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全株玉米青贮制作原则及关键点分析

2022-10-03曹晓波梁占东

中国乳业 2022年9期
关键词:发酵剂菌液乳酸菌

曹晓波,梁占东,张 燕

1 北京优博维尼科技有限公司,北京 100085

2 肃宁县育英高中有限公司,河北沧州 062350

0 引言

全株玉米青贮是将带穗玉米在适宜水分时整株收割,通过粉碎、入窖、压窖、封窖等青贮制作流程,经过一定时间的乳酸菌厌氧发酵,从而得到一种气味酸香、手感松软、青绿多汁的饲料。全株玉米青贮因其物美价廉、营养丰富、消化率高等优点,已成为奶牛场不可或缺的优质粗饲料。

自2015年,原农业部开展“粮改饲”项目以来,全株青贮玉米作为推广重点,试点范围逐年递增,青贮制作理念也得到推广;但是,牧场青贮制作水平良莠不齐的问题也凸显出来。干物质过低或过高、留茬高度过低、切割长度过长、籽粒破碎程度差、上料过慢、发酵剂喷洒不当、压窖不实、封窖不严等问题得不到有效解决,最终影响青贮质量和奶牛产奶量。笔者通过查阅大量文献、听取国内外专家报告,结合多年在生产一线的实践经验,归纳总结,把全株玉米青贮制作过程中的关键点逐一分类,提出具有高度综合性、实用性和全面性的四项基本原则,以期提高牧场全株玉米青贮制作水平。

1 原则一:把控适宜水分

把控水分是青贮制作的重要原则,因原材料不同,水分控制百分比和目的也不相同。如苜蓿、猫尾草等豆科植物,开花前期收割是为了收获更多蛋白质,萎蔫处理是为了提高可溶性碳水化合物的百分比,便于乳酸菌发酵;玉米、大麦和小麦等控制适宜水分是为了获取最大淀粉含量和纤维消化率,收割太早,汁液流出;收获太晚,不易压实。

全株玉米青贮水分的来源主要分为内源性水分和外源性水分。内源性水分主要来自草料自身含水量、植物细胞呼吸以及微生物作用,而上料快、压窖快、封窖快等好的工艺技术,既能够降低微生物的生命活动,又可以减少植物细胞呼吸作用。外源性水分主要来自于菌液配比、雨水、雾气等。为了把控全株青贮玉米最适宜的水分,牧场需要对最佳收割时间、防雨防雾措施、菌液配比与喷洒、水分检测等关键技术点进行严格把控。

1.1 最佳收割时间

全株青贮玉米的最佳收割时期是乳线位于籽粒1/2~2/3时,详见图1,此时干物质含量30%~35%。收获时间过早,青贮料水分含量高、籽粒成熟度低、淀粉含量低、饲料能量低,制造青贮时,汁液流出,营养损失严重,同时,易造成丁酸发酵,导致青贮发臭发黏。收获过晚,粗纤维含量高,消化率低,泌乳净能降低,且不易压实,残存大量空气,霉菌、腐败菌大量繁殖,青贮容易霉烂变质。

图1 最佳收割时期乳线位置

1.2 防雨防雾措施

收贮期间,经常会遇到雨水天气,如不及时做好防雨措施,草料被淋,就会有发霉腐烂的风险,因为降雨可降低青贮饲料中可溶性碳水化合物的含量和总能[1],尤其对豆科植物青贮影响很大。南方高温高湿,雾水较大,如夜间不收贮,也应做好防雾措施,避免青贮草料外缘水分过大,导致饲料霉变,见图2。

图2 雨水侵袭区域,饲料发生霉变

1.3 菌液配比

菌液配比是影响青贮水分可控的重要关键点之一,原则上菌液配比水分越少越好,但考虑到喷洒时间、干物质高低、天气变化、喷洒位置等因素,菌液配比需不断调整。一般喷洒设备:喷雾器、电动喷雾器等水流流速较快,需要适当稀释浓度,同时控制喷洒时间,操作起来比较繁琐,针对这一情况,市场上出现了专门喷菌的智能化“微喷”设备,可以安装在克拉斯、约翰迪尔等收割机上,能够设置流速和喷洒时间,值得推荐。如果青贮料干物质较低、或遇雨水、大雾等天气,菌液应增大浓度,减少喷水量:反之,适当增加喷水量。对于窖底、窖壁、窖顶等位置,菌液应加倍喷洒,增大乳酸菌的竞争优势,避免异型发酵。

菌液配比选取的水源,应该为地下水、井水、干净河水等,不应直接使用经过消毒后的自来水,自来水中含有氯元素,会对菌种产生抑制和破坏作用。如需使用,应提前晾晒2~3 h后再使用,牧场应对水质进行把控和测定(图3)。

图3 水质余氯测定

1.4 水分检测

青贮收割期间,水分检测是必不可少的一道工序,常用的检测方法分为两大类:手工粗测法和仪器测定法。

手工粗测方法(图4)结果偏差很大,只能用于参考。另外,需要注意的是此方法只适用于新鲜收割饲料,如草料隔夜或超过24 h,此方法测定误差会偏大。

图4 手工粗测干物质

仪器设备测定是相对比较准确的方法,常用的仪器有烘干箱、微波炉、NIR便携式近红外分析仪(图5)等。三种常用设备各有优缺点,按照测量结果准确程度而言,依次为烘干箱≥NIR近红外分析仪≥微波炉。

图5 常见干物质检测仪

烘干箱测量结果最接近真实值,常用于混检或数据校准,缺点是时间长、效率低,不能满足收贮量或日进料量较大的奶牛场。

尽管NIR近红外分析仪价格昂贵、维修费用高、存在-1%~+1%的检测误差,但其具有携带方便、快速出结果、数据可存贮、结果可打印等众多优点,仍受到很多中大型牧场的青睐,市场占有率较高。

微波炉相对于烘干箱而言,时间短、效率高;但其测定结果波动性较大,尤其籽粒破碎程度较差的青贮料,经常会出现草叶烤焦、但籽粒出水的现象,影响测定结果。就价格而言,微波炉在三者当中最为便宜,且操作简单,是很多中小牧场的首选。

2 原则二:隔绝空气

乳酸菌产生乳酸发酵饲料,需要厌氧条件,隔绝空气是为了构建适合乳酸菌适宜生存的厌氧环境,其关键技术点有膜选择与处理、压窖处理、封窖处理。

2.1 膜选择与处理

2.1.1 青贮膜选择

市场上常见的青贮膜有黑白膜、透明膜和阻氧膜三大类,其中黑白膜最为常用,效果也最好。黑白膜一面白色一面黑色,使用时白色面朝外,反射太阳光;黑色面朝内,吸收内部热量,维持青贮内部温度和水分稳定。黑白膜具有耐寒、耐热特点,适用高寒、高热地区,能够防紫外线、抗老化,使用寿命较长。氧气阻透率和阻透速度均高于普通透明膜,但效果低于阻氧膜。阻氧膜薄而轻巧,非常坚韧,易与青贮料面贴合,能够有效较少空气残存,减少青贮料干物质损失;阻氧能力较强的薄膜可改善青贮发酵特性,提高青贮饲料发酵品质,能够显著降低干物质损失、提高有氧稳定性、影响青贮微生物菌落组成等[2]。因阻氧膜和黑白膜价格较贵,在选择时,大型牧场或有经济条件的牧场可选择黑白膜和阻氧膜,经济条件较差的牧场,可以选择黑白膜和透明膜混合使用。

2.1.2 青贮膜处理

在收贮期间,经常会出现青贮膜划损、擦破等情况,如遇到需要第一时间进行修补(图6),并安排专人监管。如未及时修补,容易导致空气和雨水渗透,造成青贮发生霉变,影响青贮发酵品质和安全,同时霉菌毒素会对奶牛造成巨大伤害。

图6 修补破损壁膜

2.2 压窖处理

青贮玉米内空气残存量的多少直接取决于压窖密度的大小,压窖密度越大,残留空气越少,营养物质损失越少;反之,则残留空气较多,营养损失也较多。压窖密度的大小可根据干物质含量进行调整。收贮期间,青贮负责人每天要多点多次地检测压窖密度。提高青贮压实密度,能够改善开窖后的青贮营养和发酵品质,降低干物质、粗蛋白、氨态氮等含量,提高有氧稳定性[3]。在青贮制作过程中,一般采用平铺上料和分层压窖的方法,即每铺10~15 cm青贮料[4],需要反复碾压两次。

2.3 封窖处理

2.3.1 分段封窖

分段封窖的目的是减少青贮料暴露空气时长,降低青贮有氧损耗。青贮封窖越快越好,一般需在2~3 天内完成,但由于天气、运输距离、拉料车数量等问题影响,收贮战线很长,很难做到快速封窖。为了减少有氧呼吸损失,牧场可采取分段封窖(图7),即边压窖边封窖的操作方式,以能够最大限度地降低全株青贮玉米营养损耗。在封窖过程中可使用有氧阻隔膜,在减少霉菌、酵母菌等好氧菌数量的同时,降低干物质(DM)损失[5]。

图7 分段封窖

2.3.2 顺风封窖

顺风封窖的目的是为了做到快速封窖,减少青贮暴露空气时长。尤其在西北或沿海地区,因有风天气较多,收贮期间尽量做到边压窖边封窖,避免出现统一封窖情况。正常情况下,分段封窖,需要2 h内完成;统一封窖则需要8~10 h;如遇有风天气,或逆风时候,封窖时长可能达到24~48 h。如图8所示,内蒙古地区某牧场,逆风封窖,导致塑料膜一度被吹开,封窖时长超过50 h,表层草料已干燥枯黄,有氧发酵严重,温度可达52 ℃。

图8 有氧发酵温度检测

3 原则三:微生物处理

3.1 去除有害菌

在收贮前和收贮期间应严格把控有害微生物来源,防止青贮非正常发酵。

收贮前,需要对青贮窖进行整体的清扫、修补和消毒等。发霉腐烂的青贮含有大量的有害微生物,如梭菌孢子、寄生虫等,直接影响青贮饲料发酵效果和品质,间接影响奶牛的卫生与安全。青贮前,需要对青贮窖进行整体清扫、对局部缝隙和沟壑及时修补,可使用杀菌剂、杀虫剂或漂白粉对青贮窖进行消毒处理;也可提前清理,曝晒2~3 天。

收贮期间,青贮拉料车往往会带进大量污泥和垃圾,这需有专门人员负责车辆消毒、轮胎冲洗、车道清理、草料清洁度管理、排水沟清理等工作,防止青贮料带入污泥和垃圾等杂质(图9),造成梭菌发酵和卫生安全等问题。

图9 青贮草料杂质清理

3.2 添加菌种发酵剂

自然界中用于青贮发酵的乳酸菌数量较少,人为添加青贮发酵菌种,可提高乳酸菌竞争优势,快速发酵饲料。研究表明,添加乳酸菌发酵剂制作青贮,添加组在感观评定、发酵理化指标等均优于未添加组,青贮品质表现优秀[6];用添加发酵剂的青贮饲料饲喂奶牛,可以降低粗纤维水平,提高粗蛋白水平和产奶量,增加牧场经济效益[7]。由于乳酸菌没有鞭毛,活动范围受限,在使用乳酸菌类发酵剂时,需做到菌剂均匀喷洒(图10)。

图10 青贮发酵剂均匀喷洒

4 原则四:收贮管理

4.1 留茬高度

留茬高度是决定青贮品质的重要关键点之一。留茬高度一般不低于25 cm,最佳≥30 cm(图11)。由于玉米植株底部的木质化程度较高,如果留茬高度过低,青贮料就会带入较高的木质素,影响饲料的口感和消化率;同时,也会带入较多的泥土,而泥土中含有大量的梭菌芽孢,易造成丁酸发酵[8]。梭菌是一类有害菌,在青贮发酵初期会和乳酸菌竞争生长,随着发酵进行,pH逐渐降低,梭菌生命活动也会受到抑制[9]。

图11 测量留茬高度

4.2 切割长度

切割长度直接影响全株玉米青贮的颗粒度大小和物理有效中性洗涤纤维。切割长度过长不仅会影响压窖密度,而且会影响青贮发酵品质和瘤胃降解率[10];切割长度过长,青贮pH值、氨态氮、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维均显著高于短处理组,乳酸含量显著低于短处理组[11]。切割长度最好处于1.2~2.0 cm之间,干物质太高时,可适当降低切割长度,有利于压实工作;干物质过低时,可适当提高切割长度,减少汁液流出,便于营养物质的保存(图12)。

图12 青贮玉米切割长度检测

4.3 籽粒破碎

籽粒破碎率与秸秆破碎效果成正相关[12]。籽粒破碎程度直接关系到玉米淀粉消化率,间接影响着奶牛的产奶量。玉米籽粒表面有一层种皮,未破碎籽粒很难被奶牛吸收,而随粪便排出。牧场在收青贮期间,为快速检测籽粒破碎是否达标,一般采用“墨式杯”法或直接“数粒”法。

“墨式杯”法[13]:取1 L青贮料,平杯、勿压,倒出后平铺地面,统计完整籽粒数量,按照表1进行评价。

直接“数粒”法(图13),相较于“墨式杯”法,方法较为粗糙,但胜在简单、快捷。采样人员双手直接取一捧(200~400 g)青贮,平铺在地面,统计完整籽粒数量,然后根据表1标准,牧场结合籽粒破碎计价体系,调整青贮原料价格。

图13 直接“数粒”法评价籽粒破碎质量

表1 “墨式杯”法评价籽粒破碎等级

4.4 防鸟与防寒管理

防鸟与防寒管理也是制作优质青贮不可或缺的技术关键点。封窖以后并不代表青贮制作过程的结束,需要牧场人员定期检查和维护,做好日常检查。当青贮窖出现沉降、坍塌,或覆盖膜出现破损,要及时修缮填补,防止漏雨漏气[14]。寒冷冬季,北方地区需要加盖防寒毡(图14),如果饲喂冰冻青贮,奶牛容易造成流产。鸟儿较多地区,需要加盖防鸟网;封窖膜出现破损,需及时修补,防止雨水渗透等(图15)。

图14 防寒毡

图15 防鸟网

5 展望

随着我国奶牛场大型化、集约化、智能化的不断发展以及国家“粮改饲”政策的执行,全株玉米青贮是现在和将来最优质的粗饲料之一,所占权重将会越来越大。如何制作一窖好的青贮饲料,也会越来越受到更多养殖者的关注和重视。在青贮制作工艺流程中,养殖者应把控最佳收割时间,严管留茬高度、切割长度、籽粒破碎程度,做到上料快、压窖快和封窖快,正确使用青贮发酵剂,以及封窖后维护管理工作。了解青贮发酵原理,并把控青贮制作原则中所涉及的每一个关键技术点,提高全株玉米青贮的品质和质量,保障奶牛健康,增加养殖者收益。

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