川西北高寒牧區老芒麥和燕麥裹包青貯品質的研究

夏白雪，金　燕，金玉蘭，趙長菘，李達旭，劉　剛，孫　群

（1.四川大學生命科學學院資源微生物及生物技術重點實驗室，四川 成都 610064；2.四川省草原科學研究院，四川 成都 611731）

川西北高寒牧區老芒麥和燕麥裹包青貯品質的研究

夏白雪1，金燕1，金玉蘭1，趙長菘1，李達旭2，劉剛2，孫群1

（1.四川大學生命科學學院資源微生物及生物技術重點實驗室，四川 成都 610064；2.四川省草原科學研究院，四川 成都 611731）

通過對青貯飼草微生物數量動態變化及營養價值的檢測，旨在探明“核心料”對青貯品質的作用及確定飼草的青貯原料。選擇四川省阿壩藏族羌族自治州紅原縣瓦切草場的青貯飼草作為實驗原料。實驗設計分為青貯老芒麥、添加“核心料”的青貯老芒麥、青貯燕麥3個組。在所有采樣時間點，研究青貯飼草的乳酸菌、酵母菌、霉菌數量的3項微生物指標，在青貯起止兩個時間點測定pH值、水分、粗蛋白、氨態氮、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、乳酸含量7項理化指標。研究表明：在青貯過程中，添加“核心料”及采用燕麥為原料能有效降低飼草pH值，抑制青貯過程腐敗微生物生長，穩定飼草中蛋白質含量，降低纖維素含量，從而提高青貯營養價值，改善青貯品質。

老芒麥；燕麥；核心料；青貯

0　引　言

老芒麥（Elymus sibiricus Linn）是在北半球寒溫帶分布較廣的一種野生牧草，我國東北、內蒙古、甘肅、青海、新疆、西藏等地的草甸草原地帶均有分布，是國內牦牛養殖最主要的牧草[1]。其抗寒力強，在-40～-30℃的低溫和海拔4 000 m左右的高原能安全越冬，營養價值高、分蘗力強，極其適合青貯并用于牦牛飼養。燕麥（Avena sativa Linn）是高寒地區種植面積最廣的飼草，種子在2～4℃就能發芽，幼苗能忍受-4～-2℃的低溫環境，適宜于青藏高原寒冷、干旱的氣候，是青藏高原主要的一年生飼草作物。燕麥葉、秸稈多汁柔嫩，適口性好，一般作為青飼、收獲籽實或調制青干草，在畜牧業的穩定增產中發揮了巨大的作用。老芒麥和燕麥均為川西北高寒牧區冬季補飼的主要飼草。

目前，飼草通常采用青貯的方式進行貯存。青貯能夠延長飼草保存期，解決秋冬季飼草缺乏的現象，還能夠提高飼草的營養價值及適口性。常見的青貯方法有窖式、塔式、裹包式等，其中，牧草裹包青貯是一種簡單易行、成本低、貯存效果好的牧草加工貯存方法[2]。然而，由于四川紅原地區雨水較多，缺乏對厭氧環境的嚴格控制，一些腐敗微生物極易滋生，干草調制難度大，飼草營養價值損失嚴重，造成了牧草利用率低，給畜牧業生產帶來嚴重影響，故用常規青貯方法處理不易貯存成功[3]。青貯調制能使整個發酵體系的pH值顯著降低，從而抑制腐敗菌和病原微生物的生長，可以很好地保存老芒麥和燕麥的營養價值，提高飼草利用率，調整飼草供應期，受氣候變化影響小，能夠長時間保存牲畜飼草，是一種經濟實惠易操作的牧草貯藏技術[4]。添加制劑是青貯調制的一種重要方法，本研究向飼草老芒麥中添加的“核心料”是一種復合型營養制劑，包含菌康、酒糟、玉米、麥麩、菜籽粕等營養成分，是首次應用于川藏地區老芒麥青貯。

本文針對添加“核心料”制劑及選擇不同的青貯飼草原料，探究飼草青貯（前期）、飼草青貯（中期）、飼草貯存（后期），3個時期的微生物數量變化；探究開始飼草青貯時期、完成飼草青貯時期的理化性質變化，從青貯飼草微生物數量動態變化及營養價值兩個方面研究“核心料”對飼草老芒麥青貯品質的影響以及飼草原料的選擇對青貯品質的影響，為實際應用提供科學依據。

1　材料與方法

1.1樣品制備和采集

所有樣品均采自四川省阿壩藏族羌族自治州紅原縣瓦切草場。采樣時用75%乙醇消毒鐮刀后劃開裹包，勾取裹包中心的草料放入樣品袋中，排出空氣并封口，迅速轉移至冷藏箱中帶回實驗室冷藏。添加“核心料”的青貯老芒麥（TMR）成分比例見表1。

表1　TMR裹包青貯成分

1.2樣品前處理

在無菌條件下，將裹包青貯樣品混合均勻，分別從各樣品袋中稱取10 g樣品，置入含有90 mL無菌水的三角瓶中，振蕩30min，濾紙過濾，取濾液備用。

1.3微生物數量的測定

在無菌條件下，依次吸取1mL濾液到9mL無菌水中進行梯度稀釋，用MRS培養基和PDA培養基對青貯飼草中的乳酸菌、酵母菌和霉菌數量分別進行平板計數。乳酸菌測定參照GB 4789.35——2010《食品微生物學檢驗乳酸菌檢驗》；酵母菌、霉菌測定參照GB 4789.15——2010《食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數》。

1.4理化性質的測定

用pH計（雷磁S-25精密計，上海精密科學儀器有限公司）測定濾液的pH值；參照GB/T 6435——2014《飼料中水分的測定》測定試樣中水分；采用凱氏定氮法測定粗蛋白、氨態氮含量；酸性洗滌纖維含量的測定利用ANKOM系統，參照GB/T 5009.10——2003《植物類食品中粗纖維測定》；用熱穩定淀粉酶處理混合均勻的裹包青貯樣品，利用纖維分析儀測定中性洗滌纖維含量，參照 GB/T 5009.88——2008《食品中膳食纖維的測定》；采用HPLC測定乳酸含量，參照GB/T 5009.157——2003《食品中有機酸的測定》。

1.5統計分析

實驗數據均以均值±標準誤差表示，采用SPSS19.0軟件的One-way ANOVA進行方差分析，并用LSD法和Dunnett’s T3法進行事后兩兩比較分析，P≤0.05視為具有顯著性差異。

2　結果與分析

2.1青貯飼草中微生物數量和pH值的變化

2.1.1“核心料”對飼草微生物數量和pH值的影響在青貯開始時（第0d），TMR中乳酸菌數量顯著高于老芒麥（P≤0.05），表明“核心料”的添加能有效增加在青貯初始期飼草中乳酸菌的數量（見圖1（a））。在青貯前期TMR中酵母菌數量顯著低于老芒麥（P≤0.05，第8，18，24d）（見圖1（b）），但青貯開始及在隨后的青貯后期，TMR中酵母菌數量顯著高于老芒麥（P≤0.05），表明TMR中“核心料”的添加僅能顯著抑制青貯前期（17d左右）內酵母菌的生長。在青貯發酵過程中，霉菌的變化情況與酵母菌相似，青貯前期、中期TMR中霉菌數量顯著低于老芒麥（P≤0.05，第8，13，24，30，40 d）（見圖1（c）），表明“核心料”的添加能在青貯前30d左右有效抑制腐敗微生物霉菌的生長。在青貯發酵后期（第50d后），TMR中pH值均顯著低于老芒麥（P≤0.05）（見圖1（d）），表明“核心料”的添加能有效降低pH值，維持飼草酸性環境。研究表明，添加“核心料”能有效增加青貯初期飼草中的乳酸菌數量，降低青貯飼草貯存后期飼草pH值，抑制青貯前期腐敗微生物酵母菌及青貯前期、中期霉菌生長，改善飼草的青貯品質。

圖1　“核心料”對青貯飼草微生物和pH值的影響

圖2　不同原料青貯過程微生物和pH值變化

2.1.2青貯對老芒麥和燕麥飼草微生物數量和pH值的影響

青貯前期（第0，8d），燕麥中乳酸菌數量顯著高于老芒麥（P≤0.05），青貯后期（第50，70，190d），老芒麥中乳酸菌數量顯著高于燕麥（P≤0.05），但在青貯中期二者并無顯著差異（P＞0.05），通過比較這兩種青貯飼草中的乳酸菌數量，表明選擇燕麥僅能有效增加青貯前期乳酸菌數量（見圖2（a））。老芒麥中酵母菌數量僅在青貯第0，190d顯著低于燕麥（P≤0.05），但在青貯中期（60 d左右）酵母菌數量無顯著差異（P＞0.05）（見圖2（b）），表明選擇老芒麥或燕麥作為飼草原料對青貯中酵母菌數量的總體影響并不大。青貯第8，18，24，30d，燕麥中霉菌數量顯著低于老芒麥（P≤0.05）（見圖2（c）），表明青貯飼草選擇燕麥對青貯過程前期、中期的霉菌生長有一定抑制作用。在青貯過程中，飼草燕麥pH值均低于老芒麥，且青貯第0，18，40，50，70 d，燕麥pH值顯著低于老芒麥（P≤0.05）（見圖2（d）），表明飼草原料選擇燕麥能夠有效降低青貯過程中的飼草pH值。

研究表明，采用燕麥為青貯原料能有效增加青貯前期乳酸菌數量，降低青貯過程中的飼草pH值，抑制青貯前期、中期腐敗微生物霉菌的生長，改善飼草青貯品質。

2.2青貯飼草理化性質的變化

2.2.1“核心料”對飼草理化指標的影響

在青貯初始第0 d，青貯完成的時期第70 d，添加“核心料”的青貯飼草TMR中乳酸含量均顯著高于青貯老芒麥（P≤0.05），乳酸在青貯過程中可降低pH值，且青貯第70d，TMR中pH值顯著低于老芒麥（P≤0.05），低pH值能有效抑制腐敗微生物生長，改善青貯品質；TMR中氨態氮占粗蛋白含量的比例與老芒麥差異不顯著（P＞0.05），表明“核心料”的添加能夠穩定飼草中蛋白質含量，保證青貯飼草的營養價值，改善飼草的青貯品質。TMR第0d中性洗滌纖維含量顯著低于老芒麥（P≤0.05），表明添加“核心料”能有效降低飼草纖維素含量，提高飼草營養價值，改善青貯品質（見表2）。研究表明，添加“核心料”能有效保證青貯的營養價值，改善飼草青貯品質。

表2　青貯飼草老芒麥和TMR的理化性質比較1）

2.2.2青貯對老芒麥和燕麥飼草理化指標的影響

青貯完成的第70d，飼草燕麥含水量顯著高于老芒麥（P≤0.05），且75%的含水量在青貯優等含水量范圍（DB51/T 796——2008《禾本科牧草青貯飼料》），利于飼草發酵；青貯第0，70d，青貯飼草燕麥中乳酸含量均顯著高于老芒麥，乳酸能有效降低飼草的pH值，燕麥中pH值均顯著低于老芒麥（P≤0.05），低pH值能有效控制腐敗微生物數量，表明飼草原料選擇燕麥能有效保證青貯品質；青貯第0，70d，青貯老芒麥、燕麥中氨態氮占粗蛋白含量的比例均差異不顯著（P＞0.05），表明飼草的原料選擇不影響蛋白質含量；燕麥第0，70d酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量均顯著低于老芒麥（P≤0.05），表明飼草原料選擇燕麥可有效降低飼草纖維素含量，提高青貯飼草的營養價值，改善青貯品質（見表3）。

表3　青貯飼草老芒麥和燕麥的理化性質比較

研究表明，選擇燕麥能有效提高青貯的營養價值，改善飼草青貯品質。與老芒麥相比，燕麥可以作為飼草品質改良的基礎材料優先考慮。

3　結束語

本研究采用微生物傳統培養技術完成了飼草青貯發生的前期、飼草穩定青貯的中期及完成飼草青貯的后期共190d，老芒麥、添加“核心料”的老芒麥、燕麥3種青貯飼草的乳酸菌、酵母菌及霉菌3種微生物數量的檢測，采用不同國標方法完成了飼草青貯的發生時期及完成時期pH值、水分、粗蛋白、氨態氮、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、乳酸含量7項理化性質的檢測。本研究首次探究了“核心料”對飼草老芒麥青貯品質的影響。

本研究對3類飼草進行品質評定，旨在探明“核心料”是否能改善老芒麥的青貯品質，以及確定青貯飼草原料的選擇，為實際生產應用提供科學支持。研究發現，“核心料”、燕麥均能有效增加青貯初期飼草中的乳酸菌數量，在青貯初期，具有優勢的乳酸菌數量能有效控制青貯的進程發生。在青貯過程中，乳酸菌可降低飼草pH值，抑制腐敗微生物生長，提高青貯品質[5]。同時，乳酸菌還能維持腸道菌群穩定，促進營養物質的消化吸收[6]。相較于青貯老芒麥，添加“核心料”的青貯老芒麥及青貯燕麥均能及時提高飼草中的乳酸含量，降低飼草pH值，維持青貯的酸性環境，有效地控制了青貯的發酵進程，對青貯過程腐敗微生物酵母、霉菌生長有顯著的抑制作用。同時，乳酸具酸香味，能刺激牛的采食和提高適口性[7-8]。酵母菌和霉菌是青貯過程中的兩種腐敗菌，會直接引發飼草的色澤褐變、適口性降低，并可能產生毒素和氨基氮等有害物質[9]。“核心料”能抑制青貯前期酵母菌、霉菌的生長，采用燕麥為青貯原料能抑制青貯前期、中期腐敗微生物霉菌的生長，表明“核心料”及青貯原料選擇燕麥均能夠建立較少腐敗微生物污染的青貯初始環境，有助于飼草青貯的穩定發生，進而成功進行青貯。有效控制腐敗酵母菌、霉菌的數量能延長飼草的貯存時間，解決飼草冬季短缺現象。飼草中纖維含量越高，木質化程度高，青貯飼草質量則越差[10]，且高含量纖維素可增加飼草韌性，進而可能影響牲畜的采食行為以及瘤胃發酵，導致飼草無法被消化利用[11-12]。“核心料”、燕麥均能顯著降低纖維素含量，提高飼草的營養價值，改善青貯品質，促進牲畜進食、消化。在飼養動物中，蛋白質應保證供給，特別是處在生長期的幼牛和產奶的母牛更應充分滿足[13]，故需要保證飼草中蛋白質的含量，“核心料”、燕麥均能有效穩定粗蛋白、氨態氮的含量，進而穩定保證飼草中蛋白質的含量，提高飼草的營養價值，改善飼草的青貯品質。

本文通過研究“核心料”及飼草原料的選擇對青貯品質的影響，確定了在飼草青貯中添加“核心料”能有效改善飼草的青貯品質，燕麥可以作為飼草品質改良的基礎材料優先考慮。本研究的結果可指導高效利用草地牧草資源，為青貯飼草的應用提供技術支持。建議在后期青貯制備中，在青貯飼草燕麥中輔以添加“核心料”，其青貯品質的探究將作為下一步試驗進行探究。

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Fermentations of Elymus sibiricus Linn and Avena sativa Linn Silage with wrapped bales in the alpine pastoral areas of northwestern Sichuan

XIA Baixue1，JIN Yan1，JIN Yulan1，ZHAO Changsong1，LI Daxu2，LIU Gang2，SUN Qun1
（1.Key Laboratory of Microbiological Resource and Technology，College of Life Sciences，Sichuan University，Chengdu 610064，China；2.Sichuan Academy of Grass land Science，Chengdu,611731，China）

The purpose of this experimentwasto studythe effectsof"corematerials"on fermentation quality and determine the silage materials of forage through microbial dynamics and nutritionalvaluedetection.TheforageproducedintheWaqiemeadowinTibetanQiang Autonomous Prefecture of Aba，Sichuan was used as experimental materials.These were divided into three groups，Elymus sibiricus Linn silage，Elymus sibiricus Linn silage with core materials，and Avena sativa Linn silage.Three microbial indicators of lactic acid bacteria，yeast and mold were studied at each sampling time point.At the two starting time points of ensiling，seven physical and chemical characteristics were determined，including pH，moisture，crude protein，Ammonia-N，acid detergent fiber，neutral detergent fiber and lactic acid.The test results show that the core materials added and the choice of Avena sativa Linn can largely decrease the pH value of the forage，inhibit the growth of spoilage microorganism at the stages of ensiling，and improve the nutritional value and silage quality by stabilizing the content of protein and cellulose.

Elymus sibiricus Linn；Avena sativa Linn；core material；silage

A

1674-5124（2015）12-0049-05

10.11857/j.issn.1674-5124.2015.12.013

2015-05-10；

2015-06-27

國家科技支撐計劃項目（2011BAD17B03）

夏白雪（1989-），女，四川遂寧市人，碩士研究生，專業方向為現代生物技術。

孫群（1967-），女，四川成都市人，教授，博士，研究方向為微生物技術與食品安全。