不同切碎长度和发酵方式对全株饲用谷子青贮质量的影响

李 林 ，郭 健 ，王晓芳 ，邵丽玮 ，孟庆斌 ，刘 怡 ，任聪妍 ，刘沛杰 ，薄玉琨

(1.河北省张家口市畜牧技术推广站，河北 张家口 075000；2.河北省畜牧兽医研究所，河北 保定 071000)

受我国气候和资源分布的影响，青贮饲草料的开发和推广成为近年研究热点。 影响青贮加工质量的因素较多，收割时间、干物质含量、发酵剂选择和使用、切碎长度等是目前公认的主要因素[1,2]。

本文所述全株饲用谷子青贮是指使用张杂谷饲草专用品种通过生物发酵技术进行加工得到的牧草青贮产品。研究发现，微生物厌氧发酵处理可提高可溶性碳水化合物含量，改变饲用谷子总碳水化合物分子结构特征，改善总碳水化合物的消化性能，提高干物质和NDF 消化率[3,4]。添加糖蜜和青贮发酵剂，能够改善全株饲用谷子的发酵品质[5]。 关于加工长度和不同发酵方式对全株饲用谷子青贮效果的研究尚未见报道。

本研究拟通过分析不同的切割长度下使用复合菌剂发酵和乳酸菌发酵对于全株饲用谷子青贮制作质量的影响，探索能够提高全株饲用谷子青贮质量的加工方式。

1 材料与方法

1.1 原料和分组

青贮原料为张青谷2 号全株饲用谷子，河北巡天草业提供，出苗后75 d 抽穗前收割。 试验采用2×3双因子试验设计，手工切割至1.5 cm、2.5 cm 和3.5 cm 长度，使用专用复合菌剂[1]和乳酸菌剂均匀喷洒到原料上，装填入密封袋压实，挤出空气用保鲜膜二次密封，每个处理重复3 次。根据产品说明，按照不同发酵剂所需最长时间发酵40 d(复合菌剂7～14 d，乳酸菌剂30～40 d)，取样测定[2]。

1.2 感官评定

三名团队成员按照德国农业协会青贮感官评分法(DLG)从气味、结构、色泽三方面同时进行评分，总得分 16～20 为优良(1 级)，10～15 为尚好(2 级)，5～9 为中等(3 级)，0～4 分为腐败(4 级)[6]。

1.3 基础营养成分的测定

根据 AOAC(1999)对饲料中干物质(DM)、有机物(OM)、粗脂肪(EE)、粗蛋白(CP)含量进行测定[7]。NDF 和ADF 含量采用 Van Soest 等(1991)介绍的方法测定[8]。

1.4 酸碱度和挥发性物质的测定

取青贮饲料鲜样20 g，按照贾婷婷等(2018)提供的方法处理，测定pH 值及氨态氮(NH3-N)、乙酸(Ace)、丙酸(Pro)和丁酸(But)的比例[9]。

1.5 统计和分析

试验数据录入Excel 2010，结果以平均数±标准差表示。 SPSS 20.0 统计软件进行双因素方差分析，用Duncan’ s 法进行多重比较。 P＜0.05 作为差异显著判断标准。

2 结果和分析

2.1 感官测定

如表1 所示，感官测定结果全部达到一级青贮要求。复合菌剂发酵组1.5 cm 处理和2.5 cm 处理的气味评分和总分都要显著高于3.5 cm 处理，而在乳酸菌发酵组随着切碎长度增加，气味评分和总分出现显著梯度降低。 同一切碎长度下，复合菌剂发酵组气味评分和总分整体表现显著高于乳酸菌发酵组。

表1 DLG 感官测定评分

2.2 基础营养成分

如表2 所示， 不同发酵模式和切碎长度的全株饲用谷子青贮在DM、OM、CP 和EE 并未有任何显著差异。NDF 含量变化明显，复合菌剂发酵组中1.5 cm 和2.5 cm 两处理无显著差异，但较3.5 cm 处理显著降低；乳酸菌发酵组中2.5 cm 和3.5 cm 两处理无显著差异，但均较1.5 cm 显著增加；在各切碎长度下，复合菌剂发酵组NDF 含量均较乳酸菌发酵组显著降低；ADF 含量出现类似变化。

表2 基础营养成分

2.3 pH 值和挥发性成分

如表3 所示，复合菌剂发酵组中，3.5 cm 处理But 比例显著高于其他两处理，1.5 cm 和2.5 cm 两处理无显著差异；乳酸菌发酵组出现相同变化；3.5 cm 切碎长度下，复合菌剂发酵组But 比例显著低于乳酸菌发酵组。 不同发酵模式pH 值差异显著，乳酸菌发酵组整体较高。

表3 pH 值和挥发性成分比例

3 讨 论

3.1 切碎长度对青贮品质的影响

青贮切碎长度关系到采食量、发酵效果和物理有效纤维含量等多项生产指标[2,10]。 青贮气味由挥发性成分造成，丁酸则是造成青贮饲料刺鼻气味的主要诱因[11]。 本研究结果提示随着切碎长度的减小，微生物生长能更快进入稳定期，减少对营养成分的消耗和丁酸的产生，有利于改善发酵品质。 此外，较小的切碎长度还带来更高的NDF 和ADF 发酵降解率。 一般认为，纤维水平增加会抑制家畜的采食量，限制原料在饲料配方中的使用[12,13]。 因此，对于反刍动物饲草青贮，生产上偏好较低的纤维含量。

前人在玉米和其他饲草上的研究也证实较短的切碎长度有利于提高青贮品质。随着饲草切碎长度的增加，发酵过程NDF 和ADF 降解率降低，产品中纤维含量增加，家畜的采食量呈降低趋势[8](长度＞2 cm)，发酵后青贮产品品质也呈降低趋势(1.5～3 cm)[2,10,14]。但是，反刍动物需要物理有效纤维维持瘤胃功能和唾液分泌等，粉碎过细会影响其功能性，所以可以通过平衡采食量、发酵品质和其功能性来确定平均长度和各长度的比例。 单胃动物所需饲草的合理切碎长度研究较少，尚未有确定其适宜切碎长度的方案。

3.2 发酵方式对于青贮品质的影响

不同发酵模式对于全株饲用谷子青贮发酵品质有显著的影响， 主要体现在NDF、ADF 含量以及pH值。 本研究所用乳酸菌制剂主要成分为同型发酵乳酸菌和异型发酵乳酸菌；混合发酵菌剂主要成分为固定比例的酶制剂、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、产阮假丝酵母和黑曲霉菌等[15]。 业内周知，乳酸菌青贮由乳酸菌主导，经有氧发酵、厌氧发酵后进入稳定期，形成无氧、酸性环境，通过缺氧胁迫和酸碱度胁迫等遏制有氧腐败的发生；复合菌剂发酵组则由多种快速繁殖的真菌主导有氧发酵阶段，在快速消耗氧气的同时产生大量纤维分解酶、少量乳酸，为枯草芽孢杆菌等兼性厌氧微生物和厌氧型微生物提供繁殖条件，同时pH不断降低，形成稳定复杂的微生态系统，此过程伴随着微生物及其产物降解大分子为肽类、游离氨基酸和有机酸等，原料中的非蛋白氮类转化为氨基酸和小肽，混合菌种及其产物抑制或杀灭金黄色葡萄球菌及大肠杆菌等其他复杂的生化反应过程[16,17]。不同的发酵过程可能是造成两种发酵模式在发酵时间和pH 值上显著差异的主要原因。 前人研究也发现，采用复合菌种和酶制剂联合发酵，能够促进微生物对于大分子物质的分解，加速发酵过程和挥发酸的生成，促进酸性环境形成[18]。 梭状芽胞杆菌活动是丁酸产生和青贮失败的主要原因，而酸性环境和乳酸菌厌氧发酵活动可有效抑制梭状芽胞杆菌等杂菌的生长和活性[19]。试验中两种模式的乳酸产量虽然没有显著差异，但复合菌剂组整体平均产量要高于乳酸菌剂组，发酵后纤维含量则整体较低。 综合考虑乳酸产量、纤维含量、酸碱度和丁酸比例可知：相比仅使用乳酸菌进行发酵，复合菌种发酵能够加速发酵过程，降低青贮pH 值，促进纤维分解，并在一定程度上增加乳酸含量。

4 结 论

正常切割长度范围内的不同发酵模式均可得到质量较好的全株饲用谷子青贮，但二者对于全株饲用谷子青贮质量都有显著影响。 减少切碎长度和使用复合菌剂发酵均有助于提高青贮品质，促进纤维分解，减少丁酸产量，改善青贮感官评分。 使用混合菌剂有助于缩短发酵时间。