不同添加剂对全株玉米青贮的影响

李金俐，董起飞，杨国义，玉 柱，许庆方，张 博，吕志航，柳胜贤

（1.山西农业大学动物科技学院，太谷 030801；2.山西省牧草工作站，太原 030001；3.中国农业大学动物科技学院，北京 100083）

青贮是一种常用的在尽可能密封的条件下使牧草或其他青绿原料能够长期保存的方法［1］。其原理为，在厌氧条件下，原料中的可溶性碳水化合物被原料上附着或人为添加的乳酸菌转化成乳酸等有机酸，使得pH值降低，进而有效抑制有害微生物的生长繁殖，达到长时间储存青绿饲料的目的［2］。青贮饲料是指新鲜的青绿饲料进行适当的加工处理后，装填到密闭的青贮容器中，在多种微生物的发酵作用下，调制成一种多汁饲料，这种饲料具有适口性好、质地柔软、气味芳香、营养丰富、耐贮藏等多种优势［3］。玉米（Zea mays L.）是重要的青贮原料。在实际生产中，早期收获的玉米水分含量过高，导致青贮饲料质量较差，损失较大［4］。青贮饲料生产过程中经常使用添加剂，但由于使用不够科学、规范，不能很好地发挥其提高青贮饲料品质的作用［5］。玉米秸秆青贮早已在反刍动物生产中推广应用［6］。由于国内粮食产量满足人们的饮食需求，而玉米产量又大，青贮原料也由全株玉米逐渐替换了不带穗的玉米［7］。很多研究表明，利用各种不同的青贮饲料添加剂来提高玉米青贮饲料质量是一种省力、经济、高效的方法［8］。本试验就是研究全株玉米青贮分别添加化学添加剂、酶制剂和乳酸菌制剂来探究不同添加剂对全株玉米青贮品质和效益的影响，以便为后期全株玉米青贮的相关研究提供数据。

目前，关于全株玉米青贮使用添加剂的研究在国内外都有了十分广泛的研究和试验。臧艳运等［9］在玉米秸秆青贮料中添加尿素和丙酸，结果表明添加尿素能显著提高玉米青贮的粗蛋白含量（P＜0.05）。此外，Lei等［10］发现，在饲料中添加酵母菌能提高饲料的蛋白含量。玉柱等［11］将玉米饲料应用于青贮苜蓿中，发现玉米青贮饲料能够明显改善苜蓿青贮的发酵品质，并且提高了青贮料的营养价值。Stokes［12］和 Jacob 等［13］将纤维素酶等加入青贮饲料中，结果显示复合酶的添加降低了木质素含量，减少了可溶性碳水化合物（WSC）的损失。Leahy等［14］发现，玉米青贮中加入α－淀粉酶，可提高肉牛的日增重和饲料转化效率。另外，Leahy等［15］通过牛体内气体产生量的估测可知，饲喂用α-淀粉酶处理的青贮料的犊牛，其瘤胃内微生物的活力增加。许能祥等［16］发现，不同非结构性碳水化合物（Nonstructural carbohydrates，NSC）含量稻草在加入α-淀粉酶青贮处理后，由于α-淀粉酶保护青贮料干物质免受损失，青贮料的营养价值提高。Acosta等［17］在全株玉米秸秆中添加复合菌剂BSM（主要含乳酸菌）后，发现青贮秸秆的pH值快速下降，总有机酸、乳酸和乙酸的浓度有所增加，而丁酸、乙醇和氨氮的浓度有所降低。Jonas等［18］在玉米青贮中添加植物乳杆菌和纤维素酶，发现添加剂加快了发酵进程，同时降低了氨氮浓度。丁婉［19］将布氏乳杆菌加入到不同含水量的玉米青贮中，促进了乳酸发酵并增加了乙酸含量，延长了玉米青贮有氧发酵时间。吕文龙等［20］发现，接种布氏乳杆菌提高了玉米秸秆青贮饲料pH值和乙酸含量，降低了乳酸含量和乳酸乙酸比例，提高了青贮饲料的有氧稳定性。上述研究者对青贮添加剂的研究涉及化学添加剂、酶制剂（纤维素酶、淀粉酶）以及乳酸杆菌制剂（复合乳酸菌、植物乳杆菌、布氏乳杆菌）等，均是单一或者单项地添加于玉米青贮，且均对于玉米青贮有一定改善，所以本研究也就此探讨不同添加剂对全株玉米青贮品质的影响，以期为青贮玉米的调制应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试品种为“晋单42号”玉米，采于山西省晋中市太谷县北沙河村、孟家庄村（北纬 37°26′，东经 112°32′，海拔782.6 m），于2013年4月播种，种植密度为每公顷63 000株，蜡熟期收获，所用3种添加剂为化学添加剂、酶制剂（淀粉酶）和布氏乳杆菌（本实验室制备）。

1.2 试验设计

将全株玉米收割后切碎至1～2 cm。然后按照0.05%全株玉米鲜重、0.05%全株玉米鲜重以及5×105cfu/g全株玉米鲜重的比例分别将化学添加剂、淀粉酶以及布氏乳杆菌菌剂与切碎的全株玉米新鲜样品混合均匀，并且设不添加任何物质的新鲜全株玉米样品为对照试验，每个处理重复3次，装填入聚乙烯塑料袋（25 cm×35 cm）中抽真空，青贮90 d后取样分析，进行青贮品质鉴定。

1.3 取样与测定

1.3.1 取样 青贮90 d后，开袋将样品取出。先取20 g样品，置于180 mL蒸馏水中用于测发酵品质。剩余样品60℃48 h烘干，样品过40目筛后，装入封口青贮袋中。1.3.2样品测定 发酵品质待测液采用酸度计测定pH值，苯酚-次氯酸钠比色法测定氮态氮（Ammonia nitrogen，AN）［21］，液相色谱法测定有机酸（乳酸、乙酸、丙酸和丁酸）［22］。剩余青贮样品测定绝干物质含量［23］，凯氏法测定 CP［24］，范氏法测定 NDF 和 ADF［25］，灼烧法测定Ash［26］。

2 数据的统计分析

采用Excel 2007对数据进行初步整理，再用SAS 9.0统计软件GLM模型进行数据分析。采用双因素方差分析分析化学添加剂、酶制剂以及乳杆菌制剂对青贮饲料所有项目的影响，用Duncan法对处理间进行多重比较（P＜0.05）。同时结合SNK法进行交互作用显著性分析（P＜0.01）。数据用平均值±标准差表示。

3 结果与分析

3.1 不同添加剂对全株玉米青贮品质的影响

从表1可知，各添加剂对pH值的影响差异不明显（P＞0.05），其中添加了化学添加剂的处理中，pH值相对最小；但添加了淀粉酶的处理组的pH值与对照组相差不大；而添加了乳酸菌制剂的处理中，pH值要比对照组高。在添加了乳酸菌制剂的处理中，AN的含量最低，与其他处理组差异极显著（P＜0.01），而其他处理之间相差不明显（P＞0.05）。在各个处理中，乳酸的含量相差不大。布氏乳杆菌制剂组的AA含量最高，而且与其他处理组差异均极显著（P＜0.01）。没有检测到丁酸（BA）的存在。

3.2 不同添加剂对全株玉米青贮营养成分的影响

从表2可知，添加了化学添加剂、淀粉酶和布氏乳杆菌添加剂的试验组的干物质保存率均高于对照组，但差异不显著（P＞0.05）。化学添加剂组的粗蛋白含量和灰分含量比率均最高。布氏乳杆菌制剂组的蛋白质含量和灰分含量均最低。而中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的检测比率值在各个处理组中均相差不大。添加了淀粉酶制剂处理的酸性洗涤剂检测比率值最大。不论是添加何种添加剂或者不添加添加剂，玉米青贮的营养成分均没有受到大的影响。

表1 不同添加剂对全株玉米青贮品质的影响

表2 不同添加剂对全株玉米青贮营养成分的影响%

4 讨论

全株玉米青贮同金华平等［27］所研究的青贮秸秆的发酵品质影响因素相类似，主要是由pH值和有机酸含量（乳酸、乙酸、丙酸、丁酸）等决定，而pH值是评价青贮饲料品质最简单最直观的指标之一，当pH值越低，有机酸含量越高，青贮就越容易保存。郑会超等［28］研究发现，添加了糖蜜、乳酸菌、纤维素酶、青贮宝添加剂均降低了稻草裹包青贮料的pH值，并提高了青贮的成功率；Reich 等［29］研究发现，添加了乳酸杆菌（L.plantarum）、乳酸片球菌（Pediococcus acidilactici）、戊糖片球菌（P.pentosaceus）的全株玉米青贮料pH值降低，乳酸菌越来越多，酵母菌越来越少，使得青贮发酵的品质难以改善。各因素对pH值大小的影响差异均不显著（P＞0.05）。可能是由于全株玉米青贮原料的营养含量较充足，使原料表面自带的野生乳酸菌得以繁殖，导致青贮饲料的pH值快速降低。

有机酸的判定标准则是通过其总的含量和其构成对青贮的发酵过程进行发酵程度好坏的评价，主要的指标是乳酸、乙酸和丁酸。含有较多的乳酸和少量的乙酸是作为品质优良的青贮饲料的一项认定指标，而丁酸则不算其中。闫贵龙［30］、郭旭生等［31］的研究证实，较多的乳酸和少量的丙酸能改善青贮环境，而丁酸是有害物质，含量越高，青贮品质越差。而在本试验中，不论是添加或不添加化学添加剂、酶制剂还是乳酸菌制剂，均未检测到丁酸的存在。

前期有研究表明，α-淀粉酶不仅能将淀粉转化为葡萄糖，还能够促进乳酸菌的生长，使发酵结果更好；当玉米青贮料中加入α-淀粉酶时，可提高肉用犊牛的日增重和饲料转化效率约7%。通过牛体内气体产生量的估测可知，饲喂α-淀粉酶处理的青贮料的犊牛，其瘤胃内微生物的活力增加［15-16］。本试验中青贮饲料中同样也添加了淀粉酶，在对全株玉米青贮料的分析中发现，发酵后的青贮料中存在相当多的乳酸，为青贮发酵提供了更多的底物，但是丙酸比率小，且pH值为3.58的环境，使得一部分有害菌种例如酵母菌无法生存，这有益于提高青贮饲料的品质。

在众多的异型发酵乳酸菌菌种中，布氏乳杆菌由于在发酵过程中会很快成为主导菌群，比较易于制备，成为热门研究的热门菌种。Kung 等［32］和吕文龙等［20］给高水分玉米接种了不同剂量的布氏乳杆菌，结果发现，布氏乳杆菌对NDF、ADF、NH3-N都没有影响，与本试验结果一致。众多学者研究发现：乙酸可以有效地提高青贮饲料的有氧稳定性。Driehuis等［33］进行的3个试验中，后2个试验接种布氏乳杆菌，结果饲料中均增加了AN的含量。Hu等［34］也得到了相似的结果。本试验中添加布氏乳杆菌后，AN含量极显著低于化学添加剂组、酶制剂组以及对照组的青贮饲料（P＜0.01），也得到了同样的结果。AA含量极显著高于添加化学添加剂组、酶制剂组以及对照组的青贮饲料（P＜0.01）。这也证实了Kung等［32］和 Filya［35］、Ranjit等［36］的研究发现，添加布氏乳杆菌制剂可以有效提高青贮饲料的有氧稳定性。同时，添加布氏乳杆菌还不影响其他组分。

5 结论

添加布氏乳杆菌制剂可提高了全株玉米青贮饲料的乙酸含量，从而提高了青贮饲料的有氧稳定性。