楊茁萌博士：低溫發(fā)酵減少青貯干物質(zhì)損失

      通過(guò)對(duì)全株玉米青貯窖內(nèi)發(fā)酵溫度和發(fā)酵積溫的動(dòng)態(tài)測(cè)定研究，揭示青貯發(fā)酵全過(guò)程溫度變化規(guī)律，定義低溫發(fā)酵溫度范圍及其發(fā)酵積溫的標(biāo)準(zhǔn)，將不可度量的隱性損失變?yōu)榭啥攘康目己酥笜?biāo)，對(duì)提升全株青貯玉米質(zhì)量定量化管理水平有重要的指導(dǎo)意義。國(guó)家奶牛產(chǎn)業(yè)體系首席科學(xué)家李勝利教授技術(shù)團(tuán)隊(duì)及北京厚德瑞商貿(mào)有限公司合作研究發(fā)現(xiàn)：在不同氣候條件下，全株玉米青貯低溫發(fā)酵溫度范圍和發(fā)酵積溫會(huì)有所不同，一般全株玉米青貯的低溫發(fā)酵溫度在28-32℃之間，在高寒地區(qū)低溫發(fā)酵的溫度在28℃以下，而在華北平原地區(qū)其為32℃以下；察北等高寒地區(qū)低溫發(fā)酵的發(fā)酵積溫為1400℃，華北平原地區(qū)發(fā)酵積溫為2259℃。這是北京厚德瑞商貿(mào)有限公司楊茁萌博士在中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)養(yǎng)牛學(xué)分會(huì)第九屆二次理事會(huì)暨2019年牛業(yè)科學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)上分享的專題報(bào)告內(nèi)容。

       2019年5月24-25日，中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)養(yǎng)牛學(xué)分會(huì)第九屆二次理事會(huì)暨2019年牛業(yè)科學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)（以下簡(jiǎn)稱為：養(yǎng)牛學(xué)分會(huì)）在山東泰安寶盛大酒店順利召開(kāi)。本屆大會(huì)主題為“科學(xué)養(yǎng)牛，生態(tài)發(fā)展”，回顧我國(guó)養(yǎng)牛業(yè)發(fā)展歷程、總結(jié)養(yǎng)牛業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)、深入剖析我國(guó)牛業(yè)存在的重要問(wèn)題、探討現(xiàn)代牛業(yè)發(fā)展的方向、戰(zhàn)略選擇和關(guān)鍵技術(shù)，旨在推動(dòng)我國(guó)牛業(yè)科技創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展。由中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)養(yǎng)牛學(xué)分會(huì)、國(guó)家奶牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、國(guó)家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所主辦，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所承辦。匯集了國(guó)內(nèi)外養(yǎng)牛學(xué)界著名的專家、學(xué)者，全國(guó)知名企事業(yè)單位的領(lǐng)導(dǎo)和代表550人參會(huì)，覆蓋了全國(guó)24個(gè)省市及地區(qū)的50所高校、38個(gè)科研機(jī)構(gòu)，師生及科研人員人數(shù)達(dá)到393人，參會(huì)人員涉及了奶牛、肉牛、牦牛、水牛等多個(gè)專業(yè)方向。

      楊茁萌博士作為本次會(huì)議的特邀專家，分享了“全株玉米青貯低溫發(fā)酵和發(fā)酵積溫的研究探討”的專題報(bào)告。該課題由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院李勝利、盧娜，北京厚德瑞商貿(mào)有限公司楊茁萌、黃玉慶、張效忠等共同完成，并得到現(xiàn)代牧業(yè)（集團(tuán)）有限公司、北京首農(nóng)畜牧發(fā)展有限公司的大力支持。報(bào)告的主要內(nèi)容是通過(guò)在現(xiàn)代牧業(yè)和首農(nóng)畜牧的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，研究青貯發(fā)酵全過(guò)程發(fā)酵溫度，使用拉巴克思青貯復(fù)合添加劑降低青貯運(yùn)輸、有氧發(fā)酵等過(guò)程中的發(fā)酵溫度，減少青貯的糖分、淀粉的損失，從而保證青貯的干物質(zhì)、能量損失減少，不使用拉巴克思青貯復(fù)合添加劑的青貯發(fā)酵溫度明顯提高，發(fā)酵積溫提高15.5%。本次報(bào)告在會(huì)議上受到牛業(yè)有關(guān)專家以及企業(yè)家和營(yíng)養(yǎng)技術(shù)人員的高度歡迎和關(guān)注。

       全株青貯玉米質(zhì)量管理是青貯制作技術(shù)中的核心工作，在青貯發(fā)酵過(guò)程中正常的干物質(zhì)損失是13-15%，主要是糖和淀粉的損失，而不是NDF，而這種損失是隱性的，肉眼無(wú)法辨別和度量，牛場(chǎng)往往會(huì)把這種損失（如淀粉含量低或奶產(chǎn)量下降）都?xì)w結(jié)于玉米品種選擇不對(duì)、收獲時(shí)間早或其它制作過(guò)程中的原因等，忽視了在青貯制作和發(fā)酵過(guò)程中高溫發(fā)酵所造成的隱性損失（見(jiàn)表1）。
                                                            表1. 高溫發(fā)酵對(duì)全株青貯玉米營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失的影響

      由表1可見(jiàn)，由于發(fā)生了高溫發(fā)酵，造成蛋白質(zhì)變性，降解率下降32.9%，淀粉含量下降了42.6%，產(chǎn)奶凈能和產(chǎn)奶量分別下降了18.2%和28.1%，細(xì)胞內(nèi)容物顯著下降，由此造成NDF、ADF顯著上升。木質(zhì)素絕對(duì)數(shù)量在發(fā)酵中是不會(huì)減少的，除非丟棄發(fā)霉青貯。從木質(zhì)素含量的提高值看，間接指示了干物質(zhì)有可能減少了34.3%。

      低溫發(fā)酵是指全株青貯玉米在有氧發(fā)酵過(guò)程中，由于酵母菌、霉菌和植物呼吸作用會(huì)造成青貯窖內(nèi)溫度上升，溫度越高，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，消耗的碳水化合物就越多，干物質(zhì)和產(chǎn)奶凈能減少得就越多。發(fā)酵積溫是指青貯完成發(fā)酵進(jìn)入穩(wěn)定期所消耗的溫度總和。具體定義為自封窖當(dāng)日至發(fā)酵70天每天窖內(nèi)平均溫度的總和，單位以℃為計(jì)。不同氣候條件下，發(fā)酵積溫會(huì)有所不同。

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

                                                                      圖2. 高寒地區(qū)低溫發(fā)酵溫度變化曲線（72天）
      2018年9月中旬，在察北高寒地區(qū)和邢臺(tái)華北平原地區(qū)兩個(gè)牧場(chǎng)，8個(gè)全株青貯玉米窖里，安裝16個(gè)溫度動(dòng)態(tài)測(cè)定儀，封窖時(shí)從窖頂往下將溫度探針置于窖內(nèi)1.5m的深處，進(jìn)行連續(xù)性溫度記錄，設(shè)定0.5h自動(dòng)記錄一次溫度，第72d用計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)，計(jì)算每天的平均溫度，根據(jù)溫度變化曲線和各窖發(fā)酵積溫確定其低溫發(fā)酵和發(fā)酵積溫的標(biāo)準(zhǔn)，并且開(kāi)窖后進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)和發(fā)酵指標(biāo)的測(cè)定，以比較營(yíng)養(yǎng)的隱性損失。

                                                                   圖3. 高寒地區(qū)全株青貯玉米低溫發(fā)酵的發(fā)酵積溫（1400℃）
      比較使用拉巴克思青貯復(fù)合添加劑和不使用任何添加劑青貯發(fā)酵溫度和發(fā)酵積溫的變化。2018年9月中旬，實(shí)驗(yàn)研究團(tuán)隊(duì)在現(xiàn)代牧業(yè)察北牧場(chǎng)各做一個(gè)窖，處理窖1萬(wàn)噸全株青貯玉米，原料來(lái)源于集寧地區(qū)，從田間到入窖長(zhǎng)途運(yùn)輸時(shí)長(zhǎng)平均為20h，在田間收獲時(shí)噴曬拉巴克思有機(jī)酸鹽保鮮劑，在壓窖時(shí)噴灑青貯一號(hào)乳酸菌發(fā)酵劑（拉巴克思有機(jī)酸鹽+青貯一號(hào)乳酸菌發(fā)酵劑=拉巴克思青貯復(fù)合添加劑）。對(duì)照窖3000噸全株青貯玉米，原料為察北牧場(chǎng)當(dāng)?shù)夭墒?，未添加任何青貯添加劑，運(yùn)時(shí)為1h。同時(shí)封窖，各安裝2個(gè)溫度儀。圖5為察北一期拉巴克思復(fù)合添加劑與無(wú)添加劑全株青貯玉米發(fā)酵溫度對(duì)比散點(diǎn)圖，其中藍(lán)色曲線為添加拉巴克思復(fù)合添加劑的青貯（20余小時(shí)長(zhǎng)途運(yùn)輸）入窖后70天的發(fā)酵溫度數(shù)據(jù)，紅色曲線為無(wú)任何青貯劑添加的青貯（當(dāng)?shù)厥崭睿┤虢押?0天的發(fā)酵溫度數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，添加拉巴克思復(fù)合添加劑的青貯有氧發(fā)酵溫度低于28℃，無(wú)青貯劑添加的青貯有氧發(fā)酵溫度低于32℃，平均溫度低于無(wú)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(fā)酵的發(fā)酵積溫（2259℃）
      察北等高寒地區(qū)低溫發(fā)酵的發(fā)酵積溫為1400℃（見(jiàn)圖3），華北平原地區(qū)發(fā)酵積溫為2259℃（見(jiàn)圖4）。無(wú)添加窖的發(fā)酵積溫比拉巴克思復(fù)合添加劑的發(fā)酵積溫高15.5%（見(jiàn)圖6），干物質(zhì)損失顯著降低。

      通過(guò)發(fā)酵積溫的對(duì)比，證明青貯添加劑在減少營(yíng)養(yǎng)和能量損失方面有顯著作用，如果對(duì)照窖的青貯也是長(zhǎng)途運(yùn)輸而來(lái)的，其營(yíng)養(yǎng)損失會(huì)更高。因此，保證低溫發(fā)酵和使發(fā)酵積溫控制在合理的范圍內(nèi)是今后青貯質(zhì)量管理的重要工作，發(fā)酵積溫可以進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)隱性損失的定量化估測(cè)。

                                                             圖5. 察北一期拉巴克思復(fù)合添加劑與無(wú)添加劑全株青貯玉米發(fā)酵溫度對(duì)比

                                                             圖6. 察北一期拉巴克思復(fù)合添加劑與無(wú)添加劑全株青貯玉米發(fā)酵積溫比較
       國(guó)外研究表明，全株青貯玉米發(fā)酵溫度提高15℃，其干物質(zhì)和產(chǎn)奶凈能每天的損失分別會(huì)減少3.5%和1.5%，溫度越高，其損失就越大（見(jiàn)表2）。保證低溫發(fā)酵，減少二次發(fā)酵，使發(fā)酵積溫控制在合理的范圍內(nèi)，用溫度數(shù)據(jù)測(cè)算干物質(zhì)和能量損失，將不可度量的隱性損失變?yōu)榭啥攘康目己酥笜?biāo)，這將是全株青貯玉米質(zhì)量管理的新的發(fā)展階段。
                                              表2.  全株青貯玉米二次發(fā)酵升溫與干物質(zhì)、產(chǎn)奶凈能損失的關(guān)系

                                                                                                                                                             德國(guó)Gross, Honig (Agravis)