楊茁萌博士：低溫發酵減少青貯幹物(wù)質(zhì)損失

      通過對全株玉米青貯窖内發酵溫度和發酵積溫的動态測定研究，揭示青貯發酵全過程溫度變化規律，定義低溫發酵溫度範圍及其發酵積溫的标準，将不可(kě)度量的隐性損失變為(wèi)可(kě)度量的考核指标，對提升全株青貯玉米質(zhì)量定量化管理(lǐ)水平有重要的指導意義。國(guó)家奶牛産業體(tǐ)系首席科(kē)學(xué)家李勝利教授技(jì )術團隊及北京厚德(dé)瑞商貿有限公司合作(zuò)研究發現：在不同氣候條件下，全株玉米青貯低溫發酵溫度範圍和發酵積溫會有所不同，一般全株玉米青貯的低溫發酵溫度在28-32℃之間，在高寒地區(qū)低溫發酵的溫度在28℃以下，而在華北平原地區(qū)其為(wèi)32℃以下；察北等高寒地區(qū)低溫發酵的發酵積溫為(wèi)1400℃，華北平原地區(qū)發酵積溫為(wèi)2259℃。這是北京厚德(dé)瑞商貿有限公司楊茁萌博士在中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會養牛學(xué)分(fēn)會第九屆二次理(lǐ)事會暨2019年牛業科(kē)學(xué)學(xué)術研讨會上分(fēn)享的專題報告内容。

       2019年5月24-25日，中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會養牛學(xué)分(fēn)會第九屆二次理(lǐ)事會暨2019年牛業科(kē)學(xué)學(xué)術研讨會（以下簡稱為(wèi)：養牛學(xué)分(fēn)會）在山東泰安(ān)寶盛大酒店(diàn)順利召開。本屆大會主題為(wèi)“科(kē)學(xué)養牛，生态發展”，回顧我國(guó)養牛業發展曆程、總結養牛業發展現狀及未來趨勢、深入剖析我國(guó)牛業存在的重要問題、探讨現代牛業發展的方向、戰略選擇和關鍵技(jì )術，旨在推動我國(guó)牛業科(kē)技(jì )創新(xīn)與可(kě)持續發展。由中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會養牛學(xué)分(fēn)會、國(guó)家奶牛産業技(jì )術體(tǐ)系、國(guó)家肉牛牦牛産業技(jì )術體(tǐ)系、中國(guó)農業大學(xué)、中國(guó)農業科(kē)學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所主辦，山東農業大學(xué)、山東省農業科(kē)學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所承辦。彙集了國(guó)内外養牛學(xué)界著名的專家、學(xué)者，全國(guó)知名企事業單位的領導和代表550人參會，覆蓋了全國(guó)24個省市及地區(qū)的50所高校、38個科(kē)研機構，師生及科(kē)研人員人數達到393人，參會人員涉及了奶牛、肉牛、牦牛、水牛等多(duō)個專業方向。

      楊茁萌博士作(zuò)為(wèi)本次會議的特邀專家，分(fēn)享了“全株玉米青貯低溫發酵和發酵積溫的研究探讨”的專題報告。該課題由中國(guó)農業大學(xué)動物(wù)科(kē)技(jì )學(xué)院李勝利、盧娜，北京厚德(dé)瑞商貿有限公司楊茁萌、黃玉慶、張效忠等共同完成，并得到現代牧業（集團）有限公司、北京首農畜牧發展有限公司的大力支持。報告的主要内容是通過在現代牧業和首農畜牧的現場試驗，研究青貯發酵全過程發酵溫度，使用(yòng)拉巴克思青貯複合添加劑降低青貯運輸、有氧發酵等過程中的發酵溫度，減少青貯的糖分(fēn)、澱粉的損失，從而保證青貯的幹物(wù)質(zhì)、能(néng)量損失減少，不使用(yòng)拉巴克思青貯複合添加劑的青貯發酵溫度明顯提高，發酵積溫提高15.5%。本次報告在會議上受到牛業有關專家以及企業家和營養技(jì )術人員的高度歡迎和關注。

       全株青貯玉米質(zhì)量管理(lǐ)是青貯制作(zuò)技(jì )術中的核心工作(zuò)，在青貯發酵過程中正常的幹物(wù)質(zhì)損失是13-15%，主要是糖和澱粉的損失，而不是NDF，而這種損失是隐性的，肉眼無法辨别和度量，牛場往往會把這種損失（如澱粉含量低或奶産量下降）都歸結于玉米品種選擇不對、收獲時間早或其它制作(zuò)過程中的原因等，忽視了在青貯制作(zuò)和發酵過程中高溫發酵所造成的隐性損失（見表1）。
                                                            表1. 高溫發酵對全株青貯玉米營養物(wù)質(zhì)損失的影響

      由表1可(kě)見，由于發生了高溫發酵，造成蛋白質(zhì)變性，降解率下降32.9%，澱粉含量下降了42.6%，産奶淨能(néng)和産奶量分(fēn)别下降了18.2%和28.1%，細胞内容物(wù)顯著下降，由此造成NDF、ADF顯著上升。木(mù)質(zhì)素絕對數量在發酵中是不會減少的，除非丢棄發黴青貯。從木(mù)質(zhì)素含量的提高值看，間接指示了幹物(wù)質(zhì)有可(kě)能(néng)減少了34.3%。

      低溫發酵是指全株青貯玉米在有氧發酵過程中，由于酵母菌、黴菌和植物(wù)呼吸作(zuò)用(yòng)會造成青貯窖内溫度上升，溫度越高，持續時間越長(cháng)，消耗的碳水化合物(wù)就越多(duō)，幹物(wù)質(zhì)和産奶淨能(néng)減少得就越多(duō)。發酵積溫是指青貯完成發酵進入穩定期所消耗的溫度總和。具體(tǐ)定義為(wèi)自封窖當日至發酵70天每天窖内平均溫度的總和，單位以℃為(wèi)計。不同氣候條件下，發酵積溫會有所不同。

                                                                        圖1. 華北平原地區(qū)低溫發酵溫度變化曲線(xiàn)（72天）
       在不同氣候條件下，全株玉米青貯低溫發酵溫度範圍和發酵積溫會有所不同，一般全株玉米青貯的低溫發酵溫度在28-32℃之間，在高寒地區(qū)低溫發酵的溫度在28℃以下（圖2），而在華北平原地區(qū)其為(wèi)32℃以下（圖1）。

                                                                      圖2. 高寒地區(qū)低溫發酵溫度變化曲線(xiàn)（72天）
      2018年9月中旬，在察北高寒地區(qū)和邢台華北平原地區(qū)兩個牧場，8個全株青貯玉米窖裏，安(ān)裝(zhuāng)16個溫度動态測定儀，封窖時從窖頂往下将溫度探針置于窖内1.5m的深處，進行連續性溫度記錄，設定0.5h自動記錄一次溫度，第72d用(yòng)計算機采集數據，計算每天的平均溫度，根據溫度變化曲線(xiàn)和各窖發酵積溫确定其低溫發酵和發酵積溫的标準，并且開窖後進行營養評價和發酵指标的測定，以比較營養的隐性損失。

                                                                   圖3. 高寒地區(qū)全株青貯玉米低溫發酵的發酵積溫（1400℃）
      比較使用(yòng)拉巴克思青貯複合添加劑和不使用(yòng)任何添加劑青貯發酵溫度和發酵積溫的變化。2018年9月中旬，實驗研究團隊在現代牧業察北牧場各做一個窖，處理(lǐ)窖1萬噸全株青貯玉米，原料來源于集甯地區(qū)，從田間到入窖長(cháng)途運輸時長(cháng)平均為(wèi)20h，在田間收獲時噴曬拉巴克思有機酸鹽保鮮劑，在壓窖時噴灑青貯一号乳酸菌發酵劑（拉巴克思有機酸鹽+青貯一号乳酸菌發酵劑=拉巴克思青貯複合添加劑）。對照窖3000噸全株青貯玉米，原料為(wèi)察北牧場當地采收，未添加任何青貯添加劑，運時為(wèi)1h。同時封窖，各安(ān)裝(zhuāng)2個溫度儀。圖5為(wèi)察北一期拉巴克思複合添加劑與無添加劑全株青貯玉米發酵溫度對比散點圖，其中藍色曲線(xiàn)為(wèi)添加拉巴克思複合添加劑的青貯（20餘小(xiǎo)時長(cháng)途運輸）入窖後70天的發酵溫度數據，紅色曲線(xiàn)為(wèi)無任何青貯劑添加的青貯（當地收割）入窖後70天的發酵溫度數據，實驗結果，添加拉巴克思複合添加劑的青貯有氧發酵溫度低于28℃，無青貯劑添加的青貯有氧發酵溫度低于32℃，平均溫度低于無添加青貯窖3.9℃（25.2℃，29.1℃）。

                                                                           圖4. 華北平原地區(qū)全株青貯玉米低溫發酵的發酵積溫（2259℃）
      察北等高寒地區(qū)低溫發酵的發酵積溫為(wèi)1400℃（見圖3），華北平原地區(qū)發酵積溫為(wèi)2259℃（見圖4）。無添加窖的發酵積溫比拉巴克思複合添加劑的發酵積溫高15.5%（見圖6），幹物(wù)質(zhì)損失顯著降低。

      通過發酵積溫的對比，證明青貯添加劑在減少營養和能(néng)量損失方面有顯著作(zuò)用(yòng)，如果對照窖的青貯也是長(cháng)途運輸而來的，其營養損失會更高。因此，保證低溫發酵和使發酵積溫控制在合理(lǐ)的範圍内是今後青貯質(zhì)量管理(lǐ)的重要工作(zuò)，發酵積溫可(kě)以進行營養隐性損失的定量化估測。

                                                             圖5. 察北一期拉巴克思複合添加劑與無添加劑全株青貯玉米發酵溫度對比

                                                             圖6. 察北一期拉巴克思複合添加劑與無添加劑全株青貯玉米發酵積溫比較
       國(guó)外研究表明，全株青貯玉米發酵溫度提高15℃，其幹物(wù)質(zhì)和産奶淨能(néng)每天的損失分(fēn)别會減少3.5%和1.5%，溫度越高，其損失就越大（見表2）。保證低溫發酵，減少二次發酵，使發酵積溫控制在合理(lǐ)的範圍内，用(yòng)溫度數據測算幹物(wù)質(zhì)和能(néng)量損失，将不可(kě)度量的隐性損失變為(wèi)可(kě)度量的考核指标，這将是全株青貯玉米質(zhì)量管理(lǐ)的新(xīn)的發展階段。
                                              表2.  全株青貯玉米二次發酵升溫與幹物(wù)質(zhì)、産奶淨能(néng)損失的關系

                                                                                                                                                             德(dé)國(guó)Gross, Honig (Agravis)