含水量及添加劑對燕麥捆裹青貯品質的影響

覃方銼，趙桂琴＊，焦婷，韓永杰，侯建杰，宋旭東

（1．甘肅農業大學草業學院 草業生態系統教育部重點實驗室 甘肅省草業工程實驗室 中－美草地畜牧業可持續發展研究中心，甘肅 蘭州730070；2．甘肅夏河永杰草畜有限責任公司，甘肅 合作747000）

青貯飼料因其營養損失低、氣味酸香、柔軟多汁、適口性好等優點越來越受到關注，是現代畜牧業發展不可替代的重要飼料形式［1］。合理的添加劑可改善青貯發酵條件，加速發酵過程，降低發酵消耗，提高青貯飼料的品質。近年來，不少學者研究了添加劑對苜蓿（Medicagosativa）、光葉紫花苕（Viciavillosa）、披堿草（Elymus dahuricus）、黑麥草（Loliummultiflorum）等青貯品質的影響［2－5］。添加乳酸菌可降低青貯燕麥（Avenasativa）的pH值和氨態氮含量、增加有益菌發酵、減少干物質損失量，顯著提高青貯品質［6］。添加尿素可降低青貯玉米（Zeamays）秸稈的pH值，提高蛋白質含量，并有利于保存可溶性碳水化合物的保存［7］。添加玉米粉可使青貯原料的中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、粗脂肪、丁酸和氨態氮含量顯著降低［8－9］，改善原料的青貯發酵品質。青貯是一個利用微生物厭氧發酵的復雜過程，青貯品質受到多種因素的影響。除添加劑外，原料本身的含水量也是影響青貯品質的一個重要因素［10］。含水量太高青貯不容易成功，大量營養成分滲出，造成損失甚至引起霉變［11］；含水量過低，不僅使營養物質大量損失，并且不利于壓實，容易引起好氧霉變［12］。因此，在研究添加劑對青貯品質的作用時，還需要綜合考慮原料含水量的影響。

燕麥是中國西部二陰山區和高寒陰濕區等自然條件較差地區的重要飼料來源，具有適應性強、易于栽培、抗逆性強、產量高、品質優等特點［13］，一般用于曬制干草［14］。但二陰山區和高寒陰濕區秋季雨水較多，影響燕麥干草的曬制，很難獲得顏色綠、品質高、含水量低的優質干草［15］。在這些地區燕麥更適于青貯，稍加晾曬即可制成優質的青貯料。但由于種種原因，燕麥無論是干草還是青貯方面的研究都比較滯后，尤其是青貯，更是鮮有報道［16］。燕麥青貯的最佳含水量、是否需要添加劑、以及添加劑對青貯的影響等方面的研究幾乎是空白，無法指導生產實踐。因此，本研究擬從營養指標、發酵品質與主要微生物類群數量3個方面，探討含水量及添加劑對燕麥青貯品質的影響，為燕麥青貯調制方案的確立提供依據。

1 材料與方法

1．1 試驗地概況

試驗點位于甘肅省甘南藏族自治州夏河縣東北部王格爾塘鎮，地理位置E 102°83′，N 35°23′。海拔2517m，最高氣溫29．7℃，最低氣溫－24．1℃，年均氣溫3．9℃；年降水量489mm，屬寒冷濕潤氣候。試驗地為農耕地，地勢平坦，肥力均勻。試驗地土壤有機質含量為1．98%；全氮1．18g／kg；速效氮60．27mg／kg；速效磷57．09mg／kg；pH 7．84。

1．2 試驗材料

供試燕麥為隴燕3號（A．sativacv．Longyan No．3），來自甘肅農業大學草業學院。于2012年4月以撒播方式種植，播量255kg／hm2，以磷酸二氨作基肥，施用量225kg／hm2，至2012年8月灌漿期刈割。添加劑為玉米粉（市售）、尿素（含氮量46%，市售）、Synlac Dry（亞芯生物科技有限公司）、Sila－Max 200（美國 Ralco Nutrition公司）。

1．3 試驗設計

燕麥于灌漿期采用圓盤式割草機齊地刈割，自然條件下翻曬，并持續用水分測定儀多次觀測，待含水量達到45%～50%（A1）、65%～70%（A2）時分別添加各添加劑。添加量均以青貯原料鮮重為基準，玉米粉（B1）、尿素（B2）添加量分別為4%和0．4%；Synlac Dry青貯粉劑（B3）、Sila－Max 200（B4）添加量分別為0．002和0．0025 g／kg；不加添加劑直接青貯為對照（CK）。以圓型打捆機打捆（50cm×70cm），再以裹包機裹包，置于室內，于青貯第40天取樣測試。具體實驗設計見表1。

表1 燕麥青貯試驗設計Table 1 Experiment design of oat silage

1．4 指標測定

1．4．1 常規營養指標測定 取樣時除去青貯草捆表面的青貯料，分別在草捆不同位置取樣約200g并均勻混合，于105℃滅酶15min后65℃烘干至恒重，烘干樣粉碎后過40目（0．425mm）篩并置于自封袋中密封保存，用于各指標測定。

測定方法參照任繼周等的《草原生態化學》［17］以及楊勝的《飼料分析及飼料質量監測技術》［18］。粗蛋白（crude protein，CP）含量以凱氏定氮法測定；中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF）、酸性洗滌纖維（acid detergent fiber，ADF）含量均以Van soest法測定；氨態氮（ammoniacal nitrogen，NH3－N）含量以苯酚－次氯酸鈉比色法測定；可溶性糖（water soluble carbohydrate，WSC）含量以蒽酮比色法測定。

1．4．2 乳酸及揮發性脂肪酸的測定 取20g青貯樣，加入180mL去離子水于4℃冰箱中浸提24h，4層紗布過濾后用定性濾紙精濾，0．22μm濾膜過濾后采用安捷倫1260高效液相色譜和G1321B紫外熒光檢測器測定乳酸（lactic acid，LA）、乙酸（acetic acid，AA）、丙酸（propionic acid，PA）、丁酸（butyric acid，BA）含量。色譜條件：SBAQ C18色譜柱（4．6mm×250mm）；流動相 A（甲醇）∶流動相 B［0．01mol／L （NH4）2HPO4，pH＝2．70］＝3∶97，流速1mL／min；檢測波長210nm，進樣量20μL，柱溫25℃。

1．4．3 主要微生物類群數量測定 分別在草捆不同位置取樣，均勻混合并低溫保存。取20g青貯樣，加入180 mL 0．85%的滅菌生理鹽水稀釋，采用平板梯度稀釋法測定青貯料中主要微生物類群數量。乳酸菌（lactic acid bacteria，LAB）數量測定采用MRS培養基，一般好氧細菌（bacteria，Bac）數量采用普通瓊脂培養基，霉菌、酵母菌（mould and yeast，M＆Y）數量測定采用虎紅瓊脂培養基。

1．5 統計分析

應用Excel 2007及SPSS 18．0軟件對數據進行初步整理，再以SAS JMP 10進行統計分析。

2 結果與分析

2．1 含水量對燕麥青貯品質的影響

從表2可知，含水量和添加劑對各項測定指標均有顯著影響，而且對大多數指標的影響達到了極顯著水平。二者的互作效應也非常明顯，除對Bac互作效應不顯著外，對CP、AA和LAB的互作效應顯著，對其余指標的互作甚至達到了極顯著水平。

與A1相比，A2含水量下各添加劑處理變化如下：添加玉米粉后，燕麥青貯的CP、WSC、LA、M＆Y和LAB保持穩定，NDF和ADF分別降低了8．28%和10．82%，NH3－N下降8．99%（表3～5）。添加尿素后CP含量提高了15．81%；LA、AA、PA、Bac和LAB保持穩定；M＆Y降低了13．33%。添加Synlac Dry后CP、ADF、AA、PA、M＆Y、Bac和LAB也保持相對穩定；LA含量提高了21．69%；WSC含量亦增加；同時NDF、NH3－N分別下降了6．01%和10．78%。添加Sila－Max 200后燕麥青貯的CP、LA、AA、PA、M＆Y、LAB均保持穩定，WSC增加，NDF、ADF和 M＆Y分別降低了9．06%，18．84%，14．05%。A2含水量下的CK與 A1含水量下相比，CP、ADF、PA、M＆Y、M＆Y和LAB相差不大，LA含量提高了62．71%，NDF亦有所降低。綜上可知，A2（65%～70%）含水量更有利于燕麥青貯。

表2 含水量及添加劑交互作用的方差分析Table 2 Variance analysis of the interaction of moisture content and additive

2．2 添加劑對燕麥青貯品質的影響

添加劑對燕麥青貯的各項品質指標均有顯著影響（表3～5）。在A2含水量下，與CK相比，添加玉米粉后CP、NDF和ADF沒有明顯變化，但WSC增加了21．22%；LA、AA分別降低了53．13%和30．00%；主要微生物類群的數量無明顯變化。

添加尿素后青貯燕麥的CP最高，較CK增加了22．78%；ADF有所增加；LA、WSC分別下降了32．29%和10．53%；NH3－N極顯著增加；霉菌、酵母菌（M＆Y）數量顯著減少，但LAB及Bac數量無明顯變化。

添加Synlac Dry的青貯燕麥與CK相比，其CP、揮發性脂肪酸含量及M＆Y、Bac數量無明顯變化；WSC增加了43．97%；M＆Y、Bac數量基本未變，LAB數量顯著增加；ADF和NH3－N分別降低了3．34%和61．52%。添加Sila－Max 200后，青貯燕麥的CP、WSC、LA、AA較CK分別增加了11．61%，19．24%，40．63%和43．33%；NDF、ADF和NH3－N分別降低了4．77%，7．59%和46．09%；M＆Y和Bac數量分別降低了19．57%和10．93%，LAB數量顯著增加。

在A2含水量下，添加Sila－Max 200的CP與添加尿素的CP含量相當，分別較玉米粉和Synlac Dry處理高12．72%和21．17%；NDF和ADF最低；同時，添加Sila－Max 200后LA和AA含量也最高，分別為1．35%和0．43%；對于主要微生物類群而言，其 M＆Y數量與尿素處理接近，但分別較玉米粉和Synlac Dry處理低19．08%和14．33%；Bac數量與Synlac Dry處理接近，但分別較玉米粉和尿素處理低12．59%和7．86%。Sila－Max 200處理的LAB數量最多，Synlac Dry處理次之，顯著高于玉米粉處理（表5）。

綜上可知，Sila－Max 200處理下燕麥青貯品質最佳，Synlac Dry次之；二者均優于玉米粉和尿素處理。

表3 不同處理下青貯燕麥的營養成分Table 3 Nutritional components content of oat silage under different treatments %DM

表4 不同處理下青貯燕麥的有機酸和氨態氮含量變化Table 4 Content of organic acid and ammonia nitrogen of oat silage under different treatments

3 討論

3．1 含水量對燕麥青貯品質的影響

青貯是利用微生物發酵作用將青綠青貯原料長時間保存的過程。原料含水量對青貯發酵有重要影響［10］。Yan等［19］通過對刈割后直接青貯及經過萎蔫處理的青貯料的研究認為，乳酸菌較易受到水分的影響。過高或過低的含水量均不利于青貯［11－12］，但適當降低青貯原料的含水量可使可溶性碳水化合物等養分濃縮，有利于乳酸菌發酵，提高青貯品質。一般認為青貯原料的含水量在65%左右為宜［10，20］。CP是青貯飼料中最重要的營養物質［21］，有機酸的含量與青貯飼料的品質呈正相關，而NDF和ADF含量較低的青貯飼料具有更高的采食率和消化率［22－23］。

表5 不同處理下青貯燕麥的主要微生物類群數量Table 5 Major microorganism quantity of oat silage under different treatments lg cfu／g

本研究結果表明，原料含水量對燕麥的青貯品質有顯著影響。總體而言，65%～70%含水量的燕麥原料在青貯后品質更好。與45%～50%含水量相比，其CP、有機酸含量相近，但NDF和ADF顯著降低。另一方面，在某些添加劑處理下霉菌與酵母菌（M＆Y）數量的確受原料含水量的影響，但乳酸菌的數量（108）始終遠高于霉菌與酵母菌的數量（103）；含水量對乳酸菌和芽孢桿菌數量的影響并不顯著（表5）。另外，含水量對 WSC和NH3－N含量作用顯著（P＜0．01）。原料含水量對微生物對底物的利用和代謝產物的生成有影響，即原料含水量可能影響了微生物代謝速率和代謝途徑。因此，原料含水量對青貯燕麥營養物質含量的影響可能不僅僅是由原料含水量影響微生物數量造成的，還有可能是由于不同含水量導致原料細胞分解速率和溶解物質含量不同，進而影響了微生物代謝速率和代謝途徑。

3．2 添加劑對燕麥青貯品質的影響

青貯添加劑的使用是為了創造有利于乳酸菌發酵的理想環境，促進乳酸大量生成使飼料酸化，加速青貯進程，減少養分損失、提高有氧穩定性，改善青貯質量。選擇合適的添加劑可顯著改善青貯的發酵品質［8］。

NDF是目前反映纖維質量好壞的最有效指標［22］。ADF是指示飼草能量的關鍵，其含量越低，飼草的消化率越高，飼用價值越大［23］。添加Sila－Max 200和Synlac Dry，由于在短時間內增加了青貯原料的乳酸菌含量，促進了乳酸發酵，迅速降低了青貯的pH值［24］，較好地改善了乳酸發酵條件，并且大量微生物能夠合成大量的酶，更有效地分解植物組織結構，使青貯燕麥的NDF和ADF含量顯著降低。而尿素及玉米粉處理在青貯發酵的前期，這種生物分解作用較弱，使其對NDF和ADF含量的降低作用并不顯著。并且本研究并未發現楊富裕和張蘊薇［25］報道的尿素具有降低青貯原料物質分解的某種稀釋效應。相反，本研究結果表明，添加尿素的青貯燕麥其WSC含量相對較低而NDF、ADF含量相對較高。其原因可能在于，尿素通過分解生成的氨溶于水形成的氫氧化氨，可削弱纖維素和木質素之間的聯系，進而溶解半纖維素，但這一反應過程可能需要更長的時間，在一般認為的青貯穩定時間內（40d左右），尿素未能與青貯原料發生深入反應，而青貯原料中可溶性碳水化合物的消耗卻使NDF、ADF含量相對增加。

一般認為，NH3－N的產生是由于青貯初期牧草中存留的氧氣使蛋白酶仍保有活力，將蛋白質分解為氨和胺［26］，是造成蛋白質損失的主要原因之一。此外，梭菌和腸細菌等好氧細菌在有氧狀態下將氨基酸進一步分解，亦增加了牧草蛋白質的損失量［27］。添加Sila－Max 200和Synlac Dry使乳酸菌數量在燕麥青貯初期、青貯草捆仍殘留部分氧氣的情況下便達到一個較高水平，乳酸菌大量繁殖的同時降低了青貯原料的pH值，抑制其他好氧微生物繁殖生長，并顯著降低了NH3－N的含量。

有研究報道，在青貯發酵中起作用的乳酸菌約有20多種，可以分成同型乳酸發酵菌（homolactics）和異型乳酸發酵菌（heterolactics）兩大類［28］。針對這2種不同類型乳酸菌的青貯研究結果報道不一致。李軍訓等［29］認為同型發酵乳酸菌在產乳酸和改善青貯飼料品質方面比異型乳酸發酵更有效；而郭旭生等［30］的研究結果表明，異型發酵乳酸菌的效果優于同型發酵乳酸菌。Wohlt［31］也發現異型乳酸菌更有利于促進有氧穩定性，防止二次發酵。Macdonald等［28］也指出，不同類型的乳酸菌其代謝過程存在較大差異。本研究亦得到相似的結論。雖然添加Sila－Max 200和Synlac Dry的青貯燕麥其LAB數量無明顯差異，但Sila－Max 200處理的LA含量顯著高于Synlac Dry處理，并且含有更高的CP和揮發性脂肪酸（VFA）、更低的NDF和ADF。這可能是由于Sila－Max 200和Synlac Dry中所含的乳酸菌菌種不同，青貯發酵中占優勢的乳酸菌菌種利用底物進乳酸發酵的代謝效率不同所致。因此，選擇高效的青貯乳酸菌菌種是保證良好發酵的重要前提。另外，單獨使用只含某種乳酸菌的青貯添加劑有時可能滿足不了實際生產需要，在選擇乳酸菌添加劑時應更多地趨向于含多類型乳酸菌菌種的復合菌劑。

適宜的可溶性碳水化合物含量是青貯成功的關鍵之一，是保證青貯發酵品質的前提條件［32］。由于燕麥本身較高的可溶性糖含量，緩沖能值低，不加任何添加劑就可成功青貯［33］，本研究中CK及各添加劑處理中均未檢測到BA，表明有害丁酸發酵得到很好控制，青貯發酵狀況良好。但添加劑處理后效果更佳。添加乳酸菌可降低青貯料的pH值和NH3－N含量，提高乳酸含量，促進青貯牧草中的有益微生物急劇增加［6］，提高青貯品質；添加尿素可彌補青貯料氮元素的不足［34］；添加玉米粉可顯著降低青貯原料的NDF和ADF［8］。

青貯是一個利用微生物發酵的復雜過程，含水量不僅影響營養物質的存在形式及相對含量，而且顯著影響青貯微生物的繁殖及代謝過程。添加劑的適當使用可使青貯過程能更好地利用水分，甚至克服不適宜水分帶來的負面影響，促進青貯發酵朝著有利于提高青貯品質的方向進行。因此，在進行青貯調制時需將二者進行綜合考慮。

4 結論

含水量對燕麥青貯品質影響顯著。65%～70%含水量下，各添加劑處理的青貯燕麥CP、主要有機酸含量、M＆Y和LAB數量比較穩定；NDF、ADF、WSC和M＆Y數量降低，NH3－N含量增加。因此，燕麥青貯的適宜含水量為65%～70%。

盡管燕麥不加添加劑也能夠成功青貯，但添加劑可加速青貯進程，降低營養損失，改善青貯品質。和玉米粉、尿素等非生物類添加劑相比，微生物添加劑青貯效果更佳，且Sila－Max 200在適宜含水量下青貯效果優于Synlac Dry。

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