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裹包青贮技术最新进展及未来发展方向(青贮研究进展-7)
更新时间:2018-05-09 15:29:51  |  来源:草业头条微信公众号  |  点击次数:840次

裹包青贮技术最新进展及未来发展方向

(青贮研究进展-7

农业农村部青贮饲草料加工技术集成科研基地(中国农业大学) 

国家燕麦荞麦产业技术体系饲草及副产物综合利用岗位(中国农业大学)

   编译 

编者按:Journal of Dairy Science》杂志近期出版了一期青贮研究进展专辑,总共12篇文章。为传播青贮最新进展,我们对文献进行了摘要翻译,供从事青贮产学研的同行参考。 

摘要:20世纪70年代后期,圆捆或方捆青贮在机械设备和管理方式改进后,中小型奶牛场和肉牛生产商逐步接受。裹包青贮与干草相比,其突出优点是制作不受天气因素限制。青贮过程中维持厌氧生物活性程度的高低,直接关系到青贮的成败,因此密封、压实成为青贮的关键。隔氧膜的开发利用使裹包青贮的生产更便捷,裹包青贮饲料生产在未来可能会继续流行。 

关键词:有氧稳定性、厌氧生物、裹包青贮、发酵、聚乙烯膜 

1 引言

1.1 历史回顾

20世纪70年代后期,出现青贮圆捆或方捆的概念,随后欧洲推出裹包青贮饲料,此时发现绵羊中李斯特菌病的发病率增高,这可能是早期由于手工捆绑的裹包青贮在发酵过程中缓慢注入氧气,为李斯特菌繁殖创造了有利条件所致。随着技术的发展,出现了机械化捆包机,应用多层聚乙烯(PE)膜制作裹包青贮,然而,PE膜的质量问题直接影响到青贮过程的厌氧生物活性,导致大量的干物质和营养价值损失。现在这些问题基本已解决,同时裹包青贮饲料已经被乳制品企业和肉牛生产商广泛接受。目前,裹包系统通常有两种类型:(1)独立裹包式;(2)灌肠式。其中独立裹包青贮随机性强、饲喂方便,还能够实现产品的市场流通;灌肠青贮效率高、无限量、裹包膜量少,同时节省成本。

1.2 优缺点

与传统的干草或青贮饲料相比,裹包青贮制作技术得到了认可。其优点:(1)操作灵活,不受天气因素的限制;(2)随机性强,同一设备可用于干草或裹包青贮制作;(3)运输便捷,节省成本,存放地点不受限制;(4)降低田间损失率(豆科叶片);(5)密封性好即可长期保存;(6)青贮流液损失少;(7)使用方便。其缺点主要有3个方面:(1)青贮自身发酵受限,导致产品不稳定,常含有较高浓度的未发酵糖;(2)由于发酵受限,青贮饲料产品依赖PE薄膜的密封性来维持厌氧生物活性;(3)聚乙烯膜成本较高,使用过的PE膜需要特殊处理。

本文全面讨论在过去20年里人们对裹包青贮制作技术和管理改进方法,推测今后需要解决的问题和研究方向。

2 裹包青贮与干草

裹包青贮与干草的制作技术相比,其优点之一是制作前萎蔫处理时间较短,因此,不受天气因素的限制。然而,由相同饲料原料制作的干草和裹包青贮饲料进行直观研究比较的较少。干草在贮藏过程中存在两个重要因素:风化和发热。这两个因素对干草的营养价值损失率比在晾晒过程中被雨水淋湿的损失率高。通过比较干草和裹包青贮在制作过程、储存及饲喂试验发现,干草因天气、风化等因素导致营养物质损失,较长的干草切段长度也会引起消化率和采食量的下降,精饲料使用量增加。然而,裹包青贮饲料不仅不受以上因素限制,同时还能制作出高品质的青贮饲料,减少了家畜对精饲料的依赖。最近,对裹包青贮进行经济和风险分析发现,裹包青贮最主要的经济效益在于它不受时间、天气因素限制。

3 裹包青贮与精细切碎青贮

虽然裹包青贮的建议含水量因青贮原料的来源不同而有所不同,但是它们一般都接近Shinners2003年提出水分含量在45-55%这个目标。然而,这个目标与推荐用于缓冲能高和糖含量低的精细切碎青贮饲料的水分含量形成鲜明对比(例如苜蓿70% DM)。此外,由于呼吸作用、发热、干物质损失和营养价值降低等风险增加,通常不建议精细切碎青贮原料含水量<50%。不同青贮饲料的建议水分含量与所用的机械设备有很大关系,还应考虑高含水量的裹包重量在处理及运输过程的安全性问题。一般来说,裹包青贮饲料的长度比精细切碎青贮的长度长,在发酵过中的发酵速度和程度较低,而精细切碎青贮相对发酵速度快,乳酸菌产量高,品质好。

4 裹包青贮饲料注意事项

4.1 含水量和密度

含水量是影响裹包青贮饲料发酵品质的重要因素,含水量过高或者过低都不利于裹包青贮贮藏。含水量过高的原料出现梭菌的风险较高。如果在青贮制作过程中发现梭菌,建议在打捆时使用发酵剂处理。含水量过低时,不易压实导致产热,进而造成蛋白质热变性。

不同青贮方式的压实密度不同,一般认为裹包青贮的压实密度为162kg DM/m3(10Ib DM/ft3)。压实密度的研究发现其可以促进乳酸菌生长

4.2 收割与切碎

由于青贮发酵速率受原料自身条件的限制,建议通过收割时间和长度来提高微生物的发酵速率。在相同条件下,对傍晚和清晨收割的原料进行裹包青贮发酵后进行饲喂发现,傍晚收割的青贮饲料对干物质采食量(DMI)、牛奶产量、4%校正乳产量(4%FCM)、乳脂肪、牛奶蛋白质均有改善作用,同时还可以提高氮的利用率。

目前,部分裹包机已有切碎装备,通过控制切割长度,将裹包青贮压实度提高约15%。青贮时使用切碎裹包机可以降低干物质的损失率,但青贮发酵特性与未切碎的裹包青贮不显著。今后在隔氧层的状态下,应探讨处于什么条件下对青贮饲料的保存效果最好。

4.2 聚乙烯膜与隔氧层

聚乙烯膜(PE)对裹包青贮饲料的制作质量起着重要作用,膜的层数、厚度、时间对裹包青贮的质量产生影响。增加包膜层数可以提高PE膜的气密性。因此,如果需要长时间的贮存,可以考虑通过增加包膜的层数来保证物料的品质。生产中通常采用4-6层裹包。此外,为了保证裹包青贮品质,建议总膜厚度为8mil(0.203mm)。因此,在裹包生产中建议采用4层裹包处理,既能保证密封性又能节省成本。

4.3 操作时间与储存期

操作裹包青贮时,最好在24h以内用缠膜机把草捆的外表面缠绕上PE膜。如果延缓密封作业进度,可能导致PE膜温度升高,不仅影响发酵品质,而且会引起蛋白质的热变反应,降低利用率。因此,尽快密封是调制优质青贮饲料必须遵循的原则。

裹包青贮应储存在地势高燥、背风向阳和靠近牛场供料间的地方,同时应该密切关注PE膜的密封性以确保饲料的储存时长。

4.4 李斯特菌

李斯特菌是一种能引起人畜共患病的食原性致病菌,该病菌在牛奶中的传播主要通过挤奶操作,乳头污染粪便所致。李斯特菌与饲喂劣质青贮饲料有关,其在青贮饲料中的存活与密封性有关。因此,为缓解该风险,需要严格关注PE膜的密封性。

5 添加剂

通过加入添加剂影响微生物的生长,可以使青贮饲料充满有益细菌、酶,从而促使其向快速、低温和低损失的发酵过程转变。糖蜜是一种能量物质,添加到青贮饲料中能为乳酸菌提供生存底物,促进乳酸菌发酵,产生大量的乳酸,使得pH值快速下降,从而调制出优质的青贮饲料。

6 其他事项

牛场肥水灌溉饲草存在风险。最近有研究表明,对紫花苜蓿施加牛场肥水后导致梭菌含量升高,且梭菌含量随着灌溉次数的增加而升高。尽管在这些苜蓿裹包青贮中没有检测到明显的丁酸或NH3-N浓度升高,但梭菌数目增加表明风险系数增加。在裹包前接种同型发酵乳酸菌剂及萎蔫处理是被推荐的常规预防措施。

麦角碱是在高羊茅内生真菌产生的一类真菌毒素。高水分青贮高羊茅发现其麦角碱含量升高,而低水分的高羊茅麦角碱含量不变。推测低水分的高羊茅会降低麦角缬碱的浓度,而不会伴随总麦角碱的增加。

7 结论

近年来,裹包青贮技术得到了越来越多的重视。青贮过程中维持厌氧环境包括含水量、PE膜、膜的裹包层数(4-6)、添加剂、密封性等旨在改善青贮饲料发酵品质或提高营养价值。因此,裹包青贮饲料的生产在未来的中小型企业中仍然很受欢迎。

文献来源:

W. K. Coblentz and M. S. Akins. Silage review: Recentadvances and future technologies for baled silages1 [J]. American DairyScience Association, 2018. 101: 4075-4092.

 

(注:国家牧草产业技术创新战略联盟、北京华夏草业产业技术创新战略联盟、北京助尔生物科学研究院编辑)