【飼養】影響玉米容重的六個方面以及容重所蘊含的飼用營養價值
【公眾號】養豬網2019-01-15 10:42:22
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玉米容重是衡量玉米質量的一個關鍵指標。從定義上玉米容重就是指玉米籽粒單位容積內的質量，在我國其單位為g/L。玉米容重從某種程度上能真實地反映出玉米的完整度、均勻度、成熟度以及其潛在...
玉米容重是衡量玉米質量的一個關鍵指標。從定義上玉米容重就是指玉米籽粒單位容積內的質量，在我國其單位為g/L。玉米容重從某種程度上能真實地反映出玉米的完整度、均勻度、成熟度以及其潛在的營養價值。一般情況下，同一品種玉米的容重值越高，其籽粒中所含的營養物質越多。下文將綜述玉米容重差異的可能形成機制，重點分析玉米容重參數可能蘊藏的飼用營養價值，以期為正確認識玉米容重參數提供參考。
一、玉米容重差異形成機制分析
1.1測定方法對玉米容重測定值的影響
研究表明，採取不同取樣方法測定的相同玉米的容重值可相差9g/L(張霞，2005)。所以在測定玉米容重時須按照四分法逐量取樣才能保證測定值誤差在允許範圍之內。具體操作時如發現插片不流暢及受到阻力或震動等都會影響容重的測定結果。另外將排氣砣置於插板下對容重的測定比排氣砣置於插板上可導致容重測定值高約32g/ L(張霞，2005;高清海和呂宏，2011)。實際上，我國1999年發布的玉米容重測定方法測定的容重值比美國相應方法的測定值高出約30 g/L。所以在2009年我國發布了新的玉米容重測定方法。經驗證，修訂後的容重測定方法(GB1353-2009)測定結果與國外方法測定值相差不超過2.5g/L。（即將實施的新標準是 GB1353-2018）
1.2 玉米品種(質地)與容重的關係
張麗(2008)分析了29 個山東省玉米品種容重的差異，發現玉米容重受到基因型的顯著影響。受基因型控制的粒型是決定容重的重要因素，不同粒型之間容重差異顯著，爆裂型玉米容重值高於硬粒型，硬粒型玉米容重普遍高於馬齒型玉米的容重。這可能是因為圓形爆裂型玉米在容量筒內排列間隙小於扁平形籽粒，且圓形籽粒種皮光滑，故圓形籽粒比扁平形籽粒容重高。同時發現容重與角質率呈極顯著正相關，爆裂型玉米基本全部角質化，硬粒型的角質率大於馬齒型。這也是為什麼近年來黑龍江大量種植的膠質德美亞玉米的容重普遍高於普通東北玉米的原因。趙延明等(2004)報導玉米胚乳佔玉米整粒的80%以上，如果胚乳出現發育不良的情況，其籽粒的充實度將差，玉米子粒容重將有一定的降低。玉米子粒容重的遺傳表達主要受到三倍體胚乳遺傳效應影響。這進一步說明了玉米胚乳遺傳差異可能對玉米容重的影響，即玉米品種對玉米容重的影響。
1.3 玉米生長發育與容重的關係
玉米生長發育主要是胚乳的生長發育，所以胚乳的發育情況直接關係到玉米的產量。玉米胚乳的發育可以概括為兩個過程，一是胚乳細胞的分裂增殖和生長，在此過程中澱粉粒在胚乳細胞中形成;第二是澱粉的持續合成和積累，在此過程中胚乳細胞中的澱粉粒將逐漸膨大。玉米生長發育中影響以上過程即會影響玉米的粒重和容重。如溫度影響胚乳細胞的數目和結構，激素能影響胚乳細胞和澱粉粒的形成。同時在玉米胚乳細胞分裂期，光照會影響光合作用進而使籽粒中的糖含量，從而影響胚乳細胞數。另外，缺水會影響胚乳細胞分裂速率而使胚乳細胞數減少。長期缺水會使得玉米莖稈等儲藏的營養物質被分解，然後運輸到玉米籽粒被利用，這將使得玉米發育的線性灌漿持續期較短，最終導致粒重下降(魏亞萍等，2004)。王曉燕等(2006)的研究結果表明，同一類型玉米粒重與胚乳細胞數呈顯著正相關，這也在一定程度上說明玉米胚乳細胞數可能會影響玉米容重。
1.4 玉米栽培環境與容重的關係
在玉米的實際栽培過程中，溫度、水分、光照等環境因素和營養元素、密度、播期等栽培措施都可能對玉米容重產生影響。如李建奇(2004)報導，增加氮肥能提高玉米籽粒容重，提高的幅度為5-26g/L，同時玉米的澱粉含量提高0.48-2.68%。李月華等(2008)改變玉米的收穫期，適當生長期內的積溫增加，光照充足，能提高玉米的粒重，玉米容重有一定增加。另外，玉米籽粒容重與玉米種植密度間可能存在負相關，如果玉米的種植密度增加，玉米籽粒容重可能會降低。另外，研究表明適當晚播有利於提高玉米籽粒容重。因為播期直接影響玉米的穗分化和灌漿過程，進而對玉米容重產生影響(張麗，2008)。
1.5水分與容重的關係
郭淑春等(1996)報導，隨玉米籽粒水分的增加，其容重呈下降趨勢。在18%水分以內時，每增加1%水分容重平均約減少3g/L。超過18%時，每增加1%水分容重平均減少約6g/L。蔡花真等(2001)也報導玉米水分11-18.8%之間時容重與水分呈顯著線性相關。玉米水分每增加1% 其容重值降低4-6g/ L。其主要原因可能是因為玉米比重(1.11-1.25 g/ cm3)大於水的比重。實際上，隨著玉米水分增加，由於玉米子粒膨脹，其表面的摩擦係數會有一定增加，那麼其散落性將下降，籽粒間的空隙會增加，所以最終導致測定的容重值降低。在最新的玉米容重測定方法(GB1353-2009)中，考慮到玉米產地、品種等影響，隨著玉米水分變化，其測定的容重值規律性不強。特別是對於玉米水分超過23%的樣品其容重測定值無線性關係。對於玉米水分大於18%的容重測定，在新國標中要求通過快速乾燥降水設備和快速水分測定儀，先將玉米水分降到18%以下，等玉米樣品冷卻至室溫後再按照新的玉米容重測定方法進行測定(高清海和呂宏，2011)。
1.6 雜質、破損粒與容重的關係
顧金玲等(2008)測定混入不同比例破碎粒與雜質的玉米樣品容重時，當破碎粒與雜質的含量低於9%時，容重與破碎粒與雜質含量存在正相關，但是當高於9%時即出現負相關。實際上容重測定時所測定的玉米必須是3 毫米篩層以上及12 毫米篩層以下玉米。如果測定玉米樣品去雜質不乾淨，將影響玉米容重的測定值。同時，如果玉米中混入的雜質比重大於玉米比重，那麼玉米的實際容重值將被高估;如果玉米中雜質的比重小於玉米比重，則玉米的實際容重值將被低估。另外，近年來玉米的機械化收穫和烘乾越來越普遍，玉米的破損粒也有不同程度的增加，如2012年收穫的東北烘乾玉米的破損粒大部分達到10%以上。根據溫氏集團技術中心測定的數據來看，烘乾玉米的破損粒增加10%，其測定的容重值將增加2-4g/L，這可能與破損玉米澱粉被篩入雜質其膠質率增加及破損顆粒之間的縫隙變小有關。
1.7 烘乾方式與容重的關係
自然溫度條件下玉米籽粒內部水分在揮發的過程中不會對籽粒的表皮光滑度造成損傷，它能反映出玉米的真實容重。而利用高溫烘乾玉米降水的過程中會出現容重下降的現象，即比自然降水玉米的容重低(武強和孫中英，2009)。劉昱鑫(2009)報導自然溫度條件下玉米水分由26-28%降至14.0%，測定容重值為740 g/ L。而相同的玉米利用烘乾塔(110℃)烘乾水分至14. 0%測定的容重值為716 g/ L，比較可見烘乾玉米的容重下降24 g / L。為什麼會導致如此大的差異?從目前的研究結果來看主要可能有以下幾方面的原因：一是在降低玉米水分含量的過程中，實際上玉米表皮水分與胚和胚乳水分揮發是不一致，所以玉米籽粒會出現外硬裡軟的現象，使表皮的粗糙程度增加，籽粒間的孔隙度大，有時還會出現乾裂、脫皮等現象，所以導致測定的容重值下降。二是玉米烘乾的過程是急劇降水的過程，溫度增高的過程中玉米籽粒體積會膨脹，水分降低後致使單位容積內的重量大量降低，致使玉米容重值有相應降低(宋秀娟，2002;楊平和郭景勳，2009)。
二、玉米容重相關的營養價值
2.1容重與能值
關於玉米容重與其能值的關係有較多的報導。Lilburn和Dale(1989)報導不同容重的玉米對肉雞的真代謝能存在顯著影響。Baidoo等(1991)隨後建立了玉米容重與表觀代謝能值的回歸方程為：y=2929 1.08x，其中y為乾物質基礎表觀代謝能值(kcal/kg)，x為玉米容重(g/L)。Summers(1993)也報導，玉米容重與代謝能之間存在顯著的線性關係，其相關係數為1.09。由此可見，玉米單位容重校正代謝能的係數約為1.0。Dale(1994)也報導1992年美國北部收穫的玉米容重與其真代謝能直接存在顯著的相關。另外，Johnston(1993)報導，低容重玉米飼餵豬的生長試驗表明，飼餵低容重玉米組的增重偏低，料比偏高，可能與低容重玉米的能值低有關。Sarah Muirhead (1995)研究表明，低容重玉米添加油脂飼餵豬的效果與正常容重玉米的飼餵效果相當，這進一步的間接說明低容重玉米對豬而言其能值也偏低。關於玉米容重影響其能值的機制主要可能與澱粉含量及組成(直鏈澱粉和支鏈澱粉含量)等相關。下面將進一步分析玉米容重與澱粉的關係。
2.2容重與澱粉
玉米容重的差異主要可能與其澱粉含量差異有關。Baidoo等(1991)報導玉米容重與澱粉含量的相關性高達0.98。張麗等(2007)研究山東29個玉米樣品的結果也表明，容重與澱粉含量的相關係數高達0.72，同時經過通徑分析發現總澱粉含量對容重的決定係數接近 70%，可見澱粉含量對玉米容重的決定作用最大。分析結果表明玉米中澱粉含量約為70.8%，且主要分布於胚乳。對於高澱粉的玉米基本都符合澱粉越高容重越大的規律。另外張麗(2008)的研究表明，高澱粉玉米中小於15μm澱粉粒佔體積百分數顯著高於普通玉米，而普通玉米中大於15μm的大澱粉粒所佔的數目、體積等的百分比高於高澱粉玉米。所以不同澱粉顆粒的數量可能也會對玉米容重有一定的影響。同時高澱粉玉米的直鏈澱粉積累速率均低於普通型玉米，而支鏈澱粉和總澱粉積累速率較高。而實際上在動物上的研究表明，支鏈澱粉的利用率高於直鏈澱粉(鄭燦，2010)，這也能部分解釋玉米容重對其能值的影響。另外，還發現玉米胚乳橫斷面中澱粉顆粒的排列緊密程度硬粒型玉米高於高澱粉型玉米，高澱粉型的玉米高於普通型玉米，這也說明澱粉的排列方式可能與玉米容重有一定關係。
2.3容重與粗蛋白等
張麗等(2007)報導，容重與蛋白質含量存在顯著的正相關(r=0.57)，一般情況下，隨著玉米粗蛋白含量的增加，容重呈上升趨勢。這也是為什麼玉米能是最能體現玉米成熟度的指標，能夠在一定程度上反映出玉米的內在品質。對於富含澱粉的玉米而言容重高則質量優。但是也有特殊的情況，如高蛋白、高油玉米的容重低於一般玉米，其容重低為好。所以對於玉米的容重也要具體問題具體分析(車海先和李海玉，2011)。
三、小結
儘管玉米的容重受到諸多因素的影響，最終導致玉米的容重差異較大。目前畜禽所用的大部分玉米的容重與其的營養價值直接相關。容重作為一個測定簡單快速且能衡量玉米質量的指標，對於選擇優質的玉米用於畜禽飼料配製具有重要的意義。在玉米的採購和使用過程中，玉米容重是一個重要的質量標準。但是目前關於容重差異形成的機制只有一個基本的了解，其中蘊含的深層次機制還有待進一步探究。（資料來源：譚會澤 劉松柏，溫氏食品）
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