青贮饲料的研究新进展丨微生态前沿



摘要:青贮饲料作为反刍动物的优质饲料来源,可长期保存,能弥补北方地区的冬季青饲料缺乏问题。青贮技术已成为为畜牧业生产中的一项常规技术,其既有简单可行的一面,同时也具有一定的技术复杂性。好实沃在本期沃看畜牧带来《青贮饲料的研究新进展》,从影响青贮品质的因素和营养物质的变化等方面综述青贮饲料的最新进展。


青贮饲料的研究,经历了一个从高水分青贮到低水分青贮再到添加剂青贮的发展过程。所涉及的领域横跨饲料学、微生物学、生物化学、营养学和收割机械制造等多个学科。在青贮原料的适时收获、低水分青贮、青贮添加剂、青贮技术和二次发酵等方面均有较多研究。我国对青贮饲料的研究起步较晚,但近几年在研究人员和生产人员的共同努力下也取得较大进展,市场上也有很多具有独立知识产权的青贮添加剂产品。综合目前青贮研究的诸多成果,对青贮饲料的研究进展进行综述。


影响青贮品质的因素


青贮饲料的品质主要取决于青贮原料加工调制的过程,最大程度保存青贮原料的营养价值是获得高品质青贮饲料的前提,而对加工条件的控制则是影响青贮品质优劣的关键。影响青贮品质的因素主要包括原料的含水量和可溶性糖含量,缓冲能力的高低,青贮过程中的厌氧情况,发酵温度、时间及添加剂等方面。


1.原料的含水量和可溶性糖含量

原料的含水量过高或过低均会影响青贮的发酵过程和品质,适宜的含水量是保证青贮品质的重要条件之一。通过对原料萎蔫程度不同的牧草青贮进行对比发现,干物质的量大于500g/kg的牧草青贮可最大程度的保留蛋白质的含量,降低粗蛋白的降解。合理控制干物质比例,既有利于青贮又能最大程度的保留原料中的蛋白质。


适宜的可溶性糖含量是青贮过程中乳酸菌发酵的物质基础,乳酸菌发酵的程度将决定青贮饲料的品质。可溶性糖含量的高低因青贮原料的不同而有差异,如玉米、高梁秸秆、禾本科牧草、南瓜和甘蓝等饲料,含有较丰富的可溶性糖,较易于青贮;而苜蓿和三叶草等豆科牧草,可溶性糖含量较低,不宜单独青贮,可与禾本科牧草按一定比例混贮。


不同青贮原料的搭配与选择是未来青贮饲料的研究热点,合理运用农业资源及农产品的副产品,完善青贮技术,提高综合生产效益是未来青贮饲料研究的重要方向之一。


2.原料的机械处理

青贮时,原料的前处理对发酵具有重要影响。大多青贮原料既可使用整株,也可经过简单的切碎等机械处理后青贮。磨碎的原料更有利于压紧压实,减少空气,形成厌氧环境,加快发酵速度,但是同时也增加制作成本。青贮原料磨得越碎越利于发酵,但在切碎以及青贮过程中,汁液大量流失增加饲料营养成分的损失。


3.青贮添加剂

青贮添加剂是一个改变青贮品质的有效途径。目前,将植物源乳酸菌作为发酵促进剂加入青贮,改善发酵品质,加快青贮发酵过程仍是国内外青贮饲料的研究热点。在青贮饲料中添加乳酸菌可加快青贮过程,改善青贮品质并增加开窖后饲料的有氧稳定性。Santos等将从青贮中分离的优势乳酸菌作为添加剂加入到玉米青贮中,可显著增加青贮中乳酸含量,而饲料营养价值没有显著变化,同时明显改善青贮饲料的有氧稳定性。Queiroz 等在玉米青贮中添加布氏乳酸杆菌后,有氧稳定性增加64%。但是Li等通过对青贮过程中细菌及其产物的追踪发现,添加到青贮中的植物源乳酸菌可能被更适应发酵条件的优势菌取代,所以添加的植物源乳酸菌选择需更加慎重,否则无法达到预期效果。


4.贮存条件

青贮时的厌氧情况是保证青贮成功的关键。当空气过多时,氧化作用强烈,微生物产生的热量过多,有利于腐败菌和霉菌等好氧微生物的生长,导致青贮营养成分损失增强,引起青贮饲料腐败变质。青贮原料装入青贮塔或袋内后植物细胞仍在呼吸,利用残留的氧气,消耗糖类,同时放出热量。青贮容器的密闭性越差,微生物氧化作用越强烈,青贮过程中温度越高,越容易导致青贮失败。



青贮过程中营养物质的变化


对发酵过程的研究一直是青贮研究的热点,只有对青贮过程有着更深层次了解,才能通过调节不同的条件来改善青贮饲料品质。Ding等通过对发酵过程中蛋白质的水解和脂肪分解研究发现,植物酶是其重要的影响因素,所以青贮前采用辐照方法灭活植物酶可有效的抑制蛋白质水解和脂肪分解,达到提高营养价值的目的。Ferraretto等对青贮过程中时间与氨态氮含量和干物质量的关系研究证明氨态氮含量与青贮时间呈正相关,干物质量与青贮时间呈负相关。这为优质青贮最佳贮藏时间提供了更加有效的科学数据。


挥发性有机物对环境的影响


挥发性有机物是饲料青贮过程中的主要产物,其中挥发性脂肪酸作为能量来源可直接被动物体利用。青贮中乙酸能有效降低环境的pH,遏制不耐酸的腐败菌生长,丙酸能抑制真菌繁殖,但是挥发性有机物对臭氧层会造成很大破坏。在国外,青贮饲料目前已被确定为挥发性有机物的主要来源,Hafner等发现,乙醇也是挥发性有机物的主要成分,抑制乙醇产生是控制挥发性有机物产量的主要措施。Daniel等建立乙醇产生量与挥发性有机物产量的方程。如何减少挥发性有机物的产生是未来青贮发酵优化的主要研究方向,协调青贮饲料加工与环境发展并使之达到平衡是科研和生产人员未来研究目标之一。


青贮发酵品质预测


青贮饲料以其营养损失少制作简单贮存时间长等特点逐渐受到重视,青贮发酵终产物可在一定程度上决定青贮饲料的品质,不同含量的酸和醇会对畜产品和动物生产性能造成不同影响,如高水平的有机酸会影响奶牛的采食量和牛奶中蛋白质及脂肪含量。随着计算机技术的发展,与生物化学、生物物理学、饲料科学和微生物学的有效结合,准确预测青贮发酵品质并根据预测结果调制高质量青贮饲料也是科研人员未来一段时期内的主要研究目标。


展望


青贮技术已成为为畜牧业生产中的一项常规技术,其既有简单可行的一面,同时也具有一定的技术复杂性,只有充分考虑其影响发酵品质的因素,扬长避短改善青贮技术,才能获得更高品质的青贮饲料。优质青贮饲料的生产,必须把握好其制作与利用方法,同时将微生物制剂、酶制剂、营养型添加剂和防腐型添加剂科学结合,研制成高效的复合制剂应用在青贮生产中。


参考文献  司华哲《青贮饲料研究新进展》

——好实沃·沃看畜牧·微生态前沿·150期




2018年6月12日 13:57
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