不同牧草青貯對發(fā)酵品質的影響

滕道明，郝明靜

（江蘇省銅山中等專業(yè)學校，江蘇徐州 221116）

青貯發(fā)酵取決于不同微生物群之間的競爭，所需要的微生物中乳酸菌通常在青貯過程中起主導作用，而一些不需要的微生物也會生長，造成厭氧或好氧腐敗。腸球菌、乳球菌和片球菌通常被認為能啟動青貯發(fā)酵，而在后期，更耐酸的乳酸菌如植物乳桿菌和短乳桿菌可能取代它們（張慶等，2014）。測定發(fā)酵產(chǎn)物的組成可以大致評價發(fā)酵的成功程度。如果青貯飼料中乳酸含量較高，則可有效抑制非乳酸菌種類微生物的增殖，減少貯藏過程中干物質的損失和蛋白質的降解（吳寒，2015）。相關微生物的信息有助于了解如何優(yōu)化青貯過程以提高生產(chǎn)率，因為除了乳酸菌外，各種微生物還可以生產(chǎn)主要的發(fā)酵產(chǎn)物，如乳酸、乙酸和乙醇。為了提高發(fā)酵可接受性，最好避免高水分的原料，但在大規(guī)模青貯中，高水分作物可以用來節(jié)省時間。此外，應分析不同環(huán)境的牧草和谷物青貯飼料，以了解不同作物品種之間青貯菌群落的差異，從而解釋發(fā)酵模式的差異（Nussion，2005）。因此，本研究旨在評估3 種牧草在不同青貯發(fā)酵和需氧變質時期下對其青貯品質的影響。

1 材料與方法

1.1 牧草青貯將收割的黑麥草、羊草和全珠玉米在不添加任何添加劑的條件下直接切段約12 mm長，在實驗倉中青貯發(fā)酵3、7、14、28、56 和112 d（一式三份）。青貯飼料在第14、28、56 和112 天完全打開后，一半含量（150 g 左右）放入一個500 mL 聚乙烯瓶。瓶子的頂部沒有蓋住，在25℃的房間里暴露7 d。

1.2 化學分析分別在開倉時和好氧穩(wěn)定性試驗后采集青貯飼料樣品。在60℃的烘箱中干燥48 h 來測定干物質含量。青貯飼料的pH、乳酸、短鏈脂肪酸和醇的含量參考Li 和Nishino（2011）的方法進行。用800 g/L 乙醇提取水溶性碳水化合物，用苯酚-硫酸法測定其含量。

1.3 統(tǒng)計分析對數(shù)據(jù)采用SAS 軟件單因素模型進行方差分析，采用Tukey 法進行多重比較。采用T 檢驗測定青貯倉開倉時青貯倉內(nèi)微生物種群與經(jīng)好氧穩(wěn)定性試驗后青貯倉內(nèi)微生物種群的差異。P ＜0.05 表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 牧草青貯前化學成分由表1 可知，黑麥草、羊草和全珠玉米的干物質含量分別是210、168和251 g/kg，水溶性碳水化合物含量分別是125、18.5 和70.5 g/kg。青貯前羊草和全珠玉米附帶的乳酸菌數(shù)量大于106CFU/g，而黑麥草乳酸菌數(shù)量低于檢測限值（102CFU/g）。

表1 幾種牧草青貯前化學成分

2.2 青貯發(fā)酵和耗氧變質對牧草青貯品質的影響由表2 可知，丁二醇和乙醇是黑麥草青貯的主要發(fā)酵產(chǎn)物。青貯3 d 時，丁二醇和乙醇的含量分別為58.2 和27.7 g/kg，3 ～7 d 時再增加約10 g/kg，而乙醇含量變化不大。在青貯過程中，乳酸含量從青貯第3 天的低水平升高到28 d 的最大值（P ＜0.05）。丁酸從青貯開始就一直在生成，在青貯122 d 時，丁酸產(chǎn)量大于乳酸。無論青貯期如何，乳酸菌計數(shù)均在107cfu/g。雖然在青貯28 d 前酵母菌計數(shù)大于107cfu/g，但在第56 天后，其計數(shù)低于可檢測水平。同樣，腸桿菌的水平在第14 天大于107cfu/g，之后在第28 天下降到105cfu/g，在第56 天計數(shù)低于可檢測水平。

由表3 可知，在羊草青貯飼料中乙酸是主要產(chǎn)物。其中青貯3 d 時為26.0 g/kg，青貯112 d 時為57.8 g/kg。青貯初期乳酸含量僅次于乙酸，但在第14 天顯著下降（P ＜0.05）。丁二醇的含量在青貯過程中沒有顯著變化（P ＞0.05）。另一方面，隨著青貯時間的延長，乙醇含量顯著增加（P ＜0.05），同時丁酸的含量也相應提高，直到青貯14 d 才檢測到，但從28 d 開始產(chǎn)量有了大幅提高。無論青貯期如何，均未檢測到乳酸菌、酵母菌和腸桿菌。

由表4 可知，全珠玉米青貯飼料發(fā)酵初期乳酸產(chǎn)量顯著提高（P ＜0.05），其中青貯3 d 其乳酸含量為50.4 g/kg，在青貯28 d 時達到峰值。雖然乙酸含量保持在乳酸含量的1/3 以下，但在青貯56 d 后 顯 著 增 加（P ＜0.05），在112 d 時 達到最大值。從發(fā)酵開始到發(fā)酵結束，乙醇含量基本穩(wěn)定（P ＞0.05）。青貯3 d 時乳酸菌計數(shù)最 高（P ＜0.05），青 貯112 d 時 降 至106cfu/g。同樣，隨著青貯期的延長，酵母菌數(shù)量顯著減少（P ＜0.05）。

表2 青貯發(fā)酵和耗氧變質對黑麥草青貯品質的影響

表3 青貯發(fā)酵和耗氧變質對羊草青貯品質的影響

表4 青貯發(fā)酵和耗氧變質對全珠玉米青貯品質的影響

3 討論

雖然在青貯前的作物中發(fā)現(xiàn)了足夠的水溶性碳水化合物，但黑麥草青貯中丁二醇和乙醇的產(chǎn)量得到提高，而在全珠玉米青貯中有較高水平的乳酸，同時試驗檢測的細菌群落數(shù)據(jù)與這些差異一致。在黑麥草青貯飼料中，從發(fā)酵開始就檢測到腸桿菌。值得注意的是，青貯前黑麥草中發(fā)現(xiàn)的腸桿菌很快被適應青貯環(huán)境的腸桿菌所取代，意味著雖然在最初青貯的3 d 增菌過程中腸細菌數(shù)量的增加很小，但群落結構發(fā)生了很大變化。

Parvin 和Nishino（2009）報道，在熱帶牧草青貯中，主要的發(fā)酵產(chǎn)物往往是乙酸而不是乳酸。高水分制備和長時間的青貯可能會加劇乙酸發(fā)酵（Nishino 等，2012）。但從發(fā)酵一開始，與提高乙酸產(chǎn)量相關的細菌并未檢測到。青貯3 和7 d，乳酸和乙酸含量發(fā)生顯著變化，這可能與植物乳桿菌參與延長青貯導致的乙酸含量增加有關（Nishino，2005），因為植物乳桿菌可以在缺糖條件下將乳酸代謝為乙酸。同樣的代謝過程在本研究中也可能發(fā)生，因為在青貯初期檢測到了植物乳桿菌。乙酸含量的增加遠遠大于乳酸含量的減少，因此，乳酸代謝可能是促進乙酸發(fā)酵的原因。

青貯飼料中的乙酸、丙酸和丁酸會抑制酵母菌和霉菌，因此，黑麥草和羊草青貯飼料中乙酸和丁酸的增加和全珠玉米青貯飼料中乙酸的增加可以作為抑制微生物的物質。由于羊草青貯3 d 后顯示出較高的乙酸含量（＞26 g/kg），因此，并不是14 和28 d 青貯飼料被破壞的原因。相比之下，全珠玉米青貯112 d 后pH 為3.65，因此，未解離的乙酸為＞0.90。對于微生物的抑制非解離酸最重要，而解離分子的作用是次要的（Muck 等，1991）。因此，本研究的結果再次證實了非解離酸在抑制腐敗中的重要性。

4 結論

丁二醇和乙醇是黑麥草青貯的主要發(fā)酵產(chǎn)物，乙酸是羊草青貯的主要產(chǎn)物，全珠玉米青貯飼料發(fā)酵初期乳酸產(chǎn)量顯著提高，其中青貯3 d 其乳酸含量為50.4 g/kg，在青貯28 d 時達到峰值。