添加剂对不同地区玉米青贮饲料发酵品质的影响

花 梅，孙启忠，王红梅

(1.中国农业科学院研究生院，北京100081； 2.中国农业科学院草原研究所，内蒙古 呼和浩特010010)

近年来，随着畜牧业的发展，玉米(Zeamays)青贮饲料早已成为草食家畜，特别是奶牛饲养的常备饲料和肉牛育肥的强化饲料[1]。玉米青贮饲料最适合作为反刍动物的粗饲料，加工方法简单、容易贮存且适口性好。但在某些地区，光照、温度和水分等气候因子和土壤因素影响着青贮玉米的干物质含量、蛋白质及可溶性糖等营养成分，从而影响了玉米青贮饲料的发酵品质、适口性及其营养物质的消化率[2-3]。本研究以5个地区种植的中北410为试验材料，探讨添加剂对不同地区玉米青贮饲料发酵品质的影响，并对青贮前后的化学成分进行分析，以期为不同地区玉米青贮饲料的合理利用提供依据。

1 材料与方法

1.1青贮原料概况 2010年9月采自黑龙江省绥化市(126°41′ E，45°45′ N)、河北省衡水市(115°28′ E，37°32′ N)、内蒙古呼和浩特市(111°41′ E，40°48′ N)、赤峰市林西县(117°38′ E，43°14′ N)和宁夏银川市(106°16′ E，38°20′ N)等地区的试验场地，种植品种为中北410，取样时间为青贮玉米的蜡熟期。HB表示绥化市，CF表示林西县，H表示呼和浩特市，HS表示衡水市，YC表示银川市，Z表示中北410青贮玉米品种。

1.2青贮添加剂处理 试验采用的乳酸菌添加剂为鼠李糖乳杆菌(Lacrobacillusrhamnosus)冻干粉SNOW LACT-L(Snow Brand Seed Co.,Ltd，Sapporo，Japan)。纤维素酶制剂为Acremonium cellulose粉剂(Meiji Seika Kaisha Ltd，Tokyo，Japan)。

1.3试验设计 试验分别设对照组(CK)、乳酸菌处理组(SL)和纤维素酶处理组(AC)3个处理，每处理3个重复。乳酸菌添加剂和纤维素酶添加剂的添加量分别为0.000 5%和0.001 5%。

1.4玉米青贮饲料的调制 将蜡熟期的整株青贮玉米铡短至1.5～2.0 cm，混匀后装入专用的青贮聚乙烯袋，每个样品3次重复，每袋重为300 g，真空包装，在室温条件下贮藏45 d后开袋，进行微生物及青贮发酵品质、营养成分的测定。另备500 g的原料在室内条件下阴干。

1.5微生物菌落的计数 在无菌操作台上开封所取样品，剪碎后混匀，称取5 g放入装有45 mL无菌水的三角瓶里，于180 r·min-1摇床中震荡30 min，依次按10-3、10-4、10-5的倍数稀释，然后取20 μL稀释液滴加在MRS、PDA、BLB和NA培养基上滴加，并在对应的平板上分别均匀涂布，在37 ℃恒温培养箱中厌氧培养48 h后备用测定[4-5]。

1.6玉米青贮饲料的化学成分测定 试验前备好180 mL去离子水，打开青贮袋，称取20 g青贮玉米湿样倒入去离子水中，放入4 ℃冰箱24 h后，浸提液用四层纱布、滤纸过滤到烧杯里，用雷磁pHS-3C测定浸提液的pH值。采用苯酚-次氯酸钠比色法测定氨态氮含量[6]；采用滴定法测定青贮原料的缓冲能；采用烘箱干燥法测定干物质(DM)；采用凯氏定氮法测定粗蛋白质(CP)含量[7-8]；采用范式洗涤纤维法测定中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)含量[9]；采用蒽酮-硫酸比色法测定可溶性碳水化合物(WSC)含量[10]。青贮饲料中的乳酸、乙酸、丙酸和丁酸含量使用SHIMADZE-10A型高效液相色谱仪检测[11-12]。采用费氏Flieg评分法评价青贮饲料品质[13]。

1.7数据分析 利用SAS 8.0软件程序对数据进行统计分析，利用Excel软件处理基础数据。

2 结果与分析

2.1玉米青贮原料的化学成分分析 玉米青贮原料的DM、WSC、CP、NDF、ADF含量和BC平均值分别达到24.96%、13.91%、10.01%、62.18%、36.98%和175.54 mE·kg-1。其中绥化地区玉米青贮饲料的DM含量最高， NDF、ADF的含量最低，缓冲能值为162.41 mE·kg-1，但是绥化地区的WSC含量低，为10.11%。银川地区的NDF和ADF含量最高，分别达到66.09%和40.14%，但CP含量很低，为7.43%(表1)。

表1 不同地区玉米青贮原料的化学成分Table 1 Chemical composition of the corn silage raw materials from different regions

2.2不同地区玉米青贮饲料的发酵品质 除银川和衡水地区外，各添加剂处理组玉米青贮饲料的pH值均低于对照组，pH值均低于4.00。各处理组的乳酸含量高于乙酸、丙酸和丁酸含量。与对照组相比，除绥化地区外，两种添加剂处理组的乳酸含量均高于对照组，乳酸菌处理组中，绥化、银川地区玉米青贮饲料的乙酸含量低于对照组。纤维素酶处理组中，银川地区玉米青贮饲料的乙酸含量低于对照组。银川地区每个处理组的丙酸含量分别为0.36%、0.12%与0.01%，乳酸菌处理组衡水地区丙酸含量为0.12%，其余地区各处理组未检测出丙酸含量。各添加剂处理组的丁酸含量低于其他有机酸含量。除衡水地区外，其余地区纤维素酶处理组的NH3-N/TN显著低于对照组(P<0.05)，除银川地区外，各地区乳酸菌处理组NH3-N/TN与对照组之间没有显著差异(P>0.05)(表2)。

根据费氏Flieg评分法和各种有机酸含量及青贮品质进行评分(表3)。每个地区玉米青贮饲料的有机酸含量得分较高，尤其加入饲料添加剂后评分水平明显提高，林西地区评分最高，而银川地区的对照组出现了差评。

2.3不同地区玉米青贮饲料的化学成分 经两种添加剂处理后，与对照组相比，绥化、衡水及银川地区玉米青贮饲料DM含量有所降低，含量在15.75%～30.36%，而呼和浩特、林西地区的乳酸菌添加剂组的DM含量显著高于对照组(P<0.05)。所有地区的两种添加剂处理组之间均存在显著差异(P<0.05)(表4)。

表2 玉米青贮料的发酵品质Table 2 Fermentation quality of corn stover silage %

表3 玉米青贮料的Flieg 评分Table 3 Flieg evaluation of corn stover silage

与对照组相比，乳酸菌处理降低了银川、衡水和林西地区玉米青贮饲料的NDF、ADF含量。纤维素酶处理组中，除了林西地区玉米青贮饲料NDF含量外，其余地区玉米青贮饲料的NDF含量都有所下降，其中呼和浩特地区的NDF含量下降最多，降低了13.80%，绥化、呼和浩特和银川地区玉米青贮饲料的NDF、ADF含量均与对照组存在显著差异(P<0.05)(表4)。

乳酸菌处理组中，不同地区玉米青贮饲料WSC含量显著低于对照组(P<0.05)，其中林西地区玉米青贮饲料WSC含量最低，比对照组降低了2.15%。纤维素酶处理后，林西、呼和浩特和衡水地区的玉米青贮饲料WSC含量显著高于对照组(P<0.05)，不同地区的两种添加剂处理组之间WSC含量显著差异(P<0.05)。除了林西地区的乳酸菌处理组外，其余地区两种添加剂处理组的CP含量均显著低于对照组(P<0.05)，并且处理组之间存在显著差异(P<0.05)(表4)。

2.4不同处理对玉米青贮饲料微生物数量的影响 自然条件下饲草表面上附着大量微生物，青贮发酵及加入添加剂后青贮饲料上的微生物数量会有所变化。本研究中，乳酸菌和纤维素酶添加剂处理组的乳酸菌数量低于对照组，平均降低1.76×106cfu·g-1(表5)。与对照组相比，乳酸菌添加剂处理组中，除衡水地区外其余地区的玉米青贮饲料上的好氧细菌数量有所降低。纤维素酶处理组降低了所有地区玉米青贮饲料的好氧细菌数量，其中降低最多的地区为呼和浩特。除林西、银川地区的纤维素酶处理组外，其余地区的两种添加剂处理组玉米青贮饲料的酵母菌数量都显著下降(P<0.05)。

3 讨论

3.1乳酸菌添加剂对不同地区玉米青贮饲料发酵品质的影响 蔡义民等[14]和傅彤[15]的研究表明，青贮玉米通过乳酸菌添加剂处理后能够显著降低青贮料的pH值，并提高乳酸含量，改善了青贮玉米的发酵品质。本研究中，所有乳酸菌处理组pH值、丁酸含量均低于对照组，乳酸含量显著提高(P<0.05)。其中，呼和浩特地区玉米青贮饲料的乳酸含量较高，形成低pH值、低乙酸和低氨态氮值的饲料，说明玉米原料可溶性碳水化合物含量较高，发酵底物充足，并且原料表面上附着的乳酸菌数量达到了发酵的要求。因此，添加剂处理组比对照组的发酵品质好，其中绥化和林西地区玉米青贮饲料的发酵品质评分最高。乳酸菌添加剂处理组中银川、衡水、林西地区玉米青贮饲料NDF、ADF含量低于对照组。不同地区WSC含量均显著低于对照组(P<0.05)，其中林西地区WSC含量最低，比对照组降低38.35%。除了林西地区外，其余地区玉米青贮饲料的CP含量均显著低于对照组(P<0.05)。

表4 玉米青贮料的化学成分Table 4 Chemical compositions of corn silage %

表5 玉米青贮料发酵中微生物的含量Table 5 Microbial content of corn silage fermentation lg cfu·g-1

3.2纤维素酶添加剂对不同地区玉米青贮饲料发酵品质的影响 玉柱等[16]和李静等[17]在白三叶草(Trifdiumrepens)中添加纤维素酶后，青贮饲料的乳酸含量增多，pH值和氨态氮含量下降。在本研究中，添加纤维素酶的处理使不同地区玉米青贮饲料的pH值、氨态氮与总氮质量比有所降低，说明纤维素酶的处理，增加了乳酸发酵底物数量，促进了乳酸发酵过程，并且加快了发酵的进程。其中，绥化、银川地区的氨态氮与总氮质量比降低最明显。有机酸含量是评价青贮品质好坏的重要指标之一，乳酸含量高、丁酸含量低，有益于青贮饲料的发酵品质[18]。本研究中，与对照组相比，每个地区的玉米青贮饲料的乳酸含量较高、丁酸含量较少，可能是由于添加剂抑制了不良微生物的繁殖，增加了乳酸菌的数量，使总酸含量中乳酸含量增加，并且降低了乙酸、丁酸含量，改善了发酵品质。加入纤维素酶后NDF、ADF的含量显著低于对照组(P<0.05)，并降低了玉米青贮饲料的DM含量，与席兴军[19]的结果相似。呼和浩特地区玉米青贮饲料的NDF、ADF含量下降最多。绥化、林西、呼和浩特、衡水地区和银川地区的玉米青贮饲料WSC含量显著高于对照组(P<0.05)。

3.3青贮饲料发酵前后化学成分的变化 王忠[20]研究表明，作物的生产实质是以自身遗传特性为基础，通过作物与环境的相互作用，表现为化学成分的积累、分配及转移等物质生产过程，进而对作物的产量及品质产生影响。本研究中，玉米原料DM含量平均为21.23%。青贮饲料发酵提高了绥化、林西地区的DM含量，其中绥化地区的DM含量提高30%左右。潘金豹等[21]认为，玉米植株的含水量在60%～70%，即DM含量在30%～40%，是青贮的最佳时期。所有地区的原料WSC含量都很高，平均可达到13.91%，发酵后WSC含量下降，可能是玉米青贮饲料干物质含量下降导致WSC含量随之降低，但原料的糖含量越高，乳酸菌繁殖越快，有益于青贮饲料的发酵[22]。本研究中，原料缓冲能值低于200 mE·kg-1，并且pH值低于4.0，说明青贮原料的缓冲能力的高低直接影响青贮饲料的发酵品质，缓冲能值越低，pH值下降越快[22]。青贮玉米乳酸含量高于其它有机酸含量，乳酸明显成为主要的发酵底物，属于同型发酵，绥化地区玉米青贮饲料的乳酸含量最高。氨态氮占总氮的含量为5.07%，绥化、衡水地区的氨态氮含量最低。在本研究中，青贮料化学成分发酵后所有品种的ADF含量都有所下降，其中绥化地区降低最显著(P<0.05)。

3.4添加剂对玉米青贮饲料微生物的影响 青贮原料上附着的微生物种类中乳酸菌数量比其他菌数量少，经过青贮发酵后，乳酸菌的数量增多，其他有害菌的数量缓慢减少，这与任付平[23]的研究结果一致。这说明青贮饲料中乳酸菌起主要作用，它在厌氧条件下把原料中的碳水化合物转化为乳酸，促进了发酵进程。乳酸菌添加剂和纤维素酶添加剂的主要作用分别是补充天然乳酸菌的不足和为乳酸的生长提供发酵底物，促进乳酸发酵，从而改善青贮饲料的发酵品质[24-25]。但是本研究中，添加剂处理组降低了乳酸菌数量，可能是发酵后可溶性碳水化合物含量减少，造成乳酸菌发酵底物降低进而导致乳酸菌数量减少。通过乳酸菌添加剂处理后，所有地区的玉米青贮饲料中的酵母菌和霉菌的活动也随之缓慢，数量慢慢减少。在整个发酵过程中没有检测到大肠杆菌。

4 结论

与对照组相比，各添加剂处理组提高了乳酸含量，降低了pH、丙酸和丁酸含量。乳酸菌处理降低了绥化、银川地区青贮饲料的乙酸含量，纤维素酶处理只降低了银川地区青贮饲料乙酸含量。纤维素酶处理降低每个地区玉米青贮饲料的氨态氮含量。每个地区添加剂组的青贮饲料发酵品质Flieg等级为优。

纤维素酶处理降低了每个地区的NDF、ADF的含量，乳酸菌处理降低了5个地区地区青贮饲料的WSC含量，而纤维素酶处理提高了绥化、林西、呼和浩特、衡水地区和银川的WSC含量。两种添加剂处理组青贮玉米的CP含量都有所降低。

[1] 孙启忠,玉柱,徐春城.青贮饲料调制利用与气象[M].北京：气象出版社,2010:83-84.

[2] 廖国亮.不同生态区对玉米郑单18品质的影响[J].科技创业,2011(6):93-94.

[3] 王莹,玉柱.添加剂对扁蓿豆青贮饲料的影响[J].草业科学，2010,27(2):129-138.

[4] 蔡义民,熊井清雄,廖芷,等.乳酸菌剂对青贮饲料发酵品质的改善效果[J].中国农业科学，1995,28(2):73-82.

[5] 司丙文.尖叶胡枝子青贮微生物数量变化及发酵特性[J].草业科学,2012,29(4):650-657.

[6] Broderica G A,Kang J H.Automated simultaneous determination of ammonia and acids in ruminal fluid and in vitro media[J].Journal of Dairy Science,1980,33:64-75.

[7] Krishnamoorthy U,Muscato T V,Sniffer C J,etal.Nitrogen fractions in selected feed stuffs[J].Journal of Dairy Science,1982,65:217-225.

[8] 王永新，玉柱.添加剂对白三叶青贮的影响[J].草业科学,2010，27(12):148-151.

[9] Van Soest P J,Robertson J B,Lewis B A.Methods for dietary fiber,neutral detergent fiber,and non-starch polysaccharides in relation to animal nutrition[J].Journal of Dairy Science,1991,74:3583-3597.

[10] McDonald D,Henderson A R.Determination of water soluble carbohydrates in grass[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,1964,15:395-398.

[11] Zhu Y,Nishino N,Kishida Y.Ensiling characteristics and ruminal degradation of Italian and lucerne silages treated with cell wall-degrading enzymes[J].Science,1999,79(14):19871992.

[12] 许庆芳,玉柱,韩建国.高效液相色谱法测定紫花苜蓿青贮中的有机酸[J].草原与草坪，2007(9):63-67.

[13] 张子仪.中国饲料学[M].北京：中国农业出版社,2000.

[14] 蔡义民,熊井清雄,廖芷,等.乳酸菌剂对青贮饲料发酵品质的改善效果[J].中国农业科学,1995,28(2):73-82.

[15] 傅彤.微生物接种剂对玉米青贮发酵进程及其品质的影响[D].北京：中国农业科学院，2005:11-17.

[16] 玉柱,陈燕,孙启忠,等.不同添加剂对白三叶青贮发酵品质与体外消化率的影响[J].中国农业科技导报,2009(4):133-138.

[17] 李静,玉柱,孙启忠,等.萎蔫与添加剂青贮对白三叶发酵品质的影响[A].中国草学会饲料生产委员会第15次饲草生产学术研讨会论文集[C].郑州:中国草学会,2009.

[18] 王莹,玉柱.不同添加剂对紫花苜蓿青贮发酵品质的影响[J].中国草地学报,2010,32(5):80-84.

[19] 席兴军.添加剂对玉米青贮秸秆青贮饲料质量影响的试验研究[D].北京:中国农业大学,2002:8-13.

[20] 王忠.植物生理学[M].北京:中国农业出版社,2000.

[21] 潘金豹,张秋芝,郝玉兰,等.我国青贮玉米育种的策略与目标[J].玉米科学,2002,10(4):3-4.

[22] 赵政,陈学文,朱梅芳,等.添加乳酸菌和纤维素酶对玉米秸秆青贮饲料品质的影响[J].广西农业科学,2009,40(7):919-921.

[23] 任付平.复合微生物菌剂在全株玉米青贮中的应用与研究[J].西安:西北大学，2007:17-18.

[24] 田允汉.生物性青贮添加剂[J].饲料研究,1996(7):25-27.

[25] 王林.苜蓿与直穗鹅观草混贮发酵品质研究 [J].草业科学,2011,29(10):1888-1893.