MJ/kg干物質;粉碎的高水分玉米的淀粉消化率甚至比壓片玉米還高出4.6 個百分點。
2.2 試驗二
Ying和Allen給產前和產后8頭安裝有瘤胃和小腸瘺管的懷孕青年牛,分別飼喂含4 種不同加工方式玉米的日糧,研究發現與干玉米相比, 高水分玉米在瘤胃的發酵速度更快,引起酸中毒的風險更高,產奶量出現下降(表7)。而Knowlton等的研究發現,粉碎粒度相近的高水分玉米與干玉米相比,前者可提高牛只的采食量、淀粉消化率和產奶量(表 8)。Firkins匯總了多個研究發現, 對于高水分玉米,細磨比滾壓處理方式對牛只產奶量和乳指標的提升更明顯(表9)。細磨高水分玉米與細磨干玉米相比,前者的采食量、產奶量、乳蛋白率更高,而乳脂率更低。 Oba和Allen的研究發現,與干玉米相比,采食高水分玉米的牛只采食量、乳脂率更低,咀嚼時間更少,但產奶量更高(表10)。
青貯在不同切割長度、干物質含量和籽粒硬度下,所要求的籽粒粉碎粒度也不同。
3.1 試驗一
伊利諾伊大學研究者認為,對于切割長度在1.9 cm的青貯,干物質低于33%時,合理的籽粒粉碎粒度在3~4 mm,而青貯干物質在 34%~38%時,籽粒粉碎粒度為 2~3 mm。對于干物質含量超過 38%的青貯,切割越細,要求的玉米粉碎粒度越大。玉米籽粒越硬, 要求粉碎粒度越小(表11)。
3.2 試驗二
Ferraretto和Shaver對2000~2011年106個關于青貯成熟度、長度和玉米粉碎粒度的試驗總結發現,淀粉消化率和乳脂校正奶量隨著青貯干物質的增加而下降,飼喂干物質含量超過40%的青貯,會導致單產下降2 kg。籽粒粉碎粒度在1~3 mm的玉米青貯,比4~8 mm的青貯具有更高的淀粉消化率和產奶量。Fredin等的研究發現,奶牛采食籽粒粉碎粒度為0.55 mm的玉米青貯,比1.27 mm的玉米青貯,全腸道的淀粉消化率提高了4.8%。
3.3 試驗三
美國BaI等分別給不同切割長度的玉米青貯添加孔徑 1 mm的滾壓裝置,發現改善了奶牛 咀嚼時間、采食量、產奶量和乳指 標(表12)。其中切割長度在0.95 cm,并將玉米滾壓成1 mm的青貯, 產奶量比同樣的切割長度,但沒有 對玉米進行滾壓的青貯高1.6 kg。長 度為1.90 cm的青貯,每天反芻時間 比長度0.95 cm的青貯高0.40 h。
在國內,在奶牛日糧中大量使用苜蓿、豆粕、玉米麩皮等瘤胃降解蛋白比例高的原料,但由于蛋白分解速度過快,造成日糧能量不足,能氮不同步和不平衡,具體表現為牛奶尿素氮過高、牛奶真蛋白偏低、受胎率下降、蹄葉炎等。其中影響日糧能量不足最重要的一個因素是玉米粉碎過粗。因此,為提高能量利用率,綜合日糧組成、乳指標、生產水平等,建議玉米粉碎粒度在800~1 300 μm(約 1 mm),超過2 000 μm(2 mm)的比例低于5%~10%。
(參考文獻略)
本文刊登在《中國乳業》雜志2017年第四期,轉載請注明出處和作者
孔慶斌,男,中國農業大學反芻動 物營養專業研究生,主要從事牧場 的營養、飼養與經營管理、技術服 務等工作。
通信作者:張曉明,男,中國農業 大學動物科技學院教授,從事反芻動 物營養和奶牛飼養管理教學、研究和 實踐,曾獲2014年度國家科技進步二 步獎(奶牛飼料高效利用及精準飼喂 技術創建與應用)。