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添加异型乳酸杆菌减少青贮中有害菌的数量

2019-04-16 22:05 荷斯坦奶农俱乐部网访问量：783 [ 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

青贮过程是一个复杂的微生物发酵体系，有乳酸菌、腐败细菌、酵母菌、霉菌、芽孢杆菌等多种微生物参与。其中乳酸菌被认为是决定青贮发酵能否成功的关键微生物。青贮饲料品质的好坏与它所含乳酸菌的类型、数量和活性有很大的关系，但秸秆类植物表面附生的乳酸菌数量往往较少，为调制高品质的青贮饲料，最可行有效的方法是添加优质乳酸菌。异型发酵乳酸菌虽然累积乳酸的能力不如同型发酵乳酸菌，但其除了能产生乳酸，还能产生挥发性短链脂肪酸如乙酸等，能有效抑制需氧性微生物如酵母菌和霉菌的生长，可抑制青贮饲料的二次发酵，提高有氧稳定性，减少青贮饲料在饲喂过程中的营养损耗。

本文通过添加异型乳酸杆菌你，分析青贮过程和有氧暴露后青贮饲料中微生物数量的动态变化及pH，初步判断接种乳酸菌的青贮潜能，为牧场异型乳酸杆菌的使用提供依据。

如何减少青贮中有害菌的数量？

那么我们怎么最大限度地减少腐败青贮中的酵母菌数量呢？首要重视的是管理：（1）压实速度要快；（2）压实程度高；（3）尽快密封；（4）采用好的塑料和压实重物；（5）取用及取料面的管理。我们还可以通过添加抗真菌添加剂达到目的。

管理方面

图1延迟装窖增加玉米饲料的酵母菌和霉菌

收割完玉米后，没有及时制作青贮，而是暂时储存在卡车中，类似的情况就属于延迟装窖。我们监测了不同的延迟装窖时间对酵母菌和霉菌数量的影响。0h条件下，玉米秸秆中的酵母菌和霉菌的数量是生长时自然条件下形成的。由于运输，在卡车中已经存放6h时，酵母菌和霉菌的数量增加不明显。而当在卡车中储存超过12h、24h时，酵母菌和霉菌的数量快速增长。从玉米收割到青贮制作，期间时间的延误可能是人为造成的，也可能是由于运输工具的损坏或者玉米地距离青贮窖距离较远导致的。

表1 氧气阻隔塑料可减少青贮的有氧腐败

Items项目	Single Layer PE 单层聚乙烯膜	Double Layer PE 双层聚乙烯膜	OB Film 阻氧膜
DM loss,% 干物质损失	14.4	12.5	7.4
Surface mold growth, cm 表面霉菌生长	15.3	9.3	0

注：Single layer 单层4.92毫寸单层聚乙烯塑料膜；Double layer双层 4.92毫寸聚乙烯塑料膜；OB film单层1.77毫寸阻氧膜

从表1以及试验结果得到结论，使用阻氧膜可以有效降低青贮贮存过程中的有氧腐败损失，表面霉菌的生长基本没有。

我们每天都会取用很多青贮，一般20~30cm，夏天一般多取一些，冬天少一些。我们要做到好的青贮界面管理可以从以下两个方面着手：（1）保持取用面清洁（2）只收集喂养所需的青贮饲料量：早上取一次，下午取一次。有的牧场直接把一天所需要的青贮一次取完，那剩下的那一半青贮就会发生有氧发酵和腐败。

我们需要注意的另外一个点就是要阻止空气进入青贮中。青贮压实的边缘部分要用砂石袋压紧，轮胎由于重量较轻，尽量不要用。

图2 用轮胎压实的青贮

添加抗真菌添加剂

我们前边讲的都是从青贮制作管理上进行的操作，不需花费任何费用。当然我们也可以稍微投入一些资本提高青贮的发酵品质。那么，我们如何利用青贮添加剂提高青贮饲料的有氧稳定性呢？

添加剂主要分为化学类和微生物类两种。化学添加剂主要是山梨酸钾，苯甲酸钠，丙酸等，可以达到非常好的抑制霉菌生长的效果。但是，化学添加剂需要的添加量比较大，价格相对昂贵，使用时较难混匀。微生物接种剂主要是同型乳酸杆菌，它的发酵产物主要是乳酸，对于青贮的发酵和pH的降低实用性较高，但是对开窖以后保持青贮的有氧稳定性没有任何作用。如果单为解决有氧腐败问题，通常不推荐使用纯产乳酸的乳酸菌。那么有没有特定细菌添加之后，可以产生抑制酵母菌发酵和霉菌腐败呢？

布氏乳酸杆菌是天然存在的细菌，不仅可以产生乳酸，还可将少量乳酸转化为乙酸。乙酸是高度抗真菌剂——抑制引起有氧腐败的酵母菌。像布氏乳酸杆菌这样的细菌我们称为异型乳酸杆菌。异型发酵本身可以造成干物质的少量损失，但可以通过阻止有氧腐败保留更多的干物质。

玉米青贮

表2中对照组为不添加任何发酵菌剂的全株玉米青贮，MTD1组为添加了同型乳酸杆菌组，MTD1+PJB/1组为同时添加同型乳酸杆菌和布氏乳酸杆菌组。布氏乳杆菌处理的青贮，酵母菌水平低于100 cfu/g的检测下限，而对照组高达115000 cfu/g（10^5.06cfu/g），即十万以上。

表2 不同菌剂处理90天后对玉米青贮有氧损耗和酵母菌数量的影响

处理方式 Treatment	有氧损耗Aerobic stability (h)	酵母菌Yeasts (Log10)
Control对照组	44^b	5.06
MTD1处理组	48^b	4.93
MTD1 +PJB/1处理组	>260^a	<2.00

图3 不同菌剂处理90天后温度上升2℃所需时间

对照组和同型乳酸菌发酵的青贮分别在空气中暴露温度超过环境温度2℃需要44h和48h，而布氏乳杆菌组处理的青贮暴露于空气中10多天（>260h）仍完全稳定。这个试验的效果明显，青贮发酵的有氧稳定性时间更长。但是这个试验对布氏乳酸杆菌的添加量有一定的要求，即200000cfu/g。

高水分玉米粒青贮

高水分玉米籽实（HMCG）是玉米粒干燥之前收割的，通常经辊压或锤式处理。前边的试验中，布氏乳酸杆菌的添加量都是二十万，而针对高水分玉米青贮为什么是40万和60万呢？高水分玉米在制作青贮的时候难度较大，所以添加的布氏乳酸杆菌的量较多。常用青贮的干物质大概在30%左右，而高水分玉米粒青贮干物质含量可达到70%，增加了一倍以上。根据干物质含量，要保证布氏乳酸杆菌的添加总量。我们通过试验对比了不同的布氏乳酸杆菌的添加量对高水分玉米粒青贮的有氧稳定性的影响。

表3 不同布氏乳酸杆菌添加量对高水分玉米籽实的有氧稳定性的影响

Treatment 处理	Yeasts,Log10 酵母菌	Aerobic Stability 有氧稳定性	Lactic acid 乳酸	Acetic acid 乙酸	1,2 prop diol 丙二醇
30 d
Control	5.93^a	16^d	0.36^b	0.05^c	0.00^c
LB 400	2.97^c	248^a	0.42^b	0.36^b	0.34^b
LB 600	2.84^c	217^b	0.38^b	0.30^b	0.32^b
92 d
Control	4.04^b	56^c	0.58^a	0.15^bc	0.09^c
LB 400	2.18^cd	250^a	0.36^b	0.79^a	0.55^a
LB 600	<2.00^d	250^a	0.41^b	0.86^a	0.51^a

表3中，LB400和LB600分别表示布氏乳酸杆菌添加量为400000cfu/g和600000cfu/g。青贮饲料中，丙二醇的含量越高，说明乳酸转化为乙酸的总量越高。我们从表3中可以看出，如果高水分玉米粒青贮中不添加布氏乳酸杆菌，则发酵过程中基本不生成乙酸。而添加400万或600万布氏乳酸杆菌时，则产生大量的丙二醇和乙酸，而乙酸正是我们所需要的物质。我们打开制作好的高水分玉米青贮，添加了布氏乳酸杆菌的青贮中酵母菌的数量会明显降低（P<0.01）。酵母菌数量越低，则青贮发热达到环境温度所需的时间越长，有氧稳定性越高。

图4 不同布氏乳酸杆菌添加量对青贮发热的影响

从图4中可以看出，当青贮饲料相对环境温度上升2℃时，添加了布氏乳酸杆菌的处理组需要的时间明显增加。温度是我们能明显感知到的外部的变化，而我们不能直接感受到的是酵母菌的数量。

图5 不同布氏乳酸杆菌添加量对青贮中酵母菌含量的影响

从图5中可以看出，处理组添加了不同数量的布氏乳酸杆菌后，青贮饲料中酵母菌的数量都有了明显的降低，对照组的酵母菌的数量基本上是添加了布氏乳酸杆菌处理组酵母菌数量的100倍。这是我们在青贮窖开窖后直接采集青贮样品测定酵母菌数量得出的结果，是青贮发酵过程中产生的酵母菌，而不是开窖接触氧气导致酵母菌生长后得出的结果。

玉米穗青贮

玉米穗青贮所采用的是玉米秸秆的上1/3，包括玉米叶子，玉米皮，玉米棒等，使用自走式青贮收割机配备玉米穗收割头和车载脱粒机。玉米穗青贮中添加布氏乳酸杆菌和 Ecocool 菌（同型和异型乳酸杆菌混合菌）都显著提高了青贮的有氧稳定性。

表4 不同菌剂处理玉米穗青贮发酵90天温度高于环境2℃所需时间