玉米湿贮技术及其在动物养殖中的应用

周 昕，曹 阳，黄秋连

（黑龙江八一农垦大学，黑龙江大庆 163319）

1 玉米湿贮的定义

玉米湿贮是指收获后玉米的含水量在25%～35%以上，经过粉碎压实密封贮藏，乳酸菌发酵产生乳酸，降低pH，从而达到抑菌防霉变，减少营养物质损失的一种高湿玉米的贮藏技术（韩吉雨等，2018）。玉米湿贮不仅可以减少玉米晾晒过程中的损失还可以减少成本。

2 玉米贮藏特性

2.1 原始水分大，不易贮存 玉米主要产自我国北方地区，收获时已是寒冷时节，加之玉米穗处有苞叶，得不到充分的日晒干燥。在华北地区新收获的玉米水分一般为15%～20%，在东北和内蒙古地区，原始水分达到20%～30%，甚至更高（王洪亮等，2010）。但是玉米的安全水分不超过15%，作为仓贮，标准为13%，水分过高不利于贮藏（薛广县，2006）。

2.2 玉米成熟度不均匀 同一果穗顶部与基部授粉时间不同，导致顶部籽粒成熟度不够，成熟度不均匀的玉米不利于安全贮藏。

2.3 玉米种胚大，吸湿性强易发热 玉米胚部约为总籽粒重量的1/3，胚中含有较多的亲水基，比胚乳更容易吸湿（王洪亮等，2010）。吸湿性强的部位呼吸量更大，因此在贮藏期间稳定性差，呼吸作用会引起玉米堆发热，导致霉变。

2.4 玉米粒脂肪含量高，易酸败 玉米脂肪含量高达30%且主要集中在种胚，占整粒脂肪含量的77%～89%（陈松岩，2004）。胚部的脂肪酸值始终高于胚乳，而脂肪酸值越高越容易酸败，因此，酸败是从胚部开始。

2.5 玉米胚部营养物质含量高，易受虫害和霉变玉米胚部含有丰富的可溶性糖等营养物质，粉碎后破损的玉米胚易感染虫，导致玉米被害虫侵害。并且营养物质高容易被微生物分解利用，玉米的带菌量高，在适当的温度条件下，胚部会长出许多菌丝体和不同颜色的孢子，易发生霉变。

3 玉米贮藏分类

我国根据湿度不同将玉米分成两部分贮藏：一是将玉米穗贮藏。由于玉米穗间隔较大，缝隙中空气流通快，长期通风处理可使玉米穗达到干燥程度，保证玉米贮藏质量。玉米穗贮藏的优势在于玉米粒与其穗轴相连，在生长初期营养成分由穗轴传输给玉米粒，使玉米籽粒营养均衡，能够很好地保存玉米的营养成分，同时方便日后进行剥离籽粒。二是玉米籽粒贮藏。玉米直接脱粒入仓贮藏，这一部分主要应用于食品加工。在低温、密封环境里，病虫及霉菌等有害生物会丧失繁殖能力甚至死亡，从而达到保护玉米籽粒的作用。玉米穗和玉米粒的贮藏方式基本包括常规贮藏、低温贮藏、气调贮藏、双低贮藏等。

3.1 常规贮藏 常规贮藏是将收割完的玉米晾晒至安全水分，一般要求为13%～14%（卢国洪等，2004），然后直接入仓贮藏或露天贮藏。常规贮藏仅适用于单个农户贮藏玉米或贮藏少量玉米，操作简单。贮藏过程中只需适时通风、防治虫害，玉米发热时勤翻动，及时散热。缺点为不能长期贮藏，管理不当易造成粮堆上层30～80 cm处发热，造成损失（刘萼华等，2012）。

3.2 低温贮藏 低温贮藏是将玉米晾晒至安全水分后入仓贮藏，仅需将仓内温度控制在低温（15℃）或准低温（20 ℃）以下（修琳等，2016）。主要通过自然方式降温或使用制冷机器降低室温。由于在低温条件下，各种害虫会减缓生长甚至死亡，繁殖能力也急剧下降。在无需使用化学药剂的条件下，消灭病虫，保护玉米品质。缺点为低温储存，其安全性是暂时的，当温度升高时，玉米品质得不到控制。使用机器制冷会提高成本，不具有经济价值。

3.3 气调贮藏 气调贮藏是一种比较环保的储存方法，主要利用气体发生系统和气体净化系统作为气调贮藏的关键设备。设备将环境中O2置换成N2，提高CO2的浓度。当仓库O2浓度为2%左右、或CO2浓度升高到40%左右、或N2浓度增加到97%时，可以抑制有害微生物如青霉、黄曲霉、白曲霉等生长，消灭虫害，很好的保证玉米品质（修琳等，2016）。缺点是置换N2成本太高且对环境的密闭条件要求极高，不能够大范围推广。

3.4 厌氧贮藏 厌氧贮藏是一种主要通过密封和脱氧，实现安全贮藏的技术。玉米晾晒至安全水分后入仓，用塑料薄膜盖在表面密封好，利用机器脱氧或化学脱氧方法降低仓内氧气浓度。环境中氧浓度降到2%以下，霉菌受到抑制而难以繁殖，害虫在14 d内全部死亡，玉米籽粒呼吸强度大幅度下降。当氧浓度持续保持在8%以下，害虫不致于损害粮食，数月后死亡，从而达到安全储存的目的（陆恒，1988）。

3.5 双低贮藏 双低贮藏是实现低氧后再使用低剂量磷化氢熏蒸的贮藏技术组合。玉米强烈的呼吸作用会使环境中O2浓度低于12%，达到该条件后，再按《粮油储藏技术规范》进行低剂量磷化氢熏蒸杀虫（朱其才，2015）。但即使化学药剂的添加量在规定范围内，粮食中仍有部分残留。

4 湿贮及品质控制

4.1 湿贮机理及特点 湿贮玉米是由多种微生物相互作用产生的一种发酵饲料。湿贮原料附生微生物主要包括乳酸菌、酵母菌、霉菌和其他好氧细菌等（表1）。处理好的青贮饲料主要理化性质和微生物菌群变化的理论演变如图1。

表1 湿贮原料附生微生物的种类及数量cfu/g FM

图1 湿贮发酵过程中氧气含量、pH和不同微生物数量理论变化（鲜重基础）

湿贮通过粉碎、压实、密封等操作，使湿贮窖内氧气密度下降。在发酵初期，好氧菌最为活跃。但是当氧气消耗殆尽，窖内处于一个低氧或厌氧状态，湿贮玉米表面附着的乳酸菌占主导地位并大量增殖，利用原料中的糖、水溶性碳水化合物产生乳酸使pH下降至3.7～4.1，酵母菌、霉菌、好氧细菌等受到抑制，起到防霉防腐作用 （衣巴代提·衣米提，2015）。

4.2 品质鉴定

4.2.1 感官鉴定 感官评价湿贮饲料主要通过颜色、质地和气味。湿贮质量好的玉米应与贮藏前颜色差别不大，呈淡黄色，有浓郁的酒香味，气味柔和。质地柔软、松散。感官评价标准及等级见表2。

表2 感官评价标准

4.2.2 化学鉴定 通过采样测定湿贮饲料的pH、有机酸和氨态氮的含量。优质的湿贮饲料pH为3.8～4.2；中等pH为4.6～5.2；低劣pH为5.4～6.0。影响湿贮发酵品质的有机酸有乳酸、乙酸和丁酸，高品质的湿贮饲料中有机酸含量约占2%，其中乳酸约占1/2～1/3，乙酸约占1/3，丁酸含量基本为零。

4.3 湿贮技术的要点

4.3.1 存贮时间 玉米湿贮技术多用于北方寒冷地区以解决冬天饲料供应问题。贮藏时间一般为初冬，11月下旬至12月初开始湿贮 （孙晓玉，2013）。在较为寒冷的环境下，玉米穗比较坚硬，容易将籽粒剥离，方便处理成大颗粒。粉碎过程中，大颗粒玉米不会粘在过滤筛上、容易压实保存，此为贮藏的优选时间。

4.3.2 运输过程 收割后的玉米应尽快将其切割粉碎入窖压实。确保玉米植株可以在采收后10 h内切割压实到窖内储存（孙晓玉，2013）。这是由于玉米即使收割后仍有部分植株细胞在进行有氧运动，如果不及时处理，植株中的碳水化合物会被氧化分解造成损失。在运输过程中，玉米植株如果积累时间过长，二次发酵产热会使养分流失，严重的会造成霉变，散发出难闻的气味。在后续加工过程中，如果不能一次性完成贮藏，需要先将未加工的玉米放置通风处晾晒，避免堆积。全部处理后迅速入窖压实保持厌氧环境，在厌氧条件下乳酸菌能大量繁殖，降低pH从而达到抑菌防止发霉变质的目的，这也是保证贮藏后玉米营养损失减少、瘤胃消化率提高的前提。

4.3.3 贮藏设施的选择 窖贮多为砖砌水泥抹面贮窖，要求和青贮窖类似，是目前使用最为广泛的设施。贮仓和贮袋主要用于小规模贮藏。

4.3.4 脱粒和粉碎 选用垂片式粉碎机将玉米粉碎成1/4颗粒饲喂牛。其大小方便反刍动物反刍同时可以延长饲料在瘤胃中的消化时间，避免被快速发酵分解而使挥发性脂肪酸浓度激增，降低反刍动物酸中毒的危险（孙晓玉，2013）。

4.3.5 压实要点 湿贮玉米中最为重要的两个步骤为压实和密封。压实的目的是保证玉米籽粒中无缝隙，避免空气流通，形成厌氧环境，防止玉米发霉变质。收割后的玉米边粉碎边入窖。从下至上，层层压实，每层的厚度维持在25～40 cm，在湿贮窖面积允许的情况下，可使用链条式拖拉机大面积压实（晋基凯等，2013）。为检查压实效果，需要每布料30 cm脚踏一遍，直至无空隙为止，边角部位更应注意反复踩压踏实（王开，2010）。一直贮到玉米高出窖的上口30～50 cm，玉米籽粒密度为 750 ～ 850 kg/m3为宜（陈玲，2013）。

4.3.6 密封 压实后的玉米要立即封顶盖膜贮存，盖膜选用双面涂膜编制材质，也可用塑料薄膜，塑料薄膜的宽度要大于窖的宽度。将薄膜沿湿贮窖边缘插到湿贮内部，边缘用厚重的物品压住。可选用10～20 cm厚泥土或汽车外胎、重沙袋等（孙晓玉，2013）。重物顺湿贮窖上沿依次整列摆放，要随时检查封顶的坡度、盖膜有无漏洞，墙体及边角有无裂缝，下雨时的排水速度等。

4.3.7 湿贮玉米的取饲 在适宜的温度和湿度条件下，贮藏20～30 d即可开窖取食 （王开，2010）。如果湿贮玉米保存良好，颜色会与湿贮前一致，气味芬芳带有酸香，没有变质和发霉的现象。饲喂时要做到从上到下、随饲随用。一个湿贮窖取饲控制4 d内食用完毕，湿贮窖上端的材料要跟随卷起，如果密封得好，可以贮藏3～5年不变质（孙晓玉，2013）。

4.4 二次发酵或有氧腐败的控制 青贮饲料历史悠久，应用广泛，但有害微生物在二次发酵过程中会将水溶性糖和乳酸分解为CO2、水和酒精，放出大量的热,降低贮藏后的营养品质和适口性。玉米中含有较高的乳酸和糖，更加容易发生二次发酵。孙玉梅（2014）指出，经二次发酵后的饲料重量损失很大,由700 kg/m3降为40 kg/m3。因此二次发酵的防控是制作湿贮饲料的重要操作，也是营养成分能否完整保存的重要一步。

4.4.1 二次发酵或有氧腐败的界定 二次发酵是指厌氧环境下由乳酸菌发酵的饲料（青贮、黄贮、霉贮、微贮饲料）开窖后与空气接触，好氧菌增殖引起好氧性物质分解再次发酵的过程。

当发酵饲料的中心温度比周围环境温度高2℃，二次发酵过程被认为是有氧氧化过程（韩雅慧，2016）。 Moon（1983）指出，酵母菌是在此过程中增殖幅度最大的，因此酵母菌的数量可以作为发酵饲料有氧氧化程度的一个标志。Mcallister（1998）指出，青贮饲料中，酵母菌数量为105cfu/g FM是判断青贮是否有氧变质的临界值，当酵母菌数达到108cfu/g FM表明青贮饲料温度已经升高，有氧变质发生。Wang等（2018）研究全混合日粮（TMR）中酵母菌在有氧变质中的作用，结果表明，盔形毕赤酵母、嗜酒假丝酵母、拜氏接合酵母在青贮早期有氧变质过程中起主要作用；青贮后期拜氏接合酵母是主要影响有氧变质的酵母菌。Hao等（2015）研究发现，取用阶段有氧暴露时期，拜氏接合酵母增加使TMR有氧变质。但也有研究认为，酵母菌不全是导致饲料有氧腐败的微生物。Savage等（2014）在玉米青贮中接种2株酿酒酵母和1种未知酵母菌，结果表明，接种的三个试验组较对照组无显著差异性。说明接种的三个菌株对青贮有氧稳定性没有产生影响。Wilkinson（2013）和Schnürer（2011）研究表明，部分酵母菌所产生的代谢产物可以抑制其他真菌及革兰氏阴性菌活性。所以抑制有氧腐败过程中的酵母菌方法值得进一步研究分析。

除此之外，pH也可作为判定饲料是否发生有氧腐败的一个重要指标。酵母菌中有一类是利用酸，如假丝酵母属、拟内孢霉属、汉逊酵母属和毕赤酵母属；另一类是利用糖，如球拟酵母属。开窖过程，醋酸挥发，在有氧环境下，饲料中的碳水化合物和乳酸被部分酵母菌利用，pH升高。

4.4.2 其他微生物变化 霉菌为好氧型微生物。Orsi（2000）对195份青贮玉米中霉菌的种类和数量进行分析发现，镰刀霉菌属最多，其次为曲霉菌属、青霉菌属、毛孢子菌属和分子孢子菌属，这些菌属将玉米中的糖和玉米降解使青贮饲料发热，破坏有氧稳定性。M.O’（2008）指出，镰孢霉菌会产生毒素使牛和绵羊产生散发性不孕症。白地霉菌会产生酸败气味。大肠杆菌也是影响青贮饲料稳定性的有害菌。Driehuis（2010）指出，当大肠杆菌的数量大于酵母菌时会引发玉米青贮饲料的有氧腐败。厌氧微生物中还有梭菌，其主要代谢产物为丁酸，会引起青贮饲料变质。张大伟等（2010）研究表明，梭菌会使蛋白质变质，影响饲料贮藏价值。Vukmirovic（2011）研究表明，当降低苜蓿青贮过程中梭菌的数量，有氧稳定性较对照组提高3倍。

综合以上关于青贮过程中微生物作用及化学成分变化的相关研究可知，二次发酵或有氧腐败的最有效防治手段需要抑制这些有害微生物的活性和调节pH。

4.4.3 预防手段 随着青贮技术和设备进一步完善，使得青贮技术应用进入快速发展时期，青贮饲料的品质与数量逐渐提高。针对二次发酵的研究也逐渐加深，一些基本防治手段已应用于养殖市场。（1）选料必须要新鲜清洁，不能选择遭霜的玉米。霜打后会抑制乳酸发酵，pH高，总酸含量低，开封后容易发生二次发酵。（2）制作湿贮玉米时一定要压实密封，特别注意拐角处。密实环境可以改善挥发酸的组成，还可以避免霉菌作用造成发霉的现象。（3）每次取饲要根据饲喂量决定开口的大小，随取随用。

影响青贮饲料品质最关键的是微生物种类及数量，通过使用调节微生物种类及数量的添加剂，来解决二次发酵问题，从而提高青贮饲料的质量。青贮添加剂主要针对乳酸菌、酵母菌、霉菌等微生物研发。包括：发酵促进剂、发酵抑制剂、好氧气腐败菌抑制剂及营养添加剂。

张晓锋等（2005）和彭海兰（2003）研究表明，甲醛作为发酵过程中常用的抑制剂，可以对微生物的生长起到抑制作用。任付平（2007）将黑曲霉、绿色木霉、枯草芽孢杆菌、德氏乳杆菌、酵母菌固体菌剂按照 1∶1∶2∶2∶2 的添加比例制成复合微生物菌制剂，青贮后饲料的色泽与原料无明显差别，气味芳香，质地柔软，能降低霉变风险。秦立刚等（2010）通过向苏丹草中添加甲酸和蔗糖均证明，添加好气性腐败菌抑制剂、营养制剂可改善青贮质量，防止青贮初期饲料与空气接触，避免腐败现象。巴音巴特等（2012）研究表明，抑制二次发酵菌制剂可以有效抑制霉菌和酵母菌的生长，从而提高青贮玉米的有氧稳定性。韩雅慧（2016）发现，添加乳酸菌剂可以改善青黄贮玉米秸秆的发酵品质。

针对pH对有氧腐败的影响，可以进行酸处理预防二次发酵。Branu（1999）研究表明，向暴露在外的玉米青贮饲料中添加乳酸、乙酸和丙酸可以极显著的降低玉米青贮饲料的pH。证明有机酸因降低pH，所以在保持青贮饲料有氧稳定性方面具有良好的使用效果。昝林森等（2007）研究表明，添加的酸化剂可以抑制好氧菌增殖，防治二次发酵。郭艳萍等（2010）研究发现，青贮饲料中添加丙酸可以提高乳酸含量，同时在和尿素混合后，可提高玉米青贮饲料的有氧稳定性。尉小强等（2018）发现，添加丙酸和甲酸均可提高全株玉米青贮饲料的有氧稳定性，并且丙酸效果更好。

5 湿贮玉米的饲用价值

湿贮技术主要应用于反刍动物，一般都是养牛业，韩吉雨等（2018）试验结果表明，饲喂湿贮玉米对牛干物质采食量、单产、全群大罐奶乳成分没有显著影响，但是能够显著降低奶成本0.12元/kg，从而提高经济效益。王洪亮等（2010）试验结果表明，湿贮玉米的干物质、粗蛋白质、淀粉可达70%以上，牛群采食湿贮玉米后，玉米在瘤胃内降解率提高，从而提高饲料利用率，增加适口性。

针对提高饲料利用率，Jones等（2010）认为在分析饲料过程中会存在误差，常规分析湿贮玉米干物质含量时需要电炉烤干，会挥发3%～6%干物质含量，结果会较实际结果低，所以饲料利用率高。同时，也有人认为是由于玉米自身的理化性质，比如贮藏过程中可溶性氮增多，淀粉水解等。但是，也有可能与湿贮玉米本身的干物质、有机物和能量的消化率都高于干贮玉米，同时在瘤胃内停留时间更长一些，消化更充分有关。饲喂湿贮玉米的优势并不仅仅限于减少成本和提高饲料利用率。徐立志等（1982）研究表明，湿贮玉米组较一般玉米组头日产奶量多0.93 kg，湿贮玉米组平均个体增重为1.75 kg，一般玉米组平均个体增重减少4.06 kg。

综合以上试验结果表明，湿贮玉米的干物质、粗蛋白质、淀粉等营养物质含量高，适口性强，饲用湿贮玉米还可以提高奶牛的产奶量，减少采食其他青饲料，降低饲喂成本，具有很好的饲用价值和较高的经济价值。

6 湿贮技术的发展前景

综合多种贮藏方式，湿贮技术减少了玉米晾晒至安全水分的成本。研究表明，玉米发酵湿贮每吨比烘干晾晒仓贮玉米降低成本21760元 （李玉萍，2000）。同时，可减少晾晒和烘干过程中玉米营养物质的损失。操作方面，湿贮技术一边粉料一边贮藏，省时省力。饲喂价值上，玉米湿贮前后营养成分差异不大，干物质、粗蛋白质等含量高，适口性好，饲料的利用率大大提高。

湿贮技术不仅解决玉米晾晒和烘干的难题还可以减少大量劳动力，大大降低了饲喂成本。在一些规模化奶牛场，机械化操作使用湿贮玉米，饲用效果更好。湿贮玉米技术是一种方便操作、简单易学、运用性强的贮藏技术，具有重要的研究价值和深远的推广意义。