引用本文
毛翠, 刘方圆, 宋恩亮, 王亚芳, 王永军, 战翔, 李原, 成海建, 姜富贵. 不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮营养价值及发酵品质的影响. 草业学报, 2020,29(10): 172-181
MAO Cui, LIU Fang-yuan, SONG En-liang, WANG Ya-fang, WANG Yong-jun, ZHAN Xiang, LI Yuan, CHENG Hai-jian, JIANG Fu-gui. Effects of lactic acid bacteria inoculant level and ensiling time on nutritional value and fermentation quality of whole-crop maize silage. Acta Prataculturae Sinica,2020,29(10): 172-181  
Doi:10.11686/cyxb2019569
Permissions
Copyright©2020, 草业学报编辑部
本文属于开放获取期刊。
不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮营养价值及发酵品质的影响
毛翠1,**, 刘方圆2,**, 宋恩亮1, 王亚芳1, 王永军3, 战翔3, 李原3, 成海建1,*, 姜富贵1,*
1.山东省农业科学院畜牧兽医研究所,山东省畜禽疫病防治与繁育重点实验室,山东 济南 250100
2.山东畜牧兽医职业学院,山东 潍坊 261061
3.济南市农业农村局,山东 济南 250099
*通信作者. E-mail: 98061107@163.com, fgjiang2017@163.com

作者简介:毛翠(1987-),女,山东临沂人,硕士。E-mail: maocui2019@163.com;刘方圆(1989-),女,山东临沂人,硕士。E-mail: ninalfy@126.com.
**共同第一作者These authors contributed equally to this work.

收稿日期: 2019-12-30
基金项目:现代农业(肉牛牦牛)产业技术体系专项资金(CARS-37)资助
摘要

本试验以登海605玉米品种为材料,于蜡熟期2/3乳线时进行刈割,乳酸菌制剂的添加量分别为0,10,20和30 mg·kg-1,4个处理,每个处理4个重复,在室温条件下发酵45和90 d,取样测定营养成分、发酵品质和瘤胃降解率等指标,旨在研究不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮营养价值的影响。结果表明:干物质(DM)受乳酸菌添加量和发酵时间的影响较小,差异不显著( P>0.05);随乳酸菌添加量的增加,发酵90 d的中性洗涤纤维(NDF)含量显著线性降低( P=0.018),而相对饲喂价值(RFV)显著线性增加( P=0.006)。发酵90 d的酸性洗涤纤维(ADF)含量和pH值较45 d显著降低( P<0.01),而乳酸和乙酸含量显著增加( P<0.05)。随乳酸菌添加量的增加,乳酸含量显著线性增加( P<0.05)。24 h的DM和NDF消化率受乳酸菌添加量和发酵时间的影响较小,差异不显著( P>0.05)。发酵90 d时,48 h DM降解率随乳酸菌添加量的增加显著线性增加( P=0.034),48 h NDF降解率较45 d显著增加( P=0.022)。发酵90 d时,20 mg·kg-1组的RFV、总可消化养分(TDN)和有机酸含量最高,而pH值最低。综上所述,乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮的营养成分含量、发酵品质和DM瘤胃降解率均有显著影响,全株玉米青贮在发酵90 d且乳酸菌添加量为20 mg·kg-1的营养价值和发酵品质最优。

关键词: 全株玉米青贮; 乳酸菌; 发酵品质; 营养价值; 瘤胃降解率
Effects of lactic acid bacteria inoculant level and ensiling time on nutritional value and fermentation quality of whole-crop maize silage
MAO Cui1,**, LIU Fang-yuan2,**, SONG En-liang1, WANG Ya-fang1, WANG Yong-jun3, ZHAN Xiang3, LI Yuan3, CHENG Hai-jian1,*, JIANG Fu-gui1,*
1.Institute of Animal Science and Veterinary Medicine, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Shandong Key Lab of Animal Disease Control and Breeding, Jinan 250100, China
2.Shandong Vocational Animal Science and Veterinary College, Weifang 261061, China
3.Jinan Agricultural and Rural Bureau, Jinan 250099, China
*Corresponding author. E-mail: 98061107@163.com, fgjiang2017@163.com
Abstract

This experiment was conducted to evaluate the effects of lactic acid bacteria (LAB) inoculant level and fermentation time on nutritional value and fermentation quality of whole-crop maize silage. Maize variety Deng Hai 605 was chosen for the research. The crop was harvested at the 2/3 milk line development stage and four treatments (0, 10, 20 and 30 mg·kg-1 of LAB preparation added) with four replicates were set up. Samples were ensiled for 45 or 90 days and then analyzed for nutrient composition, fermentation quality and ruminal degradability. It was found that the dry matter (DM) content was not affected by LAB inoculant level and fermentation time ( P>0.05). With increase in LAB addition, the neutral detergent fiber (NDF) content of silage fermented for 90 days linearly decreased ( P=0.018), while the relative feeding value (RFV) linearly increased ( P=0.006). The acid detergent fiber (ADF) content and pH value after 90 days of fermentation were lower than that after 45 days of fermentation ( P<0.01), while the content of lactic acid and acetic acid were higher at 90 days than after 45 days of fermentation ( P<0.05). The content of lactic increased linearly with increase in LAB ( P<0.05). The 24 h ruminal degradability of DM and NDF were unaffected by LAB addition level and fermentation time ( P>0.05). With increase in LAB, the 48 h ruminal degradability of silage fermented 90 days linearly increased ( P=0.034). The 48 h ruminal degradability of NDF of silage fermented 90 days was higher than that ensiled for 45 days ( P=0.022). The RFV, total digestible nutrients and organic acid content were highest and the pH value was lowest in the 20 mg·kg-1 group after 90 days of fermentation. In conclusion, the whole-crop maize silage with 20 mg·kg-1 LAB preparation added, and fermented 90 days, had the optimal nutritional value and fermentation quality.

Keyword: whole corn silage; lactic acid bacteria; fermentation quality; nutritional value; ruminal degradability

全株玉米(Zea mays)青贮具有生物量高、适口性好、养分消化率高和贮藏时间长等特点[1], 是公认的优质粗饲料资源, 在国内外反刍动物生产中已被广泛应用。随着我国农业供给侧结构性改革和“ 粮改饲” 政策的实施, 大力推广全株玉米青贮的生产利用, 一方面可以降低动物饲喂成本, 提高其生产性能, 实现草食畜牧业的降本增效, 另一方面, 减轻了秸秆处理的环境压力, 有助于种养结合生态循环生产模式的形成[2]。优质高效全株玉米青贮生产不仅是连接种植业和畜牧业的重要桥梁, 而且是畜牧业健康发展的重要保障。

青贮添加剂作为提升青贮饲料品质的有效途径之一[3], 通常分为发酵促进剂、发酵抑制剂、好氧性腐败菌抑制剂、营养性添加剂和吸附剂5类[4]。其中, 乳酸菌制剂作为一种发酵促进剂在生产中的应用最为广泛, 由同型发酵乳酸菌和异型发酵乳酸菌组成。发酵前期同型发酵乳酸菌利用可溶性糖产生乳酸, 快速降低青贮pH值, 抑制肠杆菌、梭菌等有害微生物, 进而降低干物质损失; 发酵后期异型发酵乳酸菌利用乳酸产生乙酸, 抑制真菌, 进而提升青贮的有氧稳定性[3]。尽管有研究表明, 乳酸菌制剂对全株玉米青贮的发酵调控具有积极的作用[5, 6, 7], 但乳酸菌制剂对玉米青贮品质的改善作用存在分歧[8], 除了与试验间采用的玉米品种、收获期、乳酸菌种类及其添加量等不同有关[9, 10], 还可能受发酵时间的影响。在发酵过程中, 玉米青贮的营养成分和发酵指标是动态变化的, 干物质逐渐降低, 乳酸含量先增加后降低, 而pH值先降低后升高[11]。Bedrosian等[12]发现, 全株玉米青贮营养成分的变化主要在发酵45或90 d内, 而发酵指标的变化贯穿整个发酵过程。由于有关乳酸菌添加量、发酵时间和两者互作对全株玉米青贮营养价值影响的研究较少, 因此, 本试验旨在通过研究不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮营养成分、发酵品质和瘤胃降解率的影响, 以期为乳酸菌制剂的合理使用提供参考依据。

1 材料与方法
1.1 试验材料

供试玉米品种为“ 登海605” , 购自山东登海种业股份有限公司。试验用乳酸菌制剂购于山东宝来利来生物工程股份有限公司, 每克产品含有1.0× 109 CFU乳酸片球菌和3.0× 108 CFU植物乳杆菌。

1.2 试验时间和地点

供试玉米品种于2018年6月12日播种于山东省滨州市阳新县河流镇(117° 58' E, 37° 63' N), 种植密度为63000株· hm-2, 于2018年9月26日在蜡熟期2/3乳线时进行刈割, 立即带回实验室开展发酵试验。发酵试验于2018年9月26日-12月25日在山东省农业科学院畜牧兽医研究所实验室(117° 4' E, 36° 42' N)进行。

1.3 试验设计

将全株玉米收获后切短至1~2 cm, 混合均匀后平均分为4组, 每组装8袋, 每袋1 kg。试验组乳酸菌制剂的添加量分别为10, 20, 30 mg· kg-1鲜重, 于35 ℃去离子水中活化2 h后均匀喷洒。对照组仅添加与试验组相同体积的蒸馏水。各组在容器中混合均匀后, 取约1 kg样品装入聚乙烯单向呼吸阀厌氧袋(22 cm× 40 cm)中, 真空密封, 于室温避光贮藏, 分别于45和90 d开袋取样, 每组各时间点取4袋作为重复, 随后开展相关指标的测定。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 常规营养指标 粗蛋白(crude protein, CP)含量采用凯氏定氮法测定; 中性洗涤纤维(neutral detergent fiber, NDF)、酸性洗涤纤维(acid detergent fiber, ADF)和木质素(acid detergent lignin, ADL)含量参考Van等[13]的方法, 使用Ringbio专用滤袋和Ringbio纤维分析仪(R2000, 英国)测定; 干物质(dry matter, DM)、粗脂肪(ether extract, EE)和粗灰分(crude ash, Ash)含量参考张丽英[14] 主编的《饲料分析与饲料质量检测技术》测定; 水溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate, WSC)采用蒽酮-硫酸比色法[15]测定; 淀粉含量采用高氯酸水解-蒽酮比色法[16]测定; 相对饲喂价值(relative feed value, RFV)根据公式RFV=DMI(%BW)× DDM(%DM)/1.29[17]进行计算, 式中:DMI(dry matter intake)为粗饲料干物质随意采食量, BW(body weight)为体重, DMI(%BW)=120/NDF(%DM); DDM为可消化的干物质, DDM(%DM)=88.9-0.779× ADF(%DM)。

1.4.2 碳水化合物组分 碳水化合物组分剖分和计算公式如下:非中性洗涤纤维性碳水化合物(non-neutral detergent fiber, Non-NDF)=100-CP-NDF-EE-Ash[18]; 有机酸(organic acid, OA)=乳酸+乙酸+丙酸+丁酸+其他有机酸[18]; 水溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate, CA)=WSC(%)[18]; CB1为淀粉(starch)含量[18]; 中性洗涤可溶纤维(neutral detergent soluble fiber, CB2)=Non-NDF-OA-CA-CB1[18]; 不可利用中性洗涤纤维(unavailable neutral detergent fiber, CC)=2.4× 木质素含量[19]; 可利用中性洗涤纤维(available neutral detergent fiber, CB3)=NDF(%)-CC(%)[18]。以上公式中单位均为%DM。

1.4.3 能量指标 总可消化养分(total digestible nutrients, TDN)根据王菲[20]提出的公式TDN(%DM)=96.447-0.110CP(%DM)+0.988EE(%DM)-0.799Ash(%DM)-0.361NDF(%DM)-0.161ADF(%DM)-0.811ADL(%DM)-0.083starch(%DM)进行计算。在TDN的基础上, 根据NRC[18]提供的公式估算消化能(digestible energy, DE)、代谢能(metabolic energy, ME)、维持净能(net energy for maintenance, NEm)和增重净能(net energy for gain, NEg), 各指标公式如下:DE(MJ· kg-1 DM)=0.04409× TDN(%DM)× 4.184; ME(MJ· kg-1 DM)=0.82DE(MJ· kg-1 DM)× 4.184; NEm(MJ· kg-1 DM)=(1.37ME-0.138ME2+0.0105ME3-1.12)× 4.184; NEg(MJ· kg-1 DM)=(1.42ME-0.174ME2+0.0122ME3-1.65)× 4.184。泌乳净能(net energy for lactation, NEL)根据Undersander等[21]提供的公式NEL(MJ· kg-1 DM)=[0.9265-(0.00793× ADF)]/0.4536× 4.184进行计算。

1.4.4 发酵指标测定 称取25 g玉米青贮样品, 置于榨汁机(HR2027, 飞利浦)中, 加入250 mL无菌蒸馏水, 间歇榨汁搅拌5~6次, 每次5 s。用4层纱布过滤上清液至250 mL灭菌三角瓶中, 混匀。取100 mL滤液于250 mL烧杯, 立即使用pH计(HANNA HI 9125, 意大利)测定pH值。另取剩余滤液8 mL于10 mL离心管中, -20 ℃保存, 用于测定挥发性脂肪酸(volatile fatty acids, VFA)、乳酸和氨态氮(ammonia nitrogen, NH3-N)含量。乳酸和VFA含量使用高效液相色谱法测定(SHIMADZE-10A, 色谱柱为Shodex Rspak KC-811S-DVB 300 mm× 8 mm, 柱温为50 ℃, 流动相为3 mmol· L-1 HClO4, 流速为1.0 mL· min-1, 进样量为5 mL, 检测器为SPD-M10AVP, 检测波长为210 nm)。NH3-N含量采用苯酚-次氯酸钠比色法测定[22]。发酵系数(fermentation coefficient, FC)和费氏评分(flieg score, FS)按照Wang等[23]的方法计算, 公式如下:FC=DM(%)+8× WSC/缓冲力, 式中:缓冲力为青贮滤液每0.5个单位pH改变所消耗0.1 mol· L-1 NaOH的体积[2]; FS=220+(2× DM%-15)-(40× pH)。

1.4.5 瘤胃降解率指标 青贮饲料24和48 h的DM和NDF降解率采用瘤胃尼龙袋法测定[24]。选用3头体况良好、体重(550± 50) kg、安装永久性瘤胃瘘管的荷斯坦奶牛, 每天于6:00和18:00进行饲喂, 全天自由饮水。尼龙袋规格为12 cm× 6 cm, 孔径为50 μ m, 称量3 g左右青贮样品装入尼龙袋中, 各组样品每个时间点每头牛设置4个重复, 尼龙袋取出后, 使用自来水冲洗干净, 于65 ℃烘箱中烘干至恒重, 后续测定DM和NDF含量, 用于计算各时间点瘤胃降解率, 计算公式如下:DM降解率(%)=(降解前样品DM重-降解后样品DM重)/降解前样品DM重× 100; NDF降解率(%)=(降解前样品NDF重-降解后样品NDF重)/降解前样品NDF重× 100。

1.5 统计分析

数据使用Excel 2013进行汇总和整理, 使用SAS 9.1软件中GLM过程进行方差分析和Duncan氏多重比较检验, 结果以最小二乘均值表示。各指标随乳酸菌添加量的直线和二次曲线反应使用CONTRAST语句实现。P< 0.05为差异显著, 0.05≤ P< 0.10为存在差异趋势。

2 结果与分析
2.1 不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮营养成分含量的影响

DM、CP和EE含量受乳酸菌添加量和发酵时间的影响较小, 差异不显著(P> 0.05)(表1)。发酵90 d的ADF含量较45 d显著降低(P< 0.01)。随乳酸菌添加量的增加, 发酵45 d的NDF含量和RFV无显著变化(P> 0.05), Ash含量整体呈增加的趋势(P< 0.01); 发酵90 d的NDF含量显著线性降低(P=0.02), RFV显著线性增加(P< 0.05), Ash含量无显著变化(P> 0.05)。与对照组相比, 乳酸菌添加量为10和30 mg· kg-1组的ADL含量显著增加(P< 0.01)。

表1 乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮营养成分含量的影响(干物质基础) Table 1 Effects of lactic acid bacteria inoculant level and fermentation time on nutritive compositions of whole corn silage (DM basis)
2.2 不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮碳水化合物组分含量的影响

随乳酸菌添加量的增加, OA和CC含量显著线性增加(P< 0.01), CB3含量和发酵45 d的CB2含量显著降低(P< 0.01)(表2), 发酵90 d的CA含量有线性降低的趋势(P=0.08)。淀粉含量受乳酸菌添加量和发酵时间的影响较小, 差异不显著(P> 0.05)。发酵90 d的OA含量较发酵45 d显著增加(P=0.01), CA含量显著降低(P=0.04)。

表2 不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮碳水化合物组分含量的影响(干物质基础) Table 2 Effects of lactic acid bacteria inoculant level and fermentation time on carbohydrate component of whole corn silage (dry matter basis, %)
2.3 不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮预测能值的影响

随乳酸菌添加量的增加, 发酵45 d的TDN含量无显著差异(P=0.17)(表3)。发酵90 d, 乳酸菌添加量为20 mg· kg-1组的TDN含量最高(76.51%), 而10 mg· kg-1组的TDN含量最低(73.49%)。DE、ME和NEm与TDN含量有相同的变化趋势。发酵90 d的NEL较发酵45 d的显著增加(P< 0.01)。

表3 不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮预测能值的影响(干物质基础) Table 3 Effects of lactic acid bacteria inoculant level and fermentation time on prediction energy of whole corn silage (DM basis)
2.4 不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮发酵参数的影响

与发酵45 d相比, 发酵90 d的pH值显著降低(P< 0.01), 而乳酸、乙酸、NH3-N/TN和费氏评分显著增加(P< 0.05)(表4)。随乳酸菌添加量的增加, 发酵45和90 d的乳酸含量显著线性增加(P< 0.05), 发酵90 d的丁酸含量显著线性降低(P< 0.01), 发酵90 d的NH3-N/TN显著线性增加(P< 0.01)。丙酸含量和发酵系数受乳酸菌添加量和发酵时间的影响较小, 差异不显著(P> 0.05)。

表4 不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮发酵参数的影响(干物质基础) Table 4 Effects of lactic acid bacteria inoculant level and fermentation time on fermentation parameters of whole corn silage (DM basis)
2.5 不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮瘤胃降解率的影响

24 h的DM和NDF降解率受乳酸菌添加量和发酵时间的影响较小, 差异不显著(P> 0.05)(表5)。随乳酸菌添加量的增加, 发酵45 d的48 h DM降解率有线性增加的趋势(P=0.07), 而发酵90 d的48 h DM降解率显著线性增加(P=0.03)。发酵90 d的48 h NDF降解率较发酵45 d显著增加(P=0.02)。

表5 不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮瘤胃降解率的影响(干物质基础) Table 5 Effects of lactic acid bacteria inoculant level and fermentation time on ruminal degradability of whole corn silage (DM basis, %)
3 讨论
3.1 不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮营养成分的影响

随乳酸菌添加量的增加, 发酵90 d的NDF含量显著降低, 主要与发酵产生的有机酸对细胞壁可消化组分的降解作用有关[25]。此外, 随乳酸菌添加量的增加, 发酵90 d的ADF含量无显著变化, 而ADL含量显著增加, 该结果表明, 有机酸主要降解细胞壁中的半纤维素, 与Hristov等[26]的结果一致。尽管发酵45 d的OA含量随乳酸菌添加量的增加而显著增加, 但各组的NDF含量无显著差异, 该结果表明, 有机酸对细胞壁可消化组分的降解作用可能需要一定时间。目前有关乳酸菌对玉米青贮CP含量影响的研究结果存在分歧, 张相伦等[27]和Li等[28]研究认为添加乳酸菌制剂可显著提升青贮中CP含量, 而孙志强等[29]和苗芳等[30]研究发现添加乳酸菌制剂能显著降低青贮中CP含量。本研究中, 随乳酸菌添加量的增加, 发酵45 d的CP含量有线性增加的趋势, 而发酵90 d的CP含量无显著变化。其原因一方面可能与青贮中蛋白质降解酶的作用和微生物代谢活动有关, 另一方面可能与试验采用的玉米品种、发酵时间、乳酸菌种类和添加量等不同有关。由于WSC是青贮过程中乳酸菌主要的发酵底物, 因此其含量随乳酸菌添加量的增加显著降低, 与Addah等[31]的研究结果一致。由于有机酸对细胞壁可消化组分的降解作用[25], 造成CB2和CB3含量随乳酸菌添加量的增加显著线性降低, 进而间接提高了ADL、Ash和CC的含量。

3.2 不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮发酵品质的影响

pH值和乳酸含量是反映青贮饲料发酵品质的重要指标, 常规青贮的pH值应在4.2以下[32], 而发酵品质优良青贮的乳酸含量为4%~6%[33]。本试验各组青贮的pH值和乳酸含量均达到优质青贮饲料的要求, 这与其附生乳酸菌的数量较大和WSC含量较高有关。Cai等[34]推荐生产优质青贮的乳酸菌数量应大于105 cfu· g-1, Woolford等[35]推荐生产优质青贮的WSC含量应大于6%。而Ni等[36]报道的玉米青贮原料中乳酸菌和WSC的含量分别为106 cfu· g-1和6.66%, 均能满足优质青贮饲料生产的要求。本试验中, 随乳酸菌添加量的增加, 乳酸含量显著线性增加, 有利于发酵前期pH值的快速降低, 抑制有害菌的生长, 进而降低DM损失[37]。通常情况下, 青贮发酵前期以同型发酵模式为主, 乳酸含量逐渐增加, pH值逐渐降低, 而发酵后期以异型发酵模式为主, 乳酸含量逐渐降低, 乙酸含量增加[3]。发酵模式发生转变主要有两种情况, 一是青贮饲料中WSC含量不足, 乳酸菌利用乳酸作为能量来源[38]; 二是pH值降低至一定程度, 多数乳酸菌的活动受到限制, 而耐酸能力较强的布氏乳杆菌利用乳酸产生乙酸[12]。本试验中, 发酵90 d玉米青贮的乳酸和乙酸含量均高于发酵45 d, 与本试验添加的乳酸菌均为同型发酵乳酸菌有关, 造成青贮饲料发酵90 d仍以同型发酵模式为主, 而乙酸含量增加可能与青贮附生的布氏乳杆菌利用乳酸产生乙酸有关[39]。青贮中NH3-N/TN是反映青贮中蛋白质降解程度的关键指标。通常认为, 高乳酸含量和低pH值能够抑制梭菌和其他有害菌的生长, 进而降低蛋白质的降解, 而本研究中, 随乳酸菌添加量的增加, 尽管发酵90 d的乳酸含量显著线性增加, 但NH3-N/TN也显著线性增加, 与孙志强等[29]的结论一致。此外, 尽管发酵90 d的pH值显著低于发酵45 d, 但NH3-N/TN显著高于发酵45 d, 与Bedrosian等[12]的结论一致。青贮过程中蛋白质的降解是不可避免的[40], 除了梭菌等有害菌的降解外, 青贮饲料中微生物分泌的胞外蛋白酶和胞内肽酶也可降解蛋白质[41]。

3.3 不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮瘤胃降解率的影响

DM和NDF瘤胃降解率是影响反刍动物干物质采食量的重要因素, 进而是衡量粗饲料营养价值的关键指标[42]。Chackerian等[43]研究表明, 饲草干物质分为两部分, 一部分是容易降解的细胞内含物, 另一部分是降解率较低的植物细胞壁, 包括纤维素、半纤维素、木质素等, 影响饲草降解率的主要因素是植物细胞壁组分, 而细胞壁的主要成分为NDF。本研究中, 随乳酸菌添加量的增加, 发酵90 d的48 h DM降解率显著增加, 可能与NDF含量显著降低有关。刘帅等[42]和苗树君等[44]分别利用乳酸菌制剂处理全株玉米青贮和去穗玉米秸秆, DM有效降解率显著增加。因此, 乳酸菌制剂可作为提高全株玉米青贮DM瘤胃降解率的有效手段之一。目前有关发酵时间对NDF降解率影响的结果存在分歧, Bedrosian等[12]发现, NDF降解率主要受玉米品种和收获期的影响, 发酵时间的影响不显著。Hristov等[26]发现, 随发酵时间的延长, NDF降解率显著线性降低。而本试验中, 发酵90 d的48 h NDF降解率较发酵45 d显著增加, 与Hallada等[45]的结果一致。其原因与玉米品种、收获期和NDF降解率的测定方法等不同有关, 仍需进一步研究。

4 结论

不同乳酸菌添加量和发酵时间对全株玉米青贮的营养成分含量、发酵品质和DM瘤胃降解率均有显著影响, 综合考虑全株玉米青贮的RFV、TDN含量、有机酸含量和pH值, 全株玉米青贮在发酵90 d且乳酸菌制剂添加量为20 mg· kg-1的营养价值和发酵品质最优。

参考文献
[1] Zhao Y X, Zhang X F, Ao C J, et al. Application and development prospect of whole plant corn silage in ruminant production. Feed Industry, 2019, 40(2): 17-20.
赵亚星, 张兴夫, 敖长金, 等. 全株玉米青贮在反刍动物生产中的应用与发展前景. 饲料工业, 2019, 40(2): 17-20. [本文引用:1]
[2] He L W. Evaluation of quality of whole silage corn and its effect on fattening performance and beef quality of beef cattle. Beijing: China Agricultural University, 2017.
和立文. 全株玉米青贮品质评价及其对肉牛育肥性能和牛肉品质的影响. 北京: 中国农业大学, 2017. [本文引用:2]
[3] Muck R E, Nadeau E M G, Mcallisrer T A, et al. Silage review: Recent advances and future uses of silage additives. Journal of Dairy Science, 2018, 101(5): 3980-4000. [本文引用:3]
[4] Mcdonald P, Henderson A R, Heron S J E. The biochemistry of silage (The 2nd Editon). Marlow: Chalcombe Publications, 1991. [本文引用:1]
[5] Queiroz O C M, Adesogan A T, Arriola K G, et al. Effect of a dual-purpose inoculant on the quality and nutrient losses from corn silage produced in farm-scale silos. Journal of Dairy Science, 2012, 95(6): 3354-3362. [本文引用:1]
[6] Ferraretto L F, Fredin S M, Shaver R D. Influence of ensiling, exogenous protease addition, and bacterial inoculation on fermentation profile, nitrogen fractions, and ruminal in vitro starch digestibility in rehydrated and high-moisture corn. Journal of Dairy Science, 2015, 98(10): 7318-7327. [本文引用:1]
[7] Nishino N, Wada H, Yoshida M, et al. Microbial counts, fermentation products, and aerobic stability of whole crop corn and a total mixed ration ensiled with and without inoculation of Lactobacillus casei or Lactobacillus buchneri. Journal of Dairy Science, 2004, 87(8): 2563-2570. [本文引用:1]
[8] Blajman J E, Paez R B, Vinderola C G, et al. A meta-analysis on the effectiveness of homofermentative and heterofermentative lactic acid bacteria for corn silage. Journal of Applied Microbiology, 2018, 125(6): 1655-1669. [本文引用:1]
[9] Addah W, Baah J, Groenewegen P, et al. Comparison of the fermentation characteristics, aerobic stability and nutritive value of barley and corn silages ensiled with or without a mixed bacterial inoculant. Canadian Journal of Animal Science, 2011, 91(1): 133-146. [本文引用:1]
[10] Mohammadzadeh H, Khorvash M, Ghorbani G R, et al. Frosted corn silage with or without bacterial inoculants in dairy cattle ration. Livestock Science, 2012, 145(1/3): 153-159. [本文引用:1]
[11] Weinberg Z G, Chen Y. Effects of storage period on the composition of whole crop wheat and corn silages. Animal Feed Science and Technology, 2013, 185(3/4): 196-200. [本文引用:1]
[12] Der Bedrosian M C, Nestor Jr K E, Kung Jr L. The effects of hybrid, maturity, and length of storage on the composition and nutritive value of corn silage. Journal of Dairy Science, 2012, 95(9): 5115-5126. [本文引用:4]
[13] Van P J, Robertson J B, Lewis B A. Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber, and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition. Journal of Dairy Science, 1991, 74(10): 3583-3597. [本文引用:1]
[14] Zhang L Y. Feed analysis and quality detection technology. Beijing: China Agricultural University Press, 2002.
张丽英. 饲料分析及饲料质量检测技术. 北京: 中国农业大学出版社, 2002. [本文引用:1]
[15] Dubois M, Gilles K A, Hamilton J K, et al. Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Analytical Chemistry, 1956, 28(3): 350-356. [本文引用:1]
[16] Guo D S. Effect of dietary composition on rumen fermentation and available crude protein in ruminants. Beijing: China Agricultural University, 2004.
郭冬生. 反刍动物日粮组合效应对瘤胃发酵和可利用粗蛋白的影响研究. 北京: 中国农业大学, 2004. [本文引用:1]
[17] Rohweder D A, Barnes R F, Neal J. Proposed hay grading stand ards based on laboratory analyses for evaluating quality. Journal of Animal Science, 1978, 47(3): 747-759. [本文引用:1]
[18] Nutrient Requirements of Beef Cattle. Nutrient requirements of beef cattle. 8th version. Washington D C: National Academy Press, 2016. [本文引用:6]
[19] Sniffen C J, O’connor J D, Van S P J, et al. A net carbohydrate and protein system for evaluating cattle diet: II. Carbohydrate and protein availability. Journal of Animal Science, 1992, 70(11): 3562-3577. [本文引用:1]
[20] Wang F. Establishment and evaluation of effective energy prediction model in feeds of beef cattle. Beijing: China Agricultural University, 2016.
王菲. 肉牛饲料有效能值预测模型的建立与评价. 北京: 中国农业大学, 2016. [本文引用:1]
[21] Undersand er D J, Merterns D R, Thiex N J. Forage analyses procedures. National Forage Testing Association (USA), 1993. https://fyi.extension.wisc.edu/forage/files/2014/01/NFTA-Forage-Analysis-Procedures.pdf. [本文引用:1]
[22] Weatherburn M W. Phenol-hypochlorite reaction for determination of ammonia. Analytical Chemistry, 1967, 39(8): 971-974. [本文引用:1]
[23] Wang J, Chen L, Yuan X J, et al. Effects of molasses on the fermentation characteristics of mixed silage prepared with rice straw, local vegetable by-products and alfalfa in Southeast China. Journal of Integrative Agriculture, 2017, 16(3): 664-670. [本文引用:1]
[24] Feng Y L. Ruminant nutrition. Beijing: Science Press, 2004.
冯仰廉. 反刍动物营养学. 北京: 科学出版社, 2004. [本文引用:1]
[25] Larsen S U, Hiort-gregersen K, Vazifehkhoran A H, et al. Co-ensiling of straw with sugar beet leaves increases the methane yield from straw. Bioresource Technology, 2017, 245(Pt A): 106-115. [本文引用:2]
[26] Hristov A N, Harper M T, Roth G, et al. Effects of ensiling time on corn silage neutral detergent fiber degradability and relationship between laboratory fiber analyses and in vivo digestibility. Journal of Dairy Science, 2020, 103(30): 2333-2346. [本文引用:2]
[27] Zhang X L, You W, Zhao H B, et al. Effects of lactic acid bacteria preparation on quality and nutrient composition of whole corn silage. Chinese Journal of Animal Science, 2018, 30(1): 356-362.
张相伦, 游伟, 赵红波, 等. 乳酸菌制剂对全株玉米青贮品质及营养成分的影响. 动物营养学报, 2018, 30(1): 356-362. [本文引用:1]
[28] Li Y, Yu C, Zhu W, et al. Effect of complex lactic acid bacteria on silage quality and in vitro dry matter digestibility of corn straw. Journal of Animal and Veterinary Advances, 2012, 11(9): 1395-1399. [本文引用:1]
[29] Sun Z Q, Wu Z, Wang B, et al. The effect of different hybrids and lactic acid bacteria additives on the quality and aerobic stability of the whole plant corn silage. Chinese Journal of Grassland , 2019, 41(1): 85-90.
孙志强, 吴哲, 王炳, 等. 不同品种和乳酸菌添加剂对全株玉米青贮品质和有氧稳定性的影响研究. 中国草地学报, 2019, 41(1): 85-90. [本文引用:2]
[30] Miao F, Zhang F F, Tang K T, et al. Effect of homo- and hetero-fermentative lactic acid bacteria on the fermentation characteristics, nutritional quality, and aerobic stability of whole corn silage. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(9): 167-175.
苗芳, 张凡凡, 唐开婷, 等. 同/异质型乳酸菌添加对全株玉米青贮发酵特性、营养品质及有氧稳定性的影响. 草业学报, 2017, 26(9): 167-175. [本文引用:1]
[31] Addah W, Baah J, Okine E K, et al. A third-generation esterase inoculant alters fermentation pattern and improves aerobic stability of barley silage and the efficiency of body weight gain of growing feedlot cattle. Journal of Animal Science, 2012, 90(5): 1541-1552. [本文引用:1]
[32] Shao T, Zhang Z X, Shimojo M, et al. Comparison of fermentation characteristics of Italian ryegrass ( Lolium multiflorum Lam. ) and guineagrass ( Panicum maximum Jacq. ) during the early stage of ensiling. Asian Australasian Journal of Animal Sciences, 2005, 18(12): 1727-1734. [本文引用:1]
[33] Wang Y, Mcallister T A, Xu Z J, et al. Effects of proanthocyanidins, dehulling and removal of pericarp on digestion of barley grain by ruminal micro-organisms. Journal of the Science of Food and Agriculture, 1999, 79(6): 929-938. [本文引用:1]
[34] Cai Y, Benno Y, Ogawa M, et al. Influence of Lactobacillus spp. from an inoculant and of Weissella and Leuconostoc spp. from forage crops on silage fermentation. Applied and Environmental Microbiology, 1998, 64(8): 2982-2987. [本文引用:1]
[35] Woolford M K, Pahlow G. The silage fermentation. New York: Marcel Dekker, 1998. [本文引用:1]
[36] Ni K, Zhao J, Zhu B, et al. Assessing the fermentation quality and microbial community of the mixed silage of forage soybean with crop corn or sorghum. Bioresource Technology, 2018, 265: 563-567. [本文引用:1]
[37] Kleinschmit D H, Kung J L. A meta-analysis of the effects of Lactobacillus buchneri on the fermentation and aerobic stability of corn and grass and small-grain silages. Journal of Dairy Science, 2006, 89(10): 4005-4013. [本文引用:1]
[38] Lindgren S E, Axelsson L T, Mcfeeters R F. Anaerobic l-lactate degradation by Lactobacillus plantarum. Fems Microbiology Letters, 1990, 66(1/3): 209-213. [本文引用:1]
[39] Driehuis F, Oude Elferink S J W H, Spoelstra S F. Anaerobic lactic acid degradation during ensilage of whole-crop maize inoculated with Lactobacillus buchneri inhibits yeast growth and improves aerobic stability. Journal of Applied Microbiology, 1999, 87(4): 583-594. [本文引用:1]
[40] Grum D E, Shockey W L, Weiss W P. Electrophoretic examination of alfalfa silage proteins. Journal of Dairy Science, 1991, 74(1): 146-154. [本文引用:1]
[41] Kunji E R S, Mierau I, Hagting A, et al. The proteolytic system of lactic acid bacteria. Antonie Van Leeuwenhoek, 1996, 70(2): 187-221. [本文引用:1]
[42] Liu S, Zheng J, Jiang X, et al. Effects of lactobacillus rhamnosus on silage quality and rumen degradation rate of whole plant corn. Chinese Journal of Animal Science, 2019, 55(7): 111-116.
刘帅, 郑健, 姜鑫, 等. 鼠李糖乳杆菌对全株玉米青贮品质及瘤胃降解率的影响. 中国畜牧杂志, 2019, 55(7): 111-116. [本文引用:2]
[43] Chackerian B, Rudensey L M, Overbaugh A J. Histochemical studies on forage digestion in the rumen: A review. Journal of Japanese Society of Grassland Science, 1997, 43(10): 171-178. [本文引用:1]
[44] Miao S J, Ma H. The effect of different bio-agent on the nutritional value of corn stover silage for dairy cattle. China Cattle Science, 2008, 34(5): 27-30.
苗树君, 马慧. 不同生物制剂处理去穗玉米结青贮对奶牛营养价值的影响. 中国牛业科学, 2008, 34(5): 27-30. [本文引用:1]
[45] Hallada C M, Sapienza D A, Taysom D. Effect of length of time ensiled on dry matter, starch and fiber digestibility in whole plant corn silage. Journal of Dairy Science, 2008, 91(E-Suppl. 1): 30. [本文引用:1]