含水量及添加剂对燕麦捆裹青贮品质的影响

覃方锉，赵桂琴＊，焦婷，韩永杰，侯建杰，宋旭东

（1．甘肃农业大学草业学院 草业生态系统教育部重点实验室 甘肃省草业工程实验室 中－美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州730070；2．甘肃夏河永杰草畜有限责任公司，甘肃 合作747000）

青贮饲料因其营养损失低、气味酸香、柔软多汁、适口性好等优点越来越受到关注，是现代畜牧业发展不可替代的重要饲料形式［1］。合理的添加剂可改善青贮发酵条件，加速发酵过程，降低发酵消耗，提高青贮饲料的品质。近年来，不少学者研究了添加剂对苜蓿（Medicagosativa）、光叶紫花苕（Viciavillosa）、披碱草（Elymus dahuricus）、黑麦草（Loliummultiflorum）等青贮品质的影响［2－5］。添加乳酸菌可降低青贮燕麦（Avenasativa）的pH值和氨态氮含量、增加有益菌发酵、减少干物质损失量，显著提高青贮品质［6］。添加尿素可降低青贮玉米（Zeamays）秸秆的pH值，提高蛋白质含量，并有利于保存可溶性碳水化合物的保存［7］。添加玉米粉可使青贮原料的中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗脂肪、丁酸和氨态氮含量显著降低［8－9］，改善原料的青贮发酵品质。青贮是一个利用微生物厌氧发酵的复杂过程，青贮品质受到多种因素的影响。除添加剂外，原料本身的含水量也是影响青贮品质的一个重要因素［10］。含水量太高青贮不容易成功，大量营养成分渗出，造成损失甚至引起霉变［11］；含水量过低，不仅使营养物质大量损失，并且不利于压实，容易引起好氧霉变［12］。因此，在研究添加剂对青贮品质的作用时，还需要综合考虑原料含水量的影响。

燕麦是中国西部二阴山区和高寒阴湿区等自然条件较差地区的重要饲料来源，具有适应性强、易于栽培、抗逆性强、产量高、品质优等特点［13］，一般用于晒制干草［14］。但二阴山区和高寒阴湿区秋季雨水较多，影响燕麦干草的晒制，很难获得颜色绿、品质高、含水量低的优质干草［15］。在这些地区燕麦更适于青贮，稍加晾晒即可制成优质的青贮料。但由于种种原因，燕麦无论是干草还是青贮方面的研究都比较滞后，尤其是青贮，更是鲜有报道［16］。燕麦青贮的最佳含水量、是否需要添加剂、以及添加剂对青贮的影响等方面的研究几乎是空白，无法指导生产实践。因此，本研究拟从营养指标、发酵品质与主要微生物类群数量3个方面，探讨含水量及添加剂对燕麦青贮品质的影响，为燕麦青贮调制方案的确立提供依据。

1 材料与方法

1．1 试验地概况

试验点位于甘肃省甘南藏族自治州夏河县东北部王格尔塘镇，地理位置E 102°83′，N 35°23′。海拔2517m，最高气温29．7℃，最低气温－24．1℃，年均气温3．9℃；年降水量489mm，属寒冷湿润气候。试验地为农耕地，地势平坦，肥力均匀。试验地土壤有机质含量为1．98%；全氮1．18g／kg；速效氮60．27mg／kg；速效磷57．09mg／kg；pH 7．84。

1．2 试验材料

供试燕麦为陇燕3号（A．sativacv．Longyan No．3），来自甘肃农业大学草业学院。于2012年4月以撒播方式种植，播量255kg／hm2，以磷酸二氨作基肥，施用量225kg／hm2，至2012年8月灌浆期刈割。添加剂为玉米粉（市售）、尿素（含氮量46%，市售）、Synlac Dry（亚芯生物科技有限公司）、Sila－Max 200（美国 Ralco Nutrition公司）。

1．3 试验设计

燕麦于灌浆期采用圆盘式割草机齐地刈割，自然条件下翻晒，并持续用水分测定仪多次观测，待含水量达到45%～50%（A1）、65%～70%（A2）时分别添加各添加剂。添加量均以青贮原料鲜重为基准，玉米粉（B1）、尿素（B2）添加量分别为4%和0．4%；Synlac Dry青贮粉剂（B3）、Sila－Max 200（B4）添加量分别为0．002和0．0025 g／kg；不加添加剂直接青贮为对照（CK）。以圆型打捆机打捆（50cm×70cm），再以裹包机裹包，置于室内，于青贮第40天取样测试。具体实验设计见表1。

表1 燕麦青贮试验设计Table 1 Experiment design of oat silage

1．4 指标测定

1．4．1 常规营养指标测定 取样时除去青贮草捆表面的青贮料，分别在草捆不同位置取样约200g并均匀混合，于105℃灭酶15min后65℃烘干至恒重，烘干样粉碎后过40目（0．425mm）筛并置于自封袋中密封保存，用于各指标测定。

测定方法参照任继周等的《草原生态化学》［17］以及杨胜的《饲料分析及饲料质量监测技术》［18］。粗蛋白（crude protein，CP）含量以凯氏定氮法测定；中性洗涤纤维（neutral detergent fiber，NDF）、酸性洗涤纤维（acid detergent fiber，ADF）含量均以Van soest法测定；氨态氮（ammoniacal nitrogen，NH3－N）含量以苯酚－次氯酸钠比色法测定；可溶性糖（water soluble carbohydrate，WSC）含量以蒽酮比色法测定。

1．4．2 乳酸及挥发性脂肪酸的测定 取20g青贮样，加入180mL去离子水于4℃冰箱中浸提24h，4层纱布过滤后用定性滤纸精滤，0．22μm滤膜过滤后采用安捷伦1260高效液相色谱和G1321B紫外荧光检测器测定乳酸（lactic acid，LA）、乙酸（acetic acid，AA）、丙酸（propionic acid，PA）、丁酸（butyric acid，BA）含量。色谱条件：SBAQ C18色谱柱（4．6mm×250mm）；流动相 A（甲醇）∶流动相 B［0．01mol／L （NH4）2HPO4，pH＝2．70］＝3∶97，流速1mL／min；检测波长210nm，进样量20μL，柱温25℃。

1．4．3 主要微生物类群数量测定 分别在草捆不同位置取样，均匀混合并低温保存。取20g青贮样，加入180 mL 0．85%的灭菌生理盐水稀释，采用平板梯度稀释法测定青贮料中主要微生物类群数量。乳酸菌（lactic acid bacteria，LAB）数量测定采用MRS培养基，一般好氧细菌（bacteria，Bac）数量采用普通琼脂培养基，霉菌、酵母菌（mould and yeast，M＆Y）数量测定采用虎红琼脂培养基。

1．5 统计分析

应用Excel 2007及SPSS 18．0软件对数据进行初步整理，再以SAS JMP 10进行统计分析。

2 结果与分析

2．1 含水量对燕麦青贮品质的影响

从表2可知，含水量和添加剂对各项测定指标均有显著影响，而且对大多数指标的影响达到了极显著水平。二者的互作效应也非常明显，除对Bac互作效应不显著外，对CP、AA和LAB的互作效应显著，对其余指标的互作甚至达到了极显著水平。

与A1相比，A2含水量下各添加剂处理变化如下：添加玉米粉后，燕麦青贮的CP、WSC、LA、M＆Y和LAB保持稳定，NDF和ADF分别降低了8．28%和10．82%，NH3－N下降8．99%（表3～5）。添加尿素后CP含量提高了15．81%；LA、AA、PA、Bac和LAB保持稳定；M＆Y降低了13．33%。添加Synlac Dry后CP、ADF、AA、PA、M＆Y、Bac和LAB也保持相对稳定；LA含量提高了21．69%；WSC含量亦增加；同时NDF、NH3－N分别下降了6．01%和10．78%。添加Sila－Max 200后燕麦青贮的CP、LA、AA、PA、M＆Y、LAB均保持稳定，WSC增加，NDF、ADF和 M＆Y分别降低了9．06%，18．84%，14．05%。A2含水量下的CK与 A1含水量下相比，CP、ADF、PA、M＆Y、M＆Y和LAB相差不大，LA含量提高了62．71%，NDF亦有所降低。综上可知，A2（65%～70%）含水量更有利于燕麦青贮。

表2 含水量及添加剂交互作用的方差分析Table 2 Variance analysis of the interaction of moisture content and additive

2．2 添加剂对燕麦青贮品质的影响

添加剂对燕麦青贮的各项品质指标均有显著影响（表3～5）。在A2含水量下，与CK相比，添加玉米粉后CP、NDF和ADF没有明显变化，但WSC增加了21．22%；LA、AA分别降低了53．13%和30．00%；主要微生物类群的数量无明显变化。

添加尿素后青贮燕麦的CP最高，较CK增加了22．78%；ADF有所增加；LA、WSC分别下降了32．29%和10．53%；NH3－N极显著增加；霉菌、酵母菌（M＆Y）数量显著减少，但LAB及Bac数量无明显变化。

添加Synlac Dry的青贮燕麦与CK相比，其CP、挥发性脂肪酸含量及M＆Y、Bac数量无明显变化；WSC增加了43．97%；M＆Y、Bac数量基本未变，LAB数量显著增加；ADF和NH3－N分别降低了3．34%和61．52%。添加Sila－Max 200后，青贮燕麦的CP、WSC、LA、AA较CK分别增加了11．61%，19．24%，40．63%和43．33%；NDF、ADF和NH3－N分别降低了4．77%，7．59%和46．09%；M＆Y和Bac数量分别降低了19．57%和10．93%，LAB数量显著增加。

在A2含水量下，添加Sila－Max 200的CP与添加尿素的CP含量相当，分别较玉米粉和Synlac Dry处理高12．72%和21．17%；NDF和ADF最低；同时，添加Sila－Max 200后LA和AA含量也最高，分别为1．35%和0．43%；对于主要微生物类群而言，其 M＆Y数量与尿素处理接近，但分别较玉米粉和Synlac Dry处理低19．08%和14．33%；Bac数量与Synlac Dry处理接近，但分别较玉米粉和尿素处理低12．59%和7．86%。Sila－Max 200处理的LAB数量最多，Synlac Dry处理次之，显著高于玉米粉处理（表5）。

综上可知，Sila－Max 200处理下燕麦青贮品质最佳，Synlac Dry次之；二者均优于玉米粉和尿素处理。

表3 不同处理下青贮燕麦的营养成分Table 3 Nutritional components content of oat silage under different treatments %DM

表4 不同处理下青贮燕麦的有机酸和氨态氮含量变化Table 4 Content of organic acid and ammonia nitrogen of oat silage under different treatments

3 讨论

3．1 含水量对燕麦青贮品质的影响

青贮是利用微生物发酵作用将青绿青贮原料长时间保存的过程。原料含水量对青贮发酵有重要影响［10］。Yan等［19］通过对刈割后直接青贮及经过萎蔫处理的青贮料的研究认为，乳酸菌较易受到水分的影响。过高或过低的含水量均不利于青贮［11－12］，但适当降低青贮原料的含水量可使可溶性碳水化合物等养分浓缩，有利于乳酸菌发酵，提高青贮品质。一般认为青贮原料的含水量在65%左右为宜［10，20］。CP是青贮饲料中最重要的营养物质［21］，有机酸的含量与青贮饲料的品质呈正相关，而NDF和ADF含量较低的青贮饲料具有更高的采食率和消化率［22－23］。

表5 不同处理下青贮燕麦的主要微生物类群数量Table 5 Major microorganism quantity of oat silage under different treatments lg cfu／g

本研究结果表明，原料含水量对燕麦的青贮品质有显著影响。总体而言，65%～70%含水量的燕麦原料在青贮后品质更好。与45%～50%含水量相比，其CP、有机酸含量相近，但NDF和ADF显著降低。另一方面，在某些添加剂处理下霉菌与酵母菌（M＆Y）数量的确受原料含水量的影响，但乳酸菌的数量（108）始终远高于霉菌与酵母菌的数量（103）；含水量对乳酸菌和芽孢杆菌数量的影响并不显著（表5）。另外，含水量对 WSC和NH3－N含量作用显著（P＜0．01）。原料含水量对微生物对底物的利用和代谢产物的生成有影响，即原料含水量可能影响了微生物代谢速率和代谢途径。因此，原料含水量对青贮燕麦营养物质含量的影响可能不仅仅是由原料含水量影响微生物数量造成的，还有可能是由于不同含水量导致原料细胞分解速率和溶解物质含量不同，进而影响了微生物代谢速率和代谢途径。

3．2 添加剂对燕麦青贮品质的影响

青贮添加剂的使用是为了创造有利于乳酸菌发酵的理想环境，促进乳酸大量生成使饲料酸化，加速青贮进程，减少养分损失、提高有氧稳定性，改善青贮质量。选择合适的添加剂可显著改善青贮的发酵品质［8］。

NDF是目前反映纤维质量好坏的最有效指标［22］。ADF是指示饲草能量的关键，其含量越低，饲草的消化率越高，饲用价值越大［23］。添加Sila－Max 200和Synlac Dry，由于在短时间内增加了青贮原料的乳酸菌含量，促进了乳酸发酵，迅速降低了青贮的pH值［24］，较好地改善了乳酸发酵条件，并且大量微生物能够合成大量的酶，更有效地分解植物组织结构，使青贮燕麦的NDF和ADF含量显著降低。而尿素及玉米粉处理在青贮发酵的前期，这种生物分解作用较弱，使其对NDF和ADF含量的降低作用并不显著。并且本研究并未发现杨富裕和张蕴薇［25］报道的尿素具有降低青贮原料物质分解的某种稀释效应。相反，本研究结果表明，添加尿素的青贮燕麦其WSC含量相对较低而NDF、ADF含量相对较高。其原因可能在于，尿素通过分解生成的氨溶于水形成的氢氧化氨，可削弱纤维素和木质素之间的联系，进而溶解半纤维素，但这一反应过程可能需要更长的时间，在一般认为的青贮稳定时间内（40d左右），尿素未能与青贮原料发生深入反应，而青贮原料中可溶性碳水化合物的消耗却使NDF、ADF含量相对增加。

一般认为，NH3－N的产生是由于青贮初期牧草中存留的氧气使蛋白酶仍保有活力，将蛋白质分解为氨和胺［26］，是造成蛋白质损失的主要原因之一。此外，梭菌和肠细菌等好氧细菌在有氧状态下将氨基酸进一步分解，亦增加了牧草蛋白质的损失量［27］。添加Sila－Max 200和Synlac Dry使乳酸菌数量在燕麦青贮初期、青贮草捆仍残留部分氧气的情况下便达到一个较高水平，乳酸菌大量繁殖的同时降低了青贮原料的pH值，抑制其他好氧微生物繁殖生长，并显著降低了NH3－N的含量。

有研究报道，在青贮发酵中起作用的乳酸菌约有20多种，可以分成同型乳酸发酵菌（homolactics）和异型乳酸发酵菌（heterolactics）两大类［28］。针对这2种不同类型乳酸菌的青贮研究结果报道不一致。李军训等［29］认为同型发酵乳酸菌在产乳酸和改善青贮饲料品质方面比异型乳酸发酵更有效；而郭旭生等［30］的研究结果表明，异型发酵乳酸菌的效果优于同型发酵乳酸菌。Wohlt［31］也发现异型乳酸菌更有利于促进有氧稳定性，防止二次发酵。Macdonald等［28］也指出，不同类型的乳酸菌其代谢过程存在较大差异。本研究亦得到相似的结论。虽然添加Sila－Max 200和Synlac Dry的青贮燕麦其LAB数量无明显差异，但Sila－Max 200处理的LA含量显著高于Synlac Dry处理，并且含有更高的CP和挥发性脂肪酸（VFA）、更低的NDF和ADF。这可能是由于Sila－Max 200和Synlac Dry中所含的乳酸菌菌种不同，青贮发酵中占优势的乳酸菌菌种利用底物进乳酸发酵的代谢效率不同所致。因此，选择高效的青贮乳酸菌菌种是保证良好发酵的重要前提。另外，单独使用只含某种乳酸菌的青贮添加剂有时可能满足不了实际生产需要，在选择乳酸菌添加剂时应更多地趋向于含多类型乳酸菌菌种的复合菌剂。

适宜的可溶性碳水化合物含量是青贮成功的关键之一，是保证青贮发酵品质的前提条件［32］。由于燕麦本身较高的可溶性糖含量，缓冲能值低，不加任何添加剂就可成功青贮［33］，本研究中CK及各添加剂处理中均未检测到BA，表明有害丁酸发酵得到很好控制，青贮发酵状况良好。但添加剂处理后效果更佳。添加乳酸菌可降低青贮料的pH值和NH3－N含量，提高乳酸含量，促进青贮牧草中的有益微生物急剧增加［6］，提高青贮品质；添加尿素可弥补青贮料氮元素的不足［34］；添加玉米粉可显著降低青贮原料的NDF和ADF［8］。

青贮是一个利用微生物发酵的复杂过程，含水量不仅影响营养物质的存在形式及相对含量，而且显著影响青贮微生物的繁殖及代谢过程。添加剂的适当使用可使青贮过程能更好地利用水分，甚至克服不适宜水分带来的负面影响，促进青贮发酵朝着有利于提高青贮品质的方向进行。因此，在进行青贮调制时需将二者进行综合考虑。

4 结论

含水量对燕麦青贮品质影响显著。65%～70%含水量下，各添加剂处理的青贮燕麦CP、主要有机酸含量、M＆Y和LAB数量比较稳定；NDF、ADF、WSC和M＆Y数量降低，NH3－N含量增加。因此，燕麦青贮的适宜含水量为65%～70%。

尽管燕麦不加添加剂也能够成功青贮，但添加剂可加速青贮进程，降低营养损失，改善青贮品质。和玉米粉、尿素等非生物类添加剂相比，微生物添加剂青贮效果更佳，且Sila－Max 200在适宜含水量下青贮效果优于Synlac Dry。

［1］陈功．牧草捆裹青贮技术及其在我国的应用前景［J］．中国草地，2001，23（1）：72－74．

［2］马春晖，夏艳军，韩军，等．不同青贮添加剂对紫花苜蓿青贮品质的影响［J］．草业学报，2010，19（1）：128－133．

［3］陈鹏飞，白史且，杨富裕，等．添加剂和水分对光叶紫花苕青贮品质的影响［J］．草业学报，2013，22（2）：80－86．

［4］王莹，玉柱．不同添加剂对披碱草青贮发酵品质的影响［J］．中国奶牛，2010，7：21－24．

［5］张增欣，邵涛．丙酸对多花黑麦草青贮发酵动态变化的影响［J］．草业学报，2009，18（2）：102－107．

［6］热杰．乳酸菌添加剂对青藏高原燕麦青贮品质的影响［J］．安徽农业科学，2009，37（32）：15846－15847．

［7］臧艳运，王雁，顾雪莹，等．添加丙酸和尿素对玉米青贮品质的影响［J］．草业科学，2012，29（1）：156－159．

［8］郭玉琴，杨起简，王洪波．添加不同水平的玉米粉对紫花苜蓿青贮营养成分的影响［J］．饲料与畜牧，2005，（6）：20－22．

［9］玉柱，李传友，薛有生．萎蔫和玉米粉混合处理对紫花苜蓿袋装式青贮品质的影响［J］．中国草地学报，2009，31（3）：84－87．

［10］刘秦华，建国，卢小良．乳酸菌添加剂对王草青贮发酵品质及有氧稳定性的影响［J］．草业学报，2009，18（4）：131－137．

［11］Pitt R E．Silage and Hay Preservation［M］．New York：Northeast Reg．Agric．Eng．Service，It haca，N Y，1990：423．

［12］万里强，李向林，张新平．苜蓿含水量与添加剂组分浓度对青贮效果的影响研究［J］．草业学报，2007，16（2）：40－45．

［13］刘振恒，武高林，仁青草，等．发展以燕麦为支柱产业的可持续高寒草地畜牧业［J］．草业科学，2007，24（9）：67－69．

［14］崔占鸿，郝力壮，刘书杰，等．体外产气法评价青海高原燕麦青干草与天然牧草组合效应［J］．草业学报，2012，21（3）：250－257．

［15］Buckmaster D R，Heinrichs A J．Losses and quality changes during harvest and storage of preservative treated alfalfa hay［J］．Transaction of the ASAE，1993，36（2）：349－353．

［16］赵桂琴，师尚礼．青藏高原饲用燕麦研究与生产现状、存在问题与对策［J］．草业科学，2004，11（21）：17－21．

［17］任继周，吴自立，李绶章，等．草原生态化学［M］．北京：中国农业出版社，1987．

［18］杨胜．饲料分析及饲料质量监测技术［M］．北京：北京农业大学出版社，1998．

［19］Yan T D，Patterson C，Gordon F J．The effects of bacteria inoculation of unwilted and wilted grass silages on silage fermentation，rumen microbial activity，silage nutrient degradability，and digestibility［C］．Inproc．Intl．silage Conf，11th．IGER，Aberystwth，UK，1996：98－99．

［20］聂柱山，玉兰．水分含量对袋装苜蓿青贮品质影响的研究［J］．中国草地，1990，（1）：71－74．

［21］田瑞霞，安渊，王光文，等．紫花苜蓿青贮过程中pH值和营养物质变化规律［J］．草业学报，2005，14（3）：62－86．

［22］张吉鹍，卢德勋．试述反刍动物日粮中的纤维问题［J］．中国乳业，2003，（7）：21－24．

［23］杨效民．种植苜蓿与饲养奶牛［J］．黄牛杂志，2003，29（3）：53－58．

［24］Driehuis F，Vanw Ikselaar P G．The occurrence and prevention of ethanol fermentation in high－dry－matter grass silage［J］．Journal of the Science of Food and Agriculture，2000，80：711－718．

［25］杨富裕，张蕴薇．尿素在青贮饲料中的应用［J］．饲料·饲养，2005，5：23－25．

［26］Kung J L，Taylor C C，Lynch M P，etal．The effect of treating alfalfa withLactobacillusbuchneri40788on silage fermenta－tion，aerobic stability，and nutritive value for lactating dairy cows［J］．Journal of Dairy Science，2003，86：336－343．

［27］Herson S J E，Edwards R A，Mcdonald P．Changesin the nitrogen components of gamma irradiated and inoculated ryegrass［J］．Journal of the Science of Food and Agriculture，1986，37：979－985．

［28］Macdonald P，Edwards R A，Greenhal J F D．Animal Nutrition（4th ed．）［M］．New York：Proc John Wiley＆ Sons，Inc，1988．

［29］李军训，高洁，王建华，等．青贮乳酸菌的发酵生物量的研究［J］．饲料工业，2004，25（7）：48－51．

［30］郭旭生，周禾，玉柱．不同添加剂对青贮饲料有氧稳定性的影响［J］．中国奶牛，2006，（9）：18－20，21．

［31］Wohlt J E．Use of silage inoculant to improve feeding stability and intake of a corn dilae－gain diet［J］．Journal of Dairy Science，1989，72：545－551．

［32］McDonald P，Henderson A R，Heron S J E．The Biochemistry of Silage［M］．Marlow，UK：Chalcombe Publications，1991：184－236．

［33］玉柱，孙启忠，于艳冬，等．添加尿素和乳酸菌制剂对玉米秸秆青贮料品质的影响［J］．动物生产，2009，45（3）：37－40．

［34］Liu J X．The reasonable concocts age forage and quality evaluate criterion［J］．Forage industry，1999，20（3）：4－7．