玉米濕貯技術及其在動物養殖中的應用

周 昕，曹 陽，黃秋連

（黑龍江八一農墾大學，黑龍江大慶 163319）

1 玉米濕貯的定義

玉米濕貯是指收獲后玉米的含水量在25%～35%以上，經過粉碎壓實密封貯藏，乳酸菌發酵產生乳酸，降低pH，從而達到抑菌防霉變，減少營養物質損失的一種高濕玉米的貯藏技術（韓吉雨等，2018）。玉米濕貯不僅可以減少玉米晾曬過程中的損失還可以減少成本。

2 玉米貯藏特性

2.1 原始水分大，不易貯存 玉米主要產自我國北方地區，收獲時已是寒冷時節，加之玉米穗處有苞葉，得不到充分的日曬干燥。在華北地區新收獲的玉米水分一般為15%～20%，在東北和內蒙古地區，原始水分達到20%～30%，甚至更高（王洪亮等，2010）。但是玉米的安全水分不超過15%，作為倉貯，標準為13%，水分過高不利于貯藏（薛廣縣，2006）。

2.2 玉米成熟度不均勻 同一果穗頂部與基部授粉時間不同，導致頂部籽粒成熟度不夠，成熟度不均勻的玉米不利于安全貯藏。

2.3 玉米種胚大，吸濕性強易發熱 玉米胚部約為總籽粒重量的1/3，胚中含有較多的親水基，比胚乳更容易吸濕（王洪亮等，2010）。吸濕性強的部位呼吸量更大，因此在貯藏期間穩定性差，呼吸作用會引起玉米堆發熱，導致霉變。

2.4 玉米粒脂肪含量高，易酸敗 玉米脂肪含量高達30%且主要集中在種胚，占整粒脂肪含量的77%～89%（陳松巖，2004）。胚部的脂肪酸值始終高于胚乳，而脂肪酸值越高越容易酸敗，因此，酸敗是從胚部開始。

2.5 玉米胚部營養物質含量高，易受蟲害和霉變玉米胚部含有豐富的可溶性糖等營養物質，粉碎后破損的玉米胚易感染蟲，導致玉米被害蟲侵害。并且營養物質高容易被微生物分解利用，玉米的帶菌量高，在適當的溫度條件下，胚部會長出許多菌絲體和不同顏色的孢子，易發生霉變。

3 玉米貯藏分類

我國根據濕度不同將玉米分成兩部分貯藏：一是將玉米穗貯藏。由于玉米穗間隔較大，縫隙中空氣流通快，長期通風處理可使玉米穗達到干燥程度，保證玉米貯藏質量。玉米穗貯藏的優勢在于玉米粒與其穗軸相連，在生長初期營養成分由穗軸傳輸給玉米粒，使玉米籽粒營養均衡，能夠很好地保存玉米的營養成分，同時方便日后進行剝離籽粒。二是玉米籽粒貯藏。玉米直接脫粒入倉貯藏，這一部分主要應用于食品加工。在低溫、密封環境里，病蟲及霉菌等有害生物會喪失繁殖能力甚至死亡，從而達到保護玉米籽粒的作用。玉米穗和玉米粒的貯藏方式基本包括常規貯藏、低溫貯藏、氣調貯藏、雙低貯藏等。

3.1 常規貯藏 常規貯藏是將收割完的玉米晾曬至安全水分，一般要求為13%～14%（盧國洪等，2004），然后直接入倉貯藏或露天貯藏。常規貯藏僅適用于單個農戶貯藏玉米或貯藏少量玉米，操作簡單。貯藏過程中只需適時通風、防治蟲害，玉米發熱時勤翻動，及時散熱。缺點為不能長期貯藏，管理不當易造成糧堆上層30～80 cm處發熱，造成損失（劉萼華等，2012）。

3.2 低溫貯藏 低溫貯藏是將玉米晾曬至安全水分后入倉貯藏，僅需將倉內溫度控制在低溫（15℃）或準低溫（20 ℃）以下（修琳等，2016）。主要通過自然方式降溫或使用制冷機器降低室溫。由于在低溫條件下，各種害蟲會減緩生長甚至死亡，繁殖能力也急劇下降。在無需使用化學藥劑的條件下，消滅病蟲，保護玉米品質。缺點為低溫儲存，其安全性是暫時的，當溫度升高時，玉米品質得不到控制。使用機器制冷會提高成本，不具有經濟價值。

3.3 氣調貯藏 氣調貯藏是一種比較環保的儲存方法，主要利用氣體發生系統和氣體凈化系統作為氣調貯藏的關鍵設備。設備將環境中O2置換成N2，提高CO2的濃度。當倉庫O2濃度為2%左右、或CO2濃度升高到40%左右、或N2濃度增加到97%時，可以抑制有害微生物如青霉、黃曲霉、白曲霉等生長，消滅蟲害，很好的保證玉米品質（修琳等，2016）。缺點是置換N2成本太高且對環境的密閉條件要求極高，不能夠大范圍推廣。

3.4 厭氧貯藏 厭氧貯藏是一種主要通過密封和脫氧，實現安全貯藏的技術。玉米晾曬至安全水分后入倉，用塑料薄膜蓋在表面密封好，利用機器脫氧或化學脫氧方法降低倉內氧氣濃度。環境中氧濃度降到2%以下，霉菌受到抑制而難以繁殖，害蟲在14 d內全部死亡，玉米籽粒呼吸強度大幅度下降。當氧濃度持續保持在8%以下，害蟲不致于損害糧食，數月后死亡，從而達到安全儲存的目的（陸恒，1988）。

3.5 雙低貯藏 雙低貯藏是實現低氧后再使用低劑量磷化氫熏蒸的貯藏技術組合。玉米強烈的呼吸作用會使環境中O2濃度低于12%，達到該條件后，再按《糧油儲藏技術規范》進行低劑量磷化氫熏蒸殺蟲（朱其才，2015）。但即使化學藥劑的添加量在規定范圍內，糧食中仍有部分殘留。

4 濕貯及品質控制

4.1 濕貯機理及特點 濕貯玉米是由多種微生物相互作用產生的一種發酵飼料。濕貯原料附生微生物主要包括乳酸菌、酵母菌、霉菌和其他好氧細菌等（表1）。處理好的青貯飼料主要理化性質和微生物菌群變化的理論演變如圖1。

表1 濕貯原料附生微生物的種類及數量cfu/g FM

圖1 濕貯發酵過程中氧氣含量、pH和不同微生物數量理論變化（鮮重基礎）

濕貯通過粉碎、壓實、密封等操作，使濕貯窖內氧氣密度下降。在發酵初期，好氧菌最為活躍。但是當氧氣消耗殆盡，窖內處于一個低氧或厭氧狀態，濕貯玉米表面附著的乳酸菌占主導地位并大量增殖，利用原料中的糖、水溶性碳水化合物產生乳酸使pH下降至3.7～4.1，酵母菌、霉菌、好氧細菌等受到抑制，起到防霉防腐作用 （衣巴代提·衣米提，2015）。

4.2 品質鑒定

4.2.1 感官鑒定 感官評價濕貯飼料主要通過顏色、質地和氣味。濕貯質量好的玉米應與貯藏前顏色差別不大，呈淡黃色，有濃郁的酒香味，氣味柔和。質地柔軟、松散。感官評價標準及等級見表2。

表2 感官評價標準

4.2.2 化學鑒定 通過采樣測定濕貯飼料的pH、有機酸和氨態氮的含量。優質的濕貯飼料pH為3.8～4.2；中等pH為4.6～5.2；低劣pH為5.4～6.0。影響濕貯發酵品質的有機酸有乳酸、乙酸和丁酸，高品質的濕貯飼料中有機酸含量約占2%，其中乳酸約占1/2～1/3，乙酸約占1/3，丁酸含量基本為零。

4.3 濕貯技術的要點

4.3.1 存貯時間 玉米濕貯技術多用于北方寒冷地區以解決冬天飼料供應問題。貯藏時間一般為初冬，11月下旬至12月初開始濕貯 （孫曉玉，2013）。在較為寒冷的環境下，玉米穗比較堅硬，容易將籽粒剝離，方便處理成大顆粒。粉碎過程中，大顆粒玉米不會粘在過濾篩上、容易壓實保存，此為貯藏的優選時間。

4.3.2 運輸過程 收割后的玉米應盡快將其切割粉碎入窖壓實。確保玉米植株可以在采收后10 h內切割壓實到窖內儲存（孫曉玉，2013）。這是由于玉米即使收割后仍有部分植株細胞在進行有氧運動，如果不及時處理，植株中的碳水化合物會被氧化分解造成損失。在運輸過程中，玉米植株如果積累時間過長，二次發酵產熱會使養分流失，嚴重的會造成霉變，散發出難聞的氣味。在后續加工過程中，如果不能一次性完成貯藏，需要先將未加工的玉米放置通風處晾曬，避免堆積。全部處理后迅速入窖壓實保持厭氧環境，在厭氧條件下乳酸菌能大量繁殖，降低pH從而達到抑菌防止發霉變質的目的，這也是保證貯藏后玉米營養損失減少、瘤胃消化率提高的前提。

4.3.3 貯藏設施的選擇 窖貯多為磚砌水泥抹面貯窖，要求和青貯窖類似，是目前使用最為廣泛的設施。貯倉和貯袋主要用于小規模貯藏。

4.3.4 脫粒和粉碎 選用垂片式粉碎機將玉米粉碎成1/4顆粒飼喂牛。其大小方便反芻動物反芻同時可以延長飼料在瘤胃中的消化時間，避免被快速發酵分解而使揮發性脂肪酸濃度激增，降低反芻動物酸中毒的危險（孫曉玉，2013）。

4.3.5 壓實要點 濕貯玉米中最為重要的兩個步驟為壓實和密封。壓實的目的是保證玉米籽粒中無縫隙，避免空氣流通，形成厭氧環境，防止玉米發霉變質。收割后的玉米邊粉碎邊入窖。從下至上，層層壓實，每層的厚度維持在25～40 cm，在濕貯窖面積允許的情況下，可使用鏈條式拖拉機大面積壓實（晉基凱等，2013）。為檢查壓實效果，需要每布料30 cm腳踏一遍，直至無空隙為止，邊角部位更應注意反復踩壓踏實（王開，2010）。一直貯到玉米高出窖的上口30～50 cm，玉米籽粒密度為 750 ～ 850 kg/m3為宜（陳玲，2013）。

4.3.6 密封 壓實后的玉米要立即封頂蓋膜貯存，蓋膜選用雙面涂膜編制材質，也可用塑料薄膜，塑料薄膜的寬度要大于窖的寬度。將薄膜沿濕貯窖邊緣插到濕貯內部，邊緣用厚重的物品壓住。可選用10～20 cm厚泥土或汽車外胎、重沙袋等（孫曉玉，2013）。重物順濕貯窖上沿依次整列擺放，要隨時檢查封頂的坡度、蓋膜有無漏洞，墻體及邊角有無裂縫，下雨時的排水速度等。

4.3.7 濕貯玉米的取飼 在適宜的溫度和濕度條件下，貯藏20～30 d即可開窖取食 （王開，2010）。如果濕貯玉米保存良好，顏色會與濕貯前一致，氣味芬芳帶有酸香，沒有變質和發霉的現象。飼喂時要做到從上到下、隨飼隨用。一個濕貯窖取飼控制4 d內食用完畢，濕貯窖上端的材料要跟隨卷起，如果密封得好，可以貯藏3～5年不變質（孫曉玉，2013）。

4.4 二次發酵或有氧腐敗的控制 青貯飼料歷史悠久，應用廣泛，但有害微生物在二次發酵過程中會將水溶性糖和乳酸分解為CO2、水和酒精，放出大量的熱,降低貯藏后的營養品質和適口性。玉米中含有較高的乳酸和糖，更加容易發生二次發酵。孫玉梅（2014）指出，經二次發酵后的飼料重量損失很大,由700 kg/m3降為40 kg/m3。因此二次發酵的防控是制作濕貯飼料的重要操作，也是營養成分能否完整保存的重要一步。

4.4.1 二次發酵或有氧腐敗的界定 二次發酵是指厭氧環境下由乳酸菌發酵的飼料（青貯、黃貯、霉貯、微貯飼料）開窖后與空氣接觸，好氧菌增殖引起好氧性物質分解再次發酵的過程。

當發酵飼料的中心溫度比周圍環境溫度高2℃，二次發酵過程被認為是有氧氧化過程（韓雅慧，2016）。 Moon（1983）指出，酵母菌是在此過程中增殖幅度最大的，因此酵母菌的數量可以作為發酵飼料有氧氧化程度的一個標志。Mcallister（1998）指出，青貯飼料中，酵母菌數量為105cfu/g FM是判斷青貯是否有氧變質的臨界值，當酵母菌數達到108cfu/g FM表明青貯飼料溫度已經升高，有氧變質發生。Wang等（2018）研究全混合日糧（TMR）中酵母菌在有氧變質中的作用，結果表明，盔形畢赤酵母、嗜酒假絲酵母、拜氏接合酵母在青貯早期有氧變質過程中起主要作用；青貯后期拜氏接合酵母是主要影響有氧變質的酵母菌。Hao等（2015）研究發現，取用階段有氧暴露時期，拜氏接合酵母增加使TMR有氧變質。但也有研究認為，酵母菌不全是導致飼料有氧腐敗的微生物。Savage等（2014）在玉米青貯中接種2株釀酒酵母和1種未知酵母菌，結果表明，接種的三個試驗組較對照組無顯著差異性。說明接種的三個菌株對青貯有氧穩定性沒有產生影響。Wilkinson（2013）和Schnürer（2011）研究表明，部分酵母菌所產生的代謝產物可以抑制其他真菌及革蘭氏陰性菌活性。所以抑制有氧腐敗過程中的酵母菌方法值得進一步研究分析。

除此之外，pH也可作為判定飼料是否發生有氧腐敗的一個重要指標。酵母菌中有一類是利用酸，如假絲酵母屬、擬內孢霉屬、漢遜酵母屬和畢赤酵母屬；另一類是利用糖，如球擬酵母屬。開窖過程，醋酸揮發，在有氧環境下，飼料中的碳水化合物和乳酸被部分酵母菌利用，pH升高。

4.4.2 其他微生物變化 霉菌為好氧型微生物。Orsi（2000）對195份青貯玉米中霉菌的種類和數量進行分析發現，鐮刀霉菌屬最多，其次為曲霉菌屬、青霉菌屬、毛孢子菌屬和分子孢子菌屬，這些菌屬將玉米中的糖和玉米降解使青貯飼料發熱，破壞有氧穩定性。M.O’（2008）指出，鐮孢霉菌會產生毒素使牛和綿羊產生散發性不孕癥。白地霉菌會產生酸敗氣味。大腸桿菌也是影響青貯飼料穩定性的有害菌。Driehuis（2010）指出，當大腸桿菌的數量大于酵母菌時會引發玉米青貯飼料的有氧腐敗。厭氧微生物中還有梭菌，其主要代謝產物為丁酸，會引起青貯飼料變質。張大偉等（2010）研究表明，梭菌會使蛋白質變質，影響飼料貯藏價值。Vukmirovic（2011）研究表明，當降低苜蓿青貯過程中梭菌的數量，有氧穩定性較對照組提高3倍。

綜合以上關于青貯過程中微生物作用及化學成分變化的相關研究可知，二次發酵或有氧腐敗的最有效防治手段需要抑制這些有害微生物的活性和調節pH。

4.4.3 預防手段 隨著青貯技術和設備進一步完善，使得青貯技術應用進入快速發展時期，青貯飼料的品質與數量逐漸提高。針對二次發酵的研究也逐漸加深，一些基本防治手段已應用于養殖市場。（1）選料必須要新鮮清潔，不能選擇遭霜的玉米。霜打后會抑制乳酸發酵，pH高，總酸含量低，開封后容易發生二次發酵。（2）制作濕貯玉米時一定要壓實密封，特別注意拐角處。密實環境可以改善揮發酸的組成，還可以避免霉菌作用造成發霉的現象。（3）每次取飼要根據飼喂量決定開口的大小，隨取隨用。

影響青貯飼料品質最關鍵的是微生物種類及數量，通過使用調節微生物種類及數量的添加劑，來解決二次發酵問題，從而提高青貯飼料的質量。青貯添加劑主要針對乳酸菌、酵母菌、霉菌等微生物研發。包括：發酵促進劑、發酵抑制劑、好氧氣腐敗菌抑制劑及營養添加劑。

張曉鋒等（2005）和彭海蘭（2003）研究表明，甲醛作為發酵過程中常用的抑制劑，可以對微生物的生長起到抑制作用。任付平（2007）將黑曲霉、綠色木霉、枯草芽孢桿菌、德氏乳桿菌、酵母菌固體菌劑按照 1∶1∶2∶2∶2 的添加比例制成復合微生物菌制劑，青貯后飼料的色澤與原料無明顯差別，氣味芳香，質地柔軟，能降低霉變風險。秦立剛等（2010）通過向蘇丹草中添加甲酸和蔗糖均證明，添加好氣性腐敗菌抑制劑、營養制劑可改善青貯質量，防止青貯初期飼料與空氣接觸，避免腐敗現象。巴音巴特等（2012）研究表明，抑制二次發酵菌制劑可以有效抑制霉菌和酵母菌的生長，從而提高青貯玉米的有氧穩定性。韓雅慧（2016）發現，添加乳酸菌劑可以改善青黃貯玉米秸稈的發酵品質。

針對pH對有氧腐敗的影響，可以進行酸處理預防二次發酵。Branu（1999）研究表明，向暴露在外的玉米青貯飼料中添加乳酸、乙酸和丙酸可以極顯著的降低玉米青貯飼料的pH。證明有機酸因降低pH，所以在保持青貯飼料有氧穩定性方面具有良好的使用效果。昝林森等（2007）研究表明，添加的酸化劑可以抑制好氧菌增殖，防治二次發酵。郭艷萍等（2010）研究發現，青貯飼料中添加丙酸可以提高乳酸含量，同時在和尿素混合后，可提高玉米青貯飼料的有氧穩定性。尉小強等（2018）發現，添加丙酸和甲酸均可提高全株玉米青貯飼料的有氧穩定性，并且丙酸效果更好。

5 濕貯玉米的飼用價值

濕貯技術主要應用于反芻動物，一般都是養牛業，韓吉雨等（2018）試驗結果表明，飼喂濕貯玉米對牛干物質采食量、單產、全群大罐奶乳成分沒有顯著影響，但是能夠顯著降低奶成本0.12元/kg，從而提高經濟效益。王洪亮等（2010）試驗結果表明，濕貯玉米的干物質、粗蛋白質、淀粉可達70%以上，牛群采食濕貯玉米后，玉米在瘤胃內降解率提高，從而提高飼料利用率，增加適口性。

針對提高飼料利用率，Jones等（2010）認為在分析飼料過程中會存在誤差，常規分析濕貯玉米干物質含量時需要電爐烤干，會揮發3%～6%干物質含量，結果會較實際結果低，所以飼料利用率高。同時，也有人認為是由于玉米自身的理化性質，比如貯藏過程中可溶性氮增多，淀粉水解等。但是，也有可能與濕貯玉米本身的干物質、有機物和能量的消化率都高于干貯玉米，同時在瘤胃內停留時間更長一些，消化更充分有關。飼喂濕貯玉米的優勢并不僅僅限于減少成本和提高飼料利用率。徐立志等（1982）研究表明，濕貯玉米組較一般玉米組頭日產奶量多0.93 kg，濕貯玉米組平均個體增重為1.75 kg，一般玉米組平均個體增重減少4.06 kg。

綜合以上試驗結果表明，濕貯玉米的干物質、粗蛋白質、淀粉等營養物質含量高，適口性強，飼用濕貯玉米還可以提高奶牛的產奶量，減少采食其他青飼料，降低飼喂成本，具有很好的飼用價值和較高的經濟價值。

6 濕貯技術的發展前景

綜合多種貯藏方式，濕貯技術減少了玉米晾曬至安全水分的成本。研究表明，玉米發酵濕貯每噸比烘干晾曬倉貯玉米降低成本21760元 （李玉萍，2000）。同時，可減少晾曬和烘干過程中玉米營養物質的損失。操作方面，濕貯技術一邊粉料一邊貯藏，省時省力。飼喂價值上，玉米濕貯前后營養成分差異不大，干物質、粗蛋白質等含量高，適口性好，飼料的利用率大大提高。

濕貯技術不僅解決玉米晾曬和烘干的難題還可以減少大量勞動力，大大降低了飼喂成本。在一些規模化奶牛場，機械化操作使用濕貯玉米，飼用效果更好。濕貯玉米技術是一種方便操作、簡單易學、運用性強的貯藏技術，具有重要的研究價值和深遠的推廣意義。