欢迎来到甘肃省草产业协会!
您现在的位置:首页 > 行业服务 > 实用技术 实用技术
青贮玉米品种的选择
更新时间:2018-09-10 16:24:00  |  来源:《中国乳业》杂志 作者:史枢卿 杜邦先锋种子事业部  |  点击次数:720次

我国审定了近百个青贮玉米品种,但因为只重视干物质产量,忽视淀粉含量,造成了我国牛奶生产成本高,这类专用青贮玉米品种已被大型奶牛场逐一淘汰。好的青贮玉米品种应具有哪些特点,如何认识单纯以干物质产量指标来评价青贮玉米的不足,如何辨别市场上对青贮玉米产量的虚假宣传,针对这些问题,本文从国外大量试验数据和国内7 年的试验数据,对正确的青贮玉米品种概念和评价方法进行介绍,提出了简明可行结合最新饲料学和分析科学成果的中国青贮玉米品种评价综合指标,并对我国青贮玉米品种审定方法和流程提出建议。

1 青贮玉米的介绍

1.1 青贮的目的

青贮是粗饲料的两种主要加工方式之一,是将牧草饲料原料在较高水分下,通过形成厌氧环境,经过微生物(主要是乳酸菌)发酵产生乳酸,降低pH值,达到可以保存以备后期使用的目的。

1.2 青贮玉米的分类

玉米是最常见的青贮原料之一,其它常用作青贮的作物包括苜蓿、小麦、燕麦、高粱等。

1.2.1 根据原料利用部位及能量分类

1)根据原料利用部位分类

根据玉米原料的不同,可进一步将青贮玉米分为单玉米粒青贮(高水分玉米粒青贮)、单秸秆(收获鲜食玉米或籽粒玉米后的秸秆)青贮(其中收获粮食玉米后的秸秆青贮一般称为黄贮)和包括籽粒也包括秸秆在最佳收获期以收获青贮为目的的全株玉米青贮。此外,还有玉米穗青贮(包含玉米轴及玉米果穗苞叶)、只收获玉米穗及穗以上秸秆的带穗半株玉米青贮。

2)根据能量排序分类

根据能量密度从低到高,青贮玉米可以分为黄贮(秸秆青贮)、常规留茬全株青贮、高留茬全株青贮、半株玉米青贮、玉米果穗带苞叶青贮、玉米穗(不带苞叶)青贮、玉米粒青贮7 个类型。

1.2.2 根据种植收获分类

从玉米的种植收获上,以收获干玉米粒为主的,称为粮食玉米生产,而因为其中60%70%的玉米粒主要用做动物饲料,因此粮食玉米生产应该称为饲料玉米生产,在美国还有一部分粮食玉米用作乙醇燃料(2014年约占总粮食玉米收获量的30%)。

收获籽粒和秸秆作为奶牛、肉牛、肉羊饲料的生产称为青贮玉米生产。欧洲(德国、意大利、西班牙等)还将青贮玉米用作沼气发电,虽然与青贮玉米的加工制作方式相同,但一般根据用途称为生物能源玉米(或沼气发电玉米)。

粮食(饲料)玉米和青贮玉米是种植玉米的最终两种主要用途,粮食(饲料)玉米中的新用途是作为乙醇燃料,青贮玉米中的新用途是用作沼气发电,美国和欧洲两国对玉米的新用途,充分体现了玉米高能量的特点,均是基于土地可持续发展的新路径。

1.3 青贮玉米的意义

目前我国积极推进“ 粮改饲”项目,其最大意义在于:从土地的利用效率,可最大化土地生产力,把收获饲料(粮食)玉米变成收获青贮玉米,一般增加每亩或每公顷土地作物总代谢能20%

发达国家玉米种植首先是要满足青贮玉米的种植面积,青贮玉米在玉米种植面积中的比例,可体现一个国家畜牧业发展程度和农业发展水平,可作为衡量国家科技水平的一个侧面指标。农业是国家产业的基础,农业生产力的高低,奠定了国家整体参与国际竞争的能力。没有一个发达国家是农业生产力低的国家,一个低农业生产率的国家,特别是大国(某些小国可以单纯依靠贸易来进入发达国家而无需农业),是不可能支撑这个国家进入发达国家行列的。

美国常年青贮玉米收获面积占全部玉米收获面积的8%12%,历年美国青贮玉米种植面积稳定在3 7004 500 万亩之间。预计我国未来青贮玉米种植面积将可达到全部玉米种植(收获)面积的20%,因为我国没有像美国那样每年有1 亿9 百万亩苜蓿(包括纯苜蓿田和混播苜蓿田)的种植面积。以目前我国每年种植玉米5.2 亿亩计算,未来我国的青贮玉米种植面积应在1.0 亿亩,可以使我国奶牛、肉牛的生产效率得到很大的提高,绵羊、山羊在放牧基础上补饲青贮玉米也可降低我国畜产品的生产成本,可较好地应对国际市场肉奶制品的竞争,也能够较好地扩大国内市场消费需求。

1.4 青贮玉米的留茬高度

从最大化土地生产力来讲,一般青贮收获时的留茬高度在1520cm,即玉米除去根和地上1520cm的底部秸秆,其余的植株全部用作青贮,称之为全株玉米青贮。

为了提高秸秆的消化率,减少青贮玉米的制作成本和饲料浪费,对高产奶牛,可以将留茬高度提高到45 cm,与留茬高度15 cm相比,每亩青贮干物质产量减少15%,但每亩产奶量(即每亩可消化能量)只减少3%,这可极大减少收获储藏成本,降低牛场青贮总成本,因此,对以亩计价收获青贮玉米,特别是对自有土地,采取高留茬是可行的方法。

总体来说,就是在未来有更多青贮玉米种植或有较富裕的粗饲料贮备时,可以将留茬高度逐步提高,只收获果穗以上的部分做青贮,因为这样的青贮玉米能量高、秸秆的消化率高。而果穗以下的秸秆则还田,实现各部分的最佳使用。

2 青贮玉米的特点

青贮玉米首先是玉米作物的一种利用方式,任何玉米品种都可以用来做青贮。但作为一种玉米的用途,青贮有其独特性,因此需要一些特殊的评价指标。

2.1 青贮玉米的独特性

青贮玉米与其它作物相比,不仅仅是牧草,用秸秆提供营养。比如苜蓿,除了提供纤维,还提供蛋白质,其蛋白质主要来自于叶片,纤维主要来自于茎秆,但无论茎秆还是叶片,都是草,不是果实。青贮小麦、燕麦的最佳收获期均在孕穗期,以抽穗期为好,因此也是以收获茎秆和叶片为主。

青贮玉米与这些作物不同,最主要的可消化能量来自于玉米籽粒,最佳收获期的青贮玉米,其可消化能量的65%来自于玉米籽粒,因此对青贮玉米来讲,籽粒最为重要。所以,一个好的青贮玉米品种,必须首先是一个好的粮食(籽粒)玉米品种。换言之,青贮玉米品种与普通玉米品种,相似性或相同点大于不同点,共性大于差异性。但不是所有的籽粒玉米品种,都是最好的青贮玉米品种。而不是一个好的粮食玉米品种,就一定不是一个好的青贮玉米品种。即青贮玉米是粮食玉米品种中的一部分,而不是独立于粮食玉米品种之外与普通玉米品种完全不同的品种类型。很多玉米品种,既适合用作籽粒玉米生产,也适合用作青贮玉米生产。只适合青贮玉米生产而不适合籽粒玉米生产的品种,是很少的。

2.2 评价青贮玉米品种的三大基本要素

青贮玉米品种在满足籽粒产量高的前提下,还应从产量、熟期和农艺特性等方面进行评价。

2.2.1 青贮玉米的产量

1)标准(水分)青贮产量

青贮玉米品种的产量,以含水量65%时的全株鲜重产量来衡量,称之为青贮玉米的标准水分产量,这是因为在制作青贮玉米时最佳干物质为35%(即水分65%)。虽然也有用100%干物质产量来衡量的,但假如水分很低,最后计算出的100%干物质产量很高,但未必是更好的品种,因此评价产量,首先要对评价的青贮玉米限定一定的水分,青贮玉米的最佳干物质是32%38%,即水分在62%68%,可放宽到60%70%

因此在评价青贮玉米品种的产量时,首先是限定收获时水分达标范围,超过此范围,表明收获期不正确或者所评价的品种的熟期不适合所在区域。其次是评价青贮玉米品种需要用标准水分青贮产量来进行,不建议使用100%干物质产量,因为其不直观。更不建议使用生物产量(Biomass)的概念,一是因为Biomass概念本身不适用于农业生产,是生物学概念,生物产量包含不收获的根和留茬部分;二是生活中经常被农民当作与鲜重对应,而实际却是100%干物质产量。为避免混乱,也为了适应农业生产学科特点,应该采用65%水分的青贮鲜重作为标准(水分)青贮产量,因此可以使用100%干物质产量概念,但应坚决摒弃Biomass概念在青贮上的使用。

2)每亩干物质产量的计算公式

每亩干物质产量(kg=每亩青贮鲜重产量(kg)×青贮干物质含量(%

每亩青贮鲜重产量,首先与每亩青贮玉米种植密度有关,一般来说,每亩密度越高,每亩鲜重越高,在达到最佳密度后,每亩鲜重产量下降。因为最大每亩干物质产量的密度比最大鲜重产量的密度要低,因此不能追求最大鲜重产量。

每亩最大可消化能量的青贮玉米最佳播种密度比每亩最大干物质产量的密度还要低,因为密度过大,籽粒产量低,相对秸秆产量高,每亩可消化能就低。即最大籽粒产量收获密度<最大每亩代谢能收获密度<最大每亩干物质产量收获密度<最大每亩鲜重产量收获密度。

因此,不建议追求最大每亩鲜重产量,也不必追求最大籽粒产量;可以追求最大每亩干物质产量,最好是最大每亩代谢能产量,因此青贮玉米品种与普通粮食品种的独特性:一是品种要耐密或选择可耐密种植的普通玉米品种,即要比一般籽粒品种更耐密;二是植株要高,但不要追求植株粗,因为尽管粗的植株干物质产量高,但一般其要求的总播种密度低,更重要的是其植株消化率低。只有具备耐密和植株高两个特性,才能带来高干物质产量,即高青贮产量。但也不能在追求高干物质产量时,忘记青贮玉米与饲料玉米相同性大于独特性。

2.2.2 青贮玉米的熟期

最佳青贮玉米收获时,籽粒淀粉线在1/23/4(籽粒1/23/4变硬, 乳线即白色部分占比25%50%),此时距离玉米粒出现黑层,达到生理完熟,还需710天,因此如果想最大化利用作物可生长天数,充分利用光照和积温,可以采用生育期略长的品种,这对高纬度地区、山区高海拔的温度低、积温有限地区有重要意义,如黑龙江省第三积温带地区,如果种植青贮玉米,可以选择第一积温带的玉米品种,第四积温带可以选择第二积温带的玉米品种,通过选择生育期长的品种,可达到青贮玉米的高产。但对夏播地区,因为现有品种已充分使用了积温,生育期没有扩展空间,且现有主栽品种在中国采用传统收玉米穗的模式,而不是直接收玉米籽粒的收获模式,以及要及时播种后茬小麦,在这一区域,就不可以选择生育期再过长的品种,可以选择生育期长35 天的品种,而不能选择热带血缘品种,否则青贮玉米收获时,水分太大,籽粒发育不完善,青贮干物质产量不高,而能量损失巨大,干物质低,压窖时养分损失大。

国内有人认为青贮玉米生育期可以比粮食玉米晚1015天,这是不对的,这样的品种在青贮玉米收获时,籽粒发育不足,淀粉线只达到1 /4,鲜重会高, 但能量密度很低。采用普通玉米品种,正常青贮玉米最佳收获期在中国春播地区,只可比收获籽粒玉米早71 0天,不能太早收获,如果采用熟期晚710天的品种,收获期应该在其他老百姓收获籽粒玉米时同时收获。

总之,在积温充足地区,春播玉米,可以选择生育期略长的品种,但不要过早收获,比如在我国新疆、宁夏、甘肃地区就宜选择生育期略长的品种,适时早播,以充分利用光热水资源,实现高产,在其他人种植的常规普通品种收获籽粒时,进行青贮玉米的收获。

在积温不足地区,可跨积温带选择品种,用中熟玉米品种代替早熟玉米品种以实现高产;在不能种玉米的地区,可种早熟玉米品种,收获玉米果穗基本成熟的青贮玉米,因为1 亩青贮玉米相当于2亩大麦/黑麦草/小麦青贮的可代谢能,在我国青海、西藏、内蒙古海拉尔地区、河北坝上地区就可以采用极早熟玉米品种做青贮。

因此在青贮玉米品种审定和普通玉米品种的跨区使用上,种子管理部门应该放松管制,鼓励群众多试验,选择出合适的品种,特别是黑龙江地区国内的积温分区基本概念不完全正确,分区不能真正体现玉米的生理生长需求,亟需按中国生产积温概念重新划分。

总而言之,青贮玉米品种熟期≥普通籽粒玉米品种熟期。

2.2.3 青贮玉米品种的农艺特性

从玉米品种的选育和栽培上,青贮玉米品种应具有以下农艺特性。

1)抗倒伏性

抗倒伏性是籽粒玉米和青贮玉米共同的要求,因为青贮玉米播种密度略高,一般每亩玉米栽培密度越高,作物的根系发育因植株间对水、肥、光的竞争加大,因而在较高密度下植株越弱小一些,抗倒伏能力就差一些。但青贮玉米为实现高产,就需要加大播种密度,因此好的青贮玉米品种要求在较高的种植密度下,仍要抗倒伏,即相对耐密的普通玉米品种比只适应较小密度的品种(比如每亩4 500 株以下的品种)更适合作为青贮玉米品种。

2)耐旱性

玉米高产需要充足的雨水或灌溉用水,在自然环境缺水的年份,玉米品种在干旱环境下的结实性与玉米品种的稳产有很大关系,因此选择耐旱特性的玉米品种可以更保险。

3)抗叶斑病

青贮玉米收获时,种植者往往希望保持植株后期的健康,以保存更多高可消化纤维的叶片,所以青贮玉米品种要比籽粒玉米有更好的抗叶斑病能力。

总之,从农艺性状上,青贮玉米与普通玉米品种没有太大的差异,核心是尽可能适应当地的病虫害压力和气候(如抗旱、抗斑病),但更强调耐密性和抗倒伏性。

3 青贮玉米的综合评价

青贮玉米产量有4 种不同的计算方式:籽粒产量、全株干物质产量、标准青贮产量和鲜重产量,为了更准确科学地评价青贮玉米品种,就必须采用综合评价指标,而不能仅仅采用干物质产量。综合评价指标也是美国和欧洲通行的青贮玉米评价标准。

3.1 美国青贮玉米评价方法

Milk2006是美国威斯康星大学奶牛专家Randy Shaver和玉米栽培专家Joe Lauer共同开发的评价青贮玉米的软件,目前使用的是经过199119952000三个版本发展更新而来的第四个版本。从1991年的第一版只重视中性洗涤纤维(NDF)和淀粉,1995年的第二版开始重视纤维的消化率,到2000年第三版在强调纤维消化率的同时,也开始纳入淀粉消化率;到2006年版更进一步优化和强调了淀粉含量和消化率。

Milk2006是基于美国科学院(NRC)第七版《奶牛营养需要》关于饲料原料科学和奶牛营养科学当时的进展,根据青贮玉米各营养组分构成的总可消化养分计算的能量,再依据奶牛饲料配方和营养需要(按奶牛体重613 kg,饲料配方30%NDF)生成的牛奶的能量,计算得出:

每亩青贮玉米的总可产牛奶量(kg/亩)=每吨100%干物质青贮玉米的产奶量(kg/MT)×每亩产出的青贮玉米的干物质产量(kg/亩)

该公式计算得出的每吨干物质青贮玉米的奶牛产奶量与实际青贮饲喂得出的奶牛产奶量基本一致。在美国的奶牛饲喂试验表明,公式计算得出的每吨干物质青贮产奶量,一般比实际饲喂测得的奶牛采食每吨干物质青贮的实际产奶量数值略低45 kg(按每天产奶量计算,奶牛采食9 kg 100%干物质青贮玉米,则每天实际产奶量与预测差值在0.45 kg以内)。

Milk2006综合考虑了玉米籽粒及其消化率,秸秆及其消化率,测算了粗饲料质量与奶牛的采食量,采用了最新的试验分析方法和动物试验的最新成果,综合反映了如何从奶牛饲养角度来评价青贮玉米的质量,特别对评价青贮玉米不同品种的质量差异方面具有显著区分的作用。

根据19952008年美国威斯康星大学青贮玉米品种试验(每年约有100 多个品种分四个生态区,各分早晚熟期,共8 个组进行的17 144 个小区的试验数据),发现最好的品种与最差的品种各主要性状指标的差异为:100%干物质产量每亩差473 kg,每吨干物质产奶量差275 kg,每亩青贮产奶量差980kg。每吨干物质营养指标,淀粉差值138 kgNDF差值88 kg,中性洗涤纤维消化率(NDFD)差8.9%,体外全株消化率(IVD)差5.8%

从表1(威斯康辛大学奶牛营养师Randy Shaver列举的例子)可以看出,一个极端好青贮玉米品种与一个极端差青贮玉米品种各指标及总产奶量的差异。一个好的青贮玉米品种的典型特点是淀粉含量高,即便干物质只有30%,其淀粉含量也能达到34%,因此其每千吨干物质产奶量可以达到1 642 kg。而一个典型的差玉米品种即使其干物质达到45%,其淀粉含量也只有20%,因此其每吨干物质产奶量只有1 018 kg

3.2 欧洲青贮玉米评价方法

欧洲种植的玉米主要用于青贮,比如英国爱尔兰几乎100%玉米用于青贮,德国75%80%玉米用于青贮(其中一半青贮和奶牛场粪污混合用作沼气发电),法国5 0%玉米用于青贮,荷兰、比利时、瑞士等国的玉米绝大多数用作青贮。在青贮玉米的评价上,采用的是每公顷代谢能的评价方法,因为代谢能是奶牛可利用的最大能量。公式为:

代谢能(MJ=作物养分总能(MJ-没有消化的排泄出去的粪能(MJ-尿能(MJ-产生甲烷气体的能量(MJ

欧盟青贮玉米评价采用6 个品种作为对照品种,其中3 个是市场上最流行、农户多年传统采用的、市场上种植面积较大的青贮玉米品种,一般保持5 年;另外3 个对照品种是最近35 年审定通过,在市场上开始流行的品种,一般每23年更换。之所以使用这些品种作为对照,目的是鼓励育种企业推出优于前代的品种,如果新推出的品种不能比原有品种有进步,就说明这些新品种没有上市的意义。通过任何一个欧盟国家的区试(区试只进行2 年),就可以在所有欧盟国家进行销售,这相当于中国的国审。但在具体国家中,如果某一品种没有在本国生态区有试验点,或者在某一欧盟国家通过审定,没有通过欧盟审定,也可以在本国进行测试,进入本国推荐目录,类似于中国的引种。

欧盟的测试结果横坐标用每公顷代谢能,纵坐标用每公顷干物质产量,这两个指标均可以用绝对值,如每公顷多少兆焦,也可以用相对参试品种的百分数。正因为欧盟已经测试了每公顷代谢能,因此农户选择品种时, 一般可以只关注干物质产量。对牧场主来讲,就更关注每公顷代谢能,因为这个指标不仅考虑了干物质产量,也考虑了质量,是一个综合指标。

4 中国青贮玉米评价方法中存在的问题和建议

4.1 中国青贮玉米评价方法中存在的问题

由于中国奶牛专家对青贮玉米品种不了解,涉及的研究就更少,而历年来进行青贮玉米品种评价测试都是由玉米育种专家来主持品种评价,而玉米育种专家对奶牛营养学和饲料科学了解相当有限,造成我国青贮玉米品种评价方法产量与质量分离。质量指标实际上没有进入评价体系,而单纯以每亩干物质产量来进行评价,这就会造成片面追求产量。而追求干物质产量最大化,必然会导致追求秸秆产量最大化,因为秸秆的产量在全部干物质产量中一般大于5 0%。同时因为国内育种比国外落后,国内育种专家自己主持青贮品种筛选,国内育种籽粒产量落后,因此为了便于自己的品种通过审定,从而主张干物质产量作为评价(实际上是唯一指标)。此外,国内评价单位实验室分析方法与国外实验科学的发展也比较脱节,对秸秆消化率和淀粉消化率评定没有专业人员,这也是造成我国青贮玉米品种评价落后的重要原因。总之,专业人才的缺乏,农学家与奶业科学家的不衔接,专业分析设备的缺乏,这些客观因素制约了中国青贮玉米品种的科学发展,而由育种专家来主持品种评价筛选,而不是像国际通行的由栽培学家来进行评价,这就从制度上造成了落后品种通过审定,而优秀品种难以通过审定的事实。

同时由于对青贮玉米品种认识上的差异,在选择对照品种上错误选择热带血缘品种作对照,且只有一个对照品种,对照品种又不是生产实践中的主栽品种,这些都是制度性缺陷。

中国青贮玉米品种评价,必须坚持以综合指标来进行评价,只有如此,才能保证将质量指标纳入评价体系中,而不是口头上讲质量与产量都重要,而实际上只看产量,忽视质量。

4.2 中国青贮玉米品种评价指标建议

建议的中国青贮玉米评价综合指标为百分比系数法和绝对数值法。

4.2.1 百分比系数法

品种指数= 4 0 %×产量指数(%+25%×淀粉百分比例(%+25%×uNDF含量百分比例(%+10%×直立百分比例(%

该方法仅供思维方式参考,仍需在实际应用中通过数据进行校验和优化。具体计算见表2

产量指数,即各品种产量与参加测试的品种平均产量的百分比数;淀粉、uNDF百分比例同样也是与全部参试品种平均值的百分比;直立性=1-倒伏率,倒伏率按收获当天或前一天田间植株倒折或倾斜幅度超过4 5°的植株数的占比。该方法适合参试品种总体比较接近的品种进行优中选优,不太适合品种间各指标差距巨大的品种在一起进行评测,即要求品种基本上是同一类型的。如果把草玉米品种(淀粉含量<20%)的品种与普通玉米品种在一起评测,由于相互指标的抵消,最后难以分辨优劣。虽然此公式体现了产量占比4 0%,质量占比50%,农艺占比10%的理念,但由于质量与产量的巨大矛盾,仍无法体现出质量的巨大优越性和重要性,即质量与产量不应是同一加减范围内同一数量级的差异,而是不同指数间的差异。

4.2.2 绝对数值法

每亩青贮泌乳净能(MJ/亩)=每亩干物质产量(kg/亩)×[2×(淀粉含量+15%+1×NDF×(1-uNDF30h×2.5]×4.184

公式中,各指标都是基于干物质的百分比。淀粉含量一般范围在20%46%NDFom(有机物中的NDF含量,实验分析中将残余物中灰分刨去)含量一般在27%50%30 h有机物中不可消化纤维uNDFom(有机物中不可消化中洗纤维)30 h一般在12%23%(占DM的比例),也可以用uNDF240h(占NDF比值)来代替uNDF30h(占干物质DM比值)。因为UNDF240h更容易测定且测定结果更一致。淀粉的泌乳净能是2 Mcal/kg8.368 MJ/kg),秸秆的泌乳净能是1 Mcal/kg4.184 MJ/kg),即公式中淀粉系数2和中洗纤维系数1的含义和来源。公式中的15%,指的是蛋白含量和2.25倍的脂肪含量,蛋白含量约为8%,脂肪含量约为3%。每亩干物质产量以千克计,一般在1 2001 400 kg4.184是兆卡(Mcal)换算为兆焦的系数。如果采用兆卡,则无需此系数。

因此括弧中的淀粉和纤维质量指标是0.91.4,即总质量系数在3.56~6.28 MJ/kg干物质,每千克牛奶的能值在5.89 MJ。(按3.5%乳脂率,3.2%粗蛋白计算,牛奶净能计算公式:NEL (Mcal/kg) =0.0929 x Fat % + 0.0547 x CrudeProtein % + 0.192 )每亩产奶量在1 1002 500 kg。从另外一个方面说明质量的重要性,即相同1 吨干物质产量,好的质量会产生近1.5 倍的能效,而质量差的只能产生0.9 倍的能效,所以不能单纯以产量来评价和衡量青贮玉米品种。

从公式中也可看出质量好坏与淀粉含量高低和秸秆含量及秸秆不可消化率高度相关,前者是后者重要性的2 倍还多。这个公式较好地借鉴了现有科学,简化了指标,突出了重点,而每个指标都有一定的含义,既便于科学评价,又便于理解与掌握。

本方法已经过实际数据校验,基本与实验室分析值吻合,可尝试在未来进一步优化。

4.3 简化的田间青贮玉米籽粒占比质量评价方法

在田间收获青贮玉米进行玉米品种优劣评估时,可通过如下公式进行简单计算,即可得出全株干物质中玉米籽粒的占比。

假设青贮玉米收获时,全株玉米水分在60%75%,籽粒的水分约为50%,秸秆的水分约为70%,计算公式为:

青贮玉米干物质中籽粒占比(%=籽粒重量(g/株)×0.5/[全株重量(g/株)-籽粒重量(g /株)]×0.3 +籽粒重量×0.5g/株)}

如果已测定收获的粉碎全株青贮的干物质含量,则公式可以简化为:

青贮玉米干物质中籽粒占比(%=籽粒重量×0.5/[全株重量(g/株)×全株干物质含量(%]

用这种方法计算,如果籽粒占比大于4 2%,说明田间所种品种籽粒成熟度好,产量高,青贮质量好;如果计算所得籽粒占比小于4 0%,说明田间所种品种熟期太长,收获的主要是秸秆,青贮质量差。

籽粒含水量50%时,籽粒乳线大约在一半,即籽粒一半硬一半软;如果籽粒淀粉线达到2/32/3粒变硬),此时可将公式中干物质含量调高,一般此时的玉米粒水分为40%,因此籽粒干物质含量是60%

正常青贮玉米最佳期收获时,精确测量的籽粒干物质占比应在40%以上,越接近46%越好。因为干籽粒中的淀粉含量一般是67%73%,按70%计,籽粒干物质占比40%,收获的青贮玉米的干物质淀粉含量是40%×70%=28%,如果达到46%,则淀粉含量约等于46%×70%=32.2%。如果淀粉含量达到35%,籽粒干物质全株占比是50%。通过田间现场测籽粒和全株重量的方法,用此公式即可以获得籽粒干物质占比,乘以淀粉含量系数如0.7,即可以得出全株青贮玉米的淀粉含量。因为国内对青贮玉米淀粉检测方法还没有形成统一的标准,用此方法可以实时快速得出大略的淀粉含量值,便于青贮收购期间定价,也便于比较青贮玉米品种的优劣。

5 正确认识牧草产量与质量的关系

5.1 产量与质量往往是反比关系

以苜蓿干草为例,一般收获时间越晚,每亩干草收获量越大,因此农民往往会因为追求高产量,而导致苜蓿干草质量下降。

再以苜蓿青贮为例,收获时间越早,鲜草产量越高,但苜蓿青贮适宜做半干青贮,即通过田间割倒萎蔫使干物质达到40%45%的水平,再粉碎切割制成青贮。

总的来讲,青贮收获得早,每亩鲜重高,但质量会差:一方面是由于水分太大,压实时营养随水分大量流走;另一方面会导致青贮品质变差。而收获得过晚,则导致青贮不易压实,进而导致每亩产量低。

在国内的生产实践中,历年来牧场管理人员担心青贮玉米收获量不够,90%的农场收获青贮玉米过早,干物质在25%26%时就开始收获。而国外的大量科学数据显示,在干物质32%时收获,即使只收获玉米果穗及以上的青贮,每亩产奶量也远远大于25%干物质收获的高产整株青贮玉米,因此,在青贮玉米收获上,务必要重视质量大于重视产量。

5.2.每亩青贮产量的正确计算方法

5.2.1 国外每亩青贮产量

国外100%干物质青贮玉米产量一般是每公顷1822 吨(即每亩1.21.4 吨),35%干物质标准青贮产量一般在每公顷4070 吨(即每亩2.74.7 吨),但极少能达到每亩4.7 吨,即使达到4.7 /亩也是在高产土壤遇到充足雨水环境下才能实现的。全美国历年青贮产量平均为每亩2.42.8 吨,而且全是春播玉米,没有夏播玉米。

5.2.2 国内每亩青贮产量

国内常常讲每亩青贮产量可以达到56 吨,甚至可以达到8 吨。而根据笔者公司多年实测以及农户多年给牧场供应青贮的数据,一般春播玉米每亩全株产量年份好时可以达到4.14.2 吨,年份不好时只能收获3.53.6 吨;夏播玉米一般每亩产量在2.53.2 吨。在这种现实下,如果1 个农户每亩收获青贮玉米56 吨,往往意味着青贮玉米水分极大,无法制作出优质青贮。且这种青贮玉米的玉米粒往往也没有成熟,因为只有玉米粒逐渐成熟,才能降低田间玉米的含水量,而没有籽粒的灌浆发育,没有糖分从叶片、秸秆向籽粒转移形成淀粉,秸秆中的水分是无法下降的。

5.2.3 好的青贮玉米品种的判断方法

田间实测数据表明,空秆玉米,即便植株变黄,其水分仍然在70%以上。因此判断青贮玉米品种好坏的简单方法是,如果青贮产量极高,该青贮玉米品种极有可能在田间有大量的空秆,即基本上不是一个好的青贮玉米品种。在内蒙古种植的东陵白和英红青贮玉米,每亩播种收获密度在1.01.5 万株,但这些青贮玉米品种的籽粒都不发育,即使这样的密度,每亩产量也只有3.53.6 吨。因此,国内每亩青贮产量56 吨,甚至可以达到8吨的数据,多数是根据种植35 米小区的试验数据推算出来的每亩产量,而不是实际收获的每亩青贮产量,对此务必要有清醒的认识。

6 正确认识秸秆和籽粒

6.1 中国的青贮玉米品种审定标准现状

农户一味追求产量,必然导致青贮玉米中过高的秸秆比例,因为田间玉米秸秆中的水分永远比玉米籽粒中的水分高,过多关注产量会造成培育的品种是秸秆比例高的品种。

中国国家青贮玉米品种试验和各省的青贮玉米品种试验都只以青贮干物质产量来衡量的,虽然也列有部分质量指标,但在品种审定时,几乎没有因为质量好而能通过的品种评价方法,因此质量指标形同虚设,导致最后通过的品种多数是30%以上的空秆率,植株高大,籽粒产量(即淀粉含量)指标定的很低(比如15%)的品种。因此,没有育种企业会拿好的籽粒品种去参加审定、参与区试,造成目前市场上已审定通过的青贮玉米品种,从科学意义上讲,只能称作草玉米青贮,与全世界其它国家通行的青贮玉米品种完全不同。

青贮玉米在全球的推广史,是不断提高籽粒产量的过程,而中国的青贮玉米品种审定标准开历史倒车,培育的都是高秸秆比例、低玉米籽粒比例的品种。

6.2 青贮玉米的品种选择,质量永远大于产量

青贮玉米中的籽粒,如果经过充分破碎,在奶牛全消化道中的消化率可以达到9 0%以上;每千克100%干青贮玉米籽粒的泌乳净能是8.268 MJ2 MCal)。秸秆在奶牛瘤胃中的30 h消化率一般在46%63%,平均值在55%,即使经过240 h,一般青贮玉米中也有30%纤维不能被消化。除去玉米籽粒外,青贮玉米的其它部分每千克干物质的泌乳净能是4.268 MJ1.02 MCal)。简单计算如下:

玉米粒部分:1kg×90%消化率×8.268MJ2MCal/kg=7.531MJ1.8 MCal);

秸秆部分:1kg×55%消化率×4.268MJ1.02MCal=2.343MJ0.56 MCal);

两者相比= 7.531MJ1.8MCal/2.343 MJ0.56 MCal=3.2,即收获1 kg干玉米籽粒相当于3.2 kg干玉米秸秆。

如果再考虑含水量,青贮收获时玉米粒的含水量在4 0%,每亩干籽粒如能收获650 kg,则收获青贮时,可得到的鲜重籽粒产量公式:

籽粒鲜重产量= 650k g/亩×8 5 %干物质/kg×85%青贮玉米籽粒成熟度/6 0%( 青贮玉米籽粒部分中的干物质含量)=782kg=0.782吨(第一个85%指籽粒干物质含量,第二个85%指收青贮时籽粒成熟度只有最终籽粒的85%);

玉米秸秆的含水量在70%,每亩除籽粒外其它部分的产量(秸秆、叶片、棒轴、包叶等)=青贮亩产3.8-籽粒产量0.782=3吨;即鲜重时,秸秆是籽粒的3.84倍(3/0.782吨)。

如果按干重计算,籽粒=0.782吨× 6 0%干物质= 0.4 6 9 吨干物质;秸秆=3 吨×30%干物质含量=0.9吨干物质;秸秆是籽粒的0.9/0.469 =1.9倍。每亩籽粒部分总的泌乳净能能=0.469吨×1000kg/吨×7.531MJ1.8MCal=4514.56MJ840MCal);每亩秸秆总的泌乳净能=0.9吨×1000kg/吨×2.343MJ0.56MCal=2092MJ500MCal) ; 籽粒占全株总能量比=4514.56MJ840MCal/[4514.56MJ840MCal+2092MJ500MCal]=63%;秸秆占全株总能量=2092MJ500MCal/[4514.56MJ840MCal+2092MJ500MCal]=36%。因此,籽粒占总鲜重的比例为20%,而其占每亩全株总能量的6 3%;秸秆占总鲜重的8 0%,而其只占全株总能量的36%

以上计算说明,一个好的青贮玉米品种必须首先是一个好的粮食品种。单纯追求产量,比如追求鲜重是籽粒产量3.8 倍的秸秆,就必然会忽视籽粒占比。即使按100%干物质产量来评价,秸秆干重仍然是籽粒的1.9 倍,因此仍然会导致育种者去追求秸秆产量。这就是为什么必须采用综合评价指标,必须把质量纳入统一指数中,否则必然导致劣币淘汰良币,差品种跑赢好品种的局面。质量与产量不是同等重要,而是质量永远比产量更重要,这就是为什么国外要求青贮玉米淀粉含量必须在30%以上,最好达到35%的本质原因。

6.3 国内干籽粒物质占比达不到国外常见的45% 的原因

追求干物质产量,甚至追求鲜重时,所得到的品种,即使测得的淀粉含量达到33%(假设测定方法正确,实际上很多国内淀粉检测方法测出的值要远远高于用国际标准酶测定分析值),籽粒占比一般也只能达到3 7%,而达不到国外的4 5%,可能是因为国内收获时籽粒含水量较高(比如在5 5%),籽粒的干物质中淀粉比例低,如在56%65%,这与国际上玉米籽粒中以干物质计淀粉含量达70%是不同的,这就是品种上的差距。

7 产量与熟期

一般全生育期的品种,最后收获的籽粒产量高,收获青贮时,青贮的产量也高。但是熟期过长的品种,收获时籽粒发育淀粉线不能达到1/22/3,收获所得的青贮干物质中籽粒占比小,淀粉含量低,青贮营养浓度低,每吨干物质青贮的产奶量只有1 0001 300 kg;而好的青贮,每吨干物质青贮产奶量可以达到1 5001 600 kg,甚至可以达到1700 kg

熟期长的品种鲜重和干物质产量都比较高,因为收获时秸秆的含水量高,而籽粒几乎未发育到凹陷期,即淀粉还未开始积累,只是刚刚开始形成,从营养上,糖分多,但糖分在贮存压窖过程中,大半会流失,保存下来的糖分在发酵过程中也会被分解,而转化成淀粉后,才可以较完整的保存下来。一般建议青贮玉米收获时糖分不要超过1 0%,对于青贮玉米的发酵,4%5%的糖分已经足够将青贮玉米发酵好,pH值可快速降到4.2以下。过高的糖分,意味着青贮玉米籽粒发育不成熟,最终造成青贮玉米的营养浓度低。

因此在熟期选择上,在我国新疆、宁夏、内蒙古通辽地区等地可以选择适当晚熟的品种,充分利用光热资源,而在黑龙江、内蒙古呼和浩特等地就不要选择晚熟品种做青贮,可选择中晚熟品种以积累更多淀粉为主。

在产量与熟期的矛盾中,首先要在满足籽粒成熟度的基础上,选择熟期长的品种,以实现满足质量基础上的产量提高。为了追求高产,选择长熟期品种,如果籽粒在收获时,籽粒淀粉线达不到1/2,这样的产量只形成了更多纤维,而缺乏高能量的淀粉。从前面的计算可以看出,按鲜重对应的能量计算,1 kg(淀粉线在2/3)玉米籽粒等于6.06.6 kg的鲜玉米秸秆的能量。

从能量角度,含玉米粒成熟度好的1 kg全株青贮,相当于24 kg籽粒成熟度差甚至很少有籽粒发育的全株青贮玉米。因此应该追求每亩34吨籽粒成熟度好的全株玉米,而不是从小区试验推测出的每亩68吨的产量。正常青贮玉米每亩干物质产量在1.2吨(按35%干物质计算,标准青贮产量是3.5吨)到1.4吨(按35%干物质计算,标准青贮产量是4.0吨),有高产区域(如宁夏、新疆、内蒙古通辽)高产年份的高产地块,每亩干物质有可能会达到1.6吨(标准青贮产量4.5吨)。也就是说正常春播玉米每亩3.54.0吨产量是正常的青贮玉米品种,每亩超过4.5吨产量的青贮玉米品种,往往意味着不是优质的青贮玉米,其中玉米籽粒含量会低,选用的品种多是不产玉米粒只长秸秆的草玉米品种、热带血缘品种或是几十年前被淘汰的极低产玉米品种,其淀粉含量一般低于15%,有的只有5%10%

8 农艺性状

国外一般不在品种审定或评比时,把农艺抗病性列入筛选,因为抗病性差的品种在两年或三年的试验中,必然会通过产量下降表现出来,通过考察产量和质量,如淀粉含量,即可以将差的品种自动淘汰。国内不仅通过田间病害评估,还要通过在试验田特定接种致病菌来筛选玉米品种,这对玉米品种的推广,减少潜在风险有一定好处,但也存在缺陷,因为不可能在所有试验田进行接种,只在农科院试验田进行特定接种,而各地环境不同,对病菌的生存环境压力不同,有时会因为接种试验而淘汰一些在其它地区表现较好的品种。此外,一些病菌可以通过种子包衣(将农药提前拌入商品销售种子中)来解决。品种的抗病性与品种的产量有一定的负相关,即低产品种抗病性相对更强,而高产品种相对抗病性更弱,比如高产奶牛,消化代谢旺盛,得病的机会也更多,而玉米植株,也有类似的生理现象。

农艺特性列表可以帮助种植者选择和比较品种,国外对玉米品种,一般是将籽粒收获和青贮收获特性都列出来,很少有一个品种只适合饲料玉米生产,另一个品种只适合青贮玉米品种,无论是德国还是澳大利亚,2/3的品种都适合两种类型。在品种筛选上,我国严格培育筛选只适合青贮的品种,是不科学的。因为青贮玉米品种首先必须是一个好的粮食品种。在基于粮食高产的基础上,再筛选某些特定青贮性状,才是科学的做法。按澳大利亚先锋青贮玉米品种农艺性状打分,以先玉1321为例,列出该品种的农业特性

9 结论

9.1 青贮玉米首先是玉米的一种用途,因此任何玉米品种都可以用来做青贮;好的青贮玉米品种首先必须是一个好的粮食玉米品种,淀粉含量低、籽实比例低的草玉米青贮玉米是错误的育种方向,从2017年开始将永久退出中国青贮玉米生产实践主流。

9.2 不是所有的粮食玉米品种都是优秀的青贮玉米品种,好的青贮玉米品种必须是在满足3 5%淀粉含量基础上,选择植株较高、熟期略长、干物质产量较高的玉米品种。如果产量与质量有矛盾,就宁可选择低产高淀粉含量的品种,也不能选择高产低淀粉含量的青贮玉米品种。

9.3 青贮玉米品种的审定,应该坚持以栽培学家种植、统计学家分析、以奶牛营养学为指导下的综合青贮玉米指标评价体系来评价,坚持质量重于产量的科学发展观。错误的青贮玉米育种造成中国牛奶生产成本居高不下,以先玉1321为代表的优质青贮玉米品种将为中国青贮玉米品种树立新标杆,将引导中国青贮玉米育种的持续进步。