花 梅，孫啟忠，王紅梅

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院，北京100081； 2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特010010)

近年來，隨著畜牧業(yè)的發(fā)展，玉米(Zeamays)青貯飼料早已成為草食家畜，特別是奶牛飼養(yǎng)的常備飼料和肉牛育肥的強(qiáng)化飼料[1]。玉米青貯飼料最適合作為反芻動(dòng)物的粗飼料，加工方法簡(jiǎn)單、容易貯存且適口性好。但在某些地區(qū)，光照、溫度和水分等氣候因子和土壤因素影響著青貯玉米的干物質(zhì)含量、蛋白質(zhì)及可溶性糖等營(yíng)養(yǎng)成分，從而影響了玉米青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)、適口性及其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率[2-3]。本研究以5個(gè)地區(qū)種植的中北410為試驗(yàn)材料，探討添加劑對(duì)不同地區(qū)玉米青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的影響，并對(duì)青貯前后的化學(xué)成分進(jìn)行分析，以期為不同地區(qū)玉米青貯飼料的合理利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1青貯原料概況 2010年9月采自黑龍江省綏化市(126°41′ E，45°45′ N)、河北省衡水市(115°28′ E，37°32′ N)、內(nèi)蒙古呼和浩特市(111°41′ E，40°48′ N)、赤峰市林西縣(117°38′ E，43°14′ N)和寧夏銀川市(106°16′ E，38°20′ N)等地區(qū)的試驗(yàn)場(chǎng)地，種植品種為中北410，取樣時(shí)間為青貯玉米的蠟熟期。HB表示綏化市，CF表示林西縣，H表示呼和浩特市，HS表示衡水市，YC表示銀川市，Z表示中北410青貯玉米品種。

1.2青貯添加劑處理 試驗(yàn)采用的乳酸菌添加劑為鼠李糖乳桿菌(Lacrobacillusrhamnosus)凍干粉SNOW LACT-L(Snow Brand Seed Co.,Ltd，Sapporo，Japan)。纖維素酶制劑為Acremonium cellulose粉劑(Meiji Seika Kaisha Ltd，Tokyo，Japan)。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)分別設(shè)對(duì)照組(CK)、乳酸菌處理組(SL)和纖維素酶處理組(AC)3個(gè)處理，每處理3個(gè)重復(fù)。乳酸菌添加劑和纖維素酶添加劑的添加量分別為0.000 5%和0.001 5%。

1.4玉米青貯飼料的調(diào)制 將蠟熟期的整株青貯玉米鍘短至1.5～2.0 cm，混勻后裝入專用的青貯聚乙烯袋，每個(gè)樣品3次重復(fù)，每袋重為300 g，真空包裝，在室溫條件下貯藏45 d后開袋，進(jìn)行微生物及青貯發(fā)酵品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定。另備500 g的原料在室內(nèi)條件下陰干。

1.5微生物菌落的計(jì)數(shù) 在無菌操作臺(tái)上開封所取樣品，剪碎后混勻，稱取5 g放入裝有45 mL無菌水的三角瓶里，于180 r·min-1搖床中震蕩30 min，依次按10-3、10-4、10-5的倍數(shù)稀釋，然后取20 μL稀釋液滴加在MRS、PDA、BLB和NA培養(yǎng)基上滴加，并在對(duì)應(yīng)的平板上分別均勻涂布，在37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中厭氧培養(yǎng)48 h后備用測(cè)定[4-5]。

1.6玉米青貯飼料的化學(xué)成分測(cè)定 試驗(yàn)前備好180 mL去離子水，打開青貯袋，稱取20 g青貯玉米濕樣倒入去離子水中，放入4 ℃冰箱24 h后，浸提液用四層紗布、濾紙過濾到燒杯里，用雷磁pHS-3C測(cè)定浸提液的pH值。采用苯酚-次氯酸鈉比色法測(cè)定氨態(tài)氮含量[6]；采用滴定法測(cè)定青貯原料的緩沖能；采用烘箱干燥法測(cè)定干物質(zhì)(DM)；采用凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白質(zhì)(CP)含量[7-8]；采用范式洗滌纖維法測(cè)定中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)含量[9]；采用蒽酮-硫酸比色法測(cè)定可溶性碳水化合物(WSC)含量[10]。青貯飼料中的乳酸、乙酸、丙酸和丁酸含量使用SHIMADZE-10A型高效液相色譜儀檢測(cè)[11-12]。采用費(fèi)氏Flieg評(píng)分法評(píng)價(jià)青貯飼料品質(zhì)[13]。

1.7數(shù)據(jù)分析 利用SAS 8.0軟件程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用Excel軟件處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1玉米青貯原料的化學(xué)成分分析 玉米青貯原料的DM、WSC、CP、NDF、ADF含量和BC平均值分別達(dá)到24.96%、13.91%、10.01%、62.18%、36.98%和175.54 mE·kg-1。其中綏化地區(qū)玉米青貯飼料的DM含量最高， NDF、ADF的含量最低，緩沖能值為162.41 mE·kg-1，但是綏化地區(qū)的WSC含量低，為10.11%。銀川地區(qū)的NDF和ADF含量最高，分別達(dá)到66.09%和40.14%，但CP含量很低，為7.43%(表1)。

表1 不同地區(qū)玉米青貯原料的化學(xué)成分Table 1 Chemical composition of the corn silage raw materials from different regions

2.2不同地區(qū)玉米青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì) 除銀川和衡水地區(qū)外，各添加劑處理組玉米青貯飼料的pH值均低于對(duì)照組，pH值均低于4.00。各處理組的乳酸含量高于乙酸、丙酸和丁酸含量。與對(duì)照組相比，除綏化地區(qū)外，兩種添加劑處理組的乳酸含量均高于對(duì)照組，乳酸菌處理組中，綏化、銀川地區(qū)玉米青貯飼料的乙酸含量低于對(duì)照組。纖維素酶處理組中，銀川地區(qū)玉米青貯飼料的乙酸含量低于對(duì)照組。銀川地區(qū)每個(gè)處理組的丙酸含量分別為0.36%、0.12%與0.01%，乳酸菌處理組衡水地區(qū)丙酸含量為0.12%，其余地區(qū)各處理組未檢測(cè)出丙酸含量。各添加劑處理組的丁酸含量低于其他有機(jī)酸含量。除衡水地區(qū)外，其余地區(qū)纖維素酶處理組的NH3-N/TN顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，除銀川地區(qū)外，各地區(qū)乳酸菌處理組NH3-N/TN與對(duì)照組之間沒有顯著差異(P>0.05)(表2)。

根據(jù)費(fèi)氏Flieg評(píng)分法和各種有機(jī)酸含量及青貯品質(zhì)進(jìn)行評(píng)分(表3)。每個(gè)地區(qū)玉米青貯飼料的有機(jī)酸含量得分較高，尤其加入飼料添加劑后評(píng)分水平明顯提高，林西地區(qū)評(píng)分最高，而銀川地區(qū)的對(duì)照組出現(xiàn)了差評(píng)。

2.3不同地區(qū)玉米青貯飼料的化學(xué)成分 經(jīng)兩種添加劑處理后，與對(duì)照組相比，綏化、衡水及銀川地區(qū)玉米青貯飼料DM含量有所降低，含量在15.75%～30.36%，而呼和浩特、林西地區(qū)的乳酸菌添加劑組的DM含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。所有地區(qū)的兩種添加劑處理組之間均存在顯著差異(P<0.05)(表4)。

表2 玉米青貯料的發(fā)酵品質(zhì)Table 2 Fermentation quality of corn stover silage %

表3 玉米青貯料的Flieg 評(píng)分Table 3 Flieg evaluation of corn stover silage

與對(duì)照組相比，乳酸菌處理降低了銀川、衡水和林西地區(qū)玉米青貯飼料的NDF、ADF含量。纖維素酶處理組中，除了林西地區(qū)玉米青貯飼料NDF含量外，其余地區(qū)玉米青貯飼料的NDF含量都有所下降，其中呼和浩特地區(qū)的NDF含量下降最多，降低了13.80%，綏化、呼和浩特和銀川地區(qū)玉米青貯飼料的NDF、ADF含量均與對(duì)照組存在顯著差異(P<0.05)(表4)。

乳酸菌處理組中，不同地區(qū)玉米青貯飼料WSC含量顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，其中林西地區(qū)玉米青貯飼料WSC含量最低，比對(duì)照組降低了2.15%。纖維素酶處理后，林西、呼和浩特和衡水地區(qū)的玉米青貯飼料WSC含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，不同地區(qū)的兩種添加劑處理組之間WSC含量顯著差異(P<0.05)。除了林西地區(qū)的乳酸菌處理組外，其余地區(qū)兩種添加劑處理組的CP含量均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，并且處理組之間存在顯著差異(P<0.05)(表4)。

2.4不同處理對(duì)玉米青貯飼料微生物數(shù)量的影響 自然條件下飼草表面上附著大量微生物，青貯發(fā)酵及加入添加劑后青貯飼料上的微生物數(shù)量會(huì)有所變化。本研究中，乳酸菌和纖維素酶添加劑處理組的乳酸菌數(shù)量低于對(duì)照組，平均降低1.76×106cfu·g-1(表5)。與對(duì)照組相比，乳酸菌添加劑處理組中，除衡水地區(qū)外其余地區(qū)的玉米青貯飼料上的好氧細(xì)菌數(shù)量有所降低。纖維素酶處理組降低了所有地區(qū)玉米青貯飼料的好氧細(xì)菌數(shù)量，其中降低最多的地區(qū)為呼和浩特。除林西、銀川地區(qū)的纖維素酶處理組外，其余地區(qū)的兩種添加劑處理組玉米青貯飼料的酵母菌數(shù)量都顯著下降(P<0.05)。

3 討論

3.1乳酸菌添加劑對(duì)不同地區(qū)玉米青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的影響 蔡義民等[14]和傅彤[15]的研究表明，青貯玉米通過乳酸菌添加劑處理后能夠顯著降低青貯料的pH值，并提高乳酸含量，改善了青貯玉米的發(fā)酵品質(zhì)。本研究中，所有乳酸菌處理組pH值、丁酸含量均低于對(duì)照組，乳酸含量顯著提高(P<0.05)。其中，呼和浩特地區(qū)玉米青貯飼料的乳酸含量較高，形成低pH值、低乙酸和低氨態(tài)氮值的飼料，說明玉米原料可溶性碳水化合物含量較高，發(fā)酵底物充足，并且原料表面上附著的乳酸菌數(shù)量達(dá)到了發(fā)酵的要求。因此，添加劑處理組比對(duì)照組的發(fā)酵品質(zhì)好，其中綏化和林西地區(qū)玉米青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)評(píng)分最高。乳酸菌添加劑處理組中銀川、衡水、林西地區(qū)玉米青貯飼料NDF、ADF含量低于對(duì)照組。不同地區(qū)WSC含量均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，其中林西地區(qū)WSC含量最低，比對(duì)照組降低38.35%。除了林西地區(qū)外，其余地區(qū)玉米青貯飼料的CP含量均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。

表4 玉米青貯料的化學(xué)成分Table 4 Chemical compositions of corn silage %

表5 玉米青貯料發(fā)酵中微生物的含量Table 5 Microbial content of corn silage fermentation lg cfu·g-1

3.2纖維素酶添加劑對(duì)不同地區(qū)玉米青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的影響 玉柱等[16]和李靜等[17]在白三葉草(Trifdiumrepens)中添加纖維素酶后，青貯飼料的乳酸含量增多，pH值和氨態(tài)氮含量下降。在本研究中，添加纖維素酶的處理使不同地區(qū)玉米青貯飼料的pH值、氨態(tài)氮與總氮質(zhì)量比有所降低，說明纖維素酶的處理，增加了乳酸發(fā)酵底物數(shù)量，促進(jìn)了乳酸發(fā)酵過程，并且加快了發(fā)酵的進(jìn)程。其中，綏化、銀川地區(qū)的氨態(tài)氮與總氮質(zhì)量比降低最明顯。有機(jī)酸含量是評(píng)價(jià)青貯品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)之一，乳酸含量高、丁酸含量低，有益于青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)[18]。本研究中，與對(duì)照組相比，每個(gè)地區(qū)的玉米青貯飼料的乳酸含量較高、丁酸含量較少，可能是由于添加劑抑制了不良微生物的繁殖，增加了乳酸菌的數(shù)量，使總酸含量中乳酸含量增加，并且降低了乙酸、丁酸含量，改善了發(fā)酵品質(zhì)。加入纖維素酶后NDF、ADF的含量顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，并降低了玉米青貯飼料的DM含量，與席興軍[19]的結(jié)果相似。呼和浩特地區(qū)玉米青貯飼料的NDF、ADF含量下降最多。綏化、林西、呼和浩特、衡水地區(qū)和銀川地區(qū)的玉米青貯飼料WSC含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。

3.3青貯飼料發(fā)酵前后化學(xué)成分的變化 王忠[20]研究表明，作物的生產(chǎn)實(shí)質(zhì)是以自身遺傳特性為基礎(chǔ)，通過作物與環(huán)境的相互作用，表現(xiàn)為化學(xué)成分的積累、分配及轉(zhuǎn)移等物質(zhì)生產(chǎn)過程，進(jìn)而對(duì)作物的產(chǎn)量及品質(zhì)產(chǎn)生影響。本研究中，玉米原料DM含量平均為21.23%。青貯飼料發(fā)酵提高了綏化、林西地區(qū)的DM含量，其中綏化地區(qū)的DM含量提高30%左右。潘金豹等[21]認(rèn)為，玉米植株的含水量在60%～70%，即DM含量在30%～40%，是青貯的最佳時(shí)期。所有地區(qū)的原料WSC含量都很高，平均可達(dá)到13.91%，發(fā)酵后WSC含量下降，可能是玉米青貯飼料干物質(zhì)含量下降導(dǎo)致WSC含量隨之降低，但原料的糖含量越高，乳酸菌繁殖越快，有益于青貯飼料的發(fā)酵[22]。本研究中，原料緩沖能值低于200 mE·kg-1，并且pH值低于4.0，說明青貯原料的緩沖能力的高低直接影響青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)，緩沖能值越低，pH值下降越快[22]。青貯玉米乳酸含量高于其它有機(jī)酸含量，乳酸明顯成為主要的發(fā)酵底物，屬于同型發(fā)酵，綏化地區(qū)玉米青貯飼料的乳酸含量最高。氨態(tài)氮占總氮的含量為5.07%，綏化、衡水地區(qū)的氨態(tài)氮含量最低。在本研究中，青貯料化學(xué)成分發(fā)酵后所有品種的ADF含量都有所下降，其中綏化地區(qū)降低最顯著(P<0.05)。

3.4添加劑對(duì)玉米青貯飼料微生物的影響 青貯原料上附著的微生物種類中乳酸菌數(shù)量比其他菌數(shù)量少，經(jīng)過青貯發(fā)酵后，乳酸菌的數(shù)量增多，其他有害菌的數(shù)量緩慢減少，這與任付平[23]的研究結(jié)果一致。這說明青貯飼料中乳酸菌起主要作用，它在厭氧條件下把原料中的碳水化合物轉(zhuǎn)化為乳酸，促進(jìn)了發(fā)酵進(jìn)程。乳酸菌添加劑和纖維素酶添加劑的主要作用分別是補(bǔ)充天然乳酸菌的不足和為乳酸的生長(zhǎng)提供發(fā)酵底物，促進(jìn)乳酸發(fā)酵，從而改善青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)[24-25]。但是本研究中，添加劑處理組降低了乳酸菌數(shù)量，可能是發(fā)酵后可溶性碳水化合物含量減少，造成乳酸菌發(fā)酵底物降低進(jìn)而導(dǎo)致乳酸菌數(shù)量減少。通過乳酸菌添加劑處理后，所有地區(qū)的玉米青貯飼料中的酵母菌和霉菌的活動(dòng)也隨之緩慢，數(shù)量慢慢減少。在整個(gè)發(fā)酵過程中沒有檢測(cè)到大腸桿菌。

4 結(jié)論

與對(duì)照組相比，各添加劑處理組提高了乳酸含量，降低了pH、丙酸和丁酸含量。乳酸菌處理降低了綏化、銀川地區(qū)青貯飼料的乙酸含量，纖維素酶處理只降低了銀川地區(qū)青貯飼料乙酸含量。纖維素酶處理降低每個(gè)地區(qū)玉米青貯飼料的氨態(tài)氮含量。每個(gè)地區(qū)添加劑組的青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)Flieg等級(jí)為優(yōu)。

纖維素酶處理降低了每個(gè)地區(qū)的NDF、ADF的含量，乳酸菌處理降低了5個(gè)地區(qū)地區(qū)青貯飼料的WSC含量，而纖維素酶處理提高了綏化、林西、呼和浩特、衡水地區(qū)和銀川的WSC含量。兩種添加劑處理組青貯玉米的CP含量都有所降低。

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