玉米(Zea mays L.)是我国主要的谷物之一，是重要的饲料作物，也是食品、化工、医药行业加工产品的来源。2020年，我国玉米产量为2.65亿t，进口玉米1 130万t，同比增长135.7%；2021年，我国玉米进口量增加到2 835万t^[1]。随着我国养殖业的快速发展，对玉米用量需求缺口还将不断扩大。农业农村部《关于促进农产品加工环节减损增效的指导意见》(农产发[2020]9号)的指导思想是实现农产品减损增供、减损增收，为乡村全面振兴和农业农村现代化提供有力支撑。

高湿玉米又称高水分玉米、玉米湿贮，是指把籽实水分含量在28%~33%的玉米经过粉碎加工、压窖或裹包后，在厌氧环境下发酵45 d以上而制成的高淀粉饲料原料^[2]，包含纯籽实高湿玉米、含轴高湿玉米、含轴带苞叶高湿玉米3种类型。对比传统干贮玉米和压片玉米，高湿玉米具有节省烘干和蒸汽压片费用、保存时间长、饲料利用率高、成本低、操作方便等特点，含轴高湿玉米和含轴带苞叶高湿玉米可增加干物质产量15%以上，高湿玉米青贮被认为是保存饲料防止霉变、营养流失的最优方法之一。

高湿玉米在北美及欧洲的应用已超过70年，覆盖80%的规模牧场^[3]。2018年，国内市场高湿玉米加工总量仅为8万t。有数据显示2020中国排名前30的奶牛牧业集团对高湿玉米的需求量超过300多万t^[4]，远远高于市场供给量。本文从高湿玉米制作工艺的要点和不同来源的高湿玉米饲喂动物应用效果2个方面着手，综合分析高湿玉米生产关键技术和应用前景，为高湿玉米的广泛推广提供理论基础。

1 高湿玉米制作工艺的要点 1.1 玉米的含水量

收获时玉米籽粒的含水量影响高湿玉米的发酵品质。若收获太早，籽粒含水量过高，会导致玉米成熟度不好，营养物质的含量降低；若收获过晚，玉米含水量过低，则玉米不易压实，会导致霉菌的生长，同时降低饲料消化率，蛋白质、维生素A和维生素E的含量以及有氧稳定性^[5]。王兴亚等^[6]报道，籽粒型HMC发酵90 d后，低水分组(20%~30%)的pH为4.71，显著高于高水分组(30%~40%)的4.18，其乳酸和氨态氮含量显著低于高水分组，低水分组的霉菌数量与呕吐毒素含量也显著高于高水分组。在发酵过程中乳酸菌通过产生乳酸使玉米籽粒变为酸性，逐渐形成不利于腐败菌生长的条件^[7]。适宜的水分含量是乳酸菌生长的必要条件，较高水分含量物料乳酸菌比较活跃，而低水分含量物料难以压实，乳酸菌发酵产酸较少，pH降低相对缓慢^[8]。当籽粒含水量小于30%时，乳酸菌生长将会受到抑制，此时酵母菌将会与乳酸菌争夺糖分快速繁殖，从而使发酵饲料的有氧稳定性以及发酵品质降低^[7]。梁怡^[9]将含水量分别为32.5%、37.5%、42.5%、47.5%的粉碎的带轴玉米棒发酵60 d后，对其进行外观气味评分以及营养物质检测后发现，含水量为47.5%时带轴高湿玉米的质量评分最高并且最稳定、重量损失比例最低，乳酸/乙酸值最高；然而，6个月后，含水量为37.5%时的带轴高湿玉米逐渐显示出优势。一般而言，当玉米籽粒含水量在28%~33%时，加上玉米轴，含水量会根据玉米品种、天气、玉米轴的颜色而增加5%~15%。具体的适宜含水量还要根据当地实际情况以及高湿玉米类型进行对比研究。

1.2 籽粒破碎程度

高湿玉米青贮作为一种储存饲料的方法，在压窖或裹包密封前，要进行籽粒破碎，而籽粒破碎程度影响玉米的淀粉消化率。若玉米粉碎恰当，淀粉消化率可达90%~95%；若粉碎不当，淀粉消化率不足70%^[10]。研究发现，整粒饲喂高湿玉米时，奶牛粪便中残留的高湿玉米占粪便干物质的15%~30%^[10]。高湿玉米含有较高浓度的可溶性粗蛋白质，细磨的高湿玉米其淀粉-蛋白质基质降解更加充分^[11]，由于蛋白质基质是疏水性的，其和淀粉结合形成了瘤胃微生物分解淀粉的物理化学屏障，因此基质的降解可以提高瘤胃淀粉的消化率。Ferraretto等^[12]报道，高湿玉米中可溶性粗蛋白质浓度与7 h体外淀粉消化率之间呈正相关关系。Saylor等^[13]将收获的高水分玉米籽粒进行粗磨[平均粒度(3 798±40) μm]与精磨[平均粒度(984±42) μm]处理，发酵28 d后发现，精磨可强化发酵并改善瘤胃淀粉降解。孔庆斌等^[10]的研究也显示，当玉米籽粒的破碎度为1~4 mm时，奶牛对玉米籽粒的淀粉消化率最高。然而，制作高湿玉米的玉米籽粒也不宜过细，籽粒越细，淀粉消化率越高，瘤胃酸中毒的风险也就越大^[14]。因此，建议将制作高湿玉米的籽粒粉碎粒度控制在4 mm左右，不但可提高发酵质量，还能改善瘤胃淀粉降解。

1.3 青贮添加剂

选择正确的青贮添加剂可以促进乳酸菌的发酵，抑制腐败菌的增殖，增加青贮饲料的有氧稳定性，并能提高青贮饲料的营养价值^[15]。苯甲酸、山梨酸及其盐类可抑制青贮过程中梭菌和酵母菌的生长，降低pH及氨态氮和丁酸浓度，提升青贮发酵品质，提高高湿玉米的有氧稳定性^[16]。Agma等^[17]用1%的苹果酸与0.5%的双乙酸纳处理的高湿玉米，在青贮120 d后，干物质含量、氨态氮浓度、乳酸产量、乳酸菌数量均显著高于未处理的对照组。

按照代谢己糖产物的不同，乳酸菌被划分为2种发酵类型，其中代谢只产生乳酸的菌株为同型发酵乳酸菌(homofermentative LAB)，而产生多种产物的菌株为异型发酵乳酸菌(heterofermentative LAB)。同型乳酸菌的主要作用是促进青贮的早期发酵，提高发酵效率，快速降低青贮的pH，抑制霉菌等有害微生物的活动，利于青贮发酵的快速启动^[18]；而异型发酵乳酸菌可以产生乳酸和挥发性脂肪酸，且能够抑制好氧菌的生长，提高青贮的有氧稳定性^[19]。现在市面上大多是同型和异型发酵乳酸菌混合使用。复合使用的异型发酵乳酸菌一般为布氏乳杆菌，在植物乳杆菌的同型发酵之后，布氏杆菌会缓慢地将同型发酵产生的乳酸转化为乙酸和1, 2-丙二醇^[20]，改善青贮饲料的有氧稳定性，防止二次发酵^[21]。1, 2-丙二醇还可以被附着的双歧乳杆菌转化为丙酸^[22]。乙酸和丙酸都可以抑制引发需氧变质的酵母菌的生长，从而提高青贮饲料的有氧稳定性。Saylor等^[13]的研究结果显示，复合使用布氏杆菌和乳酸乳球菌的制备的高湿玉米比未处理的对照组瘤胃淀粉消化率更高，有氧稳定性提升5倍。

1.4 植物提取物

部分植物提取物含有丰富的活性成分并具有广谱抗菌活性，如肉桂醛、柠檬醛和丁香酚，还能对黄曲霉等霉菌毒素的生长起到抑制作用；紫荆花提取物可以抑制芽孢杆菌和大肠杆菌的生长。梁丹丹等^[23]研究发现，在玉米籽粒中添加肉桂醛时，对黄曲霉毒素B₁的抑制率为97.98%。此外，植物提取物中蛋白质含量丰富，会提高青贮饲料的蛋白质含量^[24]。

良好的发酵质量总是伴随着青贮饲料中大量营养物质的保存。富含单宁的植物提取物可减缓瘤胃或青贮饲料中的蛋白质水解^[25]，降低丁酸、氨态氮和游离氨基酸浓度^[26]，降低肠杆菌或梭菌等不良细菌的相对丰度，增加乳酸菌、魏氏菌或肠球菌等产酸细菌的相对丰度。药用植物可以优化高水分青贮饲料的细菌群落和发酵质量，这可能得益于其丰富的活性成分(如挥发性酸、多酚)和多种生物活性，如抗菌和抗真菌活性^[26]。

1.5 青贮时间的长短

选择适当的青贮时间可改善高湿玉米的发酵质量。Silva等^[27]发现，随着青贮时间从21 d延长至90 d，高湿玉米的pH和乙醇含量降低，这极大地改善了高湿玉米的发酵质量。青贮时间的延长还会增加淀粉的消化率。Simpson^[28]发现，长时间青贮(>120 d)有助于淀粉颗粒周围的蛋白质基质分解，使淀粉在瘤胃中更容易吸收。同时，随着青贮时间的延长，微生物群落也会发生改变。在青贮32、60和90 d后，青贮饲料中的细菌群落以乳酸杆菌为主，不动杆菌是一个次要分类群^[29-30]；但青贮350 d后，不动杆菌成为主要的细菌群，乳酸杆菌成为次要分类群^[30]。这可能与由于乳酸菌在低pH下受到的影响大于不动杆菌。不动杆菌是一组革兰氏阴性、严格需氧、非发酵生物体，对动物和人类具有致病性。因此，在长时间青贮制备高湿玉米时，有必要使用产酸能力和抗性更强的接种剂，尤其是抑制有害微生物的乳酸杆菌。综合上述研究结果，建议制备高湿玉米时青贮时间在60 d以上，但不要超过1年。

2 高湿玉米在畜禽生产中的应用效果 2.1 高湿玉米能够提高奶牛生产性能和免疫性能、降低饲养成本

饲喂高湿玉米对奶牛生产性能有积极的作用，能够提高奶牛的营养物质消化率、产奶量和饲料转化率。由于青贮期间高湿玉米淀粉颗粒周围疏水性淀粉-蛋白质基质的分解，反刍动物可对淀粉进行更多的微生物发酵和酶消化^[31]。高湿玉米的淀粉消化率在瘤胃、小肠和全肠道中均高于干玉米和蒸汽压片玉米，与蒸汽压片玉米相比，带轴高湿玉米可提高中性洗涤纤维(NDF)、粗蛋白质、淀粉和游离葡萄糖的消化率，增加微生物蛋白产量和氨态氮的利用效率^[32]，为奶牛提供更多的能量，从而提高生产性能。Eun等^[33]研究发现，在基于苜蓿干草的饲粮中添加带轴高湿玉米能显著提高奶牛的饲料转化效率，与添加蒸汽压片玉米相比，在优质苜蓿干草饲粮中添加带轴高湿玉米可使奶牛的产奶量提高0.8 kg/d。Wilkerson等^[34]研究发现，含有籽粒高湿玉米的饲粮的泌乳净能比含干贮玉米的饲粮高(1.78 Mcal/kg DM vs. 1.64 Mcal/kg DM)，对应的奶牛产奶量提高2 kg/d。Rojas-Garduno等^[35]研究发现，高湿玉米不仅可以显著提高奶牛的产奶量，还可提高牛奶中长链单不饱和脂肪酸的浓度，特别是增加牛奶中C18 ∶ 1的浓度，同时降低牛奶中C12 ∶ 0、C14 ∶ 0和C16 ∶ 0的浓度。C12 ∶ 0、C14 ∶ 0和C16 ∶ 0会增加低密度脂蛋白胆固醇的含量，因此奶牛饲粮中添加高湿玉米会间接地降低人类患冠心病的风险^[36]。

饲喂高湿玉米对奶牛的免疫能力有明显的改善作用。Albornoz等^[37]研究发现，在新产牛上饲喂含高湿玉米的饲粮时，低淀粉(22%)的高湿玉米能够降低新产牛早期炎症；与低淀粉的干磨玉米组相比，高淀粉(28%)或低淀粉的高湿玉米组新产牛血浆中触珠蛋白、脂多糖结合蛋白(LBP)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的浓度更低；同时，高淀粉的高湿玉米组的触珠蛋白、LBP浓度较低淀粉的高湿玉米组高。

饲喂高湿玉米能显著降低成本。韩吉雨等^[2]研究发现，用2.6 kg高湿玉米等干物质替代原配方中2 kg压片玉米饲喂奶牛，在不影响生产性能的情况下，降低试验牛群奶成本0.12元/kg，能够实现节本增效的目标。焦蓓蕾等^[38]指出，高湿玉米不存在烘干晾晒成本，没有玉米穗丢在田间，收获时亩产量极大增加，故高湿玉米的成本比普通玉米粉及压片玉米低。

2.2 高湿玉米能够提高肉牛生产性能、改善肌内脂肪组成

高湿玉米可提升肉牛的日增重、采食量、消化率等性能，减少饲喂成本。Stacia等^[39]研究发现，饲喂高湿玉米的肉牛日增重/采食量(G/F)显著高于饲喂干贮玉米的肉牛。Stock等^[40]分别用破碎籽粒高湿玉米、整粒高湿玉米、干碾压玉米饲喂12月龄阉牛，发现破碎籽粒高湿玉米组阉牛的日增重和G/F均优于其他2组。Gorocica-Buenfil等^[41]用破碎籽粒高湿玉米饲喂肉牛，比干贮磨碎玉米相比，维持净能(NE_m)提高6%，淀粉全消化道消化率提高近10%。周玉森^[42]研究发现，虽然饲喂全果穗高湿玉米对直线育肥牛的生长增肥无任何影响，但能显著降低成本，提高育肥牛的经济效益。由此看出，不同组分的高湿玉米饲喂肉牛的效果并一致，在使用高湿玉米时，需要进行更精准的营养测定和更科学的饲料配比^[43]。

饲喂高湿玉米对肉牛肌内脂肪酸组成有改善效果。Silva等^[44]发现，饲喂高湿玉米会提高Nellore阉牛背最长肌中多不饱和脂肪酸(PUFA)和共轭亚油酸(CLA)的含量。除此之外，饲喂高湿玉米还能改善养殖场的气味。Archibeque等^[45]报道，由于饲喂高湿玉米，育肥牛粪便中用于微生物发酵的淀粉较少，对减少粪便中恶臭味化合物的合成有积极作用。

2.3 高湿玉米能够提高羊对营养物质的消化率

饲喂高湿玉米对羊的生产性能有积极作用。Vranić等^[46]发现，在苜蓿中添加5、10 g/kg高湿玉米饲喂阉羊，与不添加高湿玉米的苜蓿组相比，显著提高了饲粮中干物质的消化率、有机物的摄入量和消化率，显著降低了对酸性洗涤纤维(ADF)的摄入量和消化率，这因为饲喂以淀粉为基础的能量补充剂会对纤维消化率产生负面影响^[47]。Ítavo等^[48]发现，与饲粮精粗比为30 ∶ 70时相比，饲粮精粗比为50 ∶ 50时高湿玉米组、干玉米粒组和高粱粒组育肥羊在增重、饲料转化率方面都有所提升，其中高湿玉米的提升效果最明显。由于不同研究中高湿玉米在羊饲粮中的添加比例不同，导致了饲喂羊的效果有所不同。但是高湿玉米是以补充能量的形式改善瘤胃微生物活性，为瘤胃发酵创造了更好的环境，从而减少了饲粮中不可消化物质的含量。

2.4 高湿玉米能够调节仔猪肠道微生物菌群、增加猪肉脂肪酸沉积

高湿玉米经过发酵储存不仅能够减少烘干成本，还能为畜禽提供有益的益生菌，调节肠道菌群，特别是乳酸菌及其代谢产物，能够降低胃肠道pH，有效抑制有害菌如沙门氏菌和大肠杆菌的生长，从而改善畜禽健康状态，促进生长^[49]。Wang等^[50]发现，饲喂益生菌发酵的高湿玉米能够调节断奶仔猪的肠道微生物菌群，正常饲料组和益生菌发酵组断奶仔猪粪便中大肠菌群数量均显著低于嗜酸乳杆菌发酵组，且益生菌发酵组断奶仔猪粪便中大肠菌群数量最低；试验后3周，益生菌发酵组断奶仔猪的平均日增重最高，显著高于嗜酸乳杆菌发酵组。

高湿玉米中的亚油酸会使猪背膘中脂肪酸的沉积增加。研究表明，在猪的饲粮中添加55%的高湿玉米可显著提高背膘中脂肪酸的沉积^[51]。

2.5 高湿玉米能够改善鸡肉颜色、影响火鸡胃肠道糖苷酶活性

饲喂高湿玉米对蛋鸡的产蛋量、产蛋率等效果不明显，但是会显著提高蛋鸡的肉色、采食量等。Kunishige等^[52]研究发现，与饲喂含48%干贮玉米的饲粮相比，饲喂含55.7%带轴高湿玉米或48.5%籽粒高湿玉米的饲粮对蛋鸡的产蛋量、产蛋率、蛋重和饲料利用率等生产性能没有显著影响；但是，饲喂带轴高湿玉米和籽粒高湿玉米的蛋鸡的采食量显著高于正常组蛋鸡，肌肉亮度值和黄度值也显著高于正常组蛋鸡。

饲喂高湿玉米显著影响火鸡肠道糖苷酶活性。Konieczka等^[53]发现，1日龄火鸡饲粮中添加有机酸保存的高湿玉米(150 g/kg)，与干玉米粒相比，前者对其胴体特征没有不利影响，但显著增加了血红蛋白浓度，显著提高了盲肠α-半乳糖苷酶的活性，降低了α-阿拉伯呋喃糖苷酶的活性；对于8日龄肉鸡，当饲粮中添加200或300 g/kg高湿玉米时，肉鸡回肠中的乳酸浓度显著下降^[54]。

3 小结与展望

制作高湿玉米的原料类型、含水量、破碎粒度以及青贮添加剂、青贮时间因素等都会影响高湿玉米的发酵品质和营养价值，除了要求破碎粒度在4 mm左右，青贮添加剂推荐同型和异型发酵乳酸菌结合使用外，高湿玉米制作时还需要因地制宜的确定最佳生产条件。高湿玉米对奶牛、肉牛、猪、鸡等畜禽都表现出提高营养物质消化率和生产性能、降低成本的优势，特别是对牛奶、牛肉、猪肉的脂肪酸组成有明显的改善作用，能够为人类防范心血管疾病起到积极的作用。然而高湿玉米由于制作原料不同而具有不同的特性，在使用时需要严格区分，同时由于水分含量较高，不适合使用粉料的养殖场使用。将来仍需要扩大在反刍动物上的应用研究和推广使用，特别是带轴高湿玉米和全果穗高湿玉米的制作和使用，将大幅度提高玉米生物质的产量和利用效率、