添加外源菌及玉米粉对青贮全株玉米开封后营养品质的影响

来源:用户上传      作者:金娉婷 林振国 赵红波 张文娟 胡著然 刘俊珍 盛清凯

　　 摘要：采用析因试验设计，研究添加外源菌及玉米粉对青贮全株青绿玉米有氧状态下营养品质的影响。将乳熟期的全株青绿玉米分为对照组、加菌組（+0.1%益生菌）、加米组（+15%的玉米粉）、菌米组（+0.1%益生菌及15%的玉米粉）进行袋装青贮厌氧发酵，7天后开封，检测有氧发酵第0、4、7、11、14天各时期不同指标的变化。结果表明，加菌对粗纤维、中性洗涤纤维、总氮、氨态氮含量无影响（P>0.05），第4、7、11天对霉菌有显著影响（P<0.01）;添加玉米粉降低酸性洗涤纤维含量及提高氨态氮含量（P<0.01）;加菌与有氧贮存时长对于水溶性碳水化合物、乙酸及霉菌的交互作用显著（P<0.01），添加玉米粉与有氧贮存时长对霉菌的交互作用不显著（P>0.05）。研究认为，青贮时添加外源菌及玉米粉有助于提高全株玉米营养品质，添加外源菌有助于减少有氧状态下的霉变。
　　关键词：全株青绿玉米;益生菌;玉米粉;营养品质;霉变
　　中图分类号：S816.5+1  文献标识号：A  文章编号：1001-4942（2020）02-0131-06
　　Abstract The factorial test was designed to study the effects of adding exogenous probiotics and corn meal on nutritional quality of silage whole corn under aerobic state. The kibbled whole corn at milk-ripe stage was divided into control group， adding probiotic group （plus 0.1% probiotics）， adding corn meal group （plus 15% corn meal） and adding probiotics and corn meal group （plus 0.1% probiotics and 15% corn meal）. After 7-day anaerobic fermentation in bags， the bags were opened and the changes of quality indexes under aerobic fermentation for 0， 4， 7， 11 and 14 days were detected. The results showed that adding probiotics did not influence crude fiber， neutral detergent fiber， total nitrogen and ammonia nitrogen （P>0.05）， but significantly affected mold on the 4th， 7th and 11th day （P<0.01）. Adding corn meal decreased the acid detergent fiber and increased the ammonia nitrogen （P<0.01）. The interaction between adding probiotics and aerobic storage duration significantly affected the water-soluble carbohydrates， acetic acid and mold （P<0.01）， but the interaction between adding corn meal and aerobic storage duration did not have significant effects on mold （P>0.05）. The results showed that adding exogenous probiotics or corn meal during whole silage could improve the nutritional quality of the whole corn plants and adding exogenous probiotics could decrease its mould under aerobic condition.
　　Keywords Whole green corn; Probiotics; Corn meal; Nutritional quality; Mould
　　 玉米为我国主要的饲料作物和粮食作物。过去，蜡熟期或完熟期的全株青绿玉米粉碎成段长2～3 cm后青贮，饲喂牛羊等反刍动物。现在，乳熟期收割的全株青绿玉米粉碎成段长0.2～0.5 cm后青贮，饲喂生猪等杂食动物[1]。猪为六畜之首，全株青绿玉米饲喂生猪，有助于促进国家粮经饲战略的实施。由于乳熟期的全株青绿玉米水分含量远远高于蜡熟期及完熟期的玉米，因此乳熟期全株玉米青贮时面临更多汁液流失的难题。为此乳熟期全株玉米青贮时常常添加玉米粉、麸皮等营养物质，以调控青贮玉米水分含量及减少汁液的流失[2]。由于青贮技术操作不当，或开封后饲喂牛羊时放置时间过长，青贮的全株玉米容易霉变，不但降低青贮玉米的营养品质还容易导致疾病的发生。牛羊用蜡熟期或完熟期的全株玉米青贮时添加外源菌，可以提高青贮品质、有氧稳定性 [3]及减少霉变的发生 [4]。猪用乳熟期全株玉米青贮时添加外源菌及玉米粉对开封后有氧状态下全株玉米的营养品质及霉菌的影响未见报道。为此，本试验就添加外源菌及玉米粉对乳熟期青贮全株玉米有氧营养品质的影响进行研究，为猪用全株青绿玉米发酵湿喂技术的推广提供理论支撑。 　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料
　　乳熟期的全株青绿玉米，临邑绿叶种猪场提供。益生菌（纳豆芽孢杆菌及乳酸菌，皆为1×109 cfu/g），山东省农业科学院畜牧兽医研究所提供。玉米粉及呼吸阀塑料袋，市场购买。
　　1.2 试验设计
　　试验于2018年在山东省农业科学院畜牧兽医研究所饲料加工厂进行。将品种郑单958乳熟期的全株青绿玉米粉碎至0.2～0.5 cm，然后随机分为四组，第一组为对照组，第二组为加菌组（对照组+0.1%益生菌菌剂），第三组为加米组（对照组+重量比15%的玉米粉），第四组为菌米组（对照组+0.1%益生菌菌剂+15%的玉米粉）。将混合好的样品分别相应装入呼吸阀塑料袋中，每组5个重复，每重复5袋，每袋重约1.0 kg。密封塑料袋后排出袋内的空气，进行袋装青贮厌氧发酵。青贮7天后打开塑料袋，将样品用灭菌的玻璃棒自然平摊于瓷盘中，每盘中平摊的长度、宽度、厚度分别约为4.0、14.0、2.0 cm。将瓷盘放于环境温度为20～26℃的屋内自然有氧发酵。有氧发酵的第0、4、7、11、14天，每组每重复随机选取一盘样品按5点取样方法分别取样，混合后进行相关指标的检测。
　　1.3 检测指标与方法
　　每份样品一分为二，一部分用于粗纤维、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、总氮及霉菌的检测;另一部分按重量比1∶ 6比例浸于水中，30 min后3 000 r/min离心取上清液用于乙酸、丙酸、丁酸、水溶性碳水化合物（WSC）、氨态氮的检测。粗纤维、NDF、ADF、总氮采用AOAC检测，霉菌含量采用马铃薯-葡萄糖-琼脂培养基以平板计数法检测，乙酸、丙酸、丁酸采用高效液相色谱仪气相色谱法检测，氨态氮采用苯酚-次氯酸钠比色法检测，WSC采用蒽酮硫酸比色法检测。
　　1.4 数据处理
　　采用SAS v9.2 软件对所有数据进行处理。采用Two-way ANOVA进行方差分析，采用Student-Newmnan-Keuls法进行多重比较。
　　2 结果与分析
　　2.1 添加外源菌及玉米粉对碳水化合物的影响
　　由表1看出，第0、4、7、11、14天，粗纤维含量的加菌效应皆不显著（P>0.05），表明添加外源菌对粗纤维含量无影响;而玉米粉效应显著，第0天添加15%的玉米粉可以显著降低粗纤维含量（P<0.01）。外源菌与玉米粉对NDF具有与粗纤维类似的影响。对于ADF，第0天加菌效应显著（P<0.01），而第4天至第14天皆不显著（P>0.05），说明厌氧青贮时添加外源菌可以降低ADF的含量，开封后有氧状态下原添加的外源菌对ADF无影响;添加15%的玉米粉可以极显著降低ADF的含量。关于WSC，第0天，添加外源菌、玉米粉后的处理WSC含量显著高于不添加（P<0.01），第7天至第14天无显著影响。由此看出，青贮时添加外源菌对有氧状态下不同碳水化合物的影响不同。
　　2.2 添加外源菌及玉米粉对氨态氮的影响
　　由表2看出，总氮的加菌效应不显著（P>0.05），而玉米粉效应显著（P<0.01），添加玉米粉可以显著提高总氮含量，这与玉米粉的蛋白质含量高于秸秆蛋白质含量的常识相符合。对于氨态氮，加菌和玉米粉效应类似于总氮。
　　2.3 添加外源菌及玉米粉对挥发性脂肪酸的影响
　　由表3看出，乙酸的加菌效应和玉米粉效应皆不显著（P>0.05），表明添加外源菌及玉米粉对青贮玉米中的乙酸变化无影响;丙酸和丁酸的加菌和玉米粉效应类似于乙酸。
　　2.4 添加外源菌及玉米粉对霉菌的影响
　　由表4看出，有氧贮存第4、7、11天添加外源菌的处理组霉菌含量显著降低（P<0.01），第14天无影响（P>0.05）;第4、7、11、14天添加玉米粉的处理组霉菌含量显著提高（P<0.05）。
　　2.5 有氧状态下贮存时长与加菌效应、玉米粉效应的相互作用
　　由表5看出，贮存时长对碳水化合物、氨态氮及霉菌不同指标皆有显著影响（P<0.05）;贮存时长与加菌效应对粗纤维、NDF、ADF的互作效果不明显，对WSC、总氮、氨态氮、乙酸以及霉菌的互作效果明显（P<0.01），表明外源菌对全株玉米有氧营养价值的作用效果受贮存时长影响。贮存时长与玉米粉效应对碳水化合物及霉菌等指标无互作作用。
　　3 讨论
　　3.1 青贮时添加外源菌对全株玉米有氧营养价值的影响
　　青贮全株青绿玉米为一个厌氧发酵的过程。在乳酸菌等厌氧微生物作用下，碳水化合物降解产生挥发性脂肪酸，从而达到保鲜及长期贮存的目的。开封后全株青绿玉米饲喂时为有氧饲喂的过程，全株青绿玉米与氧气接触，在霉菌、酵母等有氧菌的作用下容易霉变，因此开封后的全株青绿玉米应尽快喂完。青贮全株青绿玉米开封后，全株玉米面临一个从厌氧环境到有氧环境的转变，其中的菌群也从厌氧向有氧演变，因而探讨此情况下全株玉米营养物质及菌群的变化，有助于减少霉变及促进全株玉米的应用。
　　青贮时，全株青绿玉米中常常添加外源菌，以提高青贮质量。添加的外源菌对有氧霉变的影响未见报道。本试验中厌氧青贮添加外源菌与有氧贮存时长对于霉菌存在交互作用，表明青贮添加外源菌可以抑制有氧状态下霉菌生长、降低霉变的发生。其原因可能在于：其一，與外源菌自身有关。外源乳酸菌[5，6]及枯草芽孢杆菌[7]对真菌皆有抑制效果。本试验中青贮外源菌对有氧状态下霉菌的抑制作用与外源乳酸菌的作用效果相似[4，6]。其二，与发酵产生的有机酸有关。青贮时添加有机酸可以抑制青贮发酵过程中大肠杆菌、青霉菌和酵母的生长[8]。本试验中青贮时添加的乳酸菌对有氧状态下的乙酸、丙酸、丁酸皆无效果，这可能与全株玉米有氧贮存时间长短有关，也可能与同质型/异质型发酵的类型有关[9]，也可能与霉菌等真菌自身扩繁产生的有机酸有关[10]。其三，可能与贮存时长有关。有氧状态下，乳酸菌等厌氧菌受到抑制，霉菌、酵母等有氧真菌扩繁，全株玉米逐渐霉变;同时随着贮存时间的延长，全株玉米中的水分蒸发，物料逐渐干燥，干燥的物料不易霉变[11]。外源菌与有氧贮存时长对于霉菌的交互作用机理有待进一步深入。 　　3.2 青贮时添加玉米粉对全株玉米有氧营养品质的影响
　　玉米粉为玉米籽实粉碎后的干粉料，水分含量低于10%，含有较高的能量、蛋白及较低的粗纤维含量，归于能量饲料原料。全株青绿玉米，包含秸秆、茎叶、乳熟期的玉米籽实等部位，水分含量80%以上[12]，可归于青绿饲料原料。全株青绿玉米中添加玉米粉，不但可以降低水分含量，有助于青贮发酵[13]，而且有助于饲料的制粒[14]。玉米品种不同、收割时期不同，其营养价值也不同[15]。全株玉米青贮时添加玉米粉，还有助于青贮玉米品种的借鉴及适时收割。
　　目前未见青贮时添加玉米粉对全株玉米有氧营养品质的报道。本试验中添加玉米粉降低有氧状态下全株玉米的NDF、ADF以及提高总氮、氨态氮含量，这与玉米粉粗纤维含量低于玉米秸秆而蛋白质含量高于秸秆的常识相符。添加玉米粉对乙酸、丙酸及丁酸无影响，表明玉米粉中的淀粉或水溶性多糖并没有过多地转化为乙酸、丙酸及丁酸，这可能与有氧状态有关，也可能与导致全株玉米霉变的霉菌[16]、酵母等[17]有关。添加玉米粉后有氧状态下霉菌含量增加，这可能与玉米养分丰富有关[18]。霉菌为形成分枝菌丝的真菌的统称，可分为黑曲霉、青霉、黄曲霉等。添加玉米粉后有氧状态下霉菌的菌种属性、安全性及与玉米粉、氧气含量之间的关系都有待进一步深入研究。
　　4 结论
　　添加外源菌及玉米粉有助于提高全株玉米的青贮品质。青贮时添加外源菌有助于减少有氧状态下的霉变。青贮时添加玉米粉对有氧状态下霉菌的影响有待进一步研究。
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