不同加工处理方式对全株玉米青贮饲料发酵品质、营养价值和微生物变化规律的影响

程光民， 张继霞， 司元明， 何孟莲， 陈凤梅， 徐相亭*

（1.山东畜牧兽医职业学院，山东潍坊 261061；2.沂水县畜牧发展促进中心，山东临沂276400；3.山东省农业技术推广总站，山东济南 250100）

玉米秸秆是现代畜牧业发展的重要优质饲料来源，也是目前最常用的青贮原材料，提高玉米秸秆综合利用水平，对发展绿色农业、建设美丽乡村具有重要的现实意义（周腰华等，2019）。新鲜的玉米秸杆中含有丰富的可溶性碳水化合物，可以为青贮发酵提供充足的底物。全株玉米青贮具有色泽新鲜、适口性强、易消化、营养价值和饲料报酬高等特点，且含糖量高，青贮成功率及青贮品质较高（韩淑敏等，2018）。玉米秸秆的加工方式不同，利用率不同，传统的铡草青贮秸秆利用率为70%，而挤丝揉搓加工的秸秆饲草利用率可达97%以上。全株玉米青贮技术的应用不仅能通过粮改饲调整玉米种植结构，而且提高了玉米秸秆的利用率（马凤江等，2017）。尽管目前国外关于不同切碎方式对青贮饲料影响的研究报道很多，但我国尚处起步和认识阶段，其研究报道相对较少。本试验主要研究不同加工处理方式揉丝青贮和传统切碎青贮对全株玉米青贮饲料品质、营养价值和微生物变化规律的影响，为全株玉米青贮调制提供理论依据和技术保障。

1 材料与方法

1.1 试验材料 试验用的全株玉米秸秆为乳熟至腊熟期的地方全株玉米秸秆（带穗），青贮方式为瓶装青贮，塑料瓶直径10 cm，高23 cm，壁厚0.3 cm，容积2 L，建材市场统一购置。

1.2 试验设计 试验设两个不同机械切割加工处理组，分别为93RQ-60型秸秆揉切机处理组（揉切组）和联合收割组（切割组）。揉切处理组青贮原料多为细长丝，联合收割处理组青贮原料多为粉末或结块状结构。每个处理组分别制作100个青贮瓶。

1.3 青贮饲料的制作 青贮方式为塑料瓶青贮。将处理好的玉米秸秆分别装入青贮瓶，将瓶内压实封口，外用封口膜再次密封，密度为570～600 g/L，放置于实验室阴凉避光处备用。

1.4 样品处理 按照试验设计要求，每到一个预定时间点 （发酵的 0、1、2、3、5、7、11、15、20、30、45、60、90、120、150、180、210、240、270、300、330、360 d）各取4个保存完好的青贮瓶，开封后剔除上层约15 cm厚青贮料，采集青贮瓶中间部分物料 （约300 g）。将采集的4个青贮瓶饲料样品分装于自封袋中，暂存于4℃冰箱，待全部样品取完后马上处理测定。

1.5 测定指标及方法 pH、氨态氮、乳酸含量采用DB15/T 1458-2018测定。干物质、粗蛋白质、粗灰分、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）分别按照 GB/T 6435—2014、GB/T 6432—2018、GB/T 6438—2007、GB/T 20806—2006、NY/T 1459—2007测定。其中干物质测定是鲜样基础。可溶性碳水化合物（WSC）采用葱酮一硫酸法测定（余汝华等，2003）。乙酸、丙酸、丁酸依据DB15/T 1458-2018采用气相色谱法测定。取新鲜的青贮饲料20 g于具塞三角瓶中，加入180 mL超纯水，4℃冰箱中浸提24 h，用快速定量滤纸或四层纱布过滤于塑料样品瓶内。上机前进一步使用0.45 μm的纤维素膜过滤。

气相色谱仪条件：仪器为GC－9A型气相色谱仪（日本Shimadzu）。氮气为载气，流速为80 mL/min（12.5 Mpa，0.2 Mpa），氢气 流 速为 50 mL/min（11 Mpa，0.05 Mpa）， 氧气流速为 800 mL/min（12 Mpa，0.35 Mpa），调整测定压力为氮气 0.185 Mpa，氢气0.05 Mpa，氧气0.15 Mpa。柱温140℃，汽化温180℃，量程103，衰减度23。 进样量 1 μL。

乳酸菌、酵母菌和霉菌数量采用平皿涂布法：取样后在净化工作台中取样品10 g，放入装有适量玻璃珠和90 mL无菌水的500 mL稀释瓶中，在摇床上振荡25 min，制成1:10的样品匀液，将此溶液作一系列稀释，分别取0.1 mL在培养基上进行涂布，每个样品涂布三个平板，分别在不同的温度下培养，选取代表性的培养基分别计数。

1.6 数据分析 试验结果用Excel和SPSS 13.0软件进行统计分析处理，数值均表示为“平均值±标准误”。

2 结果与分析

2.1 不同加工处理方式对全株玉米青贮饲料发酵品质的影响 揉切组和切割组pH均呈现相同趋势，在青贮的0～5 d逐渐降低，然后趋于平稳，pH均小于4，青贮360 d和5 d的pH差异不显著（P＞0.05）。氨态氮含量整体上分析，在相同时间点上揉切组和切割组相差不大，先降低后升高，但330～360 d的氨氮含量揉切组显著高于切割组（P＜0.05）。乳酸的含量两组变化趋势基本一致，0～150 d升高，150～360 d逐渐降低。青贮300 d后的乳酸含量和7 d的相差不大（表1）。

表1 不同加工处理方式对全株玉米青贮饲料发酵品质的影响

2.2 不同加工处理方式对全株玉米青贮饲料挥发性脂肪酸含量的影响 乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸浓度揉切组和切割组变化趋势相似，乙酸浓度整体上是先降低后升高，然后趋于平稳，至210 d出现升高降低又升高又降低波动现象。丙酸浓度，0～5 d逐渐降低，7 d以后丙酸浓度为0。丁酸浓度210 d前和丙酸相似，240 d后出现大于0现象，而且两组之间出现不同程度的数值差异现象（表2）。

2.3 不同加工处理方式对全株青贮玉米饲料营养价值的影响 揉切组和切割组干物质含量基本均在35%～40%，说明青贮饲料水分的含量适中。整体上看，在相同时间点上揉切组稍微高于切割组，但差异不显著。切割组2～3 d的青贮料粗蛋白质含量显著高于揉切组（P＜0.05），其他时间段差异不大，基本都在7%～8%，但整体上，切割组都高于揉切组。粗灰分含量两组之间差异不明显，0～360 d基本处于4%～5%稳定状态。NDF和ADF含量变化趋势相似，切割组0～360 d趋于稳定，而揉切组出现忽高忽低现象。WSC含量0～20 d逐渐降低，揉切组稍微高于切割组，20 d后趋于稳定，两组之间相差不明显（表3）。

表2 不同加工处理方式对全株玉米青贮饲料挥发性脂肪酸含量的影响mmol/L

2.4 不同加工处理方式对全株玉米青贮饲料微生物菌群的影响 整体来讲，随着青贮时间的延长，乳酸菌和酵母菌数量增加，7～15 d达到最高峰，之后逐渐降低，趋于稳定，210 d后，乳酸菌和酵母菌的数量相比前期降低约1000倍。霉菌的数量0～7 d比较多，11 d后急剧下降1000倍。揉切组和切割组变化趋势相似，两组大部分相同时间点差异不大（表4）。

表4 不同加工处理方式对全株玉米青贮饲料微生物菌群的影响cfu/g

3 讨论

青贮发酵后的玉米秸秆适口性强，消化率高，营养价值高。目前，评价青贮饲料的感官指标主要有气味、色泽和结构，营养指标有营养品质（干物质、粗蛋白质、NDF、ADF）和发酵品质（pH、可溶性碳水化合物、有机酸和氨态氮含量）等（张养东等，2016）。优质青贮饲料的pH小于4.2，乳酸含量大于60%，乙酸、丙酸、丁酸含量分别小于20%、10%、1%（郭勇庆等，2012）。 WSC 是青贮发酵中乳酸菌的主要能量物质，原料中不应低于鲜重的1.0% ～1.5%（李向林等，2005）。牧草青贮过程中蛋白质的分解程度用氨态氮表示，其值越低说明青贮发酵品质越好（覃方锉等，2014）。全株玉米的生物产量和青贮品质与品种特性、收获时期及留茬高度密切相关（余汝华等，2006）。全株玉米由高淀粉的穗和高纤维的秸秆等部分组成，在生长过程中，其营养物质含量也一直不断的变化，收获时全株玉米青贮的含水量保持在65%～70%时制作的青贮饲料质量最好（余汝华等，2006）。青贮前对全株玉米进行揉切、粉碎、切断等处理，处理方式的不同，全株玉米青贮饲料的发酵品质和营养价值也不同 （Ding等，2018）。吴晓杰等（2005）研究了不同切碎方式对玉米青贮饲料品质的影响，试验结果表明，经粉碎、揉切和切断前处理后，各处理均达到了制作优质青贮饲料的标准，其中，揉切青贮饲料的发酵品质和消化效果最好。李昌茂等（2008）研究了不同切割长度对玉米青贮品质的影响，结果显示 1.5 cm切割长度可提高青贮压实程度，缩短发酵时间，提高青贮品质。本研究发现利用93RQ-60型秸秆揉切机处理全株玉米青贮饲料品质优于传统联合收割切碎处理。在玉米青贮过程中，选择合适的青贮设施、紧实度、水分控制浓度及严密的封顶措施是青贮玉米青贮品质的保证，揉丝切碎更有益于青贮发酵。另外，乳酸菌制剂发酵玉米秸秆可以加快青贮发酵的速度，明显改善青贮饲料的感官指标，提高青贮品质。

表3 不同加工处理方式对全株青贮玉米饲料营养成分含量的影响%

4 结论

本试验结果表明，不同处理方式的全株玉米青贮发酵品质相差不大，变化趋势基本一致，揉切组和切割组均发酵良好，pH均小于4，乳酸含量较好，210 d后两组青贮饲料发酵品质开始下降。青贮玉米秸秆营养成分揉切组和切割组差异不明显，趋势一致，水分含量适中，其他指标趋于稳定，但整体上，切割组青贮料粗蛋白质含量均高于揉切组。随着青贮时间的延长，乳酸菌和酵母菌数量增加，7～15 d达到最高峰，之后逐渐降低，趋于稳定，210 d后，下降明显。霉菌的数量0～7 d比较多，11 d后急剧下降1000倍。乳酸菌数量均比霉菌数量多。揉切组和切割组变化趋势相似，两组大部分相同时间点差异不大。