随着我国畜牧养殖业的快速发展，天然牧草已不能满足生产需求[1-2]。近年来，随着玉米、大豆等粮食价格逐渐上涨，以粮食为主的饲料结构逐渐向粮草结构转变[3-4]。秸秆青贮是指在密闭无氧条件下通过微生物厌氧发酵和化学作用，将原料秸秆制成的一种营养丰富、适口性好的饲料的技术手段[5]。玉米秸秆因具有生物产量高、来源广泛、营养丰富等优点，成为畜牧业养殖中重要的粗饲料来源[6]。饲喂玉米秸秆青贮可以显著改善家畜的采食率[7-8]。青贮饲料品质受青贮条件、自身特性等多种因素的影响[9]，在制作过程中需要使用添加剂以保证青贮饲料的品质[10]。王亚芳等[11]研究了4种添加剂对全株玉米青贮营养价值、发酵品质的影响，发现青贮效果依次为纤维素酶组有机酸盐组有机酸组乳酸菌组。王丽学等[12]研究4种复合微生物菌剂对全株玉米青贮的影响，以其中任意3种复合组配的方式对青贮品质进行了研究，结果表明，凝结芽孢杆菌、植物乳杆菌和乳酸片球菌的组合最佳。近年来，黑龙江鲜食玉米种植面积逐年增加，玉米穗收获后留下大量秸秆难以科学合理处理，造成了生物能源浪费。鲜食玉米秸秆进行青贮处理可有效解决畜牧业青贮饲料短缺的问题。本研究以京科糯2000收获鲜食玉米棒后的秸秆为试验材料，探究4种不同添加剂对玉米秸秆青贮营养成分、发酵品质等指标的影响，筛选出最优青贮添加剂，为黑龙江地区玉米秸秆青贮饲料的调制提供技术支撑。1材料与方法1.1试验材料试验选用北京市农林科学院玉米研究中心选育的京科糯2000收获鲜食玉米穗后的茎秆为青贮原料，将秸秆用铡刀切成2~3 cm小段。植物乳杆菌（1011 CFU/g）购自甘肃普诺贝康生物科技有限责任公司，蔗糖（分析纯AR）购自天津市大茂化学试剂厂，纤维素酶（105 CFU/g）购自山东和众康源生物科技有限公司，尿素（分析纯AR）购自上海埃彼化学试剂有限公司。1.2试验设计试验设置5个青贮添加剂处理，分别是T1（0.02‰植物乳杆菌）、T2（2.0%蔗糖）、T3（0.05‰纤维素酶）、T4（4%尿素）和CK（对照组，等量蒸馏水），添加量以秸秆鲜重计。称取已切碎的秸秆1.5 kg，用灭菌后的喷壶将不同处理青贮液喷洒在秸秆上，并搅拌均匀，喷液量为20 mL，每个青贮袋装入500 g秸秆，每个处理3次重复，置于室温（20 ℃）环境中发酵60 d。1.3测定指标及方法1.3.1感官评定60 d发酵结束后，按照王成章等[13]的方法对青贮秸秆进行现场评价，评定指标包括气味、质地和色泽。青贮玉米感官评价标准见表1。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.019.T001表1青贮玉米感官评价标准项目评分标准分数气味无丁酸臭味，有芳香果味或明显的面包香味14有微弱的丁酸臭味或较强的酸味、芳香味弱10丁酸味颇重或有刺鼻的焦煳臭或霉味4有很强的丁酸臭味或几乎无酸味2质地茎叶结构保持良好4叶子结构保持较差2茎叶结构保存极差或发现轻度霉菌污染1茎叶腐烂或污染严重0色泽与原料相似，烘干后呈淡褐色2略有变色，呈淡黄色或带褐色1变色严重，墨绿色或褪色成黄色0总分16~2010~155~90~4等级一级（优良）二级（尚好）三级（中等）四级（腐败）1.3.2发酵指标称取发酵好的秸秆20 g，置于组织捣碎机中，加入180 mL蒸馏水后捣碎，捣碎后的悬混液静置1 h，先用3层纱布过滤，后用定性滤纸过滤，滤液用于测定pH值、氨态氮（NH3-N）和挥发性脂肪酸含量。pH值采用杭州美控自动化技术有限公司生产的pH/OPR 6.0型酸度计测量，NH3-N含量采用苯酚-次氯酸比色法测量[14]，离子液相色谱法测定乳酸（LA）、乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA）含量[15]。1.3.3营养成分称取50 g玉米秸秆青贮置于65 ℃烘箱内烘干至恒重，测定干物质（DM）含量；将烘干好的样品粉碎后过30目筛网，用于测定营养成分含量。粗蛋白（CP）含量采用凯氏定氮法测定[16]，中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）含量采用范氏洗涤纤维法测定[16]，参照AOAC[17]的方法测定粗灰分（Ash）、粗脂肪（EE）、钙（Ca）、磷（P）含量。有机质含量(OM)=1-Ash(1)干物质体外消化率=(样品干物质重量-未消化干物质重量)/样品干物质重量×100%(2)1.3.4有氧稳定性时间使用江苏省精创电气股份有限公司生产的GSP-6型温度记录仪，测定发酵60 d时青贮袋内的温度变化，测温时将温度探头插入发酵袋中央，当袋内温度高于外部环境温度2 ℃时所需的时间即为有氧稳定性时间[18]。1.4数据统计与分析采用Microsoft Excel 2019、SPSS 19.0软件进行数据统计及方差分析。参照孙东雷等[19]的方法运用模糊隶属函数对各青贮处理进行综合评价，其中，与青贮品质呈正相关的指标（乳酸、干物质、粗蛋白、粗灰分、有氧稳定性）采用公式（3）计算，与青贮品质呈负相关的指标（pH值、氨态氮、中性洗涤纤维）采用公式（4）计算。Uij=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin) (3)Uij=1-(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin) (4)式中：Uij表示i处理第j个指标的隶属函数值；Xij表示i处理第j个指标值；Xjmax和Xjmin分别表示第j个指标值中的最大值和最小值。以上所有指标的隶属函数平均值可作为评价玉米秸秆青贮品质评价的综合指数（D），D值越大，说明青贮处理效果越好。2结果与分析2.1不同添加剂对玉米秸秆青贮感官的影响（见表2）各添加剂处理下玉米秸秆经过60 d的青贮发酵，品质均良好，无明显发霉现象。由表2可知，CK总评分为7分，发酵品质为中等。各添加剂组的感官评价均在10分以上，其中T1、T2、T3处理的感官评分分别为20分、19分、18分，属1级优良；T4处理的感官评分为14分，属2级尚好。由此可见，各添加剂处理组玉米秸秆的感官评价均达到二级以上，可以作为合格的添加剂进行玉米秸秆青贮。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.019.T002表2不同添加剂对玉米秸秆青贮感官的影响组别色泽质地气味总分CK黄褐色茎叶结构保持较差丁酸臭味7T1青绿色叶子结构保持良好酸香味20T2黄绿色叶子结构保持良好酸香味19T3青绿色叶子结构保持较差酸香味18T4黄褐色叶子结构保持良好有微弱的丁酸臭味142.2不同添加剂对玉米秸秆青贮发酵指标的影响（见表3）由表3可知，各组样品的pH值为3.30~3.74，各添加剂处理组的pH值均显著低于CK（P0.05），T1的pH值最低。各处理样品的NH3-N含量为2.96%DM~3.58%DM，除T2外的各添加剂处理组的NH3-N含量均显著低于CK（P0.05），T1的NH3-N含量最低。各组样品AA、PA、BA含量差异均不显著（P0.05）。各处理样品的LA含量为45.73~68.47 mg/g，各添加剂处理组的LA含量均显著高于CK（P0.05），其中T1处理的LA含量最高。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.019.T003表3不同添加剂对玉米秸秆青贮发酵指标的影响组别pH值NH3-N/%DMLA/(mg/g)AA/(mg/g)PA/(mg/g)BA/(mg/g)CK3.74±0.11a3.58±0.16a45.73±2.58c12.63±0.060.16±0.000.05±0.00T13.30±0.14c2.96±0.07c68.47±3.85a13.25±0.100.14±0.000.04±0.00T23.39±0.15bc3.41±0.18ab58.90±3.05b12.20±0.100.20±0.020.06±0.01T33.45±0.09b3.29±0.20b62.01±2.50a12.84±0.080.19±0.010.02±0.00T43.46±0.12b3.30±0.17b63.84±2.99a12.85±0.130.14±0.000.03±0.00注：同列数据肩标不同字母表示差异显著（P0.05），相同字母或无字母表示差异不显著（P0.05）。2.3不同添加剂对玉米秸秆青贮营养成分的影响（见表4）由表4可知，各处理样品的DM含量为29.81%~31.86%，其中T1和T4的DM含量显著低于CK（P0.05）。各处理样品的CP含量为7.23%~7.72%，T2、T3的CP含量显著高于CK（P0.05），T3的CP含量最高。各组样品的NDF含量为58.39%~67.60%，T2、T4的NDF含量显著低于CK（P0.05）。各组样品的Ash含量为4.17%~4.45%，T1和T2的Ash含量均显著低于CK（P0.05）。各组样品的EE含量为3.00%~3.62%，T3的EE含量显著高于CK（P0.05）。各组样品的Ca、P、ADF和OM含量差异均不显著（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.019.T004表4不同添加剂对玉米秸秆青贮营养成分的影响组别CKT1T2T3T4DM31.35±1.25a30.03±1.00b31.60±0.87a31.86±1.27a29.81±0.58bCP7.35±0.35c7.41±0.27bc7.50±0.30b7.72±0.24a7.23±0.41cADF35.63±1.0233.51±1.7535.09±1.1334.38±0.9935.26±1.18NDF67.60±2.58a65.24±3.74ab62.73±2.57b66.47±3.51a58.39±2.06cAsh4.38±0.10a4.26±0.17b4.17±0.20b4.45±0.18a4.30±0.22abEE3.00±0.05b3.27±0.27ab3.30±0.11ab3.62±0.59a3.04±0.12bCa0.02±0.000.02±0.010.02±0.000.02±0.010.02±0.01P0.27±0.060.25±0.100.25±0.070.28±0.070.27±0.08OM95.62±5.1295.74±8.6595.83±2.3495.55±5.3795.70±1.52注：同行数据肩标不同字母表示差异显著（P0.05），相同字母或无字母表示差异不显著（P0.05）。%2.4不同添加剂对玉米青贮秸秆有氧稳定性的影响（见图1）由图1可知，CK与T1~T4样品有氧暴露后稳定的时间分别为74、52、62、50、46 h。各添加剂处理组的有氧稳定时间均显著低于CK（P0.05），其中T2的有氧稳定时间显著高于其余添加剂处理（P0.05）。各处理有氧稳定性具体表现为CKT2T1T3T4。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.019.F001图1不同添加剂对玉米青贮秸秆有氧稳定性的影响注：不同字母表示各组间差异显著（P0.05）。2.5不同添加剂处理下玉米秸秆青贮品质的综合评价（见表5）为避免单一指标的片面性，本试验将有差异显著性的9个性状指标（pH值、氨态氮、乳酸、干物质、粗蛋白、中性洗涤纤维、粗灰分、粗脂肪、有氧稳定时间）经过模糊隶属函数分析综合评价了不同处理的青贮品质。依据9个指标的平均隶属函数值（U）进行排序，U值越大则综合青贮品质越高。由表5可知，各处理综合青贮品质从高到低为T3（纤维素酶）T1（乳酸菌）T2（蔗糖）T4（尿素）CK。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2024.05.019.T005表5不同添加剂处理下玉米秸秆青贮品质的综合评价项目CKT1T2T3T4pH值0.001.000.800.660.64氨态氮0.001.000.270.470.45乳酸0.001.000.580.720.80干物质0.750.110.871.000.00粗蛋白0.240.370.551.000.00中性洗涤纤维0.000.260.530.121.00粗灰分0.750.320.001.000.46粗脂肪0.000.540.581.000.09有氧稳定时间1.000.210.570.140.00D值0.340.530.520.640.42排序523143讨论3.1不同添加剂对玉米秸秆青贮感官评价的影响感官评定是评价青贮饲料品质最简单、直观的方法。本研究中，CK的玉米秸秆青贮呈黄褐色、有丁酸臭味且茎叶结构保持较差，评价等级为中等；各添加剂处理的玉米秸秆青贮等级均达到一级或二级，说明添加剂处理可以改善玉米秸秆青贮的感官品质，这可能是由于在常规青贮条件下玉米秸秆青贮环境难以达到乳酸菌发酵的厌氧条件。黄丽萍等[20]在全株玉米青贮过程中添加氯化铵、乳酸菌、有机酸盐和纤维素酶，发现添加剂处理的全株玉米青贮感官品质均达到优良水平，而无添加剂的对照青贮感官品质则为中等，与本试验结果相似。玉米秸秆青贮的品质不仅与添加剂有关，也与玉米品种、秸秆含水量和收获时期等因素密切相关。原料含水量是关乎青贮感官品质的重要因素之一，所以在制作青贮饲料时应准确掌握原料含水量，通常含水量为65%~70%比较适合制作玉米秸秆青贮[21]。3.2不同添加剂对玉米秸秆青贮发酵品质的影响发酵指标中的pH值、NH3-N、LA是评价青贮品质的主要指标。通常pH值越低，LA含量相应越高，代表发酵品质越好[22]；NH3-N和有机酸含量则反映青贮原料中的蛋白质和碳水化合物的转化情况。研究发现，优质的青贮饲料pH值应在4.1以下，NH3-N含量在10%以下，LA含量在4%~6%之间[23]。本研究结果表明，各添加剂处理玉米秸秆青贮样品pH值在3.30~3.46之间，NH3-N含量在2.96%~3.41%之间，均低于CK；乳酸含量在58.90~68.47 mg/g之间，显著高于CK。其中，植物乳杆菌提升LA含量效果最好，可能是由于植物乳杆菌作为青贮发酵促进剂极大地增加了秸秆表面上乳杆菌的数量，进而促进了LA大量产生。王亚芳等[11]研究发现，全株玉米青贮过程中添加乳酸菌、纤维素酶可显著降低pH值和NH3-N含量，提高LA含量，与本研究结果相似。3.3不同添加剂对玉米秸秆青贮营养品质的影响青贮过程中由于受到原料本身及微生物的一系列生命活动影响，青贮原料的营养品质会产生变化[24-25]。本研究中，T2和T3的CP含量分别为7.50%和7.72%，显著高于CK，与贺婷婷等[26]在油莎豆青贮中添加纤维素酶的结果一致，这可能是由于纤维素酶加速了糖分分解，为乳酸菌发酵作用提供了充足的发酵底物，产生较多的LA，pH值下降，抑制了腐败细菌滋生。魏晓斌等[27]研究发现，紫花苜蓿在青贮中添加纤维素酶可显著降低ADF和NDF含量。而张英等[28]认为，纤维素酶可显著降低ADF含量，对NDF无影响。本研究中，纤维素酶处理下的样品ADF含量为34.38%，与CK（35.63%）相比差异不显著。本研究结论与前人研究结论存在差异，可能是由于发酵温度、发酵时间、青贮原料和酶水平等因素的差异造成的。3.4不同添加剂对玉米秸秆青贮有氧稳定性的影响发酵袋开启后，由于原料接触到空气，呼吸作用增强，原料温度上升，腐败细菌迅速扩繁使青贮原料逐渐腐败[29]。有氧稳定性是指青贮饲料在某种环境条件下暴露于空气中保持稳定且不会变质的时间，即有氧稳定时间，有氧稳定时间越长代表有氧稳定性越好，青贮原料不易腐败[30]。李旭业等[31]以乳酸菌、蔗糖、纤维素酶和甲酸为青贮添加剂，开展了全株玉米的有氧稳定性研究，结果发现，青贮玉米全株有氧稳定性的强弱顺序表现为对照甲酸蔗糖纤维素酶乳酸菌。本研究中，各添加剂处理组的有氧稳定时间均显著低于CK，表现为CK（74 h）T2（62 h）T1（52 h）T3（50 h）T4（46 h），与前人研究结论基本一致。4结论本试验条件下，在玉米秸秆青贮中添加植物乳杆菌、蔗糖、纤维素酶和尿素均可有效改善感官评价、营养成分及发酵品质。模糊隶属函数计算结果表明，纤维素酶处理的D值最高，青贮品质最好，植物乳杆菌处理效果次之。