杨茁萌博士：低温发酵减少青贮干物质损失

      通过对全株玉米青贮窖内发酵温度和发酵积温的动态测定研究，揭示青贮发酵全过程温度变化规律，定义低温发酵温度范围及其发酵积温的标准，将不可度量的隐性损失变为可度量的考核指标，对提升全株青贮玉米质量定量化管理水平有重要的指导意义。国家奶牛产业体系首席科学家李胜利教授技术团队及北京厚德瑞商贸有限公司合作研究发现：在不同气候条件下，全株玉米青贮低温发酵温度范围和发酵积温会有所不同，一般全株玉米青贮的低温发酵温度在28-32℃之间，在高寒地区低温发酵的温度在28℃以下，而在华北平原地区其为32℃以下；察北等高寒地区低温发酵的发酵积温为1400℃，华北平原地区发酵积温为2259℃。这是北京厚德瑞商贸有限公司杨茁萌博士在中国畜牧兽医学会养牛学分会第九届二次理事会暨2019年牛业科学学术研讨会上分享的专题报告内容。

       2019年5月24-25日，中国畜牧兽医学会养牛学分会第九届二次理事会暨2019年牛业科学学术研讨会（以下简称为：养牛学分会）在山东泰安宝盛大酒店顺利召开。本届大会主题为“科学养牛，生态发展”，回顾我国养牛业发展历程、总结养牛业发展现状及未来趋势、深入剖析我国牛业存在的重要问题、探讨现代牛业发展的方向、战略选择和关键技术，旨在推动我国牛业科技创新与可持续发展。由中国畜牧兽医学会养牛学分会、国家奶牛产业技术体系、国家肉牛牦牛产业技术体系、中国农业大学、中国农业科学院北京畜牧兽医研究所主办，山东农业大学、山东省农业科学院畜牧兽医研究所承办。汇集了国内外养牛学界著名的专家、学者，全国知名企事业单位的领导和代表550人参会，覆盖了全国24个省市及地区的50所高校、38个科研机构，师生及科研人员人数达到393人，参会人员涉及了奶牛、肉牛、牦牛、水牛等多个专业方向。

      杨茁萌博士作为本次会议的特邀专家，分享了“全株玉米青贮低温发酵和发酵积温的研究探讨”的专题报告。该课题由中国农业大学动物科技学院李胜利、卢娜，北京厚德瑞商贸有限公司杨茁萌、黄玉庆、张效忠等共同完成，并得到现代牧业（集团）有限公司、北京首农畜牧发展有限公司的大力支持。报告的主要内容是通过在现代牧业和首农畜牧的现场试验，研究青贮发酵全过程发酵温度，使用拉巴克思青贮复合添加剂降低青贮运输、有氧发酵等过程中的发酵温度，减少青贮的糖分、淀粉的损失，从而保证青贮的干物质、能量损失减少，不使用拉巴克思青贮复合添加剂的青贮发酵温度明显提高，发酵积温提高15.5%。本次报告在会议上受到牛业有关专家以及企业家和营养技术人员的高度欢迎和关注。

       全株青贮玉米质量管理是青贮制作技术中的核心工作，在青贮发酵过程中正常的干物质损失是13-15%，主要是糖和淀粉的损失，而不是NDF，而这种损失是隐性的，肉眼无法辨别和度量，牛场往往会把这种损失（如淀粉含量低或奶产量下降）都归结于玉米品种选择不对、收获时间早或其它制作过程中的原因等，忽视了在青贮制作和发酵过程中高温发酵所造成的隐性损失（见表1）。
                                                            表1. 高温发酵对全株青贮玉米营养物质损失的影响

      由表1可见，由于发生了高温发酵，造成蛋白质变性，降解率下降32.9%，淀粉含量下降了42.6%，产奶净能和产奶量分别下降了18.2%和28.1%，细胞内容物显著下降，由此造成NDF、ADF显著上升。木质素绝对数量在发酵中是不会减少的，除非丢弃发霉青贮。从木质素含量的提高值看，间接指示了干物质有可能减少了34.3%。

      低温发酵是指全株青贮玉米在有氧发酵过程中，由于酵母菌、霉菌和植物呼吸作用会造成青贮窖内温度上升，温度越高，持续时间越长，消耗的碳水化合物就越多，干物质和产奶净能减少得就越多。发酵积温是指青贮完成发酵进入稳定期所消耗的温度总和。具体定义为自封窖当日至发酵70天每天窖内平均温度的总和，单位以℃为计。不同气候条件下，发酵积温会有所不同。

                                                                        图1. 华北平原地区低温发酵温度变化曲线（72天）
       在不同气候条件下，全株玉米青贮低温发酵温度范围和发酵积温会有所不同，一般全株玉米青贮的低温发酵温度在28-32℃之间，在高寒地区低温发酵的温度在28℃以下（图2），而在华北平原地区其为32℃以下（图1）。

                                                                      图2. 高寒地区低温发酵温度变化曲线（72天）
      2018年9月中旬，在察北高寒地区和邢台华北平原地区两个牧场，8个全株青贮玉米窖里，安装16个温度动态测定仪，封窖时从窖顶往下将温度探针置于窖内1.5m的深处，进行连续性温度记录，设定0.5h自动记录一次温度，第72d用计算机采集数据，计算每天的平均温度，根据温度变化曲线和各窖发酵积温确定其低温发酵和发酵积温的标准，并且开窖后进行营养评价和发酵指标的测定，以比较营养的隐性损失。

                                                                   图3. 高寒地区全株青贮玉米低温发酵的发酵积温（1400℃）
      比较使用拉巴克思青贮复合添加剂和不使用任何添加剂青贮发酵温度和发酵积温的变化。2018年9月中旬，实验研究团队在现代牧业察北牧场各做一个窖，处理窖1万吨全株青贮玉米，原料来源于集宁地区，从田间到入窖长途运输时长平均为20h，在田间收获时喷晒拉巴克思有机酸盐保鲜剂，在压窖时喷洒青贮一号乳酸菌发酵剂（拉巴克思有机酸盐+青贮一号乳酸菌发酵剂=拉巴克思青贮复合添加剂）。对照窖3000吨全株青贮玉米，原料为察北牧场当地采收，未添加任何青贮添加剂，运时为1h。同时封窖，各安装2个温度仪。图5为察北一期拉巴克思复合添加剂与无添加剂全株青贮玉米发酵温度对比散点图，其中蓝色曲线为添加拉巴克思复合添加剂的青贮（20余小时长途运输）入窖后70天的发酵温度数据，红色曲线为无任何青贮剂添加的青贮（当地收割）入窖后70天的发酵温度数据，实验结果，添加拉巴克思复合添加剂的青贮有氧发酵温度低于28℃，无青贮剂添加的青贮有氧发酵温度低于32℃，平均温度低于无添加青贮窖3.9℃（25.2℃，29.1℃）。

                                                                           图4. 华北平原地区全株青贮玉米低温发酵的发酵积温（2259℃）
      察北等高寒地区低温发酵的发酵积温为1400℃（见图3），华北平原地区发酵积温为2259℃（见图4）。无添加窖的发酵积温比拉巴克思复合添加剂的发酵积温高15.5%（见图6），干物质损失显著降低。

      通过发酵积温的对比，证明青贮添加剂在减少营养和能量损失方面有显著作用，如果对照窖的青贮也是长途运输而来的，其营养损失会更高。因此，保证低温发酵和使发酵积温控制在合理的范围内是今后青贮质量管理的重要工作，发酵积温可以进行营养隐性损失的定量化估测。

                                                             图5. 察北一期拉巴克思复合添加剂与无添加剂全株青贮玉米发酵温度对比

                                                             图6. 察北一期拉巴克思复合添加剂与无添加剂全株青贮玉米发酵积温比较
       国外研究表明，全株青贮玉米发酵温度提高15℃，其干物质和产奶净能每天的损失分别会减少3.5%和1.5%，温度越高，其损失就越大（见表2）。保证低温发酵，减少二次发酵，使发酵积温控制在合理的范围内，用温度数据测算干物质和能量损失，将不可度量的隐性损失变为可度量的考核指标，这将是全株青贮玉米质量管理的新的发展阶段。
                                              表2.  全株青贮玉米二次发酵升温与干物质、产奶净能损失的关系

                                                                                                                                                             德国Gross, Honig (Agravis)