同/異質型乳酸菌添加對全株玉米青貯發酵特性、營養品質及有氧穩定性的影響

苗芳，張凡凡，唐開婷，賈舒安,2，王旭哲，馬春暉*

(1.石河子大學動物科技學院，新疆 石河子 832000；2.新疆維吾爾自治區動物衛生監督所, 新疆 烏魯木齊 830011)

同/異質型乳酸菌添加對全株玉米青貯發酵特性、營養品質及有氧穩定性的影響

苗芳1，張凡凡1，唐開婷1，賈舒安1,2，王旭哲1，馬春暉1*

(1.石河子大學動物科技學院，新疆 石河子 832000；2.新疆維吾爾自治區動物衛生監督所, 新疆 烏魯木齊 830011)

本試驗旨在探討同/異質型乳酸菌對全株青貯玉米發酵特征、營養品質及微生物的影響，為改善青貯玉米青貯的發酵特性，提高其營養品質和有氧穩定性開辟新途徑。試驗采用真空袋法調制全株青貯玉米，添加不同的乳酸菌菌劑發酵全株青貯玉米，處理分別為：不添加任何菌劑(CK)；復合同質型乳酸菌菌劑植物乳桿菌+戊糖片球菌(T)，添加量為1∶1，1×105cfu/g；異質型乳酸菌菌劑布氏乳桿菌(Y)，添加量為4×105cfu/g和復合同、異質型乳酸菌(T+Y)。通過對4個處理發酵第60天發酵特性、營養品質、微生物含量以及開袋第5天有氧穩定性、微生物含量和CO2產氣量的測定。結果表明，發酵第60天各指標按大小排序，pH為T+Y>T>CK>Y(P=0.001)，乳酸含量為T+Y>Y>T>CK(P=0.095)，氨態氮含量為T+Y>Y>T>CK(P=0.011)，乙酸含量為Y>T+Y>CK>T(P=0.032)，酵母菌數量為T+Y>T>Y>CK(P=0.023)，霉菌數量為T+Y>T>Y>CK(P=0.028)，干物質含量為T+Y>T>Y>CK(P=0.020)，可溶性糖含量為CK>T+Y>Y>T(P=0.190)，中性洗滌纖維含量為Y>CK>T+Y>T(P=0.001)，酸性洗滌纖維含量為CK>T>Y>T+Y(P=0.730)，粗灰分含量為T+Y>T>Y>CK(P=0.030)，對于好氧細菌、乳酸菌數量、粗蛋白、酸性洗滌木質素、淀粉、粗脂肪含量均無顯著影響(P>0.05)。開袋第5天各指標按大小排序pH為T+Y>T>CK>Y(P=0.001)，CO2產氣量為CK>T>Y>T+Y(P=0.007)，霉菌數量為T+Y>Y>T>CK(P=0.001)，有氧穩定性為Y>T+Y>CK>T(P=0.021)，對于好氧細菌、乳酸菌和酵母菌數量無顯著影響(P>0.05)。采用隸屬函數法綜合各項指標進行評價，各處理按優劣排序為Y(0.652)>T+Y(0.528)>CK(0.492)>T(0.441)。

青貯玉米；乳酸菌；微生物；營養品質；發酵特征；有氧穩定性

青貯玉米飼料由于其營養品質佳、儲藏時間長，因而成為最為重要的反芻動物飼料之一[1]。青貯的原理是在厭氧條件下，通過附著于植物體的乳酸菌利用原料中的可溶性碳水化合物，發酵產生有機酸(主要是乳酸)，迅速降低pH值，從而殺滅或者抑制各種微生物的活動，達到長期保存青綠飼料的目的[2]。目前，國內外主要利用各類微生物制劑提高青貯玉米的發酵特性與營養品質，其中乳酸菌菌劑作為最為安全有效的添加劑常被應用于各類青貯飼料的發酵[3]。

乳酸菌菌劑按照其作用特點主要可分為兩類，一類為同質型乳酸菌，其主要包括植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)、乳酸片球菌(Pediococcusacidilactici)、戊糖片球菌(Pediococcusacidilactici)、酪蛋白乳桿菌(Lactobacilluscasein)等。另一類為異質型乳酸菌，包括短乳桿菌(Lactobacillusbreris)、布氏乳桿菌(Lactobacillusbuchneri)等[4]。這些乳酸菌菌劑在青貯中有各自的特點，其中同質型乳酸菌消耗能量低，能迅速降低青貯飼料的pH，并可有效降低乙醇和銨態氮含量，提高乳酸乙酸比；然而其發酵產生的揮發性脂肪酸含量較低，不能有效抑制霉菌和酵母菌等的生長，從而造成青貯飼料的腐敗[5-6]。且不同類型同質型乳酸菌產生乳酸的能力不同。另外，其產生的乳酸易被酵母菌利用，造成青貯飼料的二次發酵，不但降低青貯飼料的有氧穩定性，且還會造成諸多負面影響[7]。異質型發酵乳酸菌雖然消耗底物的能量較多，但其可產生大量抑制真菌生長的乙酸，從而提高青貯飼料的有氧穩定性，并可有效防止二次發酵，通過此過程可彌補發酵造成的潛在營養損失[8-10]。鑒于此，本研究擬開展植物乳桿菌、戊糖片球菌和布氏乳桿菌的混合發酵，對比不同類型乳酸菌混合或單獨發酵對全株玉米青貯發酵特征、營養品質、微生物數量及有氧穩定性的影響，并采用隸屬函數評價法(membership function analysis, MFA)評價出最佳的發酵處理[11]，為我國青貯生物添加劑的研究和發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1原料與加工調制

青貯玉米原料:以新疆農墾科學院作物所選育的早中熟品種新飼玉10號(Zeamays‘Xinsiyu No.10’)。種植玉米試驗地位于新疆石河子大學牧草試驗站(N 44°20′, E 88°30′, 海拔 420 m)。種植時間為2015年4月10日-2015年8月20日(生長期為112 d)，玉米種植為穴播，密度按照寬窄行處理(60 cm+40 cm),種植面積為667 m2，在玉米進入乳熟末期蠟熟初期時(按照玉米乳線超過2/3時)收刈全株玉米，當場切碎至2 cm左右長度，待貯。全株青貯玉米收獲時各項指標見表2、3。

添加劑：植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum, ACCC 11016)和戊糖片球菌(Pediococcusacidilactici, ACCC 05481)，購自中國農業微生物菌種保藏管理中心(ACCC)。布氏乳桿菌(Lactobacillusbuchneri, CICC 20293)，菌種購自中國工業微生物菌種保藏管理中心(CICC)。

1.2試驗設計

于青貯收獲的當天(2015年8月20日)采用真空袋法調制青貯(真空袋規格為40cm×50 cm 24絲)。設計3種乳酸菌處理，即同質型乳酸菌(T處理)：植物乳桿菌和戊糖片球菌復合添加，添加量為1∶1，1×105cfu/g。異質型乳酸菌(Y處理)：布氏乳桿菌，添加量為4×105cfu/g；同質型+異質型乳酸菌(T+Y處理)：復合添加T和Y處理的添加菌種及劑量；不加任何菌劑的空白對照(CK處理)共4個處理，各處理均將提前按比例配置好的菌液用噴壺均勻的噴灑至樣品的表面，CK處理噴灑等量的去離子水。青貯調制24袋，每個處理6袋，每袋2.0 kg，實驗室環境(23～30 ℃)下發酵60 d。第60天時全部模擬開窖，進行感官指標評定，各個處理均隨機選取3袋測定其發酵特性、營養成分和主要微生物數量，其余的12袋采用溫度測定儀實時觀測其開窖后的溫度變化(設定每5 min間隔記錄一次)，并在開窖后的第5天測定各處理的pH、主要微生物數量與CO2產氣情況。

1.3各指標測定方法

感官評定主要觀察青貯飼料的色澤、氣味和質地，方法參照《青貯飼料質量評定標準》[12]。

發酵特性主要測定pH、乳酸(lactic acid,LA)、乙酸(acetic acid,AA)、氨態氮(NH3-N)。其中pH采用酸度計(PHS-25，產地上海雷磁)測定；LA采用對羥基聯苯比色法測定；AA采用GC分析儀(GC9A，產地海力生集團有限公司)測定；NH3-N采用苯酚-次氯酸比色法測定[13-14]。

營養品質主要測定干物質(dry matter,DM)、粗蛋白(crude protein,CP)、可溶性碳水化合物(water soluble-carbohydrates,WSC)、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber,ADF)、酸性洗滌木質素(acid detergent lignin,ADL)、淀粉、粗脂肪(ether extract,EE)、粗灰分(crude ash,Ash)。DM采用烘干重量法測定，CP采用凱氏定氮法測定，WSC采用蒽酮-硫酸比色法測定，NDF和ADF采用范氏(Van Soest)洗滌纖維法測定，ADL采用酸洗灰化法測定，淀粉采用酶水解法測定，EE采用索氏浸提法(乙醚浸出法)測定，Ash采用灰化法測定[15-17]。

主要微生物測定好氧細菌(aerobic bacteria, AB)、乳酸菌(lactic acid bacteria, LAB)、酵母菌和霉菌數量。將各個處理配成1∶10的青貯液，搖菌30 min，無菌環境進行梯度稀釋，選擇合適的3個梯度分別接種于選擇性培養基中[好養細菌采用PCA(plate count agar)培養基，乳酸菌采用MRS(man,rogosa and sharpe)培養基，酵母菌采用MEA(malt extract agar)培養基，霉菌采用SCDA(salt czapek dox agar)培養基]，細菌和真菌的培養條件分別為32 ℃和24 ℃培養3 d，培養結束后進行平板計數，并折算微生物數量[18]。

有氧穩定性的測定主要觀測各處理開袋后溫度變化，當內部溫度超過環境溫度2 ℃時所消耗的時間為有氧穩定性[19]。CO2的測定采用CO2產氣裝置進行測定。CO2產氣裝置：按Ashbell等[19]、許慶方等[20]的描述，自制評定有氧穩定性的CO2產氣裝置。每套裝置包括兩個550 mL碳酸飲料瓶，分上下兩部分。上面部分用來放置25 g樣品，下面部分用來盛放KOH溶液。取20 mL 20% KOH溶液，放入上述產氣裝置內。在第5天打開4種飼料的產氣裝置，每種飼料打開3個，共制作本裝置12套。所有產氣裝置置于30 ℃的恒溫培養箱中。

1.4數據分析

采用Excel 2007軟件進行數據的初步整理，SPSS 20.0軟件進行F檢驗，通過檢驗后進行單因素方差分析，多重比較采用Duncan法，其中P<0.05表示處理組間差異顯著，P<0.01表示處理組間差異極顯著。采用隸屬函數評價法評價出最佳處理[11]，具體公式為：

UX(+) =(Xij-Ximin)/(Ximax-Ximin);UX(-)=1-UX(+)

式中：X為樣品各指標測定值，UX(+)為各指標呈正相關隸屬函數值，UX(-)為各指標呈負相關隸屬函數值。Xij為某樣品某指標測定值；Ximax為某樣品某指標最大測定值；Ximin為某樣品某指標最小測定值。

2 結果與分析

2.1不同添加菌劑發酵全株玉米青貯感官評定

各處理青貯玉米在氣味質地上差異均不大，僅在顏色和酸味兩項指標有略微差別，綜合感官評定結果為CK、T和TY處理均為良好，Y處理為優等(表1)。

表1 不同添加菌劑發酵全株玉米青貯感官評定Table 1 Sensory evaluation of whole corn silage fermented by different adding bacteria

注：表中CK表示不加任何菌種;T表示加入植物乳桿菌和戊糖片球菌;Y表示加入布氏乳桿菌;T+Y表示加入植物乳桿菌、戊糖片球菌和布氏乳桿菌。下同。

Note:CK: untreated corn silage with no inoculant applied; T:LactobacillusplantarumandPediococcusacidilactici; Y:Lactobacillusbuchneri; T+Y:Lactobacillusplantarum，PediococcusacidilacticiandLactobacillusbuchneri. The same below.

2.2不同添加菌劑對全株玉米青貯發酵特征與主要微生物數量的影響

通過對全株玉米青貯發酵特征相關指標的測定結果表明(表2)，全株青貯玉米發酵前pH為5.33，LA含量為0.61%，NH3-N含量為0.019%，AA含量為0.65%。青貯60 d結束時，各處理間pH差異極顯著(P=0.001)，其中Y處理顯著低于CK、T和T+Y處理(P<0.05)，CK和T處理顯著低于T+Y處理(P<0.05)，CK和T處理間差異不顯著(P>0.05)。各處理間LA差異不顯著(P=0.095)，其中僅T+Y處理顯著高于CK處理(P<0.05)。各處理間NH3-N含量差異顯著(P=0.011)，其中CK處理顯著低于Y和T+Y處理(P<0.05)，CK和T處理顯著低于T+Y處理(P<0.05)，CK和T處理之間、T和Y處理之間以及Y和T+Y處理之間差異均不顯著(P>0.05)。各處理間AA含量按高低排序為Y和T+Y處理>CK處理>T處理(P=0.032)。

通過對全株玉米青貯主要微生物數量的測定結果表明(表2)，全株青貯玉米發酵前AB數量為8.19 log cfu/g，LAB數量為8.44 log cfu/g，酵母菌數量為6.10 log cfu/g，霉菌數量為5.77 log cfu/g。青貯60 d結束時，各處理間AB數量和LAB數量差異均不顯著(P>0.05)。各處理間酵母菌數量差異顯著(P=0.023)，其中T+Y處理顯著高于CK和Y處理(P<0.05)，CK、T和Y處理間差異不顯著(P>0.05)。各處理間霉菌數量差異顯著(P=0.028)，其中T+Y處理顯著高于CK和Y處理(P<0.05)，T+Y處理和T處理顯著高于CK處理(P<0.05)，T+Y和T處理之間、T和Y處理之間以及CK和Y處理之間差異均不顯著(P>0.05)。

表2 不同處理對全株玉米青貯發酵指標和主要微生物數量的影響Table 2 Effects of whole corn silage with different treatments on fermentation and main microorganisms

注：表中SEM為除初始外各處理間的均值標準誤差。多重比較方法采用Duncan法，同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note:SEM=The standard error of the mean outside between each treatment. Means within columns followed by the different letters are significantly different atP<0.05 level using Duncan test. The same below.

2.3不同添加菌劑對全株玉米青貯營養品質的影響

通過對全株玉米青貯營養品質相關指標的測定結果表明(表3)，全株青貯玉米發酵前DM含量為42.27%，CP含量為7.31%，WSC含量為22.01%，NDF含量為50.09%，ADF含量為29.14%，ADL含量為5.83%，淀粉含量為27.73%，EE含量為6.68%，Ash含量為10.69%。青貯60 d結束時，各處理間CP、ADL、淀粉、EE含量差異均不顯著(P>0.05)。各處理間DM含量差異顯著(P=0.020)，其中T+Y和T處理顯著高于CK和Y處理(P<0.05)，Y處理也顯著高于CK處理(P<0.05)，而T和Y處理間以及T和T+Y處理間差異不顯著(P>0.05)。各處理間WSC差異不顯著(P=0.190)，其中CK和T+Y處理顯著高于T和Y處理(P<0.05)，而CK和T+Y處理之間以及T和Y處理之間差異不顯著(P>0.05)。各處理間NDF含量按高低排序為Y處理>CK和T+Y處理>T處理(P=0.020)。各處理間ADF含量差異不顯著(P=0.071)，其中僅CK處理顯著高于T+Y處理(P<0.05)。各處理間Ash含量差異顯著(P=0.030)，其中T、Y和T+Y處理均顯著高于CK處理(P<0.05)。

表3 不同處理對全株玉米青貯營養品質的影響Table 3 Effects of whole corn silage with different treatments on nutrition value

2.4不同添加菌劑對全株玉米青貯開袋5 d時pH、微生物、CO2含量與有氧穩定性的影響

通過對全株玉米青貯開袋5 d時pH、微生物、CO2含量測定結果表明(表4)，各處理間pH按高低排序為T+Y處理>T處理>CK和Y處理(P=0.001)。CO2含量最高的為CK處理(P=0.007)，其極顯著高于其余各個處理(P<0.01)。各處理AB、LAB、酵母菌數量均無顯著差異(P>0.05)。各處理霉菌含量差異極顯著(P=0.001)，其中T+Y處理顯著高于CK和Y處理(P<0.05)，T處理顯著高于CK處理(P<0.05)，而T和Y處理之間、T和T+Y處理之間無顯著差異(P>0.05)。有氧穩定時間(AS)Y和T+Y處理顯著高于CK和T處理(P<0.05)。

表4 不同處理對全株玉米青貯開袋5 d時pH、微生物、CO2含量與有氧穩定性的影響Table 4 Effect of whole corn silage with different treatment on pH, microbial, CO2 content and aerobic stability after 5 d of open the bag

2.5不同添加劑處理青貯玉米各指標的綜合價值評價

由于各處理在不同指標上表現均不相同，而以任何一個單一指標評價最佳發酵處理均是不全面的[11]。因此，將各處理具有差異性的15個指標進行隸屬函數分析，其中LA、AA、WSC、DM、Ash、AS為正向指標，pH(第60天和開袋第5天)、NH3-N、酵母菌、霉菌(第60天和開袋第5天)、NDF、ADF、CO2產氣量為負向指標。平均15項指標的隸屬函數值進行綜合價值的排序，平均值越大綜合價值越高，各處理綜合價值排序為(表5)：Y處理(0.652)>T+Y處理(0.528)>CK處理(0.492)>T處理(0.441)。

表5 各處理全株青貯玉米隸屬函數分析及綜合價值排序Table 5 Analysis on the membership function of all silage maize treated with different strains and its value ranking

3 討論

3.1不同添加劑對全株青貯玉米發酵品質和微生物數量的影響

青貯的發酵是個復雜動態的變化系統。就目前的研究結果來看，布氏乳桿菌單獨或與戊糖片球菌聯合添加，均有較高的pH、AA含量和較少的酵母菌和霉菌數量；且聯合添加時，LA含量顯著高于對照組[14]。本試驗得到的結果與該研究結果一致。其原因主要為，同質型乳酸菌代謝產物主要為LA，而異質型乳酸菌代謝產物除LA外還有AA，故而T+Y處理中LA含量最高，Y、T+Y處理中AA含量均較高(表2)。另外，本研究中，T+Y處理的pH最高，這說明對于pH和AA兩項指標，布氏乳桿菌與一種(戊糖片球菌)或兩種(戊糖片球菌和植物乳桿菌)菌劑發酵結果相同，且當多種乳酸菌配合使用時，增加同質型乳酸菌可顯著增加體系內的LA含量。以往研究表明,添加植物乳桿菌能顯著降低青貯飼料pH，提高LA含量[21]。本研究中，發酵后pH均低于發酵前，LA含量也明顯高于發酵前，這說明在發酵體系內加入多種同質型乳酸菌更有利于加快發酵進程。另外，研究表明玉米秸稈青貯飼料中添加植物乳桿菌(7×106cfu/g)較不接種處理可顯著降低pH和NH3-N含量[22]。本研究加入兩種同質型乳酸菌(T處理)，并未顯著降低pH和NH3-N含量，其原因可能為接種量較低(4×105cfu/g)，接種的同質型乳酸菌未能在體系內占主導地位。本研究布氏乳桿菌單獨或與兩種同質型乳酸菌同時添加時，其NH3-N含量顯著高于CK處理(表2)，其原因主要是由于厭氧的梭菌未被完全抑制，導致蛋白質分解所致[23]。除此以外，添加菌劑未對發酵結束時體系內的AB和LAB數量造成影響，其原因可能是經過60 d的發酵，前期AB和LAB數量增多，發酵后因WSC含量減少，造成發酵底物降低進而導致AB和LAB數量減少，直到發酵后期數量趨于穩定。

3.2不同添加劑對全株青貯玉米營養品質的影響

營養價值是評價青貯玉米飼料最為重要的指標之一。DM含量直接反映了底物營養成分的濃度，以往研究在青貯玉米中添加乳酸菌菌劑可顯著提高DM含量[24-25]。本研究中加入各個乳酸菌處理的DM含量也顯著高于不加菌劑處理(表3)，其原因主要為全株玉米發酵底物充足，添加乳酸菌促進了青貯前期乳酸發酵，加速了青貯內環境的酸化，進而抑制了有害微生物的活性，從而減少了DM損失[24-25]。本研究中，發酵結束時各處理間CP含量差異均不顯著，但與發酵前相比CP含量均有所下降(表3)，其原因與牧草刈割后植物呼吸的作用、蛋白質降解酶的作用以及微生物的代謝活動密切相關[26]。其他牧草也表現出相同的特點[27-28]。也有研究表明，單獨添加異質型乳酸菌使得DM和淀粉含量增加，WSC和CP含量降低[29-31]，本研究結果與此相似。本研究中淀粉含量較青貯前下降，其原因可能為乳酸菌發酵需要能量和蛋白質以維持自身的生長，因此發酵過程中降低了青貯飼料中的糖、淀粉和蛋白質的含量。目前研究發現一些布氏乳桿菌除了產生AA外，還可以產生阿魏酸酯酶，其可以水解木質素和半纖維素之間的阿魏酸酯鍵，它們可潛在地改善飼料的纖維可消化性[32]。本研究中各處理NDF和ADF含量產生變化可能是上述酶產生的作用。具體因素還有待于進一步研究。

3.3不同添加劑對全株青貯玉米有氧穩定性的影響

飼料的有氧穩定性是評價飼料價值的重要指標，一般實際生產中青貯玉米開窖后接觸到空氣的部分不會超過5 d[9,13]。有研究通過對比在全株青貯玉米添加布氏乳桿菌與否，表示判斷青貯變質的指示劑是pH、CO2產氣量以及酵母和霉菌的數量[9]。因此本研究只分析有氧暴露第5天微生物數量與CO2產氣量的影響，以反映不同處理對青貯腐敗變質的影響。而對于同質型乳酸菌，由于其在有氧情況下的穩定性，不能起到增加有氧穩定性的效果[8]。本研究兩種同質型乳酸菌復合接種也未能起到這一作用。本研究中Y和T+Y處理的AS時間均為190 h左右(表3)，其明顯高于以往布氏乳桿菌單獨或與戊糖片球菌聯合添加的有氧穩定時間(136 h)[14]。另外，本研究開袋第5天時各處理酵母菌含量差異不顯著，且接種布氏乳桿菌的處理顯著高于未接種處理組。其原因主要與接種布氏乳桿菌有關[8]。而本研究開袋第5天時T和T+Y處理之間的霉菌含量差異不顯著，其原因可能與布氏乳桿菌接種量或與環境因素有關[9]。有研究也證實了當接種量<5×105cfu/g時，布氏乳桿菌不能有效提高青貯飼料的有氧穩定性[33]。以往對玉米和小麥的青貯發現布氏乳桿菌與植物乳桿菌單一或聯合接種時，布氏乳桿菌對發酵產物和霉菌的數量影響并不顯著[7]。也有研究表明布氏乳桿菌與戊糖片球菌單一或聯合接種時對發酵產物和微生物數量有一定差異[14]。這一爭議一方面主要取決于同質型乳酸菌的種類和接種量，另外還可能與乳酸菌菌群內的群體感應性有關。其具體原因還需要繼續探索。除此以外，對扁穗牛鞭草(Hemarthriacompressa)的青貯研究表明，單獨接種布氏乳桿菌或與植物乳桿菌聯合接種時，青貯飼料有較低的pH、CO2產生量、霉菌和酵母菌數量，并且提高了飼草的有氧穩定性[13]。本研究結果與此基本一致。對于黑麥草(Loliumperenne)的青貯也表明，添加同質型乳酸菌(植物乳桿菌+戊糖片球菌)可導致更少的蛋白降解和DM損失，而不改善青貯的有氧穩定性[34]。

4 結論

本研究通過對不同乳酸菌菌劑發酵青貯玉米的相關指標進行分析，并采用綜合評價法進行評價，得到各處理按優劣排序的結果為：單獨添加布氏乳桿菌(添加量4×105cfu/g)>復合添加植物乳桿菌和戊糖片球菌(添加量1∶1，1×105cfu/g)和布氏乳桿菌(添加量4×105cfu/g)>不添加菌劑>植物乳桿菌和戊糖片球菌(添加量1∶1，1×105cfu/g)。該研究結果為我國青貯生物添加劑的研究提供部分理論基礎。

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Effectsofhomo-andhetero-fermentativelacticacidbacteriaonthefermentationcharacteristics,nutritionalquality,andaerobicstabilityofwholecornsilage

MIAO Fang1, ZHANG Fan-Fan1, TANG Kai-Ting1, JIA Shu-An1,2, WANG Xu-Zhe1, MA Chun-Hui1*

1.CollegeofAnimalScience&Technology,ShiheziUniversity,Shihezi832000,China; 2.InstituteofAnimalHealthSupervisionofXinjiang,Urumqi830011,China

The overall aim of our research was to improve the fermentation characteristics, nutritional quality, and aerobic stability of whole-corn silage. We investigated the effects of homo- and hetero-lactic acid bacteria on the fermentation characteristics, nutritional value, and microorganism content of whole-corn silage. Lactic acid bacteria were added to whole corn plants and sealed in a vacuum bag. The control (CK) had no added inoculant. The T group containedLactobacillusplantarum+Pediococcusacidilacticiat 1∶1, 1×105cfu/g; the Y group containedLactobacillusbuchneriat 4×105cfu/g; and the T+Y group contained all of these homo- and heterofermentative lactic acid bacteria. The following indexes were analyzed to evaluate fermentation: nutritional quality, microbial content on the 60th day of fermentation, microbial content, and CO2gas production on the 5th day after opening the bag. The treatments were ranked as follows: pH, T+Y>T>CK>Y (P=0.001); lactic acid content, T+Y>Y>T>CK (P=0.095); ammonium nitrogen content, T+Y>Y>T>CK (P=0.011); number of yeasts, T+Y>T>Y>CK (P=0.023); number of molds, T+Y>T>Y>CK (P=0.028); dry matter content, T+Y>T>Y>CK (P=0.020); water soluble carbohydrates content, CK>T+Y>Y>T (P=0.190); neutral detergent fiber content, Y>CK>T+Y>T (P=0.001); acid detergent fiber content, CK>T>Y>T+Y (P=0.730); crude ash content, T+Y>T>Y>CK (P=0.030). There was no significant difference among treatments in crude protein content, acid detergent lignin content, starch content, crude fat content, and the number of aerobic bacteria and lactic acid bacteria (P>0.05). On the 5th day after opening the bag, the treatments were ranked as follows: pH, T+Y>T>CK>Y (P=0.001); CO2production, CK>T>Y>T+Y (P=0.007); mold count, T+Y>Y>T>CK (P=0.001); aerobic stability, Y>T+Y>CK>T (P=0.021). On the 5th day after opening the bag, there was no significant difference among the treatments in the number of aerobic bacteria, lactic acid bacteria, and yeasts (P>0.05). The comprehensive values of the four treatments, as calculated from the 16 indexes by a membership function analysis, were as follows: Y (0.652)>T+Y (0.528)>CK (0.492)>T (0.441).

corn silage; lactobacillus; microorganism; nutritional quality; fermentation characteristic; aerobic stability

10.11686/cyxb2016478

http://cyxb.lzu.edu.cn

苗芳, 張凡凡, 唐開婷, 賈舒安, 王旭哲, 馬春暉. 同/異質型乳酸菌添加對全株玉米青貯發酵特性、營養品質及有氧穩定性的影響. 草業學報, 2017, 26(9): 167-175.

MIAO Fang, ZHANG Fan-Fan, TANG Kai-Ting, JIA Shu-An, WANG Xu-Zhe, MA Chun-Hui. Effects 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.

2016-12-13；改回日期：2017-03-13

國家自然科學

基金項目(31460637)，國家牧草產業技術體系(CARS35)和新疆研究生科研創新項目(XJGRI2015037)資助。

苗芳(1989-)，女，山東菏澤人，在讀碩士。E-mail:790856048@qq.com*通信作者Corresponding author. E-mail:chunhuima@126.com