李喬仙，張美艷，薛世明，張家平，黃必志，匡崇義* ，高月娥，徐 馳

(1.云南省草地動(dòng)物科學(xué)研究院，云南 昆明650212；2.楚雄州畜牧科技推廣站，云南 楚雄675000)

拉伸膜裹包青貯技術(shù)是指將收割好的新鮮飼草用捆包機(jī)進(jìn)行高密度壓實(shí)打捆，再通過裹包機(jī)用拉伸膜進(jìn)行纏繞裹包形成發(fā)酵所需的厭氧環(huán)境制成的優(yōu)質(zhì)青貯草料，其具有投資少、見效快、質(zhì)量好、綜合效益高、方便運(yùn)輸和商品化等優(yōu)點(diǎn)，被歐洲各國、美國和日本等發(fā)達(dá)國家廣泛使用[1-2]。

全株大麥青飼料柔嫩多汁，氣味芬芳，適口性好，易于消化，含有豐富的維生素、礦物質(zhì)和蛋白質(zhì)，是家畜優(yōu)質(zhì)的青飼料[3]。全株大麥為早春作物，在生長方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，其耐寒性強(qiáng)，生長期短，一般播種后兩個(gè)月就可作青飼利用[4]。但我國各地種植的大麥以單純收獲籽實(shí)為主，整株大麥、大麥秸稈等副產(chǎn)品利用率不高，僅小部分在生長期刈割用于鮮飼動(dòng)物或制作青貯[5]，且全株大麥青貯的研究大部分圍繞短期貯存[6-11]，長期貯存的研究目前未見報(bào)道。本研究開展全株大麥三層拉伸膜裹包青貯制作，定期測定營養(yǎng)成分和發(fā)酵品質(zhì)參數(shù)，以探究長期貯存過程中全株大麥青貯品質(zhì)變化規(guī)律，為提高全株大麥青貯的生產(chǎn)利用及推廣提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地為云南楚雄彝族自治州彩云鎮(zhèn)，地處金沙江流域，屬于中部低山丘“次熱壩區(qū)”，為中亞熱帶氣候環(huán)境，海拔1 400 m，年平均氣溫 17.8 ℃，年降水量為650～800 mm，光、熱、水資源豐富。冬春季節(jié)(2～3月)在彩云鎮(zhèn)某農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)有限公司收獲乳熟期全株大麥進(jìn)行青貯制作。

1.2 試驗(yàn)方法

將收獲的乳熟期全株大麥鮮樣風(fēng)干晾曬至水分含量在50%～65%，采用秸稈揉絲機(jī)(型號(hào)：9RSZ-6，轉(zhuǎn)速2 280 rpm)揉搓后，用三層拉伸膜裹包(厚度0.025 mm)，放置環(huán)境一致的倉庫地面上儲(chǔ)藏，儲(chǔ)存過程中注意檢查青貯袋有無破損，防止空氣進(jìn)入引起霉變，在青貯時(shí)間滿30 d后，選擇密封無霉變的青貯裹包進(jìn)行隨機(jī)取樣，每包重復(fù)取樣3次，隨后每個(gè)月取樣一次，連續(xù)取樣8次，共計(jì)8個(gè)月，每次取樣均密封送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行指標(biāo)測定。

1.3 測定指標(biāo)

1.3.1 青貯霉變率 隨機(jī)選取3包青貯包，分別稱取青貯包重量，打開青貯包，若有墨綠色、褐色或黑色，發(fā)黏，有明顯霉味的青貯料取出稱重，計(jì)算霉變部分占青貯包總重的重量， 得出青貯的霉變率[12]。

1.3.2 營養(yǎng)成分及發(fā)酵品質(zhì) 每次將取回的青貯樣品在65 ℃條件下烘干48 h，干樣粉碎后過40目篩，保存樣品備用。水分采用自動(dòng)水分測定儀測定；pH采用精密酸度計(jì)測定；干物質(zhì)(DM)用常規(guī)法測定；粗蛋白(CP)采用凱氏定氮法測定；粗脂肪(EE)采用索氏抽提法測定；中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)采用范氏洗滌纖維分析法測定；氨態(tài)氮(NH3-N)采用全自動(dòng)凱氏定氮儀法測定[13]；乳酸(LA)、乙酸(AA)、丙酸(PA)、丁酸(BA)采用高效液相色譜法測定[14]。

1.3.3 發(fā)酵品質(zhì)評(píng)價(jià) 以氨態(tài)氮/總氮、有機(jī)酸為評(píng)定指標(biāo)，采用日本粗飼料評(píng)定的V-Score評(píng)分體系進(jìn)行各月青貯品質(zhì)的評(píng)定[15]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 17.0軟件對(duì)測定值進(jìn)行單因素方差分析，P<0.05表示差異顯著，利用Sigmaplot10.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 全株大麥青貯霉變率的動(dòng)態(tài)變化

從圖1可以看出，在青貯的第1月無霉變，2～3月的霉變率極低，均在1%以內(nèi)，3個(gè)月后呈現(xiàn)小幅上升，第4月達(dá)到3.30%，第5月又下降到1%以下，隨后又迅速上升，霉變率最高的是第7月，達(dá)到18.95%，最后又呈現(xiàn)下降趨勢。第4月霉變?cè)黾涌赡芘c樣品裹包的壓實(shí)程度不夠或者漏氣的因素有關(guān)，整個(gè)過程表明，全株大麥裹包青貯貯存時(shí)間在前5個(gè)月霉變率極低，5個(gè)月后出現(xiàn)較大的霉變(P<0.05)。所以，全株大麥裹包青貯適宜在5個(gè)月內(nèi)及時(shí)飼喂，以避免霉變損失。

圖1 全株大麥青貯過程中霉變率動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Dynamic change of decay rate of whole barley in silage process

2.2 全株大麥青貯CP和NH3-N/TN的動(dòng)態(tài)變化

從圖2可以看出，青貯1月時(shí)，CP從第1月的9.0%下降到第3月的最低8.45%，4～5月上升，5～6月下降，7～8月又上升，到8月達(dá)到最高9.43%。整個(gè)青貯過程的CP在8%～10%之間變化呈“W”狀趨勢，變化顯著(P<0.05)。氨態(tài)氮/總氮的比值在第1月為0.22，說明蛋白質(zhì)和氨基酸分解很少，到第2月大幅度上升達(dá)到最高值4.72，隨后下降，到第4月時(shí)趨于穩(wěn)定，也表明蛋白質(zhì)分解趨于穩(wěn)定，第2～8月顯著高于第1月(P<0.05)。整個(gè)青貯過程的NH3-N/TN均小于5%，在氨態(tài)氮含量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中屬于最高得分。

圖2 全株大麥青貯過程中粗蛋白和氨態(tài)氮/總氮的動(dòng)態(tài)變化Fig.2 Dynamic change of CP and NH3-N/TN of whole barley in silage process

2.3 全株大麥青貯DM和EE的動(dòng)態(tài)變化

從圖3可以看出，DM和EE在第1～2月的變化趨勢均急劇下降，至第2～3月上升。DM從第1月呈現(xiàn)下降趨勢至第2月的94.53%，干物質(zhì)有損失，第3月逐月上升，至第7月達(dá)到最高值98.53%，第8月又下降到97.30%，最低和最高相差4%，整個(gè)過程變化不顯著(P>0.05)。EE在第2月和第7月變化幅度較大，其他月份變化較小，最高月為第7月的3.19% ，整個(gè)過程變化顯著(P<0.05)。

圖3 全株大麥青貯過程中干物質(zhì)和粗脂肪的動(dòng)態(tài)變化Fig.3 Dynamic change of DM and EE of whole barley in silage process

2.4 全株大麥青貯NDF和ADF的動(dòng)態(tài)變化

從圖4可以看出，NDF和ADF的變化趨勢較為一致，NDF在46%～54%之間，ADF在26%～34%之間均成“波形”變化，NDF最高是第4月的53.76%，最低是第7月的46.93%，ADF最高是第4月的33.73%，最低是第7月的24.62%,整個(gè)青貯過程中，NDF和ADF的變化幅度較大，二者均差異顯著(P<0.05)，說明青貯時(shí)間對(duì)大麥裹包青貯的NDF和ADF的變化影響大。

圖4 全株大麥青貯過程中NDF和ADF的動(dòng)態(tài)變化Fig.4 Dynamic change of NDF and ADF of whole barley in silage process

2.5 全株大麥青貯pH和LA動(dòng)態(tài)變化

青貯過程中乳酸含量是影響pH的主要因素之一。從圖5可以看出，整個(gè)青貯過程，第1～3月LA和pH的變化趨勢大致呈LA升高pH降低的負(fù)相關(guān)，第3月后LA和 pH升降趨勢大致相同。單看LA的含量，其從第1月的2.15%顯著上升(P<0.05)，第2～3月平緩，第3月后呈“M”形變化在3.0%～4.5%之間升降，最高為7月的4.36%。pH全程變化顯著(P<0.05)，第1～3月從5.54急劇下降至4.29，從第3月起，呈“M”形小幅變化升降，且pH均小于4.5，最低的6月為4.04，說明青貯3個(gè)月后的pH值穩(wěn)定度較好。

圖5 全株大麥青貯過程中Lactic acid和pH的動(dòng)態(tài)變化Fig.5 Dynamic change of Lactic acid and pH of whole barley in silage process

2.6 全株大麥青貯AA和PA的動(dòng)態(tài)變化

從圖6可以看出，AA含量在0%～1%的范圍內(nèi)，隨發(fā)酵過程呈“波形”曲線趨勢，最低AA含量為0.18%，最高為0.87%，差異顯著(P<0.05)。PA的含量在第1～7月波動(dòng)不大，最高為第2月的0.1%，符合PA應(yīng)低于0.1%的優(yōu)質(zhì)發(fā)酵青貯飼料的要求，至第8月迅速上升為0.16%，但未達(dá)到0.3%以上的梭酸發(fā)酵的含量，本研究未檢測到BA，說明整個(gè)發(fā)酵過程良好。

圖6 全株大麥青貯過程中pH和Lactic acid的動(dòng)態(tài)變化Fig.6 Dynamic change of pH and Lactic acid of whole barley in silage process

2.7 全株大麥青貯過程中發(fā)酵品質(zhì)評(píng)價(jià)

根據(jù)V-Score評(píng)分體系分?jǐn)?shù)分配計(jì)算式計(jì)算所有指標(biāo)累計(jì)得分，得分越高，品質(zhì)越好，按照優(yōu)質(zhì)(100)、良好(80分以上)、尚可(60～80分)、不良(60分以下)分別評(píng)價(jià)各月青貯發(fā)酵品質(zhì)，結(jié)果見表1。從表1可以看出，整個(gè)青貯過程中，各月的氨態(tài)氮/總氮比值均小于5%，各月得分均為50分，丁酸均未檢測出，各月得分均為40分，乙酸+丙酸的和均在0.2～1.5之間，根據(jù)計(jì)算式Y(jié)A=(150-100XA)/13計(jì)算，三項(xiàng)指標(biāo)合計(jì)的綜合得分均為90分以上，說明發(fā)酵品質(zhì)均達(dá)到優(yōu)等級(jí)別，綜合CP、NDF、ADF等常規(guī)營養(yǎng)成分以及霉變率多項(xiàng)指標(biāo)來看，發(fā)酵最好月份是第5月。

表1 全株大麥青貯過程發(fā)酵品質(zhì)評(píng)價(jià)Table 1 Fermentation quality evaluation of whole barley in silage process

3 討 論

3.1 全株大麥青貯過程的霉變變化

青貯發(fā)酵是由多種微生物參與、不同菌群交互演變的一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過程，青貯不同階段參與的微生物不同，最常見的有乳酸菌、好氧芽抱、霉菌等[16]，霉菌是青貯飼料有氧腐敗的主要有害微生物。飼料原料的含水量、壓實(shí)程度、密封好壞以及二次發(fā)酵等因素可導(dǎo)致青貯發(fā)生霉變。研究表明，紫花苜蓿袋裝青貯第4月開始變質(zhì)，第5月開始霉變，第6月霉變?cè)龆啵?月全部霉變[17]；蠶豆秸稈三層拉伸膜裹包青貯4個(gè)月內(nèi)霉變率在5%以內(nèi)，第5個(gè)月霉變率顯著增加，第6個(gè)月霉變接近50%[18]。本研究1～5月的霉變變化與以上的研究大體一致，但從第6個(gè)月霉變急劇增高，整個(gè)過程最高僅達(dá)到18.95%，相對(duì)于豆科植物，全株大麥的霉變率較低，非常適合制作裹包青貯。裹包膜的層數(shù)、顏色、厚度、貯存時(shí)間會(huì)影響裹包青貯的質(zhì)量[19]。增加包膜層數(shù)可以顯著提高拉伸膜的氣密性[20]，若較長時(shí)間貯存青貯可以增加包膜的層數(shù)以提高青貯品質(zhì)，但同時(shí)增加了生產(chǎn)成本。研究表明，裹包圓草捆時(shí)，外表面纏繞4層薄膜可以貯存半年，纏繞6層薄膜可以貯存1年[21]。本研究全株大麥青貯采用三層裹包膜，隨著青貯時(shí)間的延長和外界環(huán)境的變化，5個(gè)月后三層裹包膜易老化漏氣，導(dǎo)致霉變?cè)龈摺Ｔ趯?shí)際生產(chǎn)中，冬春季節(jié)(2-3月)制作的三層膜裹包全株大麥青貯應(yīng)在5個(gè)月內(nèi)及時(shí)飼喂，不僅避免霉變損失，且與夏末秋初玉米飼草收獲時(shí)間銜接，全面保證了家畜粗飼料的供應(yīng)。

3.2 全株大麥青貯過營養(yǎng)品質(zhì)變化

一般含水量在70%以上的新鮮飼草青貯期間除了發(fā)酵損失外，還產(chǎn)生大量的青貯滲出液使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)大量流失，形成品質(zhì)差或不穩(wěn)定的青貯飼料，需通過晾曬調(diào)萎處理降低水分來提高青貯品質(zhì)[22-24]，安曉寧研究表明，飼草含水量低于70%的飼草已無滲出液[25]，本研究中，新鮮全株大麥經(jīng)過風(fēng)干晾曬的水分含量在50%～65%，取樣時(shí)查看無滲出液，第1～2月的DM、EE、CP、NDF和ADF含量呈現(xiàn)下降，至第3月才上升，原因可能是青貯開始仍未死亡的大麥細(xì)胞進(jìn)行了有氧呼吸導(dǎo)致DM、EE、CP的損失；另外，有可能是發(fā)酵初期營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為發(fā)酵底物進(jìn)行發(fā)酵而導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)的損失，這和其他研究結(jié)果也相一致[26-27]，到第7月DM、EE再次呈現(xiàn)下降趨勢，有可能是青貯時(shí)間較長或者外界環(huán)境變化引起。CP的含量是衡量青貯營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)，在本研究長達(dá)8個(gè)月的青貯過程中，全株大麥青貯粗蛋白基本保持在8%～10%之間升降變化，第8月達(dá)到最大值，表明青貯時(shí)間對(duì)CP具有顯著影響。NDF代表飼料容積，決定著家畜的飽腹度，與家畜的自由采食量呈負(fù)相關(guān)，NDF越低，干物質(zhì)采食量越大；ADF與消化率呈負(fù)相關(guān)，ADF越高，家畜的消化率越低。本研究中NDF和ADF兩者從1～2月下降，3月起逐月形成較為一致的“波形”變化，說明青貯時(shí)間對(duì)NDF和ADF影響也較大。

3.3 全株大麥青貯過程的發(fā)酵品質(zhì)變化

青貯的發(fā)酵是微生物競相生長繁殖的復(fù)雜過程，pH、氨態(tài)氮與總氮比值(NH3-N/TN)和有機(jī)酸(乳酸、乙酸、丁酸、丙酸)是評(píng)價(jià)青貯發(fā)酵品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。pH可簡單直觀粗略的估計(jì)青貯飼料的品質(zhì)，優(yōu)良青貯的pH應(yīng)低于4.2，本研究中pH總體呈下降趨勢，第4月相比第3月小幅度上升了0.11，可能是環(huán)境溫度升高導(dǎo)致。NH3-N/TN反映了青貯飼料中蛋白質(zhì)及氨基酸的分解程度，比值越大，青貯質(zhì)量越差，發(fā)酵良好的青貯飼料氨氮與總氮的比值應(yīng)在5%～7%的范圍[28]，本研究氨態(tài)氮與總氮比值均小于5%，表明蛋白質(zhì)及氨基酸的分解少，發(fā)酵過程良好。青貯的開始是微生物活動(dòng)的起始階段，此時(shí)乳酸菌在數(shù)量和活動(dòng)上未占優(yōu)勢，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，乳酸菌迅速增殖并產(chǎn)生大量的乳酸抑制了有害菌發(fā)酵，增加乙酸和丙酸含量，降低青貯的pH，當(dāng)pH下降到4.2以下，乳酸菌本身的活動(dòng)逐漸緩慢，降低到3.8以下，乳酸菌的活性被抑制，青貯中所有的生物和化學(xué)過程幾乎全部停止，只要厭氧和酸性的環(huán)境不變，青貯可長期保存[29]。本研究在第1-2月乳酸迅速上升和pH迅速下降，此時(shí)是乳酸菌增殖活躍和pH變化的最大時(shí)期，也證實(shí)了以上乳酸增值pH下降的生長規(guī)律。適當(dāng)?shù)囊宜?AA)和丙酸(PA)有益于青貯的發(fā)酵，在青貯飼料中，乙酸含量(≤3.0%)次于乳酸，其能抑制有害菌生長，降低pH，提高有氧穩(wěn)定性；丙酸對(duì)真菌有抑制作用，優(yōu)質(zhì)發(fā)酵青貯丙酸應(yīng)低于0.1%；丁酸由梭狀芽孢桿菌產(chǎn)生，該菌屬于不耐酸的細(xì)菌，通常在pH達(dá)4.7以下即被抑制了生長。本研究乙酸含量在0%～1%的范圍內(nèi)，隨發(fā)酵過程呈“波形”曲線趨勢，相對(duì)乳酸而言呈現(xiàn)相反的增減趨勢，丙酸含量僅有第8月達(dá)到0.16%，其他月份都在0.1%以下范圍內(nèi)波動(dòng)，但第8月乳酸含量下降，丙酸含量上升到最高的0.16%，有可能是青貯時(shí)間過長裹包密封性的因素導(dǎo)致。丁酸(BA)各月均未檢出，與pH低于4.7抑制丁酸菌生長的觀點(diǎn)相符。在傳統(tǒng)的青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)或體系中，多數(shù)以乳酸、乙酸、丁酸和氨態(tài)氮含量作為主要評(píng)定指標(biāo)，但有研究者認(rèn)為部分牧草乳酸含量不能作為評(píng)定青貯發(fā)酵品質(zhì)好壞的標(biāo)準(zhǔn)，V-Score評(píng)分體系突破了傳統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[15]去除了乳酸含量的指標(biāo)，本研究采用該體系進(jìn)行評(píng)價(jià)，整個(gè)青貯過程中各月均屬于優(yōu)質(zhì)發(fā)酵。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，在云南中部地區(qū)冬春季制作全株大麥拉伸膜裹包青貯質(zhì)量優(yōu)良，青貯第3個(gè)月(90 d)后大部分指標(biāo)基本達(dá)到穩(wěn)定狀況。全株大麥三層拉伸膜裹包青貯適宜保存5個(gè)月，超過5個(gè)月則霉變率增高。