添加玉米粉和乳酸菌制剂对燕麦与箭筈豌豆混播捆裹青贮发酵品质的影响

琚泽亮，赵桂琴，覃方锉，焦　婷

(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)



添加玉米粉和乳酸菌制剂对燕麦与箭筈豌豆混播捆裹青贮发酵品质的影响

琚泽亮，赵桂琴，覃方锉，焦婷

(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)

摘要：为探讨添加玉米粉、乳酸菌制剂和玉米粉+乳酸菌制剂对燕麦与箭筈豌豆混播(6∶4)捆裹青贮发酵品质的影响，设置对照、玉米粉(CF)、Sila-Max 200(S)和玉米粉+Sila-Max 200(CF+S)4个处理，在燕麦乳熟期、箭筈豌豆开花期刈割，捆裹青贮后第40，80和120 d开包取样，测定青贮料的发酵品质。结果表明：与对照相比，添加剂对燕麦与箭筈豌豆混播捆裹青贮品质影响非常显著。添加玉米粉显著提高了青贮料的水溶性碳水化合物含量，同时其氨态氮、乙酸、总挥发性脂肪酸含量在80 d时为最高，较对照分别增加了5.72%，288.89%和91.49%。添加Sila-Max 200处理pH迅速下降，青贮80 d后低至4.19，乳酸含量显著增加。复合添加效果最优，其pH在80 d后较对照下降了9.96%，乳酸含量增加了219.61%，氨态氮含量显著下降；青贮120 d后乳酸/乙酸为对照的2.5倍。综上所述，玉米粉和乳酸菌制剂组合添加能更好地改善燕麦与箭筈豌豆混合青贮的发酵品质。

关键词：燕麦；箭筈豌豆；捆裹青贮；添加剂

青藏高原由于其高寒严酷的地理气候条件，牧草生长季短、生长缓慢，同时又是我国主要的牧区之一，牧草需求量极大，漫长的冬春枯草季节给畜牧业生产造成了很大影响[1]。如何在加强草原保护、改善生态环境的同时促进畜牧业发展已成为迫在眉睫的首要任务。种植优质牧草并将其进行加工储存，对缓解该地区冬春季节饲草紧张的局面有重要意义。

落后的饲草加工一直是制约我国草地畜牧业快速发展的主要因素之一[2]。青贮饲料因其营养价值高、消化性强、适口性好、制作简单、储存时间长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[3]。捆裹青贮更是具有机械化程度高，操作简单且便于移动或运输等优点，可以根据饲喂的需要量开包从而避免常规青贮使用过程中的二次发酵现象[2,4]。优质高产的饲草是进行捆裹青贮的理想原料，但适宜青藏高原地区种植的优质牧草种类并不多。禾本科主要有青稞(Hordeumvulgare)、燕麦(Avenasativa)等，豆科主要是箭筈豌豆(Viciasativa)[1,5]。在高寒地区，燕麦与箭筈豌豆混播，不仅草产量显著提高[6]，箭筈豌豆的粗蛋白质含量也增加[7-8]，使其成为理想的捆裹青贮原料。

青贮是利用微生物厌氧发酵的复杂过程，受到多种因素的影响[9]，添加剂可以有效改善青贮饲料的发酵品质。在青贮饲料生产中，玉米粉和乳酸菌制剂是常用的添加剂，能够有效改善发酵菌群结构，显著提高青贮饲料营养价值，组合使用效果更优[10-12]。张洁等[13]研究了乳酸菌制剂、山梨酸钾和糖蜜添加后对燕麦与箭筈豌豆混合青贮发酵品质的影响，发现添加糖蜜对混合青贮发酵品质的改善效果优于乳酸菌制剂。李君风等[14]研究了添加不同水平乙酸对燕麦和紫花苜蓿混合青贮发酵品质和有氧稳定性的影响，认为0.4%乙酸添加量最适宜。但在燕麦与箭筈豌豆混播混合青贮方面的研究比较滞后[15-16]。因此，以玉米粉和Sila-Max 200为添加剂，探讨其对燕麦与箭筈豌豆混播青贮发酵品质的影响，为改善混播混贮发酵品质提供依据。

1材料和方法

1.1试验地概况

试验点位于青藏高原东北部边缘的甘南藏族自治州夏河县王格尔塘镇。海拔2 523 m，气候属寒冷湿润类型，高原大陆性气候特点比较明显。年平均气温3.9℃，年均降水量32.42 mm，年均无霜期88 d，年日照时间为2 296 h。试验地为农耕用地，地势平坦，肥力均匀。

1.2试验材料

供试材料为陇燕3号(Avenasativacv.Longyan No.3)和箭筈豌豆，均由甘肃农业大学草业学院提供，主要营养成分燕麦为乳熟期，箭筈豌豆为盛花期测定(表1)。于2013年4月以撒播方式种植，燕麦单播量为255 kg/hm2，箭筈豌豆为60 kg/hm2，燕麦与箭筈豌豆分别以各自单播量的60%、40%混播。添加剂为玉米粉(市售)、Sila-Max 200(美国Ralco Nutrition公司)。

表1　燕麦和箭筈豌豆主要营养成分

1.3试验设计

燕麦乳熟期、箭筈豌豆盛花期采用圆盘式割草机齐地刈割，于室外自然晾晒至牧草含水量达65%～70%后，进行捆裹青贮处理。采用完全随机设计，设对照；玉米粉(CF)，添加量为4%；Sila-Max 200(S)，添加量为0.002 5 g/kg；玉米粉+Sila-Max 200(CF+S)；各添加剂添加量均以青贮原料鲜重为基准，与青贮原料充分混匀。用圆型打捆机打捆(50 cm×70 cm)，用裹包机裹包，置于室内，于青贮第40，80和120 d取样测试，每个处理各时间点3个重复。

1.4指标测定

1.4.1营养指标测定及微生物分析在草捆不同位置各取样200 g并混合均匀，用自封袋封存，置于泡沫箱中，冰袋低温处理，带回实验室。称取100 g样于105℃灭酶15 min后65℃烘干至恒重。烘干样粉碎后过40目筛并置于自封袋中密封保存，用于各指标测定。测定方法参照文献[17，18]。干物质(DM)采用烘箱干燥法测定；pH采用PHS-3C型数显酸度计测量；粗蛋白质(CP)采用凯氏定氮法测定；氨态氮(AN)采用苯酚-次氯酸钠比色法测定；可溶性碳水化合物(WSC)采用蒽酮比色法测定。

1.4.2发酵品质分析取20 g青贮样，加入180 mL去离子水于4℃冰箱浸提24 h，四层纱布过滤后用定性滤纸精滤，0.22 μm滤膜过滤，用来测定pH、乳酸及挥发性脂肪酸。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(LA)及挥发性脂肪酸(VFAs)。色谱条件[19-20]：SB-AQ C18色谱柱(4.6 mm×250 mm)；流动相A(甲醇)：流动相B[0.01 mol/L(NH4)2HPO4,pH为2.70]=3∶97，流速1 mL/min，进样量20 μL，检测波长210 nm，柱温25℃。

1.5统计分析

应用Excel 2010对数据进行初步整理，SPSS 17.0软件进行统计分析。

2结果与分析

2.1添加剂对捆裹青贮过程中氨态氮、粗蛋白质和水溶性碳水化合物含量的影响

添加剂对燕麦与箭筈豌豆混播捆裹青贮品质有显著影响。青贮40 d 时，S和CF+S处理氨态氮含量差异显著(P<0.05)，高于对照和CF，以CF+S最高，为26.24%。随着青贮发酵的进行，对照和CF处理的氨态氮含量上升，而S和CF+S处理则呈相反趋势。青贮80 d时，CF+S处理比对照低了12.78%，并随时间延长进一步下降，120 d时，CF+S处理氨态氮含量最低，为18.24%，CF处理最高，为36.21%，二者相差一倍。

CF+S处理粗蛋白质含量在40，80和120 d始终保持最高值，青贮80 d时高出对照20.10%。随着青贮时间的延长，各处理粗蛋白质含量总体均呈下降趋势。尤其是CF处理，下降幅度较大，青贮120 d相较于40 d时下降了30.93%。各处理的水溶性碳水化合物含量与粗蛋白质一样，总体呈下降趋势。青贮80 d时，以CF+S处理最高，为8.52%，S处理最低，为6.77%。CF处理青贮120 d相较于40 d时下降了25.03%，下降幅度在所有处理中最高。

表2　添加剂处理下青贮过程中氨态氮、粗蛋白质和水溶性碳水化合物含量

注：同列不同大写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)；同行不同小写字母表示不同青贮天数间差异显著(P<0.05),下同

2.2添加剂对捆裹青贮过程中pH、干物质和乳酸含量的影响

添加剂对青贮过程中pH、干物质和乳酸含量等均有显著影响(表3)。随试验时间延长，所有处理的干物质含量均呈下降趋势，CF和CF+S处理干物质含量始终高于对照和S处理。80 d时，各处理干物质含量显著低于40 d的水平(P<0.05)；120 d时，S处理依然显著下降(P<0.05)，其他3个组基本保持稳定，以CF+S处理最高，为30.96%，S处理最低，为27.61%。

试验时间延长，所有处理组pH均显著(P<0.05)降低。S和CF+S处理pH始终显著低于对照，青贮80 d二者都已经降至4.2以下(4.19和4.07)；其中，CF+S处理在40，80和120 d时pH一直保持最低，较对照分别低了5.07%，9.96%和8.84%，显著低于其他各处理。120 d时，各添加处理pH均显著(P<0.05)低于对照，相较于青贮40 d时，CF，S和CF+S处理pH分别降低了15.49%，11.99%和10.47%，远高于对照降低值(6.77%)。与pH变化相应的各处理乳酸含量在青贮40 d时为最低，随着时间的推移乳酸含量显著增加，120 d时达到最大值。其中，S和CF+S处理40 d时乳酸含量为各处理中最高，分别为0.75%和1.37%。80 d时，除对照外其余处理乳酸含量均显著增加，尤其是CF+S处理(1.63%)，为对照(0.51%)的3倍；120 d时，F和CF+S处理为各处理中最高，分别为1.46%和1.69%。

表3　添加剂处理下青贮过程中pH、干物质和乳酸含量

2.3添加剂对捆裹青贮过程中挥发性脂肪酸含量的影响

添加剂对青贮过程中挥发性脂肪酸含量有显著影响(表4)。整个青贮进程，各处理乙酸含量变化各不相同，对照组先降低后增加，S处理则与之相反；CF处理呈不断上升趋势，CF+S处理则与之相反。青贮120 d时，以CF+S处理为最低(0.20%)，F处理为最高(0.82%)。各处理丙酸含量均呈现上升趋势，但相邻时间点差异均不显著(P>0.05)；对照组丙酸含量始终显著高于各添加处理。

由于各处理中均未检测出丁酸，所以总挥发性脂肪酸含量变化趋势受乙酸影响较大。青贮40 d时，对照与CF+S处理总挥发性脂肪酸含量最高，为0.56%，其后CF+S处理开始下降。在80和120 d时，CF处理总挥发性脂肪酸含量显著高于其他各组，分别达0.90%和1.06%。120 d时CF+S处理总挥发性脂肪酸含量最低(0.45%)。

随着青贮的进行，各处理LA/AA值变化也不尽相同。对照组和CF+S处理呈现上升趋势，CF和S处理则先下降随后上升，但CF+S处理始终差异显著(P<0.05)高于其他各处理组，青贮40，80和120 d时较对照分别高出110.87%，80.84%和149.08%。

表4　添加剂处理下青贮过程中挥发性脂肪酸含量

注：各处理中丁酸(BA)均未检出，故未列出

3讨论

燕麦与箭筈豌豆混播捆裹青贮，结果显示120 d时包括对照组在内的4个处理组均具有较高的乳酸和干物质含量，表明所有处理发酵品质良好，较完整地保存了鲜草的营养成分。可能是因为燕麦含有较高的水溶性碳水化合物，为乳酸菌发酵提供了充足的底物，促进了发酵进程[21-22]，这一点可从青贮120 d后对照组仍含有很高的水溶性碳水化合物看出。丰富的水溶性碳水化合物是青贮成功的保证，是提高青贮发酵品质的前提[23]，对照组未加入任何添加剂也可青贮成功，说明试验青贮方案在实际生产可行。同时，青贮进程中，各处理pH、总挥发性脂肪酸、乳酸/乙酸值和氨态氮等指标的显著差异也显示出不同处理对青贮发酵品质的不同影响，对选择最佳处理具有重要的参考意义。

玉米粉是一种良好的营养型青贮添加剂，可以有效增加青贮料的水溶性碳水化合物含量，试验40 d时，玉米粉添加处理组WSC含量显著高于其他各处理。Wang等[24]报道了6%～7%DM的WSC含量是牧草青贮成功所需的最低值。王鸿泽等[10]在甘薯蔓、酒糟及稻草混合青贮中添加玉米粉，提高了青贮料的DM，CP和WSC、乳酸含量，降低了pH、乙酸、丙酸含量以及氨态氮/总氮值，明显提高了青贮品质。RigóE等[25]的试验结果也证明，高水溶性碳水化合物的玉米粉可以弥补青贮原料水溶性碳水化合物含量的不足。但本试验结果与前人研究不一致，玉米粉处理pH、乙酸和总挥发性脂肪酸含量高于(P>0.05)或显著(P<0.05)高于对照，LA/AA值低于(P>0.05)或显著(P<0.05)低于对照。主要原因为：1)是青贮原料上附着的乳酸菌数量有限，不能够迅速繁殖成为优势群落，形成良好的发酵环境[26]；2)是整株捆裹青贮会使得草捆不易压实，青贮环境中空气较多，添加玉米粉后充足的WSC含量并未能有效促进乳酸发酵，反而为其他有害菌群活动提供了有利条件[27]。这些从对照与S和CF+S处理的对比中也可以看出，添加了乳酸菌剂的处理明显优于对照。所以，在WSC含量较高的青贮原料中添加额外的碳水化合物并不一定能有效促进乳酸菌发酵，还应当在青贮饲料调制过程中注意踩紧压实，减少青贮环境中的空气残留。

乳酸菌制剂是被普遍研究和使用的青贮添加剂，它可以显著增加青贮材料中的乳酸菌数量，促进青贮初期乳酸发酵，使得pH迅速降低，从而有效抑制青贮发酵过程中有害微生物的活性，改善青贮发酵品质[28-29]。蔡义民等[30]报道pH是判别青贮发酵品质好坏的主要指标之一，因为低pH可以抑制大肠杆菌、梭菌、芽孢杆菌和霉菌等有害菌群活动。热杰[31]研究了乳酸菌添加剂对青藏高原燕麦青贮品质的影响，结果表明添加乳酸菌可降低青贮燕麦的pH和氨态氮含量、增加有益菌发酵、减少干物质损失量，显著提高青贮发酵品质。本试验结果与之一致，添加Sila-Max 200组pH随着青贮时间的推移不断降低，与对照组相比显著(P<0.05)降低，40 d时LA/AA值显著(P<0.05)高于对照，氨态氮含量也不断降低，很好地改善了青贮发酵品质。有机酸含量是评价青贮质量好坏的一个重要指标，各种有机酸的含量大小可以直接反映青贮过程中哪种微生物占主导地位[32]。青贮80 d后，各处理丙酸含量显著升高，这可能与WSC含量的显著降低有关，发酵底物的减少降低了乳酸菌活性，这与Seale[33]的研究结果一致，含糖量不是十分充足的青贮原料，较高的乳酸菌数量也不能有效改善青贮发酵品质。所以，生产应用中添加乳酸菌制剂制作青贮饲料时应当考虑青贮时间问题，过长的时间反而不利于青贮发酵品质的提升。

玉米粉和Sila-Max 200组合添加在120 d时显示最低的pH、乙酸、总挥发性脂肪酸及氨态氮含量，最高的LA和干物质含量、LA/AA值，表明相较于单独添加处理而言，玉米粉和Sila-Max 200组合添加更好地改善了青贮发酵品质，这可能是玉米粉和Sila-Max 200组合添加产生了叠加效应所致[34]。王永新等[35]在紫花苜蓿青贮中使用了改良绿汁发酵液加玉米粉组合添加，显著提高了青贮发酵过程中的乳酸含量，降低了pH、乙酸含量、氨态氮/总氮值。王鸿泽等[10]探讨了玉米粉和乳酸菌对甘薯蔓、酒糟及稻草混合青贮品质的影响，发现玉米粉和乳酸菌组合添加效果更好，提高了青贮料WSC和乳酸菌含量，pH迅速下降，明显改善了发酵进程，提高了青贮品质，该组合在所有试验组中V-score评分最高。试验结果基本与前人研究一致，后期WSC含量的降低原因可能与单独添加Sila-Max 200相同，较高数量的乳酸菌发酵产生了丰富的乳酸，同时也消耗了一定量的水溶性碳水化合物，但总量依然显著(P<0.05)高于单独添加Sila-Max200，说明复合添加起到了很好的效果，有效降低了营养物质损失，提高了青贮发酵品质。

在燕麦与箭筈豌豆混播(6∶4)后捆裹青贮，虽然不添加任何添加剂也可青贮成功，但添加剂处理效果更好，促进了乳酸发酵，有效保存了营养物质，提高了青贮发酵品质。玉米粉和乳酸菌制剂组合添加更好地促进了乳酸发酵，降低了pH，减少了营养流失，青贮品质更优。

在水溶性碳水化合物含量很高的青贮原料中，单独添加玉米粉并不能有效促进发酵进程。单独添加乳酸菌制剂可在一定程度上改善青贮发酵品质，降低营养损失，效果明显优于单独添加玉米粉。乳酸菌数量的不足是限制青贮发酵的主要因素。

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Effects of adding corn flour and lactic acid bacteria on fermentation quality of baling silage of oat and common vetch mixture

JU Ze-liang,ZHAO Gui-qin,QIN Fang-cuo,JIAO Ting

(KeyLaboratoryofGrasslandEcologySystem,MinistryofEducation,Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China)

Abstract：The aim of this study was to evaluate the effects of adding corn flour,lactic acid bacteria preparation and their combinations on the fermentation qualities and residual water soluble carbohydrates of baling silage of mixed sowing oat and common vetch(6∶4).The additives for silage included no additive(CK) ,corn flour(CF),Sila-Max 200(S),corn flour+Sila-Max 200 ( CF+S)，these silos were opened on 40,80 and 120 days after ensiling and then the fermentation quality was analyzed.The results showed that the silage quality was significantly affected by the additives.Adding corn flour significantly increased WSC content,the NH3-N,AA,total VFAs contents and pH value were the highest at 80d,these indexes increased 5.72%、288.89%、91.49% and 8.21% respectively compared to that of CK.The silage quality with Sila-Max 200 was superior to corn flour.Its pH value was falling quickly and reduced to 4.19 at 80d and LA content significantly increased.Optimal performance was the combination treatment,its pH value decreased 14.32% than control at 80d,LA content increased 219.61%,NH3-N content significantly decreased,and LA/AA value was still 2.5 times of the control after 120 d of ensiling.Based on the above results, the combination addition of corn flour and lactic acid bacteria preparation was better choice for improving the fermentation quality of mixed silages of oat and commonvetch in this experiment.

Key words：oat;common vetch;baling silage;additive

中图分类号：S 816.7

文献标识码：A

文章编号：1009-5500(2016)02-0059-07

作者简介：琚泽亮(1991-)，安徽宣州人，男，在读硕士。

基金项目：农业行业科研专项(201003023)；国家燕麦荞麦产业体系(CARS-08)资助

收稿日期：2015-09-02； 修回日期：2015-09-21

E-mail：juzliang@126.com

赵桂琴为通讯作者。