丁 婉 邢寶龍

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒區(qū)作物研究所，山西 大同 037008）

青貯玉米（Zea mays）是我國(guó)廣泛應(yīng)用的主要優(yōu)質(zhì)飼料作物，具有生物產(chǎn)量高、適口性好、營(yíng)養(yǎng)成分豐富等優(yōu)勢(shì)［1］，且因本身附著乳酸菌較多而易青貯成功［2］。近年來，隨著國(guó)家糧改飼政策的實(shí)施和推廣，飼料需求也不斷上升。晉北地區(qū)粗飼料資源豐富，在大力推廣大豆（Glycine max）生產(chǎn)的過程中，同時(shí)產(chǎn)生了大量秸稈，秸稈直接焚燒或堆積田間地頭不僅浪費(fèi)生物燃料，還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染［3］。已有研究表明，大豆秸稈與禾本科作物混貯可以提高其青貯效果［4］。羅燕等［5］研究表明，將多花黑麥草與大豆秸稈以8∶2和7∶3的比例混貯可有效解決大豆秸稈難以青貯問題，提高適口性和利用率。劉海燕等［6］研究發(fā)現(xiàn)，全株大豆單貯無法達(dá)到優(yōu)質(zhì)青貯飼料標(biāo)準(zhǔn)，將全株大豆與玉米秸稈按照1∶1的混合比例青貯可使乳酸含量提高34.65%，乙酸含量和pH值顯著降低（P＜0.05）。另有研究證實(shí)，青貯玉米和豆科植物混合青貯方式利于青貯原料間養(yǎng)分互補(bǔ)，提高青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和飼用價(jià)值［7-9］。為了減少養(yǎng)分損失，提高青貯發(fā)酵品質(zhì)，在青貯時(shí)加入合適的添加劑進(jìn)行加工調(diào)制是當(dāng)前保證青貯質(zhì)量的有效方式［10-11］。例如，添加布氏乳桿菌不僅能產(chǎn)生乳酸和乙酸，同時(shí)還能有效抑制酵母菌和霉菌的滋生，提高有氧穩(wěn)定性。

目前，關(guān)于混合青貯已有諸多研究［12-13］，但有關(guān)青貯玉米與大豆秸稈混合比例及添加劑對(duì)青貯影響的研究尚鮮見。因此，本試驗(yàn)以全株玉米和大豆秸稈為原料，按不同比例進(jìn)行混合，并添加布氏乳桿菌（Lactobacillus buchneri，LB）制備成青貯飼料，分析混合比例和添加劑對(duì)青貯玉米與大豆秸稈青貯發(fā)酵品質(zhì)、微生物數(shù)量的影響，并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，以提高大豆秸稈利用率，驗(yàn)證青貯玉米與大豆秸稈混合利用的可行性，篩選出最適宜的混合比例，獲得優(yōu)良的青貯飼料，旨在為青貯玉米與大豆秸稈混合青貯及豐富飼草資源提供理論依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于山西省朔州市毛皂鄉(xiāng)山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒區(qū)作物研究所試驗(yàn)基地（112°34′～114°34′E，39°03′～40°44′N，平均海拔1 040 m），該地處于北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶，屬大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫6.4 ℃，多年平均降水量437 mm，無霜期120 d。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所選乳熟期的全株玉米和鼓粒期的春大豆秸稈由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒區(qū)作物研究所提供。布氏乳桿菌為粉狀活菌制劑，活菌數(shù)為1×105CFU·g-1，由山東寶來利來生物工程（泰安）股份有限公司提供，青貯原料營(yíng)養(yǎng)成分如表1所示。

表1 青貯前青貯玉米和大豆秸稈的營(yíng)養(yǎng)成分含量Table 1 The nutrition components content in silage maize and Soybean straw before ensiling/%

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)所用原料于2020年9月在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)高寒區(qū)作物研究所試驗(yàn)地收獲，在陰涼處凋萎至含水量60%～70%左右，切割成1～2 cm小段，分別按照10∶0（T0）、8∶2（T2）、6∶4（T4）、4∶6（T6）、2∶8（T8）、0∶10（T10）的質(zhì)量比將玉米和大豆秸稈混合均勻。每個(gè)混合比例分別設(shè)置對(duì)照組（CK組，添加等量無菌水）和布氏乳桿菌接種組（LB 組，添加量為1×105CFU·g-1）兩個(gè)處理，每個(gè)處理3 次重復(fù)，將每組所用菌粉溶解至100 mL 無菌水中，均勻噴灑在青貯飼料上，制成樣品。將樣品混合均勻后裝填至聚乙烯真空袋內(nèi)，每袋500 g，抽真空密封，室溫下避光存放，青貯60 d后取樣分析。

1.4 測(cè)定指標(biāo)和方法

1.4.1 感官評(píng)定 按照德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)（Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft，DLG）青貯質(zhì)量感官評(píng)分法及等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)氣味、結(jié)構(gòu)、色澤3方面進(jìn)行評(píng)定，滿分為20 分，16～20 分為優(yōu)良，10～15 分為尚好，5～9 分為中等，0～4分為腐?。?4］。

1.4.2 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析 原料及青貯飼料干物質(zhì)（dry matter，DM）含量采用烘干法測(cè)定［15］，粗蛋白質(zhì)（crude protein，CP）含量采用FOSS8400 型全自動(dòng)凱氏定氮儀（丹麥福斯分析儀器公司）測(cè)定［16］，中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF）與酸性洗滌纖維（acid detergent fiber，ADF）含量采用范氏纖維測(cè)定法測(cè)定［17］，水溶性碳水化合物（water soluble carbohydrate，WSC）含量用蒽酮比色法測(cè)定［18］。

1.4.3 發(fā)酵品質(zhì)分析 使用PHS-2C 精密酸度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）測(cè)定pH 值［19］，使用高效液相色譜測(cè)定有機(jī)酸含量［20］，氨態(tài)氮（ammonia nitrogen，NH3-N）含量采用苯酚-次氯酸比色法測(cè)定［21］。

1.4.4 微生物數(shù)量的測(cè)定 青貯60 d后，稱取20 g青貯鮮樣于180 mL無菌生理鹽水（8.5 g·L-1NaCl）中，在搖床上震蕩30 min，將此溶液再適度稀釋后，分別取100 μL 在培養(yǎng)基上涂布均勻，采用平板計(jì)數(shù)法［22］測(cè)定微生物數(shù)量。其中乳酸菌采用乳酸菌固體（De Man，Rogosa and Sharpe，MRS）培養(yǎng)基，酵母菌和霉菌采用孟加拉紅培養(yǎng)基，均在30 ℃培養(yǎng)48 h 后對(duì)活菌進(jìn)行有效計(jì)數(shù)［23］。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，SPSS 23.0軟件進(jìn)行方差分析，多重比較采用Duncan 法，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 青貯飼料的感官評(píng)定

從氣味、質(zhì)地和色澤等方面對(duì)青貯飼料進(jìn)行感官評(píng)定。結(jié)果如表2 所示，在氣味方面，T10CK 組有輕微的酸味，其余處理組均有芳香味；質(zhì)地和色澤方面，T0、T2、T4、T6、T8 組均質(zhì)地柔軟、易分離，莖葉結(jié)構(gòu)基本保持原狀，色澤為黃綠色，而T10組的青貯飼料質(zhì)地較差，無蓬松感，顏色呈黃褐色。綜合分析，大豆秸稈單貯感官評(píng)價(jià)最差，青貯玉米單貯和青貯玉米與大豆秸稈混貯效果較好，且LB組的青貯飼料感官評(píng)價(jià)優(yōu)于CK組。

表2 混合比例和添加劑對(duì)青貯感官評(píng)定的影響Table 2 Effects of mixing ratio and additive on sense evaluation of silage

2.2 混合青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)成分

由表3 可知，混合青貯的青貯飼料營(yíng)養(yǎng)成分含量均介于單貯青貯玉米與單貯大豆秸稈之間。大部分添加劑組的DM、CP、ADF、NDF 和WSC 含量低于CK 組。隨著大豆秸稈混合比例的增加，青貯飼料的DM、CP和WSC 含量逐漸增加，ADF 和NDF 含量則下降。在相同添加劑下，混合比例T4、T6、T8 的DM 和CP 含量與單貯T0 整體差異顯著，混合比例T2、T4 和T6 的5 個(gè)營(yíng)養(yǎng)成分指標(biāo)含量與單貯T10整體差異顯著。對(duì)不同因素進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，從添加劑因素角度，添加劑組的青貯飼料營(yíng)養(yǎng)成分含量和對(duì)照組相比基本無顯著差異。從混合比例角度，在混合青貯中T6 和T8 組DM 和CP 含量較高，T6 和T8 組的ADF 和NDF 含量較低。因此，從營(yíng)養(yǎng)成分的角度考慮，T6 和T8 組在混合青貯中效果較好。

表3 混合比例和添加劑對(duì)青貯營(yíng)養(yǎng)成分含量的影響Table3 Effects of mixing ratio and additive on nutrient composition content of silage/% DM

2.3 青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)

混合比例、添加劑及兩個(gè)因素的交互作用對(duì)青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的影響見表4。pH值可作為青貯質(zhì)量的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，從添加劑因素來看，青貯60 d 時(shí)，T0 和T10的CK 組pH 值分別為4.25 和4.47，LB 組的pH 值均低于CK 組，混合青貯中T2、T4、T6 和T8 組pH 值基本無顯著差異，且pH值均在4.1以下。LB組的乳酸含量低于CK 組，而氨態(tài)氮/總氮、乙酸和丙酸含量高于CK 組。從混合比例因素來看，隨著大豆秸稈比例的增加，pH值、氨態(tài)氮/總氮、乙酸和丙酸含量降低，而乳酸含量呈增加的趨勢(shì)。相同添加劑下，T2、T4、T6、T8 組pH 值、乙酸含量和氨態(tài)氮/總氮分別與T0 和T10 組整體差異顯著（P＜0.05）。綜合比較發(fā)現(xiàn)，T8組pH 值最低，乳酸含量較高，乙酸、丙酸和氨態(tài)氮/總氮含量均較低。

表4 混合比例和添加劑對(duì)混合青貯發(fā)酵品質(zhì)的影響Table 4 Effects of mixing ratio and additive on the fermentation quality of silage

2.4 混合青貯飼料微生物數(shù)量

由表5 可知，青貯60 d 開袋后，LB 組的乳酸菌數(shù)量均顯著高于CK 組（P＜0.05），其中，T8LB 組的乳酸菌數(shù)量高達(dá)8.51 lg CFU·g-1FM，整體顯著高于其他組（P＜0.05）；而酵母菌和霉菌數(shù)量整體顯著低于CK 組（P＜0.05），說明使用添加劑能增加乳酸菌數(shù)量，抑制酵母菌和霉菌的生長(zhǎng)。隨著大豆秸稈比例的增加，乳酸菌數(shù)量呈逐漸上升趨勢(shì)，酵母和霉菌數(shù)量則逐漸降低，且T8 組乳酸菌數(shù)量較多，酵母菌和霉菌數(shù)量較少。

表5 混合比例和添加劑對(duì)青貯微生物數(shù)量的影響Table 5 Effects of mixing ratio and additive on microbial population of silage /（lg CFU·g-1 FM）

3 討論

3.1 混合比例和添加劑對(duì)青貯飼料感官品質(zhì)的影響

感官評(píng)判主要是通過氣味、質(zhì)地以及色澤等感官指標(biāo)對(duì)青貯飼料進(jìn)行初期評(píng)價(jià)［24］。高品質(zhì)的青貯飼料有芳香味，葉莖結(jié)構(gòu)完整，顏色呈黃綠色近于本色［25］。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大豆秸稈單貯60 d 后有微弱的酸味，青貯飼料質(zhì)地較差，無蓬松感，色澤呈黃褐色，等級(jí)為尚好，表明大豆秸稈單獨(dú)青貯難以成功。而單貯青貯玉米或大豆秸稈與青貯玉米混合青貯有芳香的氣味，顏色呈黃綠色；質(zhì)地方面，柔軟易分離，等級(jí)為優(yōu)良。此外，與添加劑組相比，對(duì)照組的飼料青貯效果一般，與李孟偉等［26］的研究結(jié)果一致，這可能是由于常規(guī)青貯條件下產(chǎn)酸較差，乳酸菌難以發(fā)酵。

3.2 混合比例和添加劑對(duì)青貯飼料營(yíng)養(yǎng)成分的影響

WSC 和CP 是飼料中重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，本研究中，青貯玉米WSC 含量豐富（22.66% DM），青貯玉米和大豆秸稈混合后的WSC 含量高于大豆秸稈單貯，說明青貯玉米能為青貯發(fā)酵提供更多的WSC，這與張歡等［27］的研究結(jié)果相似。本研究發(fā)現(xiàn)，T6 和T8 的DM、CP 含量較高，而CP 含量越高，飼料品質(zhì)越好［28］，說明大豆比例增大會(huì)提升青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。文興金等［29］研究發(fā)現(xiàn)，全株玉米和大豆混合青貯提高WSC 和CP含量是由于全株玉米和大豆分別含有較高的WSC 和CP 含量，使得二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而彌補(bǔ)全株玉米CP 含量低和大豆WSC 含量不足的問題［30］。NDF 和ADF 是反映飼草纖維品質(zhì)的主要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)［31］，其含量過高會(huì)影響反芻動(dòng)物的消化吸收。本研究混合青貯ADF 和NDF 含量均低于大豆秸稈單貯，且添加劑組的ADF 和NDF 含量均低于對(duì)照組，可能是由于大豆秸稈的細(xì)胞壁被添加劑有效破解，降低了纖維含量［32］，從而提高了大豆秸稈的利用率，獲得消化率和飼用價(jià)值較高的飼草［33］，這與田靜等［34］的研究結(jié)果一致。

3.3 混合比例和添加劑對(duì)青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的影響

pH值是衡量青貯飼料品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)之一［35］，一般pH值較低能抑制有害微生物的繁殖。本試驗(yàn)中，大豆秸稈單貯pH 值為4.47，而混合青貯的pH 值均低于4.20，且添加劑組pH 值低于對(duì)照組，達(dá)到了優(yōu)質(zhì)飼料的要求。說明青貯玉米可增加WSC 含量，為促進(jìn)發(fā)酵產(chǎn)生大量乳酸，使pH 值降低，彌補(bǔ)大豆秸稈單獨(dú)青貯的缺陷，改善青貯品質(zhì)。Muck［36］研究報(bào)道，使用添加劑可以有效降低pH 值，飼料的pH 值越低，酸度越大，可更好地抑制酵母菌和霉菌的繁殖，使青貯飼料能夠長(zhǎng)期保存。劉圈煒等［37］研究發(fā)現(xiàn)，在青貯玉米秸稈中添加乳酸菌制劑能夠明顯降低飼料的pH值、氨態(tài)氮和丁酸含量。本試驗(yàn)亦達(dá)到相同的效果。綜合分析，添加劑的發(fā)酵品質(zhì)優(yōu)于對(duì)照組，這與添加劑能加速分解產(chǎn)生更多的乳酸有關(guān)，對(duì)飼料發(fā)酵發(fā)揮著積極作用。有機(jī)酸是青貯飼料優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)［38］，其中乳酸是重要的有益酸，乳酸所占比例越大，丁酸含量越低，青貯品質(zhì)越好［39-40］。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與大豆秸稈單貯相比，大豆秸稈和青貯玉米混貯后，隨著大豆秸稈比例的增加，乳酸含量逐漸增加，而乙酸含量呈減少的趨勢(shì)，由于青貯玉米含有豐富的WSC，具有易發(fā)酵的特性，能更好地促進(jìn)青貯發(fā)酵。NH3-N/TN 是反映青貯飼料蛋白質(zhì)分解程度的指標(biāo)，其值越大，蛋白質(zhì)降解越多，青貯質(zhì)量越差［41］。本研究中，NH3-N/TN隨大豆秸稈比例的增加而降低，且混合青貯低于大豆秸稈單貯，這說明混合青貯有利于提高青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)。與閆艷紅等［42］的研究結(jié)論相一致。而楊烈等［43］則發(fā)現(xiàn)添加乳酸菌可以降低狗牙根青貯飼料的氨態(tài)氮含量，與本研究結(jié)果相反，造成差異的原因可能與采用的乳酸菌類型有關(guān)。

3.4 混合比例和添加劑對(duì)青貯飼料微生物數(shù)量的影響

微生物作為青貯發(fā)酵過程中的關(guān)鍵因素將直接影響青貯發(fā)酵品質(zhì)好壞。乳酸菌是青貯中被廣泛應(yīng)用的最關(guān)鍵有益微生物，可以抑制有害微生物滋生及蛋白質(zhì)水解［44］。本試驗(yàn)中，添加布氏乳桿菌均能增加乳酸菌數(shù)量，且高于對(duì)照組，尤以T8組乳酸菌的數(shù)量最高，達(dá)8.51 lg CFU·g-1FM，與陳雷等［45］的研究結(jié)果一致。說明添加劑能有效調(diào)控青貯的發(fā)酵進(jìn)程，對(duì)有害微生物滋生起到一定的抑制作用。相關(guān)研究表明，酵母菌是導(dǎo)致青貯飼料有氧變質(zhì)的主要微生物［46-49］。本試驗(yàn)添加劑組酵母菌數(shù)量均顯著低于對(duì)照組，這是由于布氏乳桿菌屬于異性發(fā)酵乳酸菌，在發(fā)酵中產(chǎn)生了乙酸，抑制了酵母菌的活動(dòng)。霉菌屬于有害微生物，不但消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)還容易產(chǎn)生霉菌毒素，導(dǎo)致飼料適口性降低、品質(zhì)下降［50］。本研究發(fā)現(xiàn)，添加劑組霉菌數(shù)量少于對(duì)照組，說明添加布氏乳桿菌能有效抑制霉菌生長(zhǎng)，防止飼料霉變。大豆秸稈單貯酵母菌和霉菌數(shù)量大幅增多，這可能與大豆秸稈的WSC 含量較高，可產(chǎn)生較多的有害微生物有關(guān)。

4 結(jié)論

青貯玉米與大豆秸稈混合青貯不僅提高了大豆秸稈的利用率，豐富了飼料來源，而且提升了青貯飼料的發(fā)酵品質(zhì)和飼用價(jià)值。使用添加劑對(duì)提高青貯玉米和大豆秸稈混合青貯品質(zhì)效果較好。從秸稈最大化利用和飼用價(jià)值考慮，在晉北地區(qū)農(nóng)牧交錯(cuò)帶，青貯玉米與大豆秸稈混合比例為4∶6和2∶8時(shí)，青貯飼料具有較好的發(fā)酵品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。