青貯飼料的質(zhì)量評(píng)價(jià)

冀紅芹，孟令楠，于 明，楊榮芳，溫 萍，曲 強(qiáng)，瞿健萍，孫亞波

（遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧營(yíng)口115009）

青貯飼料是青綠飼料在厭氧環(huán)境下通過(guò)微生物發(fā)酵作用，調(diào)制獲得的具有酸香味、可以長(zhǎng)期保存的1種多汁性飼料。比將青綠飼料干燥制成青干草或直接利用農(nóng)作物秸稈，青貯飼料不僅適口性好，還可以將青綠飼料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更好地保存下來(lái)。農(nóng)戶種植青貯玉米比普通玉米每公頃多收入3 000 元左右[1]。全株青貯玉米在合理的精料配合下，最大用量可達(dá)粗飼料的100%[2]。同等種植面積（6 670 m2）的青貯玉米和玉米籽實(shí)飼喂奶牛時(shí)，奶牛的產(chǎn)奶量青貯玉米組比玉米籽實(shí)組的產(chǎn)奶量高893.5 kg[3]，飼料成本在牛奶的生產(chǎn)成本中占60%~70%[4]。由此可見(jiàn)，增加優(yōu)質(zhì)青貯飼料在日糧中所占的比例，可以減少價(jià)格高昂的優(yōu)質(zhì)青干草的用量，達(dá)到降低飼料成本的目的；還可以提高產(chǎn)奶量，增加養(yǎng)殖收益。

在養(yǎng)殖中如果使用腐敗變質(zhì)的青貯也會(huì)對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)和健康造成負(fù)面影響。Whitlock 等[5]研究表明，變質(zhì)青貯玉米飼喂育肉牛，采食量從每日8.0 kg降至6.7 kg，干物質(zhì)和中性洗滌纖維消化率分別降低6.6%和11.3%。將霉變青貯飼料飼喂山羊，青貯飼料中霉菌的含量與其日采食量呈顯著負(fù)相關(guān)[6]。

優(yōu)質(zhì)青貯飼料對(duì)反芻動(dòng)物的生產(chǎn)具有提質(zhì)增效的作用，而劣質(zhì)青貯飼料會(huì)對(duì)動(dòng)物健康產(chǎn)生不良影響。因此，調(diào)制好的青貯飼料在使用之前需要對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。目前對(duì)青貯飼料的評(píng)價(jià)方式主要有感官鑒定、化學(xué)成分分析以及微生物檢測(cè)等。

1 感官鑒定

感官鑒定法是用于評(píng)價(jià)青貯飼料質(zhì)量最直接的方法，國(guó)內(nèi)外對(duì)青貯飼料的感官鑒定主要有3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)：顏色、氣味和質(zhì)地。

1.1 顏色

青貯飼料的顏色越接近于原本植株的顏色，質(zhì)量越好；劣質(zhì)的青貯飼料顏色呈黑褐色。當(dāng)制作青貯飼料壓實(shí)度不夠時(shí)，青貯容器中存留大量氧氣，在青貯過(guò)程中好氧微生物發(fā)酵產(chǎn)熱，過(guò)高的溫度會(huì)導(dǎo)致發(fā)生美拉德反應(yīng)。蛋白質(zhì)在高溫條件下與糖結(jié)合生成一種褐色的物質(zhì)。美拉德反應(yīng)會(huì)使青貯飼料中的蛋白質(zhì)和糖類的生物利用率降低，并造成青貯飼料中的能量損失[7]。所以，調(diào)制青貯飼料時(shí)，飼料應(yīng)充分切碎，快速包裝，盡快密封，以便除去飼料中的空氣，并防止空氣進(jìn)入飼料中。

1.2 氣味

氣味可用于評(píng)估青貯飼料的質(zhì)量。微生物發(fā)酵產(chǎn)生的終產(chǎn)物中有許多揮發(fā)性物質(zhì)，會(huì)產(chǎn)生各種不同的氣味。大多數(shù)青貯飼料會(huì)有輕微的乙酸味道。在發(fā)酵結(jié)束時(shí)乙酸的濃度僅次于乳酸，相比乳酸，乙酸的揮發(fā)性很強(qiáng)。另外，某些青貯飼料中會(huì)有乙醇的味道。乙醇是青貯過(guò)程中產(chǎn)生的一種重要的產(chǎn)物，主要由酵母菌發(fā)酵而來(lái)，是青貯飼料中最重要的揮發(fā)性有機(jī)物之一[8]。此外，乙醇可能與青貯飼料中的酸發(fā)生反應(yīng)，生成酯類，增加青貯飼料的果香味。所以，優(yōu)質(zhì)的青貯飼料帶著酸香味，有時(shí)也會(huì)帶有果香；劣質(zhì)青貯飼料的味道刺鼻。青貯飼料中的泥土氣味是芽孢桿菌生長(zhǎng)的標(biāo)志，梭狀芽孢桿菌（如孢子梭狀芽孢桿菌）可發(fā)酵蛋白質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化為氨和生物胺。大量的蛋白質(zhì)分解會(huì)產(chǎn)生臭味、魚(yú)腥味、氨水味。另外，如果在微生物發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生大量的丁酸，青貯飼料會(huì)有腐臭的味道。

1.3 質(zhì)地

優(yōu)質(zhì)的青貯飼料質(zhì)地松軟、莖葉分明。通過(guò)梭狀芽孢桿菌發(fā)酵的劣質(zhì)青貯飼料通常有黏稠的橄欖綠色外觀。這種青貯飼料的能量含量低、可溶性蛋白質(zhì)含量較高，適口性差，影響采食量[9]。被霉菌污染的青貯飼料會(huì)產(chǎn)生霉味，并且會(huì)有明顯的霉變，在青貯飼料上長(zhǎng)出菌絲等。霉變青貯飼料不能飼喂動(dòng)物，霉菌產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物——霉菌毒素，會(huì)影響動(dòng)物的生產(chǎn)和繁殖[10]。通過(guò)觀察顏色，辨別氣味和質(zhì)地，可以將青貯飼料分成不同的等級(jí)，德國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)青貯質(zhì)量感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，將青貯飼料的感官品質(zhì)以分?jǐn)?shù)的形式表現(xiàn)出來(lái)，青貯飼料的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

2 化學(xué)成分分析

青貯飼料作為一種發(fā)酵型的飼料，在評(píng)價(jià)其化學(xué)成分時(shí)主要從常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分和發(fā)酵產(chǎn)物兩方面進(jìn)行分析。

2.1 常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分

青貯飼料的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分指標(biāo)主要有：水分（干物質(zhì)）、粗蛋白、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維等，其含量會(huì)影響青貯飼料飼喂動(dòng)物的效果。青貯飼料中的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)性指標(biāo)主要是受其原料的營(yíng)養(yǎng)成分影響，品種和栽培條件是影響青貯原料的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的主要因素[11]。所以，在進(jìn)行青貯調(diào)制前，選擇質(zhì)量好的原料是最重要的一步。青貯玉米品質(zhì)分級(jí)見(jiàn)表2。

表1 青貯飼料的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（DLG）Tab.1 Sensory evaluation of silage（DLG）

表2 青貯玉米品質(zhì)分級(jí)Tab.2 Grading of silage corn quality 單位：%

2.2 發(fā)酵產(chǎn)物

青貯發(fā)酵的品質(zhì)直接影響青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[12]，主要從pH值、有機(jī)酸和氨態(tài)氮幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)青貯飼料的評(píng)價(jià)方式也主要依據(jù)有機(jī)酸含量、比例，或者有機(jī)酸與氨態(tài)氮的含量及其比例幾個(gè)方面進(jìn)行。德國(guó)的Flieg 評(píng)分法、日本的V-Score 評(píng)分體系以及國(guó)內(nèi)1996年所制定的青貯飼料質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（試行），均是依據(jù)這幾項(xiàng)發(fā)酵指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)[13]。

2.2.1 pH值

pH 值是進(jìn)行青貯飼料品質(zhì)評(píng)價(jià)的簡(jiǎn)單有效的指標(biāo)。微生物利用切碎原料進(jìn)行發(fā)酵的過(guò)程中產(chǎn)生大量酸（主要是乳酸），使青貯飼料pH 值降低。低pH 值的環(huán)境可以降低微生物的活性，甚至殺死某些不耐酸的菌，使青貯飼料得以長(zhǎng)期保存。一般pH 值下降到4.2 被認(rèn)為是穩(wěn)定青貯[14]。

Kung 等[15]研究發(fā)現(xiàn)，全株玉米和苜蓿在切碎后，二者的pH 值均在5.5~6 之間，但調(diào)制后青貯玉米的最終pH 值約為3.7~4.0；豆科牧草青貯的最終pH 值約為4.3~5.0。影響青貯飼料最終pH 值的因素很多，但與植物的乳酸濃度和緩沖能力關(guān)系最大。緩沖力越高，pH值下降越慢，發(fā)酵越慢，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失越多，青貯料品質(zhì)越差。原料的緩沖力與粗蛋白質(zhì)含量有關(guān)，二者之間成正比例關(guān)系[16]。青貯玉米的pH 值低于青貯豆科牧草，是因?yàn)榫哂休^低的緩沖能力，玉米的緩沖能力為200~250 ME/kg，豆科牧草的緩沖能力為500~550 ME/kg[17]。豆科牧草青貯時(shí)，需要添加一些添加劑，以減少高緩沖能力對(duì)青貯效果的影響。按照原料不同，對(duì)青貯后的飼料進(jìn)行pH 值劃分等級(jí)。劉建新等[18]認(rèn)為，優(yōu)質(zhì)青貯紫云英和苜蓿的pH值為3.6~4.0，優(yōu)質(zhì)青貯紫云英和苜蓿的pH值為3.4~4.8。

2.2.2 有機(jī)酸

青貯飼料中主要有機(jī)酸包括乳酸、乙酸、丙酸和丁酸，其含量比例決定著青貯品質(zhì)的優(yōu)劣[19]。Flieg 評(píng)分法（見(jiàn)表3）就是針對(duì)青貯飼料中乳酸、乙酸和丁酸分別占總酸的比例分別賦分，再綜合計(jì)算對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，這也是目前應(yīng)用最為廣泛的一種青貯飼料的評(píng)價(jià)方式之一[20]。

乳酸是青貯飼料中含量最高的酸，是青貯飼料乳酸菌等微生物正常發(fā)酵所得的最主要產(chǎn)物。乳酸比青貯飼料中發(fā)現(xiàn)的其他主要酸（乙酸、丙酸等）的酸性強(qiáng)10~12倍，是使青貯pH值降低的主要原因。同型乳酸菌利用可溶性糖類等進(jìn)行發(fā)酵時(shí)，只產(chǎn)生乳酸這一種代謝產(chǎn)物。此時(shí)，青貯飼料的干物質(zhì)和能量損失較少、品質(zhì)較高[21]。但是，飼料作物的發(fā)酵過(guò)程非常復(fù)雜，涉及多種微生物，產(chǎn)生多種不同的代謝產(chǎn)物。正常發(fā)酵的青貯飼料中乳酸的濃度通常在2%~4%，含糖量較低或水分含量較高的飼料原料青貯后，乳酸的含量可能會(huì)更高。

乙酸是青貯飼料中含量第二高的酸，含量通常為1%~3%。反芻動(dòng)物瘤胃可以直接吸收青貯飼料中的乙酸，用于提供能量、形成乳脂和體脂。乙酸含量通常與青貯原料中干物質(zhì)的含量成反比。乙酸具有一定的抗真菌作用。青貯飼料中適宜的乙酸含量有利于青貯飼料的保存，可以降低有氧腐敗的程度，在一定程度上防止二次發(fā)酵[22]。使用布氏桿菌處理青貯飼料后，乙酸含量（3%~4%）中等偏高；青貯原料中水分含量過(guò)高時(shí)（>70%），腸桿菌、梭狀芽孢桿菌或異型發(fā)酵乳酸菌含量較多，可導(dǎo)致青貯飼料中的乙酸含量高達(dá)4%~6%[17]。

丙酸在質(zhì)量好的青貯飼料中含量很低（<0.1%），甚至檢測(cè)不到。Huhtanen等[23]報(bào)道，青貯飼料中的乙酸和丙酸濃度與泌乳期奶牛的采食量呈負(fù)相關(guān)，可能是由于產(chǎn)生較多的乙酸和丙酸的青貯飼料質(zhì)量較差。因?yàn)閱为?dú)在飼料中添加等量的乙酸和丙酸不會(huì)產(chǎn)生這樣的效果。

表3 弗氏青貯飼料評(píng)分方案Tab.3 The Flieg evaluation of silage

發(fā)酵良好的青貯飼料中丁酸不得檢出。丁酸是一種具有腐臭酸味的有機(jī)酸，會(huì)導(dǎo)致青貯飼料適口性降低。丁酸的存在說(shuō)明青貯飼料梭狀芽孢桿菌的代謝異常活躍，會(huì)分解青貯飼料中的可溶性糖類和蛋白質(zhì)[21]，降低其干物質(zhì)含量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。梭狀芽孢桿菌活躍的青貯飼料通常pH 值、乙酸、氨態(tài)氮和可溶性蛋白質(zhì)濃度均較高，也具有較高的纖維和低消化率的傾向，因?yàn)榍噘A飼料中大部分易于消化的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)已經(jīng)被梭狀芽孢桿菌降解[24]。另外，梭狀芽孢桿菌會(huì)分解青貯原料產(chǎn)生生物胺（如腐胺、尸胺、酪胺和組胺），飼料中過(guò)高含量的生物按會(huì)嚴(yán)重影響動(dòng)物的生產(chǎn)性能[25]。然而，丁酸具有強(qiáng)烈的抗真菌特性，含有丁酸的青貯飼料具有很高的有氧穩(wěn)定性。

青貯飼料中的乳酸含量越高，青貯飼料的干物質(zhì)損失越少，青貯飼料的質(zhì)量越好[26]。但是，近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，青貯飼料中大量的乳酸可以作為底物，可以使微生物大量繁殖，從而導(dǎo)致青貯飼料的有氧腐敗。同時(shí)存在一定量的乙酸可以一定程度上抑制微生物的活性，提高青貯飼料的有氧穩(wěn)定性[22]。因此，也可以將乳酸/乙酸的比例作為發(fā)酵的定性指標(biāo)。優(yōu)質(zhì)青貯飼料中乳酸/乙酸的比例在2.5~3.0較好。青貯料中乙酸和丁酸的含量均能夠準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)青貯飼料的厭氧穩(wěn)定階段和二次發(fā)酵階段的發(fā)酵品質(zhì)[12]。乙酸含量代表青貯飼料有氧穩(wěn)定性，丁酸則作為飼料品質(zhì)優(yōu)劣的評(píng)價(jià)指標(biāo)。青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)評(píng)價(jià)體系見(jiàn)表4。

表4 青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)評(píng)價(jià)體系Tab.4 Evaluation system for the fermentation quality of silages

2.2.3 氨態(tài)氮

氨態(tài)氮是青貯飼料中以銨離子和氨等形式存在的含氮物質(zhì)。優(yōu)質(zhì)青貯飼料氨態(tài)氮占總氮含量的比值越小，青貯飼料中粗蛋白和氨基酸分解程度越低，發(fā)酵品質(zhì)越好。國(guó)內(nèi)1996年所定的青貯飼料質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，將青貯飼料的有機(jī)酸和氨態(tài)氮含量分別進(jìn)行得分點(diǎn)統(tǒng)計(jì)后，以綜合評(píng)分作為對(duì)青貯飼料品質(zhì)的最終評(píng)價(jià)[27]。但是，青貯飼料中氨態(tài)氮的含量不僅與青貯發(fā)酵過(guò)程有關(guān)，還受不同種類牧草中化學(xué)成分含量的影響，青貯料中氨態(tài)氮含量不適宜用作評(píng)價(jià)所有牧草青貯發(fā)酵品質(zhì)好壞的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[12]。

目前，對(duì)于青貯飼料的評(píng)價(jià)多數(shù)從發(fā)酵品質(zhì)入手。Tharangani 等[28]通過(guò)體外測(cè)定中性洗滌纖維、淀粉、粗蛋白、粗脂肪、氨態(tài)氮和乳酸含量，利用標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分函數(shù)和加權(quán)分配法建立綜合玉米青貯品質(zhì)指數(shù)（CSQI），并將其轉(zhuǎn)換為玉米青貯品質(zhì)評(píng)分（CSQS，0~100），將青貯飼料分為5個(gè)質(zhì)量等級(jí)：差、一般、平均、良好和優(yōu)秀。這種評(píng)價(jià)方式綜合青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)和發(fā)酵指標(biāo)，比單獨(dú)針對(duì)發(fā)酵指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，更加合理。

3 微生物檢測(cè)

飼料青貯的過(guò)程實(shí)際上就是微生物發(fā)酵的過(guò)程，青貯過(guò)程中，微生物菌落的構(gòu)成以及其豐度變化均會(huì)影響青貯飼料的品質(zhì)[29]。與青貯飼料品質(zhì)相關(guān)的微生物主要有片球菌、乳酸桿菌、酵母菌、大腸桿菌和梭菌等[30]。檢測(cè)青貯飼料中的微生物，可以一定程度上說(shuō)明青貯飼料的品質(zhì)。例如青貯飼料中酵母菌的存在會(huì)導(dǎo)致干物質(zhì)損失。酵母會(huì)代謝產(chǎn)生乙醇，并且其數(shù)量與青貯飼料的有氧穩(wěn)定性成反比[31]。另外，青貯飼料中的酵母菌含量過(guò)高，可能影響動(dòng)物的采食量。梭菌在品質(zhì)較差的青貯飼料中豐度較高，這類青貯飼料中丁酸及氨態(tài)氮含量通常較高，pH值在5~7之間，或者更高[32]。霉菌的生長(zhǎng)代謝會(huì)降低青貯飼料的品質(zhì)。霉菌利用青貯飼料中的有機(jī)物進(jìn)行自身的繁殖，增大青貯飼料的干物質(zhì)損失[33]。霉菌還會(huì)代謝產(chǎn)生霉菌毒素，威脅動(dòng)物的健康。

4 結(jié)論

青貯飼料的感官評(píng)定方法快速、便捷、成本低，但是評(píng)價(jià)結(jié)果過(guò)于主觀，需要感官評(píng)價(jià)的技術(shù)人員具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。利用化學(xué)分析法和微生物檢測(cè)法等對(duì)青貯飼料的營(yíng)養(yǎng)成分、發(fā)酵指標(biāo)以及微生物菌群等進(jìn)行分析，檢測(cè)周期長(zhǎng)、成本高，但判定結(jié)果更為準(zhǔn)確，誤差相對(duì)較小。