目前,我国优质牧草缺乏,饲草产品缺口较大,成为限制畜牧业快速发展的重要因素之一[1]。天然牧草常调制成干草作为我国北方地区草食家畜重要的粗饲料,但在自然风干的过程中,干草的营养成分损失高达30%,如果发生霉变或者遭受雨水的浸泡,其营养成分损失高达50%[2]。天然牧草青贮能够长期有效地保存天然牧草的营养价值,有效地缓解秋冬季节青鲜饲草不足的问题,保持青绿饲料气味酸香、鲜嫩多汁、适口性好的优势[3]。本文通过总结青贮添加剂对天然牧草青贮饲料发酵品质、营养成分、微生物多样性以及感官性状的影响,并对天然牧草青贮和天然牧草青贮添加剂今后研究方向进行展望,为调制高品质天然牧草青贮饲料和提高天然草地牧草资源利用率提供参考。1青贮饲料添加剂的类型和功能特性青贮添加剂一般可分为微生物制剂、营养添加剂、酶制剂和化学添加剂[4]。微生物青贮添加剂常用的是乳酸菌添加剂,乳酸菌添加剂在发酵初期能为青贮料提供大量的乳酸菌,促进有机酸的生成,迅速降低pH值,加快进入乳酸发酵阶段,进而抑制梭菌、腐败菌等有害微生物的繁殖,降低青贮饲料中的营养损失[3,5-6]。营养添加剂可以通过调节青贮饲料中的营养成分,减少粗蛋白的降解,抑制有害微生物的活动,达到改善青贮品质的目的[7]。酶制剂可将植物细胞壁的结构性多糖水解为单糖,为乳酸菌提供充足的发酵底物,生成大量乳酸和少量乙酸,加快发酵速度,同时抑制梭酸菌和其他有害细菌的生长[8-9]。化学添加剂通常分为两类,一类是甲酸,其可引起饲料直接酸化,抑制梭状芽孢杆菌和其他有害菌滋生,减少青贮过程中蛋白质的分解;另一类是山梨酸、苯甲酸、丙酸和乙酸,其可通过直接抑制酵母菌和霉菌的繁殖,提高青贮饲料的有氧稳定性[10]。2青贮饲料添加剂对天然牧草青贮品质的影响2.1青贮饲料添加剂对天然牧草青贮感官性状的影响感官评价能够直观地评价青贮饲料品质。优质青贮饲料色泽一般呈黄绿或青绿,气味呈酸香味或酒糟香味,且质地柔软,无霉烂、变质、腐败的酸臭味[11-12]。冯骁骋[13]在对内蒙古锡林郭勒盟地区天然草场牧草青贮的研究中发现,添加甲酸、蔗糖、纤维素酶添加剂组牧草青贮的感官评价得分均高于无添加剂组,天然牧草青贮饲料色泽整体呈青绿色或黄绿色,其茎叶基本保持原状,表观结构紧实,具有酸香味。天然草场羊草青贮分别添加0.000 25%乳酸菌、4%糖蜜、4%无机酸和0.000 25%乳酸菌+4%糖蜜,各添加剂组羊草青贮饲料呈黄绿色、质地柔软、水分适宜、有浓厚酸香味,感官品质良好[14]。冷蒿加入添加剂青贮,其感官品质较优,伴有轻微的芳香味和酸味,可提高动物的食欲和采食量,但感官评分比直接青贮降低18.75%[15]。添加乳酸菌或乳酸菌+糖蜜发酵处理60 d后的斜茎黄芪青贮饲料呈黄绿色,有浓厚的酸香味且质地柔软,含水量适宜,无霉变腐烂现象[16]。综上所述,青贮添加剂对天然牧草感官性状具有一定的影响,可以通过添加剂提升天然牧草青贮的感官品质。2.2青贮饲料添加剂对天然牧草青贮发酵品质的影响在青贮过程中加入添加剂,可有效地抑制有害微生物的活动,减少营养成分流失,改善天然牧草青贮品质,缩短青贮发酵时间,提高青贮饲料适口性等,有效改善动物的采食量和消化率[17]。研究表明,乳酸菌制剂可有效提高天然牧草青贮中乳酸和乙酸含量,降低pH值和氨态氮含量,抑制有害微生物生长,提高天然牧草的发酵品质[18-20]。营养添加剂如蔗糖、糖蜜等进行青贮,可有效改善天然牧草青贮品质,降低pH值,抑制有害微生物生长繁殖,使青贮饲料中乳酸含量显著增加[13,21]。酶制剂如纤维素酶、木聚糖酶等能够有效改善天然牧草青贮的营养品质和发酵品质,降低天然牧草青贮饲料的pH值、氨态氮含量、丁酸含量,促进乳酸菌的生长和繁殖[22-23]。化学添加剂如丙酸可有效抑制有害微生物的活动,改善天然牧草青贮发酵品质,且添加量为2 mL/kg时效果最好,乳酸、乙酸含量和氨态氮/总氮的比值约为干物质含量的2.81%、5.18%和0.92%,而对照组约为干物质含量的0.26%、3.62%和0.97%,未检出丁酸[24]。使用富马酸单甲酯和孜然精油对天然牧草进行青贮的氨态氮/总氮的比值较小,pH值小于4.2,与无添加剂组相比,pH值有所升高,这可能是因为富马酸单甲酯和孜然精油对菌群具有抑制效果[25]。甲酸可以有效地降低天然草地牧草青贮饲料的pH值,增加乳酸含量,减少青贮发酵初期粗蛋白(CP)和可溶性碳水化合物(WSC)的损失,从而改善发酵品质,且添加量为6 mL/kg时效果最好,乳酸、乙酸含量和氨态氮/总氮的比值约为干物质含量的4.06%、2.34%和2.76%,而对照组约为干物质含量的4.33%、2.41%和7.83%,未检出丁酸[26]。魏尧等[27]在扁穗冰草青贮中也证实了这一点。研究表明,添加蒙草药添加剂如诃子、栀子、川楝子、苦参、黄芪和土木香,可改善天然牧草青贮化学成分和发酵品质,且与乳酸菌的混合添加效果更好[28-29]。但在使用添加剂时也要同时考虑其他因素的影响,例如收割时期、切割长度等。卓兴良等[30]研究发现,在天然牧草早期(7月12日)和中期(7月22日)收获时添加植物乳杆菌,青贮饲料的质量较好,在晚期(8月1日)收获时添加布氏乳杆菌,青贮饲料质量较好。文生萍等[31]研究发现,添加植物乳杆菌青贮,羊草青贮发酵品质较好。2.3青贮饲料添加剂对天然牧草青贮营养成分的影响与调制干草相比,天然牧草青贮含水量可达65%~75%,可以极大地减少叶片损失,有效保存天然牧草的营养物质[32]。加入青贮添加剂后可以有效地保存天然牧草中的营养成分[33]。研究发现,天然牧草中添加0.06 g/kg纤维素酶和1.0%丙酸能够降解牧草中的纤维性物质,显著提高牧草中CP、WSC、干物质含量(DM),降低中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量[34-35]。添加5 mL/kg甲酸或1 g/kg亚硝酸钠可有效控制羊草青贮中的梭菌含量,减少发酵损失,提高营养价值,干物质含量比对照组提高了13.60%,WSC含量提高了118.38%,CP含量提高了21.20%[36]。但有研究发现,添加甲酸对天然牧草青贮饲料的营养成分无太大影响,当甲酸添加量小于6 mL/kg时,青贮饲料中的CP含量随着甲酸添加量的增加呈小幅降低的趋势,这可能是由于混合草样中的主要成分是禾本科植物,影响了牧草营养品质的提升[37]。添加孜然精油可以提高天然牧草青贮中DM含量、CP含量和干物质消化率(IVDMD)分别比对照组提高了7.25%、13.30%和5.45%,添加富马酸单甲酯+陈皮牧草青贮中DM含量、CP含量和IVDMD分别提高了8.18%、5.26%和9.70%[38]。添加乳酸菌会使典型草原大针茅青贮的WSC含量显著增加,但整体上WSC含量较低(1.55%~1.83%),CP含量较低(7.9%),NDF和ADF含量较高,这可能是典型草原长期受干旱胁迫的结果,干旱胁迫会促进果聚糖水解,降低WSC含量[39]。天然牧草主要以禾本科植物为主,可通过混合青贮提高天然牧草青贮营养品质和饲料利用率。2.4青贮饲料添加剂对天然牧草青贮微生物多样性的影响饲草表面提取到的附生微生物和添加外源微生物均可利用新鲜饲草中的WSC发酵形成酸性环境,抑制腐败微生物的生长以及酵母菌的二次发酵,且微生物的组成和数量决定着青贮发酵过程中微生物菌群结构和演替规律,进而影响青贮发酵品质[40-42]。天然牧草在青贮发酵初期乳酸菌数量会迅速增加成为优势菌群,并在整个发酵过程中保持优势,且青贮饲料中大肠菌群细菌和霉菌含量均低于检测水平[43]。而外源添加乳酸菌如植物乳杆菌、短乳杆菌和布氏乳杆菌等可以通过改变细菌群落结构来改善天然牧草青贮品质,增加天然牧草青贮乳酸菌数量、乳酸含量和乙酸含量,降低好氧菌、大肠杆菌、酵母菌和霉菌数量[44-45]。研究发现,从天然牧草表面提取到的附生微生物中,不同乳酸菌菌株对青贮牧草细菌群落的影响是通过菌群的重建实现的,乳杆菌属是天然牧草青贮发酵占主导地位的优势菌属,XM2菌株能够明显改善牧草的青贮品质,是一种很有潜力的天然牧草青贮发酵剂[46]。添加1.0%丙酸、1.0%黄芩粉可抑制牧草颗粒的有害微生物繁殖,降低天然牧草颗粒表面的酵母菌、大肠杆菌、霉菌和好氧细菌的数量[35]。研究发现,尖叶胡枝子青贮发酵中分别加入0.000 5%乳酸菌、0.001 5%纤维素酶以及0.000 5%乳酸菌+0.001 5%纤维素酶,可以在较短时间内使乳酸菌数量达到最大值,保证青贮发酵初期发酵所需的足够乳酸菌数量,降低好氧细菌、酵母菌、霉菌及大肠杆菌的数量,且混合添加处理效果最优[47]。由此可见,青贮添加剂可通过促进乳酸菌等优势菌群的快速发酵,形成酸性环境,抑制有害微生物的生长繁殖,从而提高天然牧草的发酵品质。2.5青贮饲料添加剂对天然牧草青贮有氧稳定性的影响有氧稳定性是指青贮饲料在贮藏和接触空气后,其理化性质能维持稳定,并在一定时间内未出现pH值及温度升高、腐败变质等现象的持续时间[48-50]。李胜楠等[51]研究发现,柠条锦鸡儿青贮有氧暴露后添加0.1%复合酶制剂与0.05%复合菌制剂复配组合后,有氧变质时间均高于无添加剂组,持续时间较无添加剂组高5~6 h。张佳伟等[24]研究发现,天然牧草青贮添加2、4、6 mL/kg丙酸后,其有氧稳定性时间较未添加组分别提高了71.79%、93.59%和83.33%,且4 mL/kg添加剂量效果最好。研究表明,不同乳酸菌添加剂对天然牧草青贮有氧稳定性影响不同,对照组、植物乳杆菌、布氏乳杆菌和植物乳杆菌+布氏乳杆菌处理组牧草青贮发生有氧变质时间分别为106、124、288、212 h,添加布氏乳杆菌在有氧暴露后能够维持较低的pH值,减少天然牧草青贮的有氧腐败,抑制了有氧暴露期青贮饲料的变质,有效提高了天然牧草青贮的有氧稳定性[44]。但并不是所有的青贮添加剂对天然牧草青贮的有氧稳定性均是正向调控。有研究发现,添加不同糖类添加剂,青贮饲料中心温度超过室温2 ℃时,各组的有氧稳定性排序为对照组(有氧暴露80 h)蔗糖组(有氧暴露56 h)果糖组(有氧暴露50 h)葡萄糖组(有氧暴露44 h),表明糖类添加剂的加入会加快羊草青贮的二次发酵和腐败变质,导致羊草青贮饲料中酵母菌、好氧菌及霉菌等大量繁殖,显著降低了羊草青贮的有氧稳定性[52]。3展望我国草地类型多种多样,不同地区、不同草原、不同片区等植物群落组成不同,单一的青贮添加剂仅可针对某种或某几种植物发挥作用。未来可多研究复合型添加剂在牧草青贮中的作用,例如微生物制剂与化学制剂相结合、酶制剂与化学添加剂相结合;加强牧草自身附着的微生物的研究,开发新型生物制剂,针对不同的草地类型、植物群落研究适宜的添加剂配方。天然草地牧草主要为禾本科牧草,易于青贮但粗蛋白含量低,营养成分相比豆科牧草较低,可在天然牧草青贮时加入一定比例的豆科植物,提高青贮饲料的营养品质。

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