高侵染銹病全株玉米制作青貯后主要營養(yǎng)發(fā)酵和毒素指標變化初探

張一為，曹學浩，王麗學，邵麗瑋，田雨佳，王鴻英*，馬超*

（1.天津市農業(yè)發(fā)展服務中心，天津 300061；2.天津市農業(yè)科學院，天津 300381；3.河北省畜牧獸醫(yī)研究所，河北 保定 071000；4.天津農學院，天津 300384）

受2021年洪澇和秋汛影響，我國黃淮海、黑龍江、內蒙古等多地青貯玉米延遲收獲，玉米倒伏和受淹的情況嚴重。青貯制作時原料水分含量變化較大，壓實排氧難度加大，增加了玉米青貯霉變等安全隱患。9月份之后連續(xù)的陰雨天氣增加了空氣的濕度，為玉米銹病的傳播創(chuàng)造了條件，導致部分地區(qū)玉米銹病大面積暴發(fā)。銹病不僅嚴重影響了玉米的品質和產量，同時也影響了玉米青貯加工，對種養(yǎng)殖戶造成了嚴重的經濟損失。

玉米銹病屬于經氣流傳播的真菌病害,在我國各地均有發(fā)生。發(fā)生玉米銹病的原因除氣候因素外，還需具有充足的菌源，孢子殘留在田間可成為來年侵染的重要菌源。此外，因不同玉米品種對銹病的抗性存在差異，發(fā)病的程度也有所不同，而栽培不當、密度過大和地勢低洼也會促進玉米銹病的發(fā)生和蔓延。通常情況下,銹病病菌會在玉米灌漿期之前侵染，特別是在孕穗末期和齊穗期等兩個病情高峰期[1]。銹病發(fā)生時主要在玉米的葉片、葉鞘、莖干和苞葉上布滿病斑，阻礙玉米植株的光合作用，造成青貯品質下降，產量降低[2]。本試驗旨在研究高侵染銹病下玉米在青貯制作前后主要營養(yǎng)、發(fā)酵和毒素等指標的含量變化，以及外用乳酸菌制劑對玉米青貯品質的影響，并為實際生產提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

通過調研，在天津市確定發(fā)生銹病的玉米種植區(qū)域一處，種植品種為京科系列。通過現場判斷，青貯玉米葉片上有大量孢子堆，約占葉面積的60%～70%，屬于重度侵染程度[3-4]。試驗于2021年10月20日對該區(qū)域全株青貯玉米進行收割，留茬高度為20 cm，將整株切碎至1.5 cm，將樣品分為3組，每組6份，每份500 g。

其中1組直接進行營養(yǎng)成分和霉菌毒素檢測，2組加入和青貯添加劑同等體積的蒸餾水，3組按照說明要求添加商品青貯添加劑；各組均攪拌均勻，裝袋壓實抽真空，密封并標號，常溫貯存。青貯60 d后開封，進行營養(yǎng)、發(fā)酵指標以及霉菌毒素的檢測。商品青貯添加劑乳酸菌總數含量2.5×1011CFU/g，按照說明進行添加使用。樣品處理情況見表1。

表1 樣品處理情況Tab.1 Sample treatment

1.2 成分測定

應用近紅外檢測技術分析樣品的營養(yǎng)和發(fā)酵指標。取所有待測樣品各200 g，采用旋風磨粉碎過1 mm篩，FOSS500近紅外分析儀進行光譜掃描（波長范圍1 100～2 500 nm，掃描32次，譜區(qū)間隔2 nm）。

以前期獲得的檢測模型為數據分析基礎開展測試，指標包括：干物質（DM）、粗蛋白（CP）、非纖維性碳水化合物（NFC）、淀粉（Starch）、酸性洗滌纖維（ADF）、中性洗滌纖維（NDF）、乳酸（LA）、乙酸（AA）、丁酸（BA）。

毒素采用酶聯免疫吸附分析法（ELISA）測定玉米赤霉烯酮（ZEA）、T-2毒素、嘔吐毒素（DON）、黃曲霉毒素B1（AFB1）的含量，方法參照NY/T 2071—2011[5]和GB/T 30956—2014[6]。

1.3 數據統(tǒng)計與分析

試驗數據采用WPS軟件進行整理，SPSS 21.0統(tǒng)計分析軟件進行單因素方差分析，Duncan's法進行多重比較。結果以“平均值±標準差”表示，P＜0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 青貯前后營養(yǎng)和發(fā)酵指標變化（見表2）

由 表2可 知，2組 的CP含 量顯著高于1組和3組（P＜0.05）；2組、3組 的LA和AA含 量 顯 著 高 于1組（P＜0.05）。各組DM、NFC、Starch、ADF、NDF和BA含量均差異不顯著（P＞0.05），且DM含量均在30%以上，Starch含量在28%以上。

表2 青貯前后營養(yǎng)和發(fā)酵指標變化Tab.2 Changes of nutrition and fermentation indexes before and after silage

2.2 青貯前后毒素指標變化（見表3）

由表3可知，全株玉米青貯前的4種毒素含量均超過限定值，且均顯著高于青貯后（P＜0.05）。2組和3組的ZEA、T-2以及AFB1含量差異均不顯著（P＞0.05）；2組DON含量顯著低于3組（P＜0.05）。

表3 青貯前后毒素指標變化

Tab.3 Changes of toxin indexes before and after silage單位：μg/kg

3 討論

3.1 高侵染銹病下青貯前后營養(yǎng)和發(fā)酵指標的變化

李旭業(yè)等[7]研究發(fā)現，添加乳酸菌制作全株玉米青貯能夠顯著提高飼料的CP含量。付浩等[8]通過試驗得出，添加復合乳酸菌制劑發(fā)酵全株玉米青貯可提升飼料的發(fā)酵品質，進一步降低DM損失，并能夠顯著提高CP的含量，降低NDF和ADF含量。

大量試驗表明，通過青貯或添加乳酸菌制劑均可改善飼料的營養(yǎng)和發(fā)酵品質。此結論與本試驗結果不完全一致，尤其是在纖維成分上，盡管NDF和ADF的含量較青貯前有所降低，但均未達到顯著水平。主要原因可能在于本試驗材料為高度侵染銹病的青貯玉米，相關真菌和毒素含量較高，經過青貯加工甚至額外添加一定濃度的乳酸菌均無法明顯提升發(fā)酵品質。并且在60 d充分發(fā)酵的情況下，乳酸菌均已成為優(yōu)勢菌；由LA和AA含量的數值變化可知，乳酸菌的補充對毒素的抑制作用不夠強烈，若青貯期小于60 d，添加乳酸菌可能會對發(fā)酵主要指標具有更明顯的促進作用。

王旭哲[9]試驗發(fā)現，發(fā)酵過程中霉菌和酵母菌的數量與pH值、氨態(tài)氮（NH3-N）、總氮（TN）、NDF、ADF和水溶性碳水化合物（WSC）含量呈極顯著正相關，表明真菌量的變化與營養(yǎng)和發(fā)酵的指標具有一定關聯。

3.2 高侵染銹病情況下青貯前后毒素指標的變化

ZEA對敏感動物會產生雌激素樣作用，對動物的繁殖性能具有負面影響[10]。T-2毒素是鐮刀霉菌毒素的一種,與奶牛的胃腸道疾病有關，嚴重時可引起腸胃炎、腸道出血，甚至導致死亡[11]。DON具有免疫抑制作用,在免疫水平較低的動物體內毒性更強[10]。黃曲霉毒素（AFB）主要是由黃曲霉菌和寄生曲霉菌所產生，而AFB1是其中最具典型性的毒素之一。現有研究表明，幾種毒素對動物的風險排序為：AFB＞ZEA＞DON[12]。

Jones等[13]研究發(fā)現，日糧中AFB1的濃度為20 μg/kg時，奶牛出現采食量和產奶量下降的情況。參照GB 13078—2017[14]中對相關植物性原料的要求以及農業(yè)農村部畜牧獸醫(yī)局關于《奶牛養(yǎng)殖場玉米青貯飼料黃曲霉毒素防控技術指導意見》[15]要求，奶牛所用全株玉米青貯中ZEA限量值為≤1 000 μg/kg、T-2毒素限量值為≤500 μg/kg、DON限量值為≤5 000 μg/kg、AFB1含量限量值為≤30 μg/kg。本試驗中，通過青貯過程4種毒素的含量顯著降低，并已降到臨界值或以下，與乳酸菌發(fā)酵產生有機酸抑制了霉菌繁殖存在很大關系。

研究發(fā)現，植物乳桿菌對AFB1的吸附率達到59.40%[16]，對菌絲體生物量和AFB的降解率可達6.31%[17]。通常認為乳酸菌對毒素的降解和抑制作用主要通過3方面：通過競爭的方式直接抑制霉菌生長，通過產生代謝產物抑制或降低霉菌的毒性以及借助乳酸菌細胞壁與毒素的物理結合清除毒素[18]。本試驗中，在高侵染銹病的情況下，添加乳酸菌制劑的試驗組與對照組在降低毒素方面的差異不顯著，與李思齊等[19]和周磊等[20]的研究結論并不一致。原因可能是乳酸菌對銹病產生的霉菌或毒素的限制具有一定的臨界值，在實際生產中毒素降低到閾值以下與玉米的銹病侵染程度、添加劑種類及使用情況、青貯制作與密封、青貯天數均存在很大關聯，不可一概而論，需進一步詳細研究加以驗證。

4 結論

本研究結果表明，在高度侵染銹病及本試驗條件下：與青貯前相比，常規(guī)青貯和乳酸菌添加劑青貯的主要營養(yǎng)指標差異不顯著；常規(guī)青貯和乳酸菌添加劑青貯主要發(fā)酵指標優(yōu)于青貯前，常規(guī)青貯和乳酸菌添加劑青貯的4種毒素含量均低于青貯前，但二者間差異不顯著。