苜蓿青贮技术研究现状

段 珍，李晓康，张红梅，张建华，李 霞

（甘肃省机械科学研究院，甘肃兰州 730030）

紫花苜蓿（Medicago Sativa L.）是多年生豆科牧草，生长期短的为4～5年，长的可达10年以上。研究表明，苜蓿对地域和气候的适应性广，产草量高，粗蛋白质含量高，其营养价值被列在各种牧草的首位，在饲喂奶牛和肉牛增重方面效果显著，纤维中的中性洗涤纤维（NDF）与酸性洗涤纤维（ADF）比例适宜，在维持畜体健康、保持家畜生产性能方面起重要的作用（李改英，2011）。

目前苜蓿生产的主要产品是苜蓿干草，但是在我国许多地方苜蓿干草的调制过程中都存在雨淋、落叶等损失。赵功强（2003）认为，一般损失率为20%～30%，甚至更高。在南方主产区，由于雨热同期，雨淋带来的损失更高。在北方主产区，刈割2、3茬的苜蓿一般难以晒制优质干草，需要采用烘干的方法，但此法会增加成本、浪费大量能源，然而对苜蓿进行适时青贮，不仅可以减少苜蓿养分损失，而且可以保持青绿饲料的营养特性。青贮后的苜蓿适口性好、消化率高，并能长期保存，延长苜蓿鲜草的供应周期。因此，采用苜蓿青贮技术是解决上述问题较为理想的措施。

1 苜蓿青贮发展概况及其意义

青贮是指牧草、饲料作物或农副产物等在密封条件下，经过物理、化学、微生物等因素的相互作用后在相当长的时间内仍能保持其质量相对不变的一种保鲜技术。其原理是在厌氧环境下，附着在青贮原料上的厌氧乳酸菌大量繁殖，从而将青贮原料中的碳水化合物主要是糖类变成以乳酸为主的有机酸，当有机酸在青贮料中积聚到一定程度即青贮饲料的pH降到4.2以下时，就可抑制有害微生物（如腐败细菌等）的生长，从而使青贮料得以长期保存（Kung，2001）。调制良好的苜蓿青贮料，不但可保持新鲜苜蓿的养分，消除调制干草的弊端，而且青贮后，大量蛋白质水解为氨基酸，非蛋白氮含量可高达50%，这些非蛋白氮能被反刍家畜瘤胃微生物很好地利用（董志国，2005）。青贮苜蓿作为饲料可保证全年供应，对于畜牧业生产有着重要的实践意义。

但对于豆科牧草来说，适时刈割时其干物质（DM）含量低、水分含量高，水溶性碳水化合物（WSC）含量较低、缓冲能较高，常规方法难以调制出优质青贮饲料。为抑制青贮过程中不良微生物的生存和繁殖，降低苜蓿中的皂苷含量，减少动物患膨胀病的危险，在生产实践中常常采用凋萎青贮法或半干青贮法，以调制出品质、适口性、消化率更好的苜蓿青贮饲料。同时为了克服由气候导致的苜蓿难以顺利晾晒而影响青贮饲料的品质和稳定性，对青贮添加剂有了更进一步的研究，在原来传统酸类添加剂的基础上研制出乳酸菌制剂和纤维素酶制剂等生物添加剂（Sheperd，1996）。这些青贮技术显著提高了苜蓿青贮效果和品质。青贮方式也由原来的大型密闭式青贮窖、青贮塔、青贮堆和青贮袋，向作业效率高、发酵速度快、青贮效果好、易于运输的拉伸膜裹包青贮方向发展，青贮过程和取用也日趋机械化和自动化（杨志明，2011）。

2 苜蓿青贮技术

2.1 半干青贮技术 （低水分青贮技术） 半干青贮技术是在原料刈割后晾晒预干，使原料水分降到一定量时再进行青贮，萎蔫后植物细胞液变浓，渗透压增高，会造成一种微生物的生理干燥状态，在厌氧条件下微生物发酵作用被抑制，从而达到保存原料养分的目的。半干青贮苜蓿在制作中含水量低，发酵程度较弱，酸味很淡，所以在适口性和营养价值方面比干草和鲜贮苜蓿更接近青草（吴竞，2012）。与一般青贮相比，其保存了大量的水溶性碳水化合物，粗蛋白质含量虽无明显差异，但蛋白质被分解产生的非蛋白质化合物较少，因而饲喂反刍家畜的价值较高。

半干青贮技术近年来在一些畜牧业发达国家中大量采用，在我国的应用也比较广泛，其关键技术就是控制含水量，含水量过高不利于抑制梭菌的繁殖，含水量过低，植株叶量损失增加且不易压实。但不同的学者对最适宜含水量的看法不一。聂柱山和玉兰（2012）认为，青贮原料水分含量控制在60% ～68%为宜，崔国文（2005）报道，半干苜蓿青贮的最适含水量为40%～50%；殷桂学（2017）则认为，当茎叶内含水量为45%～65%时最适宜低水分青贮。

2.2 拉伸膜裹包青贮技术 拉伸膜裹包青贮也是低水分青贮的一种形式，其调制原理同半干青贮，即将机械收割压扁的新鲜牧草和青绿秸秆经晾晒后，先经草粉机揉碎，再用打捆机将之高密度压实打捆，最后通过裹包机将草捆用拉伸膜裹包，其能使青贮料在包内形成最佳发酵环境，在密封厌氧的条件下，完成发酵过程，酿成营养价值高、适口性好的饲料，并可在各种气温条件下长期储存。制作过程中采用青贮专用塑料拉伸膜，能将重达半吨的草捆紧紧地裹包起来。由于青贮专用塑料拉伸膜很薄，且具有黏性，在裹包草捆时会回缩，从而能有效的防止外界空气和水分进入而形成厌氧状态，使乳酸菌能快速进入发酵状态，抑制草料的腐烂变质（李向林，2005）。这样制作出来的青贮料，不仅拥有接近新鲜草料的营养水平，同时可以提高粗蛋白质含量，降低粗纤维含量，改善适口性，使消化率明显提高，而且NDF和ADF含量变化也很小（梁欢，2014）。拉伸膜的密封性能可以让贮料在野外长期保存1～2年（郑会超，2017），在任何气候条件下都不会影响被贮饲料的质量。另外，因其捡拾压捆之前的晾晒过程远远短于调制干草所需时间，所以拉伸膜裹包青贮的另一个优点为可缩短收获时间，且其制作、贮存青贮草料的地点灵活，可以是农田、空地甚至院子里（孟晓静，2012）。虽然拉伸膜裹包技术优点众多，但缺点也比较突出，如对设备和技术要求比较高，此外，拉伸膜成本高，不可降解，会造成资源浪费、污染环境等。

2.3 添加剂青贮技术 通过加入添加剂影响微生物的生长，使青贮饲料富含有益细菌和酶，从而促使其向快速和低损失的发酵过程转变，进而获得优质苜蓿青贮料。因此，添加剂青贮是减少雨季苜蓿收贮损失的有效途径（姚光光，2003）。青贮饲料添加剂的种类繁多，根据青贮添加剂功能的不同，可大致将其分为五类：（1）促进乳酸菌发酵的添加剂；（2）抑制杂菌发酵的添加剂；（3）提高原料中糖含量的添加剂；（4）改善饲料营养的添加剂；（5）吸收原料中水分的添加剂（见表1）。

2.3.1 促进乳酸菌发酵的添加剂 青贮料是经发酵制成的饲料，乳酸菌是发酵的主体，其大量繁殖占支配地位时，可产生大量乳酸，pH下降，从而抑制不良微生物的繁殖，制成优质青贮料。发酵促进型添加剂就是通过增强乳酸菌的活动，产生更多的乳酸，使青贮料的pH迅速下降，以获得优质的青贮料。

表1 青贮添加剂的分类

2.3.1.1 乳酸菌制剂 在美国乳酸菌制剂是最常用的青贮饲料添加剂，一般情况下，乳酸菌生活在牧草和饲料作物的表面（Lin，1992），由于其数量不足，青贮早期乳酸菌繁殖非常缓慢，导致有害微生物增殖，而影响发酵速度及品质，因此若要青贮料保存完好，乳酸菌浓度至少要达到青贮鲜料的105cfu/g（Cai，1994）。而乳酸菌制剂可补充作物中天然乳酸菌数量，有助于快速有效的发酵，使乳酸菌迅速增殖并占主导地位，pH快速下降，并产生较多的乳酸和较少的发酵终产物。发酵终产物中包括醋酸、乙醇，它们的存在会影响饲料适口性，且乙醇利用率很差，而醋酸不能被利用。因此，乳酸菌制剂不仅能提高采食量还能促进瘤胃微生物的生长。此外，发酵转移减少了发酵能量的损失，DM的回收率可提高1% ～2%。Bolsen等（1992）、Sheperd等（1996）研究表明，乳酸菌接种剂在苜蓿青贮中应用效果较好。

另外，过去多以单一菌种制剂的使用为主，近年来研究开发的制剂除含有乳酸菌之外，还添加有酶、糖类物质、矿物质等促进发酵的物质，其效果优于单一制剂。Jones等（1992）用乳酸菌接种剂和糖蜜对两种水分含量（50%和70%）的苜蓿进行青贮处理，并对青贮成分进行分析，结果表明，乳酸菌制剂和糖蜜的混用能显著改善高水分苜蓿青贮原料的发酵品质。万里强（2007）采用不同糖分浓度的乳酸菌复合添加剂对不同含水量苜蓿进行青贮，结果表明，较高含水量的苜蓿在青贮过程中酸度急剧增加，pH快速下降，有利于改善苜蓿的青贮品质。可见乳酸菌添加剂在水分含量高的情况下效果较好，当糖分含量足够时，能够得到更多生存的底物，青贮效果也更好。

2.3.1.2 绿汁发酵液 绿汁发酵液是近年来研究较热的一种青贮发酵添加剂，其本质也是乳酸菌添加剂，但与乳酸菌添加剂相比具有制作工艺流程简单、生产成本低、操作时不会对环境造成污染等突出优点。该方法是在青贮装填之前将原料鲜草绿汁在厌氧条件下进行发酵，制备绿汁发酵液，使野生乳酸菌大量繁殖，而后作类似乳酸菌添加剂使用，加入青贮料可迅速提高贮料中的乳酸含量，降低pH和氨氮含量，抑制梭菌活动，减少蛋白质的分解损失，且其添加效果不受青贮原料生育期、DM含量及青贮条件的影响，在改善青贮发酵品质方面较乳酸菌更稳定（Nishino，1999）。张涛（2004）报道，添加绿汁发酵液可显著提高苜蓿青贮料的营养价值。Ohshima（2004）认为，绿汁发酵液作用于苜蓿青贮不受收获季节、生育期以及贮存温度的影响，其青贮效果较好。许庆方（2008）按每吨鲜苜蓿添加2 L绿汁发酵液，并以不使用添加剂而晾晒处理为对照，结果添加绿汁发酵液苜蓿青贮的pH为4.25，显著低于晾晒处理的5.22（P＜0.05）；而乳酸含量为 6.63%，显著高于晾晒处理的0.24%（P＜0.05）。

2.3.2 抑制杂菌发酵的添加剂 抑制杀菌发酵的添加剂的主要作用是降低青贮原料的pH，直接形成适合乳酸菌繁殖的生活环境，抑制部分或全部微生物的生长，以减少发酵过程中的营养损失及不良发酵产物的生成，获得品质优良的青贮料。

添加甲酸是目前广泛使用的一种加酸青贮法。甲酸处理青贮料的DM和蛋白氮、乳酸含量升高，而乙酸、氨态氮含量降低。随着甲酸浓度的升高，乙酸乳酸含量降低，可溶性糖和蛋白氮增加。 Phillip（1990）将甲酸（4.5 mL/kg）加入苜蓿青贮中，和对照组相比，乳酸含量略有下降，可溶性糖有所增加，其他成分并无明显变化。甲醛能抑制微生物繁殖且能阻止及减弱瘤胃微生物对植物蛋白质的分解。Kuchler等（1931）把福尔马林（40%甲醛的水溶液）成功地用做青贮添加剂。但甲醛也不可使用得太多，否则维持瘤胃微生物生长所需的正常的蛋白质就会缺少。丙酸在抑制青贮料的好氧性腐败方面有较好的效果，已广泛应用于潮湿贮藏谷物防腐中。在挥发性脂肪酸（VFA）中，丙酸是最有效的抗真菌（酵母菌及霉菌）剂。己酸在青贮时一般添加4～6 g/kg即可有效地抑制青贮料好氧性细菌的活动。席兴军（2002）在玉米秸秆青贮中添加己酸后，在保证较高干物质回收率的情况下，明显提高了青贮料的感官、水分及pH的综合评定得分，同时有效地抑制霉菌的生长，但发现添加己酸不能完全抑制酵母菌的生长。添加无机酸（主要为硫酸和盐酸）可以迅速降低pH，杀灭杂菌，促进乳酸发酵，制成优质青贮饲料（席兴军，2017）。但无机酸由于其对青贮容器具有腐蚀性，而且大量使用会引起反刍动物体内酸碱平衡失调，采食量降低，生产性能下降，因此目前使用不多。山梨酸对酵母菌及霉菌的生长具有很强的抑制效应。Shao（2004）报道，添加0.11%山梨酸于燕麦青贮中，可减少酒精、VFA、氨态氮含量，增加可溶性糖的含量。添加非蛋白氮及异丁酸铵后可提高青贮料的好氧稳定性。另外氢氧化钠、二氧化硫及硫代硫酸钠、苯甲酸钠、乙二醇、多聚甲醛、柠檬酸、水杨酸均可用做青贮添加剂。

2.3.3 提高原料中糖含量的添加剂

2.3.3.1 酶制剂 在青贮饲料中添加酶制剂可以使饲料中的部分多糖水解成单糖，有利于乳酸的发酵。应用于青贮饲料中的酶制剂主要是细胞壁降解酶，包括纤维素酶和半纤维素酶，一方面可降解植物细胞壁成分，增加青贮发酵的底物；另一方面降解后的物质易被瘤胃微生物利用，从而提高有机物质的消化率。另外，钟书（2017）报道，由于纤维素酶中含有氧化还原酶成分，可以消耗氧气，易创造厌氧环境，从而抑制腐败细菌的生长。

虽然添加酶制剂可以增加青贮料中WSC含量，减少纤维含量，但其对家畜生产性能的改善并不显著。Jacobs（1991）在苜蓿青贮中加入纤维素酶发现，NDF、ADF含量降低，但生长阉牛有机物质的消化率低于对照组。Broderick（1997）的研究结果表明，在给泌乳奶牛饲喂苜蓿青贮料之前，用木聚糖酶和纤维素酶的混合物处理苜蓿青贮料，可提高奶牛的干物质采食量，但并不能提高其日增重、体况评分和产奶量。

2.3.3.2 碳水化合物类 可溶性碳水化合物是乳酸菌发酵的底物，一般要求其含量在2%以上才能很好地为乳酸菌生长繁殖提供所需的营养。牧草类WSC含量较低，需添加富含WSC的物质来改善其发酵效果，包括葡萄糖、糖蜜、谷类、乳清、甜菜、柑桔、马铃薯等。葡萄糖能直接为乳酸菌提供发酵底物，一般添加量为10～20 g/kg，可获得较好的效果，但因其价格高，不适合在生产中大量应用。而在生产实际中，常用糖蜜来代替，糖蜜是制糖工业的副产品，不仅价格便宜而且效果好，受到各国学者的关注。Alli（1984）报道，苜蓿中加糖蜜后青贮与对照组相比，pH较低，乳酸和乙酸及可溶性糖含量高，氨态氮含量低，青贮品质较好。生产上推荐用量为40～50 g/kg。刘贤（2004）在试验中证明，糖蜜可提高苜蓿青贮料的发酵品质，抑制蛋白质分解及苜蓿（含水率71%～73%）青贮饲料的二次发酵。乳清是奶酪的副产品，干物质含量为66 g/kg，乳糖含量为44 g/kg。Schingoethe（1974）已成功地把干燥的乳清用于青贮研究，但冻干乳清成本较高。另外，青贮玉米、黑麦草、甜菜叶、甜菜渣、块根、块茎类、糠麸、米糖、酒糟等副产品也都可加入饲草原料中。

2.3.4 改善饲料营养的添加剂 改善饲料营养添加剂加入青贮料后能明显地改善饲料的营养，满足家畜营养需要。尿素是较为常用的一种营养添加剂，其可以增加青贮料中粗蛋白质的含量，同时具有较好的防腐作用。Liu（1999）指出，青贮时添加尿素可弥补青贮料氮元素的不足，添加的质量分数为0.15%时，可使其蛋白质的质量分数提高12%以上。Qing（1998）通过饲养试验表明，尿素可代替奶牛日粮中豆饼用量的40%～100%，对牛奶成分和品质无不良影响，同时在尿素酶的作用下，其可以分解成二氧化碳和氨，有利于青贮料的贮存。氨水添加后，青贮料的pH迅速提高，氨水和高pH对酵母、霉菌和很多细菌有抑制作用。但苜蓿青贮时用氨水可能不理想。另外还有糖蜜、谷类、乳清、矿物质等营养物质均可作为添加剂，以补充青贮料中某些营养物质的不足。许多碳水化合物添加剂同时也可作为营养添加剂（Mcdonald，1991）。

2.3.5 吸收原料中水分的添加剂 吸收原料中水分的添加剂常被称为吸收剂。未进行凋萎处理的原料在青贮过程中添加含酸的添加剂后，青贮料中流出的渗出液将进一步提高，而吸收剂可减少青贮料中的水分，降低渗出液的流出，其吸收的效率与青贮原料的物理特性及应用方法、青贮容器的设计有关。麸皮、麦秸、甜菜粕、丙烯酰胺的聚合物、斑脱土均可作为降低渗出液量的吸收剂（张增欣，2006）。

2.4 混合青贮技术 苜蓿不适合进行常规青贮的重要原因就是其可溶性碳水化合物含量低，蛋白质含量和缓冲能力高，通过青贮发酵不易形成低pH状态，而影响苜蓿发酵品质，可见适宜水平的可溶性碳水化合物含量是克服高的缓冲度，确保青贮发酵品质，获得优质青贮的前提条件。通过添加高糖添加剂可以解决这一问题，但在实际生产中，添加剂的成本是个大问题。所以通过添加一些富含糖类的禾本科牧草进行混合青贮，在一定程度上既解决了青贮原料可溶性碳水化合物含量低的问题，又克服了额外购买添加剂发生的高额成本。如白三叶与全株玉米 （柳茜，2017a）、紫花苜蓿与全株玉米（柳茜，2017b）、苜蓿与小麦（刘振阳，2017）等混合青贮。另外，诸如青贮玉米、黑麦草、块根、块茎类均可加入饲草原料中。

3 小结

在我国，相当长一段时期内，半干青贮技术由于其经济、操作简便易行将仍然成为苜蓿青贮的首选方法。拉伸膜裹包青贮技术能为原料发酵提供更好的厌氧发酵环境，且保质期更长久，另外，拉伸膜裹包的苜蓿贮料搬运灵活，能进行长距离的运输调配，是平衡区域供求关系的重要手段。但是拉伸膜的成本及其不可降解而对环境造成的污染是目前面临的主要问题，所以开发低成本可降解的环境友好型拉伸膜应该是主要的思考方向。添加剂青贮技术能有效提升青贮品质，尤其是促进乳酸菌发酵的添加剂技术，生产成本低，环境污染小，同时其青贮品质不受收获季节、生育时期及贮存温度的影响，但对于苜蓿而言，添加剂的选择、添加方式及添加比例仍然需要更进一步的研究。此外，复合型添加剂往往比单一添加剂具有更好的效果，代表了青贮技术未来的发展方向。在生产实际中，针对不同的青贮原料，应依照当地的气候条件，农资装备情况，资金、人力情况等各方面因素灵活选择一种适合的方法或者多种方法联用，优化组合，达到以最小的投入获得最大产出的目的。

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