川西北高寒牧区老芒麦和燕麦裹包青贮品质的研究

夏白雪，金　燕，金玉兰，赵长菘，李达旭，刘　刚，孙　群

（1.四川大学生命科学学院资源微生物及生物技术重点实验室，四川 成都 610064；2.四川省草原科学研究院，四川 成都 611731）

川西北高寒牧区老芒麦和燕麦裹包青贮品质的研究

夏白雪1，金燕1，金玉兰1，赵长菘1，李达旭2，刘刚2，孙群1

（1.四川大学生命科学学院资源微生物及生物技术重点实验室，四川 成都 610064；2.四川省草原科学研究院，四川 成都 611731）

通过对青贮饲草微生物数量动态变化及营养价值的检测，旨在探明“核心料”对青贮品质的作用及确定饲草的青贮原料。选择四川省阿坝藏族羌族自治州红原县瓦切草场的青贮饲草作为实验原料。实验设计分为青贮老芒麦、添加“核心料”的青贮老芒麦、青贮燕麦3个组。在所有采样时间点，研究青贮饲草的乳酸菌、酵母菌、霉菌数量的3项微生物指标，在青贮起止两个时间点测定pH值、水分、粗蛋白、氨态氮、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、乳酸含量7项理化指标。研究表明：在青贮过程中，添加“核心料”及采用燕麦为原料能有效降低饲草pH值，抑制青贮过程腐败微生物生长，稳定饲草中蛋白质含量，降低纤维素含量，从而提高青贮营养价值，改善青贮品质。

老芒麦；燕麦；核心料；青贮

0　引　言

老芒麦（Elymus sibiricus Linn）是在北半球寒温带分布较广的一种野生牧草，我国东北、内蒙古、甘肃、青海、新疆、西藏等地的草甸草原地带均有分布，是国内牦牛养殖最主要的牧草[1]。其抗寒力强，在-40～-30℃的低温和海拔4 000 m左右的高原能安全越冬，营养价值高、分蘖力强，极其适合青贮并用于牦牛饲养。燕麦（Avena sativa Linn）是高寒地区种植面积最广的饲草，种子在2～4℃就能发芽，幼苗能忍受-4～-2℃的低温环境，适宜于青藏高原寒冷、干旱的气候，是青藏高原主要的一年生饲草作物。燕麦叶、秸秆多汁柔嫩，适口性好，一般作为青饲、收获籽实或调制青干草，在畜牧业的稳定增产中发挥了巨大的作用。老芒麦和燕麦均为川西北高寒牧区冬季补饲的主要饲草。

目前，饲草通常采用青贮的方式进行贮存。青贮能够延长饲草保存期，解决秋冬季饲草缺乏的现象，还能够提高饲草的营养价值及适口性。常见的青贮方法有窖式、塔式、裹包式等，其中，牧草裹包青贮是一种简单易行、成本低、贮存效果好的牧草加工贮存方法[2]。然而，由于四川红原地区雨水较多，缺乏对厌氧环境的严格控制，一些腐败微生物极易滋生，干草调制难度大，饲草营养价值损失严重，造成了牧草利用率低，给畜牧业生产带来严重影响，故用常规青贮方法处理不易贮存成功[3]。青贮调制能使整个发酵体系的pH值显著降低，从而抑制腐败菌和病原微生物的生长，可以很好地保存老芒麦和燕麦的营养价值，提高饲草利用率，调整饲草供应期，受气候变化影响小，能够长时间保存牲畜饲草，是一种经济实惠易操作的牧草贮藏技术[4]。添加制剂是青贮调制的一种重要方法，本研究向饲草老芒麦中添加的“核心料”是一种复合型营养制剂，包含菌康、酒糟、玉米、麦麸、菜籽粕等营养成分，是首次应用于川藏地区老芒麦青贮。

本文针对添加“核心料”制剂及选择不同的青贮饲草原料，探究饲草青贮（前期）、饲草青贮（中期）、饲草贮存（后期），3个时期的微生物数量变化；探究开始饲草青贮时期、完成饲草青贮时期的理化性质变化，从青贮饲草微生物数量动态变化及营养价值两个方面研究“核心料”对饲草老芒麦青贮品质的影响以及饲草原料的选择对青贮品质的影响，为实际应用提供科学依据。

1　材料与方法

1.1样品制备和采集

所有样品均采自四川省阿坝藏族羌族自治州红原县瓦切草场。采样时用75%乙醇消毒镰刀后划开裹包，勾取裹包中心的草料放入样品袋中，排出空气并封口，迅速转移至冷藏箱中带回实验室冷藏。添加“核心料”的青贮老芒麦（TMR）成分比例见表1。

表1　TMR裹包青贮成分

1.2样品前处理

在无菌条件下，将裹包青贮样品混合均匀，分别从各样品袋中称取10 g样品，置入含有90 mL无菌水的三角瓶中，振荡30min，滤纸过滤，取滤液备用。

1.3微生物数量的测定

在无菌条件下，依次吸取1mL滤液到9mL无菌水中进行梯度稀释，用MRS培养基和PDA培养基对青贮饲草中的乳酸菌、酵母菌和霉菌数量分别进行平板计数。乳酸菌测定参照GB 4789.35——2010《食品微生物学检验乳酸菌检验》；酵母菌、霉菌测定参照GB 4789.15——2010《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》。

1.4理化性质的测定

用pH计（雷磁S-25精密计，上海精密科学仪器有限公司）测定滤液的pH值；参照GB/T 6435——2014《饲料中水分的测定》测定试样中水分；采用凯氏定氮法测定粗蛋白、氨态氮含量；酸性洗涤纤维含量的测定利用ANKOM系统，参照GB/T 5009.10——2003《植物类食品中粗纤维测定》；用热稳定淀粉酶处理混合均匀的裹包青贮样品，利用纤维分析仪测定中性洗涤纤维含量，参照 GB/T 5009.88——2008《食品中膳食纤维的测定》；采用HPLC测定乳酸含量，参照GB/T 5009.157——2003《食品中有机酸的测定》。

1.5统计分析

实验数据均以均值±标准误差表示，采用SPSS19.0软件的One-way ANOVA进行方差分析，并用LSD法和Dunnett’s T3法进行事后两两比较分析，P≤0.05视为具有显著性差异。

2　结果与分析

2.1青贮饲草中微生物数量和pH值的变化

2.1.1“核心料”对饲草微生物数量和pH值的影响在青贮开始时（第0d），TMR中乳酸菌数量显著高于老芒麦（P≤0.05），表明“核心料”的添加能有效增加在青贮初始期饲草中乳酸菌的数量（见图1（a））。在青贮前期TMR中酵母菌数量显著低于老芒麦（P≤0.05，第8，18，24d）（见图1（b）），但青贮开始及在随后的青贮后期，TMR中酵母菌数量显著高于老芒麦（P≤0.05），表明TMR中“核心料”的添加仅能显著抑制青贮前期（17d左右）内酵母菌的生长。在青贮发酵过程中，霉菌的变化情况与酵母菌相似，青贮前期、中期TMR中霉菌数量显著低于老芒麦（P≤0.05，第8，13，24，30，40 d）（见图1（c）），表明“核心料”的添加能在青贮前30d左右有效抑制腐败微生物霉菌的生长。在青贮发酵后期（第50d后），TMR中pH值均显著低于老芒麦（P≤0.05）（见图1（d）），表明“核心料”的添加能有效降低pH值，维持饲草酸性环境。研究表明，添加“核心料”能有效增加青贮初期饲草中的乳酸菌数量，降低青贮饲草贮存后期饲草pH值，抑制青贮前期腐败微生物酵母菌及青贮前期、中期霉菌生长，改善饲草的青贮品质。

图1　“核心料”对青贮饲草微生物和pH值的影响

图2　不同原料青贮过程微生物和pH值变化

2.1.2青贮对老芒麦和燕麦饲草微生物数量和pH值的影响

青贮前期（第0，8d），燕麦中乳酸菌数量显著高于老芒麦（P≤0.05），青贮后期（第50，70，190d），老芒麦中乳酸菌数量显著高于燕麦（P≤0.05），但在青贮中期二者并无显著差异（P＞0.05），通过比较这两种青贮饲草中的乳酸菌数量，表明选择燕麦仅能有效增加青贮前期乳酸菌数量（见图2（a））。老芒麦中酵母菌数量仅在青贮第0，190d显著低于燕麦（P≤0.05），但在青贮中期（60 d左右）酵母菌数量无显著差异（P＞0.05）（见图2（b）），表明选择老芒麦或燕麦作为饲草原料对青贮中酵母菌数量的总体影响并不大。青贮第8，18，24，30d，燕麦中霉菌数量显著低于老芒麦（P≤0.05）（见图2（c）），表明青贮饲草选择燕麦对青贮过程前期、中期的霉菌生长有一定抑制作用。在青贮过程中，饲草燕麦pH值均低于老芒麦，且青贮第0，18，40，50，70 d，燕麦pH值显著低于老芒麦（P≤0.05）（见图2（d）），表明饲草原料选择燕麦能够有效降低青贮过程中的饲草pH值。

研究表明，采用燕麦为青贮原料能有效增加青贮前期乳酸菌数量，降低青贮过程中的饲草pH值，抑制青贮前期、中期腐败微生物霉菌的生长，改善饲草青贮品质。

2.2青贮饲草理化性质的变化

2.2.1“核心料”对饲草理化指标的影响

在青贮初始第0 d，青贮完成的时期第70 d，添加“核心料”的青贮饲草TMR中乳酸含量均显著高于青贮老芒麦（P≤0.05），乳酸在青贮过程中可降低pH值，且青贮第70d，TMR中pH值显著低于老芒麦（P≤0.05），低pH值能有效抑制腐败微生物生长，改善青贮品质；TMR中氨态氮占粗蛋白含量的比例与老芒麦差异不显著（P＞0.05），表明“核心料”的添加能够稳定饲草中蛋白质含量，保证青贮饲草的营养价值，改善饲草的青贮品质。TMR第0d中性洗涤纤维含量显著低于老芒麦（P≤0.05），表明添加“核心料”能有效降低饲草纤维素含量，提高饲草营养价值，改善青贮品质（见表2）。研究表明，添加“核心料”能有效保证青贮的营养价值，改善饲草青贮品质。

表2　青贮饲草老芒麦和TMR的理化性质比较1）

2.2.2青贮对老芒麦和燕麦饲草理化指标的影响

青贮完成的第70d，饲草燕麦含水量显著高于老芒麦（P≤0.05），且75%的含水量在青贮优等含水量范围（DB51/T 796——2008《禾本科牧草青贮饲料》），利于饲草发酵；青贮第0，70d，青贮饲草燕麦中乳酸含量均显著高于老芒麦，乳酸能有效降低饲草的pH值，燕麦中pH值均显著低于老芒麦（P≤0.05），低pH值能有效控制腐败微生物数量，表明饲草原料选择燕麦能有效保证青贮品质；青贮第0，70d，青贮老芒麦、燕麦中氨态氮占粗蛋白含量的比例均差异不显著（P＞0.05），表明饲草的原料选择不影响蛋白质含量；燕麦第0，70d酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量均显著低于老芒麦（P≤0.05），表明饲草原料选择燕麦可有效降低饲草纤维素含量，提高青贮饲草的营养价值，改善青贮品质（见表3）。

表3　青贮饲草老芒麦和燕麦的理化性质比较

研究表明，选择燕麦能有效提高青贮的营养价值，改善饲草青贮品质。与老芒麦相比，燕麦可以作为饲草品质改良的基础材料优先考虑。

3　结束语

本研究采用微生物传统培养技术完成了饲草青贮发生的前期、饲草稳定青贮的中期及完成饲草青贮的后期共190d，老芒麦、添加“核心料”的老芒麦、燕麦3种青贮饲草的乳酸菌、酵母菌及霉菌3种微生物数量的检测，采用不同国标方法完成了饲草青贮的发生时期及完成时期pH值、水分、粗蛋白、氨态氮、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、乳酸含量7项理化性质的检测。本研究首次探究了“核心料”对饲草老芒麦青贮品质的影响。

本研究对3类饲草进行品质评定，旨在探明“核心料”是否能改善老芒麦的青贮品质，以及确定青贮饲草原料的选择，为实际生产应用提供科学支持。研究发现，“核心料”、燕麦均能有效增加青贮初期饲草中的乳酸菌数量，在青贮初期，具有优势的乳酸菌数量能有效控制青贮的进程发生。在青贮过程中，乳酸菌可降低饲草pH值，抑制腐败微生物生长，提高青贮品质[5]。同时，乳酸菌还能维持肠道菌群稳定，促进营养物质的消化吸收[6]。相较于青贮老芒麦，添加“核心料”的青贮老芒麦及青贮燕麦均能及时提高饲草中的乳酸含量，降低饲草pH值，维持青贮的酸性环境，有效地控制了青贮的发酵进程，对青贮过程腐败微生物酵母、霉菌生长有显著的抑制作用。同时，乳酸具酸香味，能刺激牛的采食和提高适口性[7-8]。酵母菌和霉菌是青贮过程中的两种腐败菌，会直接引发饲草的色泽褐变、适口性降低，并可能产生毒素和氨基氮等有害物质[9]。“核心料”能抑制青贮前期酵母菌、霉菌的生长，采用燕麦为青贮原料能抑制青贮前期、中期腐败微生物霉菌的生长，表明“核心料”及青贮原料选择燕麦均能够建立较少腐败微生物污染的青贮初始环境，有助于饲草青贮的稳定发生，进而成功进行青贮。有效控制腐败酵母菌、霉菌的数量能延长饲草的贮存时间，解决饲草冬季短缺现象。饲草中纤维含量越高，木质化程度高，青贮饲草质量则越差[10]，且高含量纤维素可增加饲草韧性，进而可能影响牲畜的采食行为以及瘤胃发酵，导致饲草无法被消化利用[11-12]。“核心料”、燕麦均能显著降低纤维素含量，提高饲草的营养价值，改善青贮品质，促进牲畜进食、消化。在饲养动物中，蛋白质应保证供给，特别是处在生长期的幼牛和产奶的母牛更应充分满足[13]，故需要保证饲草中蛋白质的含量，“核心料”、燕麦均能有效稳定粗蛋白、氨态氮的含量，进而稳定保证饲草中蛋白质的含量，提高饲草的营养价值，改善饲草的青贮品质。

本文通过研究“核心料”及饲草原料的选择对青贮品质的影响，确定了在饲草青贮中添加“核心料”能有效改善饲草的青贮品质，燕麦可以作为饲草品质改良的基础材料优先考虑。本研究的结果可指导高效利用草地牧草资源，为青贮饲草的应用提供技术支持。建议在后期青贮制备中，在青贮饲草燕麦中辅以添加“核心料”，其青贮品质的探究将作为下一步试验进行探究。

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Fermentations of Elymus sibiricus Linn and Avena sativa Linn Silage with wrapped bales in the alpine pastoral areas of northwestern Sichuan

XIA Baixue1，JIN Yan1，JIN Yulan1，ZHAO Changsong1，LI Daxu2，LIU Gang2，SUN Qun1
（1.Key Laboratory of Microbiological Resource and Technology，College of Life Sciences，Sichuan University，Chengdu 610064，China；2.Sichuan Academy of Grass land Science，Chengdu,611731，China）

The purpose of this experimentwasto studythe effectsof"corematerials"on fermentation quality and determine the silage materials of forage through microbial dynamics and nutritionalvaluedetection.TheforageproducedintheWaqiemeadowinTibetanQiang Autonomous Prefecture of Aba，Sichuan was used as experimental materials.These were divided into three groups，Elymus sibiricus Linn silage，Elymus sibiricus Linn silage with core materials，and Avena sativa Linn silage.Three microbial indicators of lactic acid bacteria，yeast and mold were studied at each sampling time point.At the two starting time points of ensiling，seven physical and chemical characteristics were determined，including pH，moisture，crude protein，Ammonia-N，acid detergent fiber，neutral detergent fiber and lactic acid.The test results show that the core materials added and the choice of Avena sativa Linn can largely decrease the pH value of the forage，inhibit the growth of spoilage microorganism at the stages of ensiling，and improve the nutritional value and silage quality by stabilizing the content of protein and cellulose.

Elymus sibiricus Linn；Avena sativa Linn；core material；silage

A

1674-5124（2015）12-0049-05

10.11857/j.issn.1674-5124.2015.12.013

2015-05-10；

2015-06-27

国家科技支撑计划项目（2011BAD17B03）

夏白雪（1989-），女，四川遂宁市人，硕士研究生，专业方向为现代生物技术。

孙群（1967-），女，四川成都市人，教授，博士，研究方向为微生物技术与食品安全。