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有氧稳定性：腐败青贮对奶牛的影响

2019-04-06 15:56 荷斯坦奶农俱乐部网访问量：2062 [ 字号：大 中 小 ]

Limin Kung

密歇根州立大学乳品科学博士、美国乳品饲料研究中心博士后，美国特拉华大学动物系教授，世界青贮饲料发酵方面顶级专家

青贮饲料生产过程中经常使用添加剂，但由于使用不够科学、规范，不能很好地发挥其提高青贮饲料品质的作用。为实现青贮添加剂的高效利用，孔利民教授从腐败青贮对奶牛的危害、青贮添加剂的使用及注意事项等几个方面进行了阐述，为实现青贮添加剂的高效利用和青贮饲料的高效供给提供技术支撑。

1影响青贮饲料品质的因素

主要分享影响青贮质量与营养稳定性方面的因素有：

◆收割时的成熟度：如果饲料原料成熟度过高，将直接影响青贮的制作质量。收割时，一定要选择合适的收获时间，保证原料收获质量。

◆发酵类型：如果发酵状态比较好，可以将干物质和能量损失降到最低。

◆有氧稳定性：最大限度地提高有氧稳定性，防止进一步的干物质和能量损失。

2有氧稳定性

有氧稳定性是大家经常会忽视的问题。什么是有氧稳定性呢？有氧稳定性是指，在特定条件下，青贮饲料暴露于空气后，保持稳定且不会变质的时间。如果青贮的有氧稳定性较高，那么就能使干物质、有机物和能量得到最大的回收和利用。青贮打开取用暴露在空气中之后，温度会升高，有氧稳定性较高的可以维持几天，稳定性较差时则只能维持几个小时。当然，青贮能够保持正常的状态越久越好！即便我们青贮制作技术很高，压实和湿度控制的很好，但是青贮在打开使用之后，切面向里大概一米左右都会暴露在环境中，那么我们取用时实际上已经是在空气中暴露了三天的青贮。

表1 不同管理水平下青贮饲料的干物质损失来源

干物质损失来源	好的管理	差的管理
呼吸作用	0%~4%	10%~15%
发酵	4%~6%	10%~15%
液体流失	0	5%~10%
贮藏/开窖饲喂有氧腐败	5%~7%	10%~20%
总共	9%~15%	20%~40%

从表1中可以看出青贮饲料的干物质损失原因，以及不同管理水平下干物质损失的差异。第一个最重要的影响因素，就是植物收割之后的呼吸作用导致的干物质的损失。如果玉米秸秆收割之后立即进行青贮的制作，则由于植物的呼吸作用导致的干物质损失非常低（苜蓿在收割之后需要晾干到一定程序才能制作青贮，这个过程的呼吸作用严重，对干物质造成的损失高达10%~15%）。青贮制作发酵过程中，也有干物质的损失。如果青贮制作压实程度较高，则干物质损失大约为4%~6%；如果青贮制作没压实，导致梭菌发酵，则干物质损失在10%~15%左右。大家在制作青贮的过程中会发现，当盖上青贮窖盖之后，会有液体流出。而青贮的干物质在28%以上时，就不存在液体损失。但是当青贮制作较差时，液体损失在5%~10%。

在青贮开窖之后，会发生有氧腐败。好的管理的有氧腐败损失在5%~7%，高的可达10%~20%。如果我们在青贮制作和取用过程中尽量都做到理想状态，那么干物质的损失大概在9%左右，即100t饲料中有90t可以被牛吃到。如果我们的青贮制作技术和取用操作较差，那么青贮的干物质损失可达40%甚至更高。

图1 青贮发酵的理想状态

我们一起看一下青贮发酵的理想状态。如果我们的青贮压的很好，空气排出比较彻底，这时植物里的可溶性糖很快会得到降解，大量微生物将营养物质转化为乳酸。乳酸含量增多，pH降低（当然过程中也会产生乙酸等）。理想条件下，发酵达到稳定后，在一年或两年之内，都是在无氧的条件下存在，青贮中乳酸、乙酸的含量基本不变。从图1中可以看出，发酵初期温度变化较大，发酵后期温度逐渐降低并趋于稳定。所以，青贮制作过程中最重要的是要无氧条件。

图2 贮藏和饲喂期间青贮的发酵状态

即便完美发酵的青贮饲料，暴露于空气之后依然会发生有氧腐败。青贮饲料有氧腐败可能发生在青贮窖内贮藏期间，以及饲喂过程中。那么当氧气较多的时候，青贮发酵是怎样一种状态呢？图2中左边是无氧环境下的青贮发酵，右边是青贮发酵稳定之后接触氧气之后的现象。从图2中可以看出，由于氧气的存在，整个发酵系统遭到了破坏。大家打开青贮窖之后发现发生了霉变，以为是霉菌导致的，这是错误的概念，霉菌可能并不是罪魁祸首。

图3 霉变的饲料

有氧环境下，青贮饲料发生霉变的过程其实是一个连锁反应。青贮饲料接触空气之后，氧气的增多促进了酵母菌的繁殖，并代谢乳酸和碳水化合物，产生大量的CO2和热量。而湿热环境促进了霉菌的生长，导致了饲料的腐败变质。

我们为什么要关心青贮饲料的有氧稳定性？变质的青贮饲料可能导致：（1）生产出不合需求的产品；（2）降低奶牛的采食量和营养摄入量；（3）减少农场收入。

图4 有氧变质过程中的青贮饲料

有氧变质过程中的青贮饲料温度可达到50~60℃（图4中显示为华氏摄氏度）。我们不希望青贮饲料中有任何的酵母存在：发酵葡萄糖的酵母可以将葡萄糖转化为乙醇和二氧化碳，造成干物质的大量损失，造成饲料的有氧腐败。青贮饲料发酵时间越长，有氧稳定性越好；发酵时间越短，酵母菌的数量越多。

图5 不同初始起点下腐败开始发生的时间

为什么酵母菌的数量会影响青贮的质量呢？当我们打开青贮窖时，大量氧气的进入促进了酵母菌的生长。当青贮中酵母菌含量较高时，在开窖12h后即开始发生腐败。当青贮中酵母菌数量比较少时，发生腐败的起点就比较低，则酵母菌的繁殖需要更长的时间，达到腐败的临界线所需的时间也就更长。所以我们的目标是尽量降低青贮窖中酵母菌的数量，使青贮在开窖以后可以维持更长久的稳定性。

图6 正在发生腐败的青贮饲料

3腐败日粮对奶牛的影响

表2 饲喂奶牛的全混合日粮的发酵成分及酵母菌数分析

项目	新鲜日粮	腐败日粮
pH	4.16	5.17
可溶性碳水化合物%	2.46	1.85
乳酸%	4.17	2.59
醋酸%	0.97	0.64
乙醇%	5.82	6.07
酵母菌数量， Log10个酵母/克	5.03（100000个/克）	7.82（66000000个/克）

新鲜日粮和腐败日粮在粗蛋白和纤维等营养物质含量上虽然没有差别，但是发酵参数存在一定的差异。从表2中可以看出，腐败日粮的发酵pH相对较高，可溶性碳水化合物、乳酸和醋酸的含量都较低，但是乙醇的含量较高。最重要的是酵母菌数量，新鲜日粮中酵母菌的数量为100000个/克，而腐败日粮中酵母菌的数量可达到66000000个/克。

图7 采食不同日粮的后备牛瘤胃液酵母菌数量

我们通过给后备牛安装瘤胃瘘管采集瘤胃液，并测定了瘤胃食糜中的酵母菌数量。新鲜日粮的牛瘤胃液中的酵母菌的数量大概有100000个/毫升（10^5.62个/毫升），但是采集腐败日粮后瘤胃中的酵母菌与TMR中的酵母菌数量基本一致（10^7.39个/毫升）。后备牛采食腐败日粮后，瘤胃液中酵母菌数量显著高于后备牛采食新鲜日粮（P<0.01）。

图8 不同日粮对后备牛干物质采食量的影响

后备牛对新鲜日粮和腐败日粮的采食量也存在显著的差异（P<0.01）。后备牛对新鲜日粮的采食量可达到11.7 kg/d，而对腐败日粮的采食则为10.5 kg/d。日粮的腐败导致后备牛的干物质采食量降低了1 kg左右。

图9 瘤胃液中酵母菌数量对中性洗涤纤维消化率的影响

为什么日粮中酵母菌含量高，采食量会降低呢？我们通过采集瘤胃液进行了一个体外发酵试验，研究了瘤胃液中酵母菌的菌落数对饲料中性洗涤纤维消化率的影响。图9中，第一列为新鲜日粮，瘤胃液中不添加酵母菌；第二列瘤胃液中酵母菌的添加量为1000个/毫升瘤胃液；第三、四列中，每毫升瘤胃液添加的酵母菌的含量逐渐增加。从图9中可以看出，酵母的添加量越多，饲料中性洗涤纤维的消化程度也越低。牛采食量的降低可能有其他因素，但是这个试验也证实了酵母菌对瘤胃的发酵和纤维的消化存在一定的影响。